《计算机组成与系统结构》教学大纲课程类别（必修/选修）：必修课程名称：计算机组成与系统结构课程英文名称：ComputerOrganizationandArchitecture其中实验/实践学时：16总学时/周学时/学分：48/3/3先修课程：数字逻辑、程序设计I、大学计算机基础与计算思维后续课程支撑：传感器与检测技术授课地点：芜城6405授课时间：1至16周星期二5-7节授课对象：2024级计算机科学与技术（跨境电商）电商1-2班（粤台）开课学院：粤台产业科技学院任课数师姓名/职称：林明灶/副教授答疑时间、地点与方式：1.每次课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式2每次习题课，采用集中讲解方式闭卷（）课程论文（）其它（）课程考核方式：开卷（√）使用教材：《计算机组成原理（微课版》，谭志虎，第2版，人民邮电出版社，ISBN9787115660626教学参考资料：1.南京信息工程大学_中国大学MOOC(募课）https://www.icourse163.org/course/NUIST-1461671161?tid=1467127614资源共享课网站。2.计算机组成原理华中科技大学秦磊华中国大学MOOC(募课）https://www.icourse163.org/course/HUST-1003159001课程简介：本课程介绍计算机单处理机系统的组成和工作原理，在此基础上扩展讲授并行体系结构。内容共分(1)计算机系统及其性能评价进行概述性介绍，(2)数据的机器级表示、(3)运算以及运算部件的结构与设计，(4)主要介绍包含主存、cache和虚拟存储器在内的原理及其存储器分层体系结构，(5)指令集体系结构，(6)微过程控制器、流水线技术、单核CPU的多线程、多核CPU、多处理器等CPU设计技术，(7)总线互连以及(8)章输入输出系统。1、贯彻课程目标：
《计算机组成与系统结构》教学大纲 课程名称：计算机组成与系统结构 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Computer Organization and Architecture 总学时/周学时/学分：48/3/3 其中实验/实践学时：16 先修课程：数字逻辑、程序设计 I、大学计算机基础与计算思维 后续课程支撑：传感器与检测技术 授课时间：1 至 16 周 星期二 5-7 节 授课地点：莞城 6405 授课对象：2024 级计算机科学与技术(跨境电商)电商 1-2 班(粤台) 开课学院：粤台产业科技学院 任课教师姓名/职称：林明灶 / 副教授 答疑时间、地点与方式： 1.每次课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式； 2.每次习题课，采用集中讲解方式。 课程考核方式：开卷（ ✔ ） 闭卷（） 课程论文（ ） 其它（✔ ） 使用教材：《计算机组成原理（微课版》，谭志虎, 第 2 版, 人民邮电出版社, ISBN 9787115660626. 教学参考资料：1.南京信息工程大学_中国大学 MOOC(慕课) https://www.icourse163.org/course/NUIST-1461671161?tid=1467127614 资源共享课网站。 2. 计算机组成原理_华中科技大学_秦磊华 中国大学 MOOC(慕课) https://www.icourse163.org/course/HUST-1003159001 课程简介： 本课程介绍计算机单处理机系统的组成和工作原理，在此基础上扩展讲授并行体系结构。内容共分(1)计算机系统及其性能评价进行概述性介绍，(2) 数据的机器级表示、(3)运算以及运算部件的结构与设计，(4)主要介绍包含主存、cache 和虚拟存储器在内的原理及其存储器分层体系结构，(5)指令集体 系结构, (6) 微过程控制器、流水线技术、单核 CPU 的多线程、多核 CPU、多处理器等 CPU 设计技术，(7)总线互连以及(8)章输入输出系统。1、贯彻 课程目标：
