《计算机系统》课程教学大纲
计算机操作系统课程设计教学大纲
《计算机操作系统》课程设计教学大纲课程编号：08120070课程名称：计算机操作系统/Computer Operating System课程总学时/学分：56/3.5（其中理论46学时，实验10学时课程设计时间/学分：1周/1学分适用专业：计算机科学与技术一、设计任务及目的《计算机操作系统》课程是计算机科学与技术专业的一门重要专业基础课，“计算机操作系统课程设计”的目的是在学生学习了《计算机操作系统》课程之后理论联系实践，一方面延续《计算机操作系统》课程实验的要求，进一步加深与巩固学生对计算机操作系统中概念、基本原理、算法的理解和掌握，培养学生对计算机常用操作系统的操作能力；另一方面通过本环节加强培养学生分析、修改和设计操作系统的能力。
期望达到学为所用，并且能进一步提高使用计算机和编程能力。
二、课程设计的基本要求1、了解所选择开发环境的调试功能，掌握跟踪，修改错误的技巧。
2、能根据实际问题选择数据结构，清淅的描述算法。
3、培养良好的编程风格。
4、撰写课程设计报告，按格式要求写出完整的、规范的报告并打印，其中模块图、流程图要清楚规范，特别要求学生独立完成。
三、设计需运用的基本理论设计需运用计算机系统知识、操作系统基本概念、进程管理、存储管理技术、I/O管理技术、文件管理、高级语言程序设计、数据结构等内容。
四、课程设计内容与时间安排1、设计内容：可以选择下面提供的参考选题，也可以自选，如果自选，需要将自选题，目的详细内容以及实现要求提供给老师，老师批准后方可采用。
课题一：进程管理演示设计目的：加深对进程概念及进程管理各部分内容的理解；熟悉进程管理中主要数据结构的设计及进程调度算法、进程控制机构、同步机构及通讯机构的实施。
设计内容：设计一个允许n个进程并发运行的进程管理模拟系统。
该系统包括有简单的进程控制、同步与通讯机构，其进程调度算法可任意选择（优先级调度，时间片轮转，短进程优先中的一种）。
每个进程用一个PCB表示，其内容根据具体情况设置。
本科专业认证《计算机体系结构》教学大纲
《计算机体系结构》教学大纲课程名称：计算机体系结构英文名称：Computer Architecture课程编号：0812000485课程性质：选修学分/学时：2/32。
其中，讲授 32学时，实验 0学时，上机 0学时，实训 0学时。
课程负责人：先修课程：模拟电路，数字电路，计算机组成原理，汇编语言，操作系统，算法与程序设计方法一、课程目标通过本课程的教学，使学生先掌握计算机系统结构的基本概念，以及计算机系统结构的形成和发展过程，再以现代计算机系统结构为主线，掌握计算机系统结构的合成、存储系统结构、流水线结构、多处理机系统、RISC结构、分布计算环境结构及数据流计算机结构等现代计算机的系统结构，并了解软件对计算机系统结构的影响，最后了解现代计算机系统结构的最新发展。
本课程帮助学生了解计算机系统结构的基本概念，基本原理、基本结构、基本分析方法以及近年来的重要进展。
通过本课程的学习，达到以下教学目标：1. 工程知识1.1 掌握必要的计算机体系结构基础理论知识。
1.2 能够应用计算机体系结构理论知识解决复杂工程技术问题。
2. 问题分析2.1 能够理解并恰当表述计算机体系结构的实际问题。
2.2 能够找到合适的解决计算机体系结构实际问题的程序与方法。
2.3 在一定的限制条件下能够合理解决计算机体系结构方面的实际问题。
3．设计/开发解决方案能够运用计算机系统结构基础知识初步进行计算机系统的规划与设计并体现创新意识。
4. 研究4.1能够采用计算机系统结构理论知识进行研究并合理设计实验方案。
4.2具备采集有效数据的能力。
5. 使用现代工具能够正确运用工具与资源对计算机系统的性能提升等问题进行设计与实现。
6. 终身学习6.1具有自觉搜集阅读与整理资料的能力。
6.2了解计算机系统结构的发展前沿。
6.3具有终身学习的意识与能力。
二、课程内容及学时分配如表1所示。
三、教学方法课程教学以课堂教学、实验教学、课外作业、综合讨论、网络课程等共同实施。
计算机操作系统课程教学大纲
计算机操作系统课程教学大纲一、课程概述本课程旨在介绍计算机操作系统的基本概念、原理和技术，培养学生对操作系统的深入理解和掌握，为后续学习相关课程奠定基础。
