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《计算机硬件基础》教学大纲

时间:2004-01-08 10:33:00   作者:辽宁省招生考试办公室
  一、课程的性质和任务
  本课程是大专院校非计算机专业的技术基础课程。课程任务是使在校学生能够具有一定的计算机硬件基础知识及其一定的应用能力,掌握硬件系统的组成及工作原理,并且具有一定的应用汇编语言编程和上机调试的能力。
  二、教学基本要求
1.掌握计算机中数的表示、数制转换、数的编码、定点和浮点表示形式及其加减法运算、中西文及图形、图象信息的编码。
2.掌握逻辑代数的应用;学会校验方法;熟悉计算机中常用的逻辑部件。
3.熟悉CPU的内部组成结构;了解各种Intel微处理器性能与特点。
4.掌握指令的寻址方式和8086指令系统;学会汇编语言程序设计方法;熟悉指令的格式与分类方法;了解RISC指令系统。
5.掌握主存储器的组成结构、存储器容量的扩展及存储器与CPU的连接;熟悉存储器的层次结构及各种存储器的特点及性能指标;了解虚拟存储器与高速缓冲存储器的作用和功能。
6.掌握各种外存储器的工作原理及其性能指标;初步学会各种外存的安装连接和维护;熟悉外存的结构组成原理;了解磁记录的记录方式。
7. 掌握主机与外设数据传送的各种控制方式和输入输出接口的编址方式,掌握中断系统的工作原理和工作过程;熟悉各种输入输出接口的功能和特点,熟悉中断源的分类;了解Intel8253/8254可编程定时器计数器的工作原理及简单编程。
8. 熟悉键盘、鼠标器、显示器、打印机的工作原理和性能指标;了解扫描仪和绘图仪等外设的工作原理。
  三、课程的基本内容
㈠ 计算机中数据信息的表示及运算(4-5学时)
1.数与各进位制间数的转换
2.带符号数的编码
⑴ 原码、补码、反码、移码表示法
⑵ 无符号数的表示
3.计算机中数的表示形式
⑴ 数的定点、浮点表示形式
⑵ 微机中所能表示的数值类型
4.数字化信息的编码及表示
5.信息的数字化表示形式
⑴ 用一串脉冲、一组电平信号表示数字代码
⑵ 用一组数字代码表示字符
⑶ 用若干位的组合表示图象
⑷ 用数字信号表示声音
⑸ 用数字代码表示命令与状态
6.十进制数的编码
7.西文信息在机内的表示
8.中文信息在机内的表示
9.图形信息在机内的表示
10.数值的运算方法
㈡ 计算机中的逻辑运算与逻辑部件(4-5学时)
1.逻辑代数及基本运算
⑴ 基本逻辑单元
⑵ 基本运算规律和公式
2.逻辑函数的三种表示法:真值表、逻辑表达式、卡诺图(Karaugh Map)
3.计算机中常用的逻辑部件
⑴ 存储逻辑电路
⑵ 寄存器、计数器、译码器与移位寄存器
⑶ 三态门电路
⑷ 数据分配器、数据选择器
4.计算机中的数据校验方法
⑴ 奇偶校验方法
⑵ 海明码校验方法
⑶ 循环冗余校验方法(CRC码)
㈢ 中央处理器(3-5学时)
1.CPU内部组成
⑴ 运算器
⑵ 寄存器组
⑶ 控制器
⑷ 流水线组织原理
2.INTEL 80X86CPU
⑴ Intel 8086/8088CPU
⑵ Intel 80286CPU
⑶ Intel 80386CPU
⑷ Intel 80486CPU
⑸ Intel PENTIUM 微处理器
⑹ PENTIUM  PRO 微处理器
⑺ PENTIUM MMX技术
⑻ PENTIUM II 微处理器
⑼ PENTIUM III微处理器
㈣ 指令系统和汇编语言(6-12学时)
1.指令的格式与分类
2.指令的寻址方式
3.RISC的指令系统
4.汇编语言及伪指令简介
5.8086汇编指令系统
⑴ 数据传送指令
⑵ 算术运算指令
⑶ 逻辑运算指令
⑷ 串处理指令
⑸ 控制转移指令
⑹ 处理器控制指令
6.汇编语言程序基本程序设计
⑴ 顺序结构程序设计
⑵ 分支结构程序设计
⑶ 循环结构程序设计
⑷ 子程序设计
㈤ 存储器(5-8学时)
1.存储器与存储系统
⑴ 存储系统的层次结构
   ①主存与辅存
   ②主存与高速缓存
⑵ 存储器的类型及特点
   ①按在系统中的地位分类
   ②按存储介质分类
   ③按读写性质分类
2.半导体存储器
⑴ 常用的半导体存储器