1、知识目标：帮助学习者从系统观和构造观层面理解、掌握计算机的组成和系统结构的基本概念、工作原理、设计方法和当前的新技术与发展趋势。2、能力目标：着力培养学习者利用深入理解的原理，掌握的设计思想和方法，使用Logisim仿真软件进行各部件设计和设计结果验证能力。3、素养目标：通过撰写规范的工程文档（实验报告）、陈述发言等方式进行有效沟通与交流。课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：支撑毕业要求指标点毕业要求课程教学目标目标1：1-工程知识：能够运用数学、基2-问题分析：能够应用数学、自然科学和工了解计算机组成与系统结构的基础课程以专业基础础科学、计算机科学与技术、商务程科学的基本原理，对于智能互联网系统开管理等相关知识，对计算机组成与发运维复杂问题进行识别与表达，并通过文知识，培养学生具备计算机系统的架构专业知识与技系统结构开发运维问题具有解决献研究分析，以获得有效结论。能，能以科学方法解决问题与进行创新。能力。3-设计/开发解决方案：能够设计计4-研究：能够熟悉计算机组成与系统结构设计、目标2算机组成与系统结构等基础理论与计算机科学与技术等基本科学研究方法，具有理解计算机组成与系统结构的架构和求解，培养学生技术，具有追求创新的意识，对智科学研究精神，为智能互联网系统开发运维复具有独立思考、创新思维、组织管理、沟通协调、自能互联网系统开发运维问题提出创杂问题提出有效研究手段并将问题有效解决。我挑战、终身学习的能力。新解决方案。6-工程与社会：能够衡量智能互联6-工程与社会：能够衡量智能互联网系统，计算目标3：网系统，计算机组成与系统结构设机组成与系统结构设计开发运维复杂问题解决了解计算机组成与系统结构分析意义和实验的测定，计开发运维复杂问题解决的工程手的工程手段所造成社会影响。提升学生人文素养、社会服务的情操，培养学生良好段所造成社会影响。的职业道德与社会责任感。目标4:11-项目管理：学会智能互联网系统开发，计11-项目管理：学会智能互联网系了解计算机组成与系统结构分析项目创新力、团队统，计算机组成与系统结构设计开算机组成与系统结构设计运维项目管理方法发运维项目管理方法与技巧，能够与技巧，能够合理分配资源做好项目管理力、专业力、跨界力、服务力与英语运用能力，具有
1、知识目标：帮助学习者从系统观和构造观层面理解、掌握计算机的组成和系统结构的基本概念、工作原理、设计方法和当前的新技术与发展趋势。 2、能力目标：着力培养学习者利用深入理解的原理，掌握的设计思想和方法，使用 Logisim 仿真软件进行各部件设计和设计结果验证能力。 3、素养目标：通过撰写规范的工程文档（实验报告）、陈述发言等方式进行有效沟通与交流。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 了解计算机组成与系统结构的基础课程以专业基础 知识,培养学生具备计算机系统的架构专业知识与技 能，能以科学方法解决问题与进行创新。 1- 工程知识：能够运用数学、基 础科学、计算机科学与技术、商务 管理等相关知识，对计算机组成与 系统结构开发运维问题具有解决 能力。 2-问题分析：能够应用数学、自然科学和工 程科学的基本原理，对于智能互联网系统开 发运维复杂问题进行识别与表达，并通过文 献研究分析，以获得有效结论。 目标 2： 理解计算机组成与系统结构的架构和求解，培养学生 具有独立思考、创新思维、组织管理、沟通协调、自 我挑战、终身学习的能力. 3-设计/开发解决方案：能够设计计 算机组成与系统结构等基础理论与 技术，具有追求创新的意识，对智 能互联网系统开发运维问题提出创 新解决方案。 4-研究：能够熟悉计算机组成与系统结构设计、 计算机科学与技术等基本科学研究方法，具有 科学研究精神，为智能互联网系统开发运维复 杂问题提出有效研究手段并将问题有效解决。 目标 3： 了解计算机组成与系统结构分析意义和实验的测定， 提升学生人文素养、社会服务的情操，培养学生良好 的职业道德与社会责任感。 6-工程与社会：能够衡量智能互联 网系统,计算机组成与系统结构设 计开发运维复杂问题解决的工程手 段所造成社会影响。 6-工程与社会：能够衡量智能互联网系统,计算 机组成与系统结构设计开发运维复杂问题解决 的工程手段所造成社会影响。 目标 4： 了解计算机组成与系统结构分析项目创新力、团队 力、专业力、跨界力、服务力与英语运用能力，具有 11-项目管理：学会智能互联网系 统,计算机组成与系统结构设计开 发运维项目管理方法与技巧，能够 11-项目管理：学会智能互联网系统开发,计 算机组成与系统结构设计运维项目管理方法 与技巧，能够合理分配资源做好项目管理
合理分配资源做好项目管理团队合作精神与国际视野。理论教学进程表支撑教学模式周次教学主题授课教师学时数教学内容（重点、难点、课程思政融入点）教学方法作业安排课程线下/混合式目标计算机系统的基本组成及工作原理教材课后习题线下教学，计算机系统概述目标林明灶课程思政作业：要求线上教学：优冯诺依曼体系结构计算机层次结构学生每人阅读计算1-2计算机发展与组4课掌讲授副教授学院灵活调课程思政融入点：介绍系统概述，培养实机组成与系统结构成二整有关的文章或书籍事求是的科学态度和职业道德。定点数的表示教材课后习题线下教学，目标浮点数的表示林明灶课程思政作业：要求线上教学：优数据信息的表示学生每人阅读计算3-44数据校验技术课堂讲授副教授学院灵活调机组成与系统结构二课程思政融入点：介绍数据信息，培养实整有关的文章或书籍事求是的科学态度和职业道德。定点补码加减法运算方法及实现快速加法器及实现教材课后习题目标课程思政作业：要求林明灶原码一位乘法运算器方法与运学生每人阅读计算5-6线下教学课堂讲授A补码一位乘法算器副教授机组成与系统结构原码一位除法二有关的文章或书籍浮点数运算难点：各式运算使用