二、课程目标1. 着重介绍操作系统的基本概念和原理，让学生了解操作系统的作用和重要性；2. 引导学生深入理解操作系统的运行机制和管理方法；3. 培养学生分析和解决操作系统问题的能力；4. 掌握操作系统的常见功能和技术，如进程管理、内存管理、文件系统等；5. 培养学生的团队合作能力和实践能力，通过实验和项目来巩固所学知识。
三、教学内容和学时安排1. 操作系统概述（4学时）- 操作系统的定义和发展历程- 操作系统的主要功能和作用- 操作系统的分类和常见例子2. 进程管理（10学时）- 进程的基本概念和进程控制块- 进程的状态和状态转换- 进程的调度算法和调度策略- 进程同步与进程通信- 死锁的概念和避免策略3. 内存管理（8学时）- 内存的层次结构和地址空间- 内存分配和回收的基本方法- 页面置换算法和内存页面置换策略- 虚拟内存的概念和地址映射技术- 内存保护和内存扩展技术4. 文件系统（8学时）- 文件系统的基本概念和组织结构- 文件的逻辑结构和物理结构- 文件的访问控制和权限管理- 文件系统的存储管理和数据恢复技术 - 磁盘调度算法和磁盘缓存技术5. 输入输出系统（6学时）- 输入输出设备的种类和特点- 输入输出控制器和设备驱动程序- 缓冲区管理和数据传输方式- 输入输出中断处理和中断机制- 输入输出软件和设备驱动的编写6. 分布式系统和并发处理（8学时）- 分布式系统的概念和基本特点- 分布式系统的组织结构和通信机制- 并发处理的概念和基本原理- 并发控制和互斥访问技术- 进程间通信和进程远程调用技术四、教学方法和评价方式教学方法包括讲授、讨论、实验和项目实践等。
通过教师主导的讲授，引导学生理解操作系统的基本概念和原理。
通过小组讨论和案例分析，培养学生的分析和解决问题的能力。
《计算机系统结构》教学大纲
《计算机系统结构》教学大纲课程名称：计算机系统结构课程学时：72学时课程类型：专业必修课课程学分：3学分课程考核方式：考试一、课程目标本课程旨在使学生了解计算机系统的基本结构和原理，掌握计算机系统的层次结构、指令系统和中央处理器、主存储器和输入输出系统等方面的知识，培养学生分析和设计计算机系统的能力。
二、课程内容1.计算机系统概论1.1计算机系统的发展历程1.2计算机系统的基本组成部分1.3计算机系统的层次结构2.指令系统2.1指令的分类与特点2.2指令的寻址方式2.3指令的执行过程2.4简单指令系统的设计与实现3.中央处理器3.1数据通路和控制器3.2指令的执行过程3.3中央处理器的设计与实现3.4流水线技术4.主存储器4.1存储器的基本概念4.2存储器的层次结构4.3存储器的组织与管理4.4高速缓存存储器的设计与实现4.5虚拟存储器5.输入输出系统5.1输入输出系统的功能与分类5.2输入输出设备的接口技术5.3中断处理和DMA技术5.4输入输出系统的设计与实现三、教学方法本课程采用理论课和实验相结合的教学方法。
理论课主要讲授计算机系统的基本原理和概念，通过示例和案例分析加深学生的理解。
实验课将对部分计算机系统组成部分进行仿真和实践操作，提高学生的实际操作能力。
四、教材与参考书主教材：《计算机组成与设计》（第5版）- David A. Patterson, John L. Hennessy，机械工业出版社参考书：1. 《计算机系统结构教程》- M. Morris Mano, 赵洁，高等教育出版社2.《计算机体系结构》-王肇国，机械工业出版社五、考核方式与评分标准本课程采取考试的方式进行综合评估。
考试主要包括选择题、填空题、简答题和综合性问题。
评分标准包括学生对计算机系统原理的掌握程度、对计算机系统设计的理解程度以及实验操作能力的表现等。
六、实验内容1.设计一个简单的指令系统，包括指令集、寻址方式和控制流程。
计算机操作系统教学大纲
计算机操作系统教学大纲一、引言计算机操作系统是计算机学科的基础课程，是计算机系统的核心和基础，对于计算机专业学生具有重要的意义。
本课程旨在介绍计算机操作系统的基本概念、原理和技术，使学生了解计算机操作系统的结构和功能，能够熟练掌握计算机操作系统的一些基本操作和应用技术。
二、课程目标•了解计算机操作系统的基本概念和原理；•掌握进程、线程、内存管理、文件系统等操作系统的核心技术；•熟练掌握并应用Unix/Linux操作系统；•学会编写并调试简单的操作系统代码。
