《13015 计算机系统原理》授课计划

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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结构与原理（4学时）
  

• CPU的组成与功能
• 指令集与指令周期
• CPU的性能指标
  

• 存储器系统（6学时）
  

• 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
  

• 输入输出系统（6学时）
  

• 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。