团队合作精神与国际视野。 合理分配资源做好项目管理 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教师 学时数 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 教学模式 线下/混合式 教学方法 作业安排 支撑 课程 目标 1-2 计算机系统概述 计算机发展与组 成 林明灶 副教授 4 计算机系统的基本组成及工作原理 冯诺依曼体系结构计算机层次结构 课程思政融入点：介绍系统概述，培养实 事求是的科学态度和职业道德。 线下教学, 线上教学：优 学院灵活调 整 课堂讲授 教材课后习题 课程思政作业：要求 学生每人阅读计算 机组成与系统结构 有关的文章或书籍 目 标 一 二 3-4 数据信息的表示 林明灶 副教授 4 定点数的表示 浮点数的表示 数据校验技术 课程思政融入点：介绍数据信息，培养实 事求是的科学态度和职业道德。 线下教学, 线上教学：优 学院灵活调 整 课堂讲授 教材课后习题 课程思政作业：要求 学生每人阅读计算 机组成与系统结构 有关的文章或书籍 目 标 一 二 5-6 运算器方法与运 算器 林明灶 副教授 4 定点补码加减法运算方法及实现 快速加法器及实现 原码一位乘法 补码一位乘法 原码一位除法 浮点数运算 难点：各式运算使用。 线下教学 课堂讲授 教材课后习题 课程思政作业：要求 学生每人阅读计算 机组成与系统结构 有关的文章或书籍 目 标 一 二
课程思政融入点：介绍各式运算使用，培养实事求是的科学态度和职业道德。存储系统层次结构和评价方法静态存储器工作原理与芯片扩展动态存储器工作原理与芯片扩展教材课后习题目标高速缓冲存储器（cache）的工作原理课程思政作业：要求林明灶学生每人阅读计算存储系统4cache地址映像方法7-8线下教学课堂讲授副教授机组成与系统结构虚拟存储器二有关的文章或书籍难点：各式存储器组成认识。课程思政融入点：介绍存储器之重要性，培养实事求是的科学态度和职业道德。林明灶期中总结与复习9期中总结与复习4线下教学课堂讲授副教投微程序流水线技术高级CPU技术一CPU多线程教材课后习题目标多CPU技术课程思政作业：要求指令系统林明灶-学生每人阅读计算多处理器110线下教学课堂讲授副教投机组成与系统结构难点：指令系统的应用二有关的文章或书籍课程思政融入点：介绍指令系统之重要性，培养实事求是的科学态度和职业道德。林明灶教材课后习题串行接口实验目标总线与输入输出11线下教学课堂讲授X课程思政作业：要求副教投DVI接口实验学生每人阅读计算
课程思政融入点：介绍各式运算使用，培 养实事求是的科学态度和职业道德。 7-8 存储系统 林明灶 副教授 4 存储系统层次结构和评价方法 静态存储器工作原理与芯片扩展 动态存储器工作原理与芯片扩展 高速缓冲存储器（cache）的工作原理 cache 地址映像方法 虚拟存储器 难点：各式存储器组成认识。 课程思政融入点：介绍存储器之重要性， 培养实事求是的科学态度和职业道德。 线下教学 课堂讲授 教材课后习题 课程思政作业：要求 学生每人阅读计算 机组成与系统结构 有关的文章或书籍 目 标 一二 9 期中总结与复习 林明灶 副教授 4 期中总结与复习 线下教学 课堂讲授 10 指令系统 林明灶 副教授 4 微程序 流水线技术 高级 CPU 技术—CPU 多线程 多 CPU 技术 多处理器 难点：指令系统的应用 课程思政融入点：介绍指令系统之重要 性，培养实事求是的科学态度和职业道 德。 线下教学 课堂讲授 教材课后习题 课程思政作业：要求 学生每人阅读计算 机组成与系统结构 有关的文章或书籍 目 标 一二 11 总线与输入输出 林明灶 副教授 4 串行接口实验 DVI 接口实验 线下教学 课堂讲授 教材课后习题 课程思政作业：要求 学生每人阅读计算 目 标 一