三、教学内容及进度安排第一章：概论第一节：操作系统概述•操作系统的历史•操作系统的定义和功能•操作系统的分类第二节：计算机硬件基础•处理器•存储器•输入输出设备第三节：操作系统结构•操作系统的组成•操作系统的层次结构•操作系统的运行环境第二章：进程管理第一节：进程和线程•进程和线程的概念和特点•进程和线程的状态•进程和线程的调度算法第二节：进程同步与通信•进程同步的概念和原理•进程并发访问的问题和方法•进程间通信和同步的机制和方式第三节：死锁的概念和预防•死锁的原理和特征•死锁的预防第三章：内存管理第一节：内存的物理地址分配•内存的物理地址映射•内存的物理地址分配第二节：动态内存管理•动态内存管理的基本原理•动态内存管理的实现方法第三节：虚拟内存管理•虚拟内存的概念和特点•虚拟内存的实现方法第四章：文件系统管理第一节：文件系统的概念和组成•文件系统的概念和功能•文件系统的组成第二节：文件系统的实现•文件系统的基本操作•文件系统的存储结构•文件系统的缓存管理第五章：Unix/Linux操作系统第一节：Unix/Linux概述•Unix/Linux的历史和发展•Unix/Linux的特点和优势第二节：Unix/Linux基本命令•目录操作命令•文件操作命令•系统管理命令第三节：Unix/Linux系统管理•用户管理和权限管理•进程管理和服务管理•网络管理和安全管理第六章：操作系统的应用第一节：嵌入式操作系统•嵌入式操作系统的概念和特点•嵌入式操作系统的应用领域第二节：实时操作系统•实时系统的概念和特点•实时操作系统的基本特征和分类第三节：分布式操作系统•分布式操作系统的概念和特点•分布式操作系统的实现方法四、教材及参考书目主教材•《操作系统：精髓与设计原理》（第七版），Silberschatz, Galvin, Gagne 著，机械工业出版社，2016参考书目•《现代操作系统》（第三版），Tanenbaum, Bos 著，机械工业出版社，2015•《操作系统与网络管理》（第二版），谢仁发，刘建荣著，高等教育出版社，2016•《UNIX环境高级编程》（第三版），W. Richard Stevens, Stephen A. Rago 著，人民邮电出版社，2014五、教学方法与考核方式教学方法•讲授课程讲述主要理论知识和基本原理；•实验课程让学生自己操作实践并探讨问题的解决方式；•课堂讨论适时引导学生思考并掌握要点。
《计算机操作系统》教学大纲(新版教材)
《计算机操作系统》教学大纲（新版教材）《计算机操作系统》教学大纲课程号：05041030课程类别：专业必修课适用专业：信息管理学时：36学分：2大纲作者：杨洪辉大纲审核人：张清华大纲批准人：谭旭红一、课程性质、目的和意义计算机操作系统是信息管理专业的一门必修课。
通过学习，掌握计算机操作系统的基本原理和组成；计算机操作系统的基本概念和相关的新概念、术语和术语；了解计算机操作系统的开发特点、设计技巧和方法；常用计算机操作系统（DOS、windows、UNIX或Linux）的基本操作和使用。
二、教学基本要求掌握计算机操作系统的基本概念、新术语、术语、设计思想、方法和技能，掌握操作系统的安装、使用和简单维护。
三、教学内容第一章导论教学内容：操作系统的历史；操作系统的基本类型；操作系统的功能；重点：什么是操作系统？知道操作系统有五种类型和五种功能；困难：操作系统的概念第2章操作系统的用户界面教学内容：作业管理和用户界面的任务和功能；用户界面设计的特点；作业调度算法；操作系统中常用命令的分类介绍重点：1.操作系统提供用户与计算机之间的接口形式；2.运营管理的任务和功能3.系统调用接口的功能和使用；困难：系统调用界面的功能和使用第3章进程管理教学内容：“过程”的概念；过程描述；过程状态和过渡；过程控制；进程的同步和互斥；过程的P-V操作；“僵局”的概念；重点：1.操作系统的核心操作和“流程”的基本概念；2.“过程”的基本过渡状态和应用特点；1困难：1.“进程”的p―v操作第4章处理机调度教学内容：分组调度；作业调度；进程调度；调度算法要点：调度算法；难点：调度算法；第五章仓储管理教学内容：内存的分区、分页、分段管理概念；物理地址与逻辑地址；内存“扩充”技术；式存储管理；段式存储管理；内存的分配算法关键是：1.内存管理中基本分配和调度方法；2.内存管理中各种分区、分区和分段方法的特点；困难：内存管理中各种分区、分和分段方法的理解。
计算机系统基础袁春风教学大纲
计算机系统基础袁春风教学大纲计算机系统基础袁春风教学大纲课程名称：计算机系统基础教师：袁春风一、课程概述本课程介绍计算机系统的基本原理和组成部分，培养学生对计算机系统的整体理解和基本操作能力。
