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标题: 《13015 计算机系统原理》教学大纲 [打印本页]
作者: chinasll 时间: 前天 22:40
标题: 《13015 计算机系统原理》教学大纲
《13015 计算机系统原理》教学大纲
一、课程基本信息
- 课程名称:计算机系统原理
- 课程代码:13015
- 课程性质:专业核心课
- 授课对象:计算机科学与技术、软件工程、信息技术等相关专业本科生
- 总学时:64学时(理论48学时,实验/实践16学时)
- 学分:4学分
二、课程目的与任务
本课程旨在使学生深入理解计算机系统的基本概念、组成结构和工作原理,掌握计算机硬件系统的各个组成部分的功能、工作原理及相互连接,熟悉计算机指令系统、汇编语言编程基础及机器级程序执行过程,理解计算机存储体系、输入输出系统等关键技术,培养学生的系统思维能力,为后续课程的学习及从事计算机相关工作打下坚实基础。
三、教学内容与要求
第一部分:计算机系统概述(4学时)- 教学内容:计算机的发展历史与趋势,计算机系统的层次结构,计算机的性能指标与评价标准。
- 教学要求:了解计算机的发展历程,理解计算机系统的层次结构,掌握计算机性能评价的基本方法。
第二部分:计算机硬件系统(16学时)
- 教学内容:CPU的组成与功能,指令集与指令周期,CPU的性能指标。
- 教学要求:掌握CPU的基本组成和工作原理,理解指令集的概念和指令执行过程,了解CPU的性能评价指标。
- 教学内容:主存储器(RAM、ROM),高速缓存(Cache)原理与技术,虚拟存储与页式管理。
- 教学要求:理解存储器的分类和特性,掌握Cache的工作原理和优化技术,了解虚拟存储的概念和页式管理原理。
- 输入输出系统(6学时)
- 教学内容:输入输出设备概述,I/O接口与I/O控制方式(程序查询、中断、DMA),总线与接口标准。
- 教学要求:了解输入输出设备的种类和特性,掌握I/O控制方式和接口技术,理解总线的概念和功能。
第三部分:计算机指令系统与汇编语言(12学时)- 教学内容:指令系统概述,寻址方式,典型指令集介绍,汇编语言基础与编程实践,机器级程序执行过程分析。
- 教学要求:掌握指令系统的基本概念和分类,理解寻址方式,熟悉典型指令集,掌握汇编语言编程基础,能够分析机器级程序的执行过程。
第四部分:计算机存储体系与文件系统(8学时)- 教学内容:存储体系层次结构,磁盘存储原理与技术,文件系统概述,文件系统的组织与管理。
- 教学要求:理解存储体系的层次结构和优化原理,掌握磁盘存储技术,了解文件系统的基本概念和组织方式,理解文件系统的管理和维护方法。
第五部分:操作系统对硬件的支持(8学时)- 教学内容:进程管理与调度,并发与同步机制,虚拟内存管理,设备驱动与I/O管理。
- 教学要求:理解操作系统对硬件的支持机制,掌握进程管理和调度的基本策略,理解并发与同步的概念和实现方式,了解虚拟内存管理的原理和方法,掌握设备驱动和I/O管理的基本技术。
第六部分:实验/实践环节(16学时)- 实验内容:包括CPU结构与指令集实验、汇编语言编程实践、内存管理与缓存优化实验、输入输出系统编程实验、文件系统操作与实现等。
- 教学要求:通过实验/实践环节,加深学生对理论知识的理解,培养学生的动手能力和创新能力,提高学生解决实际问题的能力。
四、教学方法与手段
- 理论讲授与案例分析相结合,利用多媒体教学资源,深入浅出地讲解课程内容。
- 组织课堂讨论,鼓励学生提问和分享观点,增强课堂互动性。
- 开展实验/实践教学,通过动手实验加深学生对理论知识的理解。
- 利用网络平台提供课程资料、习题解答、在线测试等,方便学生自主学习。
五、考核与评价
- 平时成绩(30%):包括课堂参与度、作业完成情况、实验报告等。
- 期中考试(30%):闭卷考试,主要考察学生对前半学期所学内容的掌握情况。
- 期末考试(40%):闭卷考试,全面考察学生对课程内容的理解和掌握程度。
- 实验成绩(附加):根据实验完成情况给予额外加分,鼓励学生积极参与实验。
六、教材与参考书目
- 指定教材:[具体教材名称],作者,出版社,出版年份。
- 参考书目:[列出几本重要的参考书目及其作者、出版社和出版年份]。
七、教学进度安排
根据教学内容和学时要求,制定详细的教学进度表,确保每部分内容都有足够的时间进行深入讲解
《13015 计算机系统原理》第1章 计算机系统概述 教案
课程信息
- 课程名称:计算机系统原理
- 章节:第1章 计算机系统概述
- 授课对象:计算机科学与技术、软件工程、信息技术等相关专业本科生
- 学时安排:4学时
教学目标
- 学生能够了解计算机的发展历程和重要性。
- 学生能够理解计算机系统的基本组成和层次结构。
- 学生能够掌握计算机的主要性能指标及其评价方法。
- 培养学生从系统角度思考计算机问题的能力。
- 提高学生的归纳总结能力和表达能力。
- 激发学生对计算机系统原理课程的兴趣。
- 培养学生的科学素养和严谨的学习态度。
教学内容
- 简述计算机在现代社会中的重要作用。
- 引出本章学习的重要性和目标。
- 讲解计算机的发展历程,从机械计算机到电子计算机,再到现代计算机。
- 介绍各个阶段的标志性事件和代表人物。
- 讨论计算机发展的未来趋势。
- 介绍计算机系统的层次结构,包括硬件系统和软件系统。
- 详细讲解硬件系统的各个组成部分(如CPU、内存、输入输出设备等)及其功能。
- 简述软件系统的分类和作用。
- 讲解计算机系统的五层模型(或根据实际教材调整):硬件层、操作系统层、汇编语言层、高级语言层、应用层。
- 分析各层之间的关系和相互作用。
- 介绍计算机的主要性能指标,如速度(CPU主频、MIPS等)、存储容量、带宽、可靠性等。
- 讨论如何评价计算机系统的性能,以及不同性能指标之间的权衡。
- 引导学生就计算机发展历程中的某个阶段或某个问题进行讨论。
- 总结本章学习的要点和难点。
教学方法
- 讲授法:通过PPT、视频等多媒体教学资源,系统讲授计算机系统的基本知识和概念。
- 讨论法:组织课堂讨论,鼓励学生积极参与,分享观点和见解。
- 案例分析法:通过实际案例分析,帮助学生理解计算机系统的实际应用和性能评价。
教学准备
- 准备好PPT、视频等多媒体教学资源。
- 提前布置预习任务,要求学生了解计算机的发展历程和基本概念。
- 准备课堂讨论的问题和案例,确保讨论的顺利进行。
课后作业
- 撰写一篇短文,介绍计算机发展历程中的某个重要事件或人物,并阐述其对计算机发展的影响。
- 收集并比较不同品牌、型号的计算机的主要性能指标,分析它们之间的差异和原因。
教学反思
- 在课后对本节课的教学效果进行评估,包括学生的参与度、理解程度以及作业完成情况等。
- 根据学生的反馈和教学效果,及时调整教学方法和内容,以提高教学质量和效果。
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