机组成与系统结构难点：各总线与输入输出使用=有关的文章或书籍课程思政融入点：介绍总线与输入输出之重要性，培养实事求是的科学态度和职业道德。林明灶期末课程总结16期末总结4线下教学课堂讲授副教授合计32实践教学进程表教学支撑课项目类型（验证/综合周次授课教师学时实验项目名称数学内容（重点、难点、课程思政融入点）/设计)方法程目标实验，须完成浮点数的表示课程里的项数据校验技术林明灶目标三目、实验报告。数据信息的实现12实验：数据校验码电路的实现综合四副教授实验报告须有课程思政融入点：介绍数据信息，培养实事求详细的实验记是的科学态度和职业道德。录。实验，须完成加减法运算方法及实现课程里的项实验：全加器林明灶目、实验报告。目标三实验：加减法器运算器方法与运算器(1)综合134实验报告须有四副教授实验：行进位加法器详细的实验记快速加法器及实现录
难点：各总线与输入输出使用 课程思政融入点：介绍总线与输入输出之 重要性,培养实事求是的科学态度和职业 道德。 机组成与系统结构 有关的文章或书籍 二 16 期末总结 林明灶 副教授 4 期末课程总结 线下教学 课堂讲授 合计 32 实践教学进程表 周次 实验项目名称 授课教师 学时 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 项目类型（验证/综合 /设计） 教学 方法 支撑课 程目标 12 数据信息的实现 林明灶 副教授 4 浮点数的表示 数据校验技术 实验：数据校验码电路的实现 课程思政融入点：介绍数据信息，培养实事求 是的科学态度和职业道德。 综合 实验，须完成 课 程 里 的 项 目、实验报告。 实验报告须有 详细的实验记 录。 目 标 三 四 13 运算器方法与运算器(1) 林明灶 副教授 4 加减法运算方法及实现 实验：全加器 实验：加减法器 实验：串行进位加法器 快速加法器及实现 综合 实验，须完成 课程里的项 目、实验报告。 实验报告须有 详细的实验记 录。 目 标 三 四
浮点数运算实验：算术逻辑ALU实验难点：各式运算使用。课程思政融入点：介绍各式运算使用，培养实事求是的科学态度和职业道德加减法运算方法及实现实验：先行进位加减法电路实验，须完成实验：并行加法器课程里的项实验：多位并行加法器林明灶目、实验报告。目标三综合运算器方法与运算器(2)浮点数运算144实验报告须有副教授实验：算术逻辑ALU实验详细的实验记录。难点：各式运算使用。课程思政融入点：介绍各式运算使用，培养实事求是的科学态度和职业道德存储系统层次结构和评价方法实验，须完成实验：寄存器实验课程里的项实验：内存储器系统实验目、实验报告。日标三林明灶实验：Flash实验综合存储系统415实验报告须有四副教授实验：cache直接映像实验详细的实验记难点：各式存储器组成认识。录。课程思政融入点：介绍存储器之重要性，培养实事求是的科学态度和职业道德合计16
浮点数运算 实验：算术逻辑 ALU 实验 难点：各式运算使用。 课程思政融入点：介绍各式运算使用，培养实 事求是的科学态度和职业道德。 14 运算器方法与运算器(2) 林明灶 副教授 4 加减法运算方法及实现 实验：先行进位加减法电路 实验：并行加法器 实验：多位并行加法器 浮点数运算 实验：算术逻辑 ALU 实验 难点：各式运算使用。 课程思政融入点：介绍各式运算使用，培养实 事求是的科学态度和职业道德。 综合 实验，须完成 课程里的项 目、实验报告。 实验报告须有 详细的实验记 录。 目 标 三 四 15 存储系统 林明灶 副教授 4 存储系统层次结构和评价方法 实验：寄存器实验 实验：内存储器系统实验 实验：Flash 实验 实验：cache 直接映像实验 难点：各式存储器组成认识。 课程思政融入点：介绍存储器之重要性，培养 实事求是的科学态度和职业道德。 综合 实验，须完成 课程里的项 目、实验报告。 实验报告须有 详细的实验记 录。 目 标 三 四 合计 16
课程考核评价依据及成绩比例（%）课程目标支撑毕业要求指标点作业实验考试文献检索1-3510100目标一n0目标二2-31010nn5目标三4-110n55目标四7-210总计20403010100各注：1）根据《东羌理工学院考试管理规定》第土二条规定：广课3次（或6课时）学生不得参加该课程的期终考核。2）各项考核标准见附件所示。大纲编写时间：2025年9月2日系（部）审查意见：同意系（部）主任签名：日期：2025年9月05日备注：
课程考核 课程目标 支撑毕业要求指标点 评价依据及成绩比例（%） 作业 实验 考试 文献检索 目标一 1-3 5 10 10 0 目标二 2-3 5 10 10 0 目标三 4-1 5 10 5 5 目标四 7-2 5 10 5 5 总计 20 40 30 10 100 备注：1）根据《东莞理工学院考试管理规定》第十二条规定：旷课 3 次（或 6 课时）学生不得参加该课程的期终考核。2）各项考核标准见附件所示。 大纲编写时间：2025 年 9 月 2 日 系（部）审查意见： 同意 系（部）主任签名： 日期：2025 年 9 月 05 日 备注：