通过理论授课、实验实践和案例分析，使学生掌握计算机系统的基本概念、组成结构、运行原理和应用技术。
二、教学目标1. 掌握计算机系统的概念、组成和工作原理。
2. 熟悉计算机硬件和软件的基本组成部分。
3. 了解计算机的运行机制和体系结构。
4. 学习计算机系统的操作和维护技术。
三、教学内容及进度安排1. 概述与基本概念（2周）- 计算机系统的定义与层次结构- 计算机硬件与软件的基本概念- 计算机系统的工作原理2. 计算机硬件体系结构（4周）- CPU与内存的结构与功能- 输入输出设备及其接口- 存储系统与磁盘管理- 中断系统与总线技术3. 计算机软件与操作系统（4周）- 操作系统的概念与分类- 进程管理与调度算法- 内存管理与虚拟存储技术- 文件系统与磁盘调度4. 计算机网络与通信系统（3周）- 计算机网络的基本概念与分类- 网络协议与分层结构- 数据链路层与网络层协议- 传输层与应用层协议5. 计算机系统的安全与性能优化（2周）- 计算机系统的安全与漏洞分析- 性能优化的基本原则与方法- 系统调试与故障排除技术四、教学方法与评价方式1. 教学方法：理论授课、案例分析、实验实践、小组讨论等多种教学手段相结合，注重理论与实践的结合。
2. 评价方式：包括平时成绩、实验报告、课堂表现、期末考试等多项评估指标，综合评价学生对课程内容的理解与应用能力。
以上是计算机系统基础袁春风教学大纲的内容安排，希望通过本课程的学习，学生能够全面了解和掌握计算机系统的基本原理和操作技术，为进一步的计算机专业学习奠定坚实的基础。
计算机教学大纲范文
计算机教学大纲范文1.课程概述1.1课程名称：计算机教学1.2课程代码：COMP10011.3学时：36学时1.4学分：2学分1.5先修课程：无2.课程目标本课程的目标是使学生掌握计算机基本原理和操作技能，了解计算机应用的基本概念和常见应用软件的使用方法，培养学生的计算机思维和解决问题的能力。
3.教学内容3.1计算机基础知识3.1.1计算机的发展历程3.1.2计算机的组成部分3.1.3计算机的工作原理3.1.4计算机的存储器和输入输出设备3.1.5计算机的操作系统和网络3.1.6计算机的安全和伦理问题3.2计算机应用基础3.2.1常见应用软件的介绍和使用方法3.2.2文字处理软件的使用技巧3.2.3数据库软件的基本操作3.2.4电子表格软件的功能和使用方法3.2.5图形处理软件的基本操作3.2.6网络浏览器和电子邮件的使用技巧3.3编程基础3.3.1编程语言的概念和分类3.3.2算法和流程图的基本概念3.3.3编程环境的搭建和使用3.3.4基本的编程语法和数据类型3.3.5条件语句和循环语句的使用3.3.6数组和函数的概念和使用4.教学方法4.1理论讲授：通过课堂讲解，介绍计算机的基本原理和应用知识。
4.2实践操作：通过实际操作计算机软件，提高学生的操作技能和解决问题的能力。
4.3课堂讨论：通过小组讨论和问题解答，促进学生的思维活跃和合作能力。
4.4作业和项目：布置作业和项目，巩固和应用所学知识。
5.考核方法5.1平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况和参与度等。
5.2期中考试：考察学生对计算机基础知识的掌握程度。
5.3期末考试：考察学生对计算机应用和编程基础的理解和应用能力。
5.4课程项目：综合运用所学知识完成一个实际项目，评估学生的综合能力。
6.参考教材6.1《计算机基础知识教程》6.2《计算机应用基础教程》6.3《编程基础与实践》7.参考资源7.1计算机实验室：提供计算机硬件和软件环境进行实践操作。
计算机操作系统课程教学大纲
计算机操作系统课程教学大纲一、课程介绍1.1 课程名称：计算机操作系统1.2 课程学时：36学时1.3 课程分类：必修课1.4 建议先修课程：计算机体系结构、数据结构与算法1.5 课程目标：本课程旨在使学生了解计算机操作系统的基本原理、功能和特性，掌握操作系统的设计与实现方法，并培养学生使用和管理操作系统的能力。
