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《13015 计算机系统原理》授课计划 一、课程基本信息 - 课程名称：计算机系统原理
- 课程代码：13015
- 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、课程目标 - 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（如CPU、内存、输入输出设备等）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的结构、原理及优化方法。
- 掌握计算机中断、DMA等输入输出技术及其在系统中的作用。
- 培养学生的系统思维能力，能够分析并解决计算机系统相关的实际问题。
三、课程内容安排 第一部分：计算机系统概述（4学时）- 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
第二部分：计算机硬件系统（16学时）
- CPU的组成与功能
- 指令集与指令周期
- CPU的性能指标
- 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
- 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
第三部分：计算机指令系统与汇编语言（12学时）- 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
第四部分：计算机存储体系与文件系统（8学时）- 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
第五部分：操作系统对硬件的支持（8学时）- 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
第六部分：实验/实践环节（16学时）- 实验一：CPU结构与指令集实验
- 实验二：汇编语言编程实践
- 实验三：内存管理与缓存优化实验
- 实验四：输入输出系统编程实验
- 实验五：文件系统操作与实现
- 综合性实验：构建简单操作系统或系统级应用
四、教学方法与手段 - 理论讲授：结合PPT、视频、动画等多媒体教学资源，深入浅出地讲解计算机系统原理。
- 案例分析：通过实际案例分析，帮助学生理解抽象概念在实际系统中的应用。
- 讨论与互动：组织课堂讨论，鼓励学生提问和分享观点，增强课堂互动性。
- 实验/实践：通过动手实验，加深学生对理论知识的理解，培养实践能力和创新能力。
- 在线资源：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、教学进度安排
根据总学时和课程内容安排，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和练习。同时，根据学生的学习情况和反馈，适时调整教学进度和教学方法。
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