2160217 计算机硬件技术基础(中英文)(2011)

天津大学《计算机硬件技术基础》课程教学大纲

课程编号： 2160217 课程名称：计算机硬件技术基础

学时：48 学分： 2.5

学时分配：授课：32 上机： 0 实验：16 实践：0实践（周）：0

授课学院：计算机科学与技术学院

适用专业：非电类各专业

先修课程：大学计算机基础

一．课程的性质与目的

《计算机硬件技术基础》是为全校非电类各专业本科生开设的一门计算机公共基础课。

本课程的目的是使学生初步明确计算机硬件的体系结构，从概念、基本功能、外部特性、标准等方面了解计算机及其外部设备，重点是微型计算机硬件结构及工作原理，包括计算机工作原理、微机的基本指令系统、汇编程序设计的一般概念，微处理器、存储器、总线及接口电路、外部设备等。

二．教学基本要求

1、本课程是全校非计算机各专业必修课，宜安排在第3或4学期。

2、了解计算机硬件系统的基本组成、工作原理，性能指标和硬件领域里新技术、新知识。

3、全校非电类各专业统一大纲、统一内容、统一要求、统一考试。

4、既有理论，又要通过实验手段，做到理论与实践相结合。

5、讲课使用课件，全部采用多媒体大屏幕投影方式。

三．教学内容

(一)教学内容

第1章微型计算机系统概述及基础知识(4学时)

⏹计算机系统的组成。冯·诺依曼计算机的特点，计算机的一般工作过程。

⏹计算机中的常用计数制、编码及其相互的转换。

⏹二进制数的算术运算和逻辑运算、基本逻辑门及译码器。

⏹有符号数的表示及运算。

⏹二进制数运算中的溢出问题。

⏹定点数与浮点数的表示方法。

说明：教学重点是冯·诺依曼计算机的特点，明确数值和字符在计算机中如何表示。包括原码、反码、补码、BCD码和ASCII码，数的定点与浮点表示法。掌握计数制及不同进位计制之间的转换。

第2章微处理器基础(3学时)

⏹8086微处理器的组成、引脚功能、工作原理。

⏹8086内部寄存器组。

⏹8086的存储器组织。

说明：重点明确内部寄存器组的名称和作用、存储器组织方式以及并行流水线的工作方式。

第3章 80X86微处理器(3学时)

⏹80X86系列微处理器的结构特点。

⏹80X86微处理器系统组成。

⏹工作模式与地址变换。

⏹Pentium微处理器和多核处理器简介。

说明：重点明确内部寄存器组的名称和作用、工作模式与地址变换。

第4章指令系统 (8学时)

⏹指令及指令系统、指令格式、指令中操作数的类型。

⏹寻址方式。六大类指令。

说明：要求掌握操作数的寻址方式和常用指令。常用指令包括数据传送指令、地址传送LEA指令、算术运算、逻辑运算指令、移位指令、POP和PUSH指令、常用的转移指令和循环控制指令、常用系统功能调用指令。

第5章汇编语言与程序设计(4学时)

⏹设计汇编语言程序的步骤、汇编语言源程序结构、汇编语言语句格式。

⏹常用伪指令。

⏹汇编语言程序设计（顺序结构、分支结构、循环结构、子程序）。

说明：教学目标是让学生能够阅读和编写一般的汇编语言源程序。

第6章总线结构 (2学时)

⏹总线的基本概念和分类。

⏹总线的类型、系统结构、层次结构。

⏹总线技术，包括总线的主要功能及原理，性能指标。

⏹常用系统总线标准。

⏹外部总线，重点介绍通用串行总线（USB）。

说明：要求明确总线的作用及其类型。了解常见的系统总线和常见的外部总线。

第7章存储器(3学时)

⏹微型机存储系统的概念，包括存储系统的体系结构、存储器的分类及其特点、性能指标。

⏹半导体存储芯片的外部特性，包括RAM、ROM、存储器扩展、存储器与系统连接。

⏹高速缓存Cache的一般概念、工作原理。

⏹存储器管理技术。

⏹外存简介。

说明：教学重点是内存储器的分类，RAM和ROM分类和特点，静态存储器SRAM和动态随机存储器DRAM特点。存储器芯片的译码方式。存储器的扩展技术。对新型内存和外存只要求了解。

第8章输入输出技术(2学时)

⏹输入输出系统和基本输入输出方法。包括输入输出系统的特点和功能、I/O端口、编址方式以及基本输入输出方法。

⏹中断控制技术。包括中断的基本概念、中断响应、8086/8088中断系统、中断控制器8259A。

说明：教学重点是I/O端口的编址方式和中断控制技术。了解基本的输入输出方法。

第9章常用接口芯片(3学时)

⏹可编程计数器/定时器8254芯片的工作原理、工作方式、控制字和基本

应用。

⏹数模(D/A)转换芯片的工作原理和基本应用。

⏹模数(A/D)转换芯片的工作原理和基本应用。

说明：教学重点是8254可编程数字芯片的原理和应用，D/A转换器的0832工作原理和应用。(二)实验内容

实验一：熟悉汇编语言上机环境，进行汇编语言程序设计（顺序结构，选择结构）。

实验二：汇编语言程序设计（循环结构及输入输出）。

实验三：常用接口（8254/8255）应用。

实验四：D/A与A/D转换。

四．学时分配

教学内容授课上机实验实践实践(周)

4

第1章微型计算机系统

概述及基础知识

第2章微处理器基础 3

第3章 80X86微处理器 3

第4章指令系统8

4 8

第5章汇编语言与程序

设计

第6章总线结构 2

第7章存储器 3

第8章输入输出技术 2

第9章常用接口芯片 3 8

总计：32 16

五．评价与考核方式

笔试80% + 平时作业5% + 实验15%

六．教材与主要参考资料