二、课程内容2.1 概述与原理2.1.1 计算机操作系统的定义与功能2.1.2 操作系统的基本组成和体系结构2.1.3 进程管理与调度2.1.4 内存管理与虚拟存储2.1.5 文件系统与输入输出2.1.6 设备管理与中断处理2.1.7 操作系统的发展与应用2.2 操作系统实现2.2.1 操作系统的设计与实现方法2.2.2 操作系统的启动与初始化2.2.3 进程控制与同步2.2.4 存储管理与地址转换2.2.5 文件系统的实现与管理2.2.6 设备驱动与中断处理2.2.7 操作系统性能优化与调试2.3 操作系统应用与案例分析2.3.1 操作系统在服务器和个人电脑中的应用2.3.2 操作系统在嵌入式系统中的应用2.3.3 操作系统的安全和可靠性分析2.3.4 操作系统的案例研究和实践三、教学方法3.1 授课方式：理论讲授与实践操作相结合3.2 案例分析：通过实际案例进行操作系统的设计与实现分析3.3 课堂讨论：学生参与探讨操作系统的相关问题与应用场景3.4 实验实践：组织学生进行操作系统相关的编程与调试实验3.5 课程作业：安排学生完成操作系统相关的设计与实现作业四、教材与参考资料4.1 主教材：《计算机操作系统教程》4.2 参考资料：- 《现代操作系统》- 《深入理解计算机系统》- 《操作系统概念》- 《操作系统导论》五、考核要求5.1 平时成绩：包括课堂表现、实验报告与作业完成情况等5.2 考试成绩：期末闭卷考试，占总成绩的60%5.3 实验成绩：学生实验报告评分，占总成绩的20%5.4 作业成绩：学生作业评分，占总成绩的20%六、课程评价与改进6.1 学生评价：定期进行学生评价，收集学生对课程的反馈意见6.2 教师评价：对学生的学习情况进行评价，及时调整教学策略6.3 课程改进：结合学生评价与教师总结，不断改进课程内容与教学方法，提高教学质量。
《计算机系统结构》课程教学大纲
《计算机系统结构》课程教学大纲英文课程名称： Computer Architecture 课程编号：授课语言：中文学分：3课内学时：51 课程性质：专业课先修课程：计算机组成原理考试/考查：考试是否全英/双语课程：否一、课程定位和基本要求1.课程定位本课程是计算机专业和软件工程专业的一门重要专业课。
其目的是提高学生从总体结构、系统分析这一层次来研究和分析计算机系统的能力，帮助学生建立整机的概念；使学生掌握计算机系统结构的概念、原理、结构以及设计和分析方法，并对计算机系统结构的发展历史和现状有所了解。
2.课程教学目标课程教学目标1：掌握计算机系统结构相关的基本概念和计算机系统的设计方法，掌握定量分析的基本方法以及计算机系统的性能评测技术。
掌握计算机系统结构中并行性的发展。
课程教学目标2：理解指令集结构的分类及指令系统设计中应考虑的各种因素，掌握计算机指令系统的设计方法，掌握指令操作码的优化编码。
课程教学目标3：掌握流水线的基本概念、分类以及性能分析，掌握基本MIPS流水线的实现，掌握流水线中的各种冲突及其解决方法。
课程教学目标4：掌握向量处理机的基本概念、结构和性能评价方法。
课程教学目标5：掌握指令级并行的概念及其硬件开发方法，掌握Tomasulo算法以及动态分支预测技术。
课程教学目标6：掌握指令级并行开发的软件方法，包括基本指令调度、循环展开、全局指令调度（踪迹调度和超块调度）、静态多指令流出、显式并行指令计算；掌握开发循环级并行的方法，如软流水。
课程教学目标7：掌握多级存储层次，掌握Cache的组成及性能分析，掌握改进Cache 性能的方法；课程教学目标8：掌握磁盘冗余阵列RAID以及通道的工作原理和性能分析；课程教学目标9：掌握互连函数、互连网络的参数和性能指标，掌握静态互连网络和动态互连网络。
课程教学目标10：掌握多处理机系统的两种存储结构模型, 掌握实现多Cache一致性的监听法和目录法。
计算机教学大纲
计算机教学大纲一、引言在当今数字化时代，计算机教学已成为教育领域的重要组成部分。
为了提供更好的计算机教学，制定一份全面的教学大纲显得尤为重要。
本文将从课程目标、教学内容、教学方法和评估方式等方面，编写一份完整的计算机教学大纲。
二、课程目标1. 增强学生对计算机科学基本概念和原理的理解。
2. 培养学生的计算思维和问题解决能力。
3. 培养学生的信息素养和网络安全意识。
4. 提高学生的计算机操作和应用能力。
5. 培养学生的协作与沟通能力。
三、教学内容1. 计算机科学基础知识- 计算机体系结构- 操作系统原理- 数据结构和算法- 编程语言和软件开发基础2. 计算机应用技术- 办公软件的使用- 图像处理与设计- 多媒体技术与应用- 数据库管理与应用3. 信息安全与网络素养- 网络基础知识与应用- 网络安全风险与防范- 个人隐私保护与数字著作权意识4. 计算思维与问题解决能力- 算法设计与分析- 逻辑思维与思维导图- 程序设计思维与问题求解四、教学方法1. 讲授与示范：通过教师的讲解和演示，向学生介绍计算机原理、操作方法和应用技术。
2. 实践与操作：提供计算机实践环境，让学生亲自操作和实践，巩固所学知识。
3. 项目与实训：组织学生开展计算机应用项目和实训活动，培养学生的协作与实际应用能力。
4. 讨论与互动：通过讨论和互动，激发学生的思维，提高问题解决能力。
五、评估方式1. 课堂表现评估：包括出勤率、课堂参与度和学习态度等方面的评价。
2. 作业与实验成绩：根据学生完成的作业和实验报告进行评分，考察学生对知识的理解和实际应用能力。
3. 项目评估：对学生完成的实际应用项目进行评估，考察学生的团队协作能力和项目管理能力。
4. 考试评估：通过理论知识考试，测试学生对计算机科学基础知识的掌握程度。
六、总结本教学大纲旨在为计算机教学提供一个全面、系统的指导框架。
通过合理的课程目标、教学内容、教学方法和评估方式的设定，可以有效地提高学生的计算机科学素养和实际应用能力。
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《计算机系统结构》教学大纲（参考学时：约48学时）1.课程的性质、目的和意义计算机系统结构是计算机科学与技术专业（本科）必修的一门专业技术课。
计算机系统结构是计算学科的重要分支之一。
计算机的发展历史说明，计算机性能的不断提高主要依靠器件的变革和系统结构的改进。
今天，在器件潜力几乎达到极限的情况下，计算机系统结构的改进尤为重要。
本课程是从外部来研究计算机系统,即使用者所看到的物理计算机的抽象;编写出能够在机器上正确运行的程序所必须了解到的计算机的属性;软硬件功能分配及分界面的确定。
通过本课程的学习，使学生建立计算机系统的完整概念;掌握计算机系统结构的基本概念、基本原理、基本结构和基本分析方法，为学生熟悉现代计算机系统特别是微型计算机系统的开发、应用和发展打下良好的基础。
本课程应该注重培养学生对系统结构的分析能力，掌握系统结构设计的基本原则。
即如何最合理地利用新器件，最大限度地发挥其潜力，设计并构成综合性能指标最佳的计算机系统。
本课程为计算机专业（本科）高年级课程，需要综合几乎所有计算机专业基础和相关的前继专业课程知识。
主要有：计算机组成原理、汇编语言程序设计、高级语言程序设计、数据结构、操作系统、编译原理等课程。
本课程的新内容为超标量处理机、超流水线处理机、向量处理机、并行处理机、线程级并行、多核处理器、多处理器系统及其并行计算等。
1.教学内容本课程知识结构图如图1所示。
第一部分计算机系统结构的基础1.教学内容2.计算机的发展及其分类；3.计算机系统多级层次结构和计算机系统结构的基本概念；4.计算机系统设计的评价标准和定量原理；5.软件、器件、应用对计算机系统结构的影响；6.计算机系统的分类。
2．教学基本要求1.熟练掌握内容:计算机系统层次结构，计算机系统结构定义，计算机组成定义，计算机实现定义，系统结构、组成与实现的三者关系，透明性，计算机系统设计的定量分析原理（Amdahl定律，CPU性能公式，并行性原理，局部性原理），MIPS定义，MFLOPS定义。
2.掌握内容:弗林分类法，冯·诺依曼计算机特征，计算机系统结构的演变，软件、器件、应用对计算机系统结构的影响，模拟与仿真。
3.了解内容:计算机系统结构的发展，计算机的分类，计算机系统设计的主要方法。
3．重点和难点重点：1.计算机系统结构，计算机组成和计算机实现是三个不同的概念；2.计算机系统设计的定量分析原理（Amdahl定律，CPU性能公式，并行性原理，局部性原理）；3.系统结构的评价标准；4.计算机系统结构的分类。
难点：1.计算机系统设计的定量分析原理。
第二部分计算机指令系统1.教学内容1.数据类型；2.寻址技术；3.指令系统的设计；4.指令系统的改进。
2．教学基本要求1.熟练掌握内容：数据表示和数据结构，自定义数据表示，大端存储和小端存储，寻址方式，指令格式的优化（Huffman编码法、扩展编码法），RISC的定义与特点,减少指令平均执行周期数方法。
2.掌握内容：引入数据表示的原则，编址方式，程序装入与定位方式，指令功能的设计，CISC指令系统。
3.了解内容：浮点数据表示，其它数据表示，指令系统的优化发展方向。
3．重点和难点重点：1.指令系统是计算机系统中软件与硬件的接口；2.数据表示；3.寻址方式；4.指令格式的优化设计；5.指令系统的功能设计；6.复杂指令系统计算机；7.精简指令系统计算机；8.CPI。
难点：1.指令格式的优化；2.程序装入与定位方式。
第三部分存储系统1.教学内容1.存储系统及原理；2.虚拟存储器；3.高速缓冲存储器（Cache）；4.三级存储系统；5.并行存储器；6.RAID系统；7.存储域网络（SAN）。
2．教学基本要求1.熟练掌握内容:存储系统的定义,存储系统的性能参数,存储器访问局部性的概念；存储层次结构中的命中率概念及计算。
Cache存储器工作原理,虚拟存储器工作原理，地址映象与变换方法,替换算法。
2.掌握内容:Cache的一致性及性能分析，存储器的频带平衡，提高主存命中率的方法，替换算法实现，低位交叉访问存储器，高位交叉访问存储器。
了解内容:11种先进的Cache性能优化方法，三级存储系统，RAID系统，存储域网络（SAN）。
3．重点和难点重点：1.提高存储器性能的主要方法有层次存储器、并行存储器；2.存储系统的主要性能参数；3.块/页的定位问题，替换问题，一致性问题。
难点：1.块/页的定位问题，替换问题，一致性问题。
第四部分输入输出系统1.教学内容1.输入输出系统的特点；2.基本的输入输出方式；3.输入输出总线；4.I/O处理机。
2．教学基本要求1.熟练掌握内容：基本的输入输出方式，通道处理机原理。
2.掌握内容：输入输出系统的特点，I/O性能评价。
3.了解内容：输入输出总线的设计，通道流量的计算，外围处理机。
3．重点和难点重点：1.输入输出系统,输入输出系统的异步性、实时性和设备无关性；2.程序控制输入输出方式、直接存储器访问方式（DMA）和中断输入输出方式；3.字节多路通道、选择通道和数组多路通道；4.外围处理机。
难点：1.通道流量的计算第五部分流水线技术与向量处理技术1.教学内容1.流水线基础；2.流水线技术；3.流水线的相关性分析及处理；4.向量的流水处理与向量流水处理机。
2．教学基本要求1.熟练掌握内容：流水线工作原理，时空图，线性流水线，输入任务连续情况下单功能线性流水线的吞吐率、加速比和效率。
向量处理的基本概念。
2.掌握内容：指令的重叠执行，RISC对流水线技术的支持，先行控制技术，输入任务不连续情况下单功能、线性流水线的性能分析，向量流水处理机的链接技术。
3.了解内容：非线性流水线的调度，流水线的相关性分析及处理，流水线的分类，提高向量流水处理机性能的其他技术。
3．重点和难点重点：1.先行控制技术（look-ahead）；2.流水线的原理、特点及其分类；3.流水线的性能分析。
难点：1.流水线的性能分析第六部分并行处理机1.教学内容1.阵列处理机；2.阵列机中并行存储器的无冲突访问；3.相联处理机；4.脉动阵列机；5.互连网络；6.超标量流水线和超流水线；7.超长指令字处理机。
2．教学基本要求1.熟练掌握内容：SIMD计算机的基本概念和模型，阵列处理机基本结构,阵列处理机的特点；互连网络的概念，超标量、超流水线、超长指令字处理的基本原理。
2.掌握内容:超标量处理机性能分析，超流水线处理机性能分析，超流水线超标量处理机性能分析。
静态互联网络的特性和拓扑结构,动态互联网络的置换函数。
3.了解内容：阵列机中并行存储器的无冲突访问，脉动阵列机，相联处理机，多级互联网络，互联网络的通信问题。
3．重点和难点重点1.SIMD计算机模型；2.阵列处理机基本结构；3.互连网络的特性:结点度，距离，网络直径，网络规模，带宽总和，对分宽度；静态互联网络的拓扑结构；4.动态互连网络的置换函数，网络的传输性能特性；5.超标量处理机性能分析，超流水线处理机性能分析，超流水线超标量处理机性能分析。
难点1.动态互连网络的置换函数，网络的传输性能特性；第七部分PC计算机的系统结构1.教学内容1.PC计算机的发展回顾；2.Intel Core微架构；3.AMD64处理器架构；4.主板芯片组；5.未来PC处理器的发展方向。
2．教学基本要求1.熟练掌握内容：影响PC处理器发展的两个重大事件，Intel Core微架构的特点，AMD64处理器架构的特点，主板芯片组的概念。
2.掌握内容：PC计算机的四代发展，未来PC处理器的发展方向。
3.了解内容：前端总线FSB。
3．重点和难点重点1.影响PC处理器发展的两个重大事件分析；2.Intel Core微架构的分析；3.AMD64处理器架构的分析；4.主板芯片组的功能；5.未来PC处理器的发展方向。
难点1.Intel Core微架构的分析；第八部分多处理机系统1.教学内容1.指令级并行性的限制和超线程技术；2.多处理器构成的系统结构；3.多处理器的Cache一致性；4.多处理器系统的同步机制；5.集群系统；6.多处理器系统的程序并行性；7.曙光5000超级计算机。
2．教学基本要求1.熟练掌握内容：MIMD计算机的基本结构（共享存储多处理机,分布存储多处理机）,Cache一致性，集群系统及其特点。
2.掌握内容：指令级并行性的限制，限制单处理器发展的其它主要因素，超线程技术，多核处理器结构，对称式共享存储器系统和多处理器的Cache一致性，分布式共享存储器系统和基于目录的Cache一致性，多处理器系统的同步机制概念，集群系统的关键技术，多处理器系统的程序并行性挖掘。
3.了解内容：多处理器并行处理定量分析和所遇到的问题，多处理器系统的同步机制处理，支持并行程序的软件工具，曙光5000超级计算机。
3．重点和难点重点1.MIMD计算机的基本结构；2.指令级并行性的限制；3.多核处理器结构；4.Cache一致性；5.多处理器系统的同步机制概念；6.集群系统的关键技术；7.多处理器系统的程序并行性挖掘。
难点1.Cache一致性；2.多处理器系统的程序并行性挖掘。
第九部分DLX虚拟处理器及其实验1.教学内容1.WinDLX虚拟处理器概述；2.WinDLX虚拟处理器的指令系统；3.WinDLX汇编；4.WinDLX的流水线结构；5.WinDLX虚拟处理器上机操作；6.DLX虚拟处理器实验。
2．教学基本要求1.熟练掌握内容：WinDLX虚拟处理器，WinDLX的流水线结构，WinDLX虚拟处理器上机操作。
2.掌握内容：DLX虚拟处理器实验。
3.了解内容：WinDLX虚拟处理器的指令系统；WinDLX汇编。
3．重点和难点重点1.WinDLX的流水线结构；2.WinDLX虚拟处理器上机操作；3.DLX虚拟处理器优化流水线处理的实验。
难点1.WinDLX的流水线结构；教学方法课堂讲授采用多媒体教学和组织讨论方式。
结合理论进行实验，自主分析实验结果。
1.学时分配（共计48学时）1.教学中应注意的问题1.注意从系统分析和设计的角度，让学生重点建立起完整的计算机系统的概念和基本分析方法。
在讨论各种系统结构时，紧紧围绕系统可能出现的瓶颈和克服瓶颈的方法进行介绍。
2.紧密结合学生计算机应用实际，突出现代高级微型计算机系统结构介绍和分析，为学生掌握主流微型计算机系统结构发展打下基础。
3.利用PC平台上的DLX虚拟处理器进行以流水线结构研究为主的实验，要求写出实验报告。
4.适当开展教学讨论、作业难题分析和实验结果分析。
2.课程考核论文写作、实验和平时作业、学习表现相结合构成成绩总分，其中论文成绩占70%，实验及平时成绩占30%。
1.适用教材和参考教材及资源适用教材1．蔡启先.计算机系统结构.北京：电子工业出版社，2008参考教材及资源1．John L.Hennessy,David A.Patterson.计算机系统结构——量化研究方法（第四版）白跃彬译.北京：电子工业出版社，20072．John L.Hennessy,David A.Patterson.计算机系统结构：一种定量的方法（第二版）.郑纬民,汤志忠,汪东升等译.北京：清华大学出版社,20023．郑纬民，汤志忠.计算机系统结构（第二版）.北京：清华大学出版社，19984．李学干.计算机系统的体系结构.北京：清华大学出版社，20065．尹朝庆，唐建雄，陈莉.计算机系统结构.武汉：华中理工大学出版社，20006．胡越明.计算机系统结构.北京：北京航空航天大学出版社，20077．李学干.《计算机系统结构》学习指导与题解.西安：西安电子科技大学出版社，2001 8．尹朝庆，卢苇，吴钊等.计算机系统结构学习指导与题解.武汉：华中理工大学出版社，20039．高辉.计算机系统结构应试指导.北京：清华大学出版社，200310．孙方.计算机系统结构习题与真题解析.北京：中国水利水电出版社，200411．Kai Wang.高等计算机系统结构并行性可扩展性.王鼎兴等译.北京：清华大学出版社，南宁：广西科学技术出版社，199512．Buyya R.高性能集群计算：结构与系统(第一卷).郑纬民等译.北京：电子工业出版社，200113．王鼎兴，陈国良等.互联网络结构分析.北京：科学出版社，199014．WinDLX模拟器/sxxy/zikao/wxn/chapter2.pdf15．白中英，杨旭东.并行计算机系统结构.北京：科学出版社，20022008年10月（执笔蔡启先）。