⑵ 半导体存储器的基本结构及各部分的功能
   ①半导体存储器的基本组成
   ②存储矩阵
   ③地址译码器
   ④存储器控制电路
   ⑤三态双向缓冲器
⑶ 半导体随机存储器
   ①静态随机存储器SRAM
   ②动态随机存储器DRAM
⑷ 半导体只读存储器
   ①基本结构、特点、及类型
   ②掩膜式只读存储器ROM
   ③一次性可编程PROM
   ④可改写的只读存储器EPROM
   ⑤电擦写只读存储器E2PROM
⑸ 存储器的工作时序
①存储器的读写周期
②8086CPU对存储器的读写时序
3.主存储器
⑴ 主存储器的基本组成与结构
   ①主存储器的基本组成
   ②主存储器的体系结构
   ③DRAM的存储体及外围电路
⑵ 主存储器的主要技术指标
   ①存储容量
   ②最大存取时间
   ③存取周期
   ④功耗
   ⑤集成度
⑶ 主存储器的容量扩展
   ①位扩展
   ②字扩展
   ③字位扩展
⑷ 存储器与CPU的连接
   ①地址总线的连接
   ②地址总线的位数多于存储器需求时的连接
   ③数据总线的连接
   ④控制总线的连接
   ⑤8086系统的存储器物理结构
4.虚拟存储器与高速缓冲存储器
⑴ 虚拟存储器
   ①虚拟存储器的概念
   ②段式管理
   ③页式管理
   ④段页式管理
⑵ 高速缓冲存储器
   ①逻辑结构
   ②地址的映象与变换
   ③对Cache和主存的写操作
   ④一级与二级高速缓存
5.微机中的内存管理
㈥ 外存储设备(5-6学时)
1.外存储设备概述
⑴ 外存储设备的种类及作用
   ①磁存储设备
   ②光存储设备
⑵ 外存储设备的发展
2.软盘存储器
⑴ 软盘与软盘驱动器
   ①软盘盘片
   ②软盘驱动器
⑵ 软盘的磁记录方式
   ①磁记录过程
   ②信息的记录格式
⑶ 主要技术指标
⑷ 安装、操作及维护
3.硬盘存储器
⑴ 硬盘存储器的结构
   ①温式技术的特点
   ②硬盘存储器的基本组成
⑵ 硬盘的管理结构
   ①硬盘的盘面、磁道、柱面、扇区及容量
   ②硬盘区域的划分和引导记录
⑶ 硬盘的磁记录方式
⑷ 主要技术指标与接口
⑸ 安装、操作与维护
4.光盘存储器
⑴ 光盘
   ①物理结构
   ②记录形式
   ③激光读取原理
   ④检错和纠错
⑵ 光盘驱动器的基本结构
⑶ 主要技术指标及接口类型
⑷ 安装、操作与维护
⑸ 光盘的类型及发展
㈦ 计算机输入输出接口(6-10学时)
1.输入输出接口基本知识
⑴ 输入输出接口的功能
①能进行地址译码及设备选择
②能实现数据缓冲与数据锁存
③能完成信息格式和电平的转换
④能保证数据传送的定时与协调
⑵ 输入输出接口的基本结构与组成
⑶ 输入输出接口的分类
①串行接口与并行接口
②同步接口与异步接口
③程序传送接口、中断传送接口与DMA接口
④简单普通接口、可编程接口以及外设接口适配器
⑷ 输入输出接口的编址方式
①存储器统一编址
②I/O端口独立编址
2.主机与外设数据传送控制方式
⑴ 程序直接传送控制方式
①无条件传送控制方式
②程序查询传送控制方式
⑵ 中断传送控制方式
⑶ 直接存储器存取控制方式
⑷ 输入输出处理机控制方式
3.中断控制技术
⑴ 中断的概念
⑵ 中断系统的功能
①中断请求的检测与屏蔽
②堆栈与断点保护  
③矢量中断与中断矢量 
④多重中断与中断优先级
⑶ 80x86的中断功能
①中断类型
②中断矢量
③8086的中断响应过程
⑷ 可编程序中断控制器 Intel 8259A简介(★)
①8259A的主要功能
②8259A的芯片引脚及内部结构
③中断响应过程
④8259A的编程使用
4.总线接口
⑴ 总线的作用与分类 
①总线的作用
②总线的分类
⑵ 总线的标准
①物理特性
②功能特性
③电气特性
④时间特性
⑶ 微机总线简介
①ISA总线(Industry Standard Architecture 工业标准体系结构)
②MCA总线(Micro Channel Architecture 微通道系统结构总线)
③EISA总线(Extended ISA 扩充的工业标准体系结构)
④PC机局部总线
⑤通用串行总线USB(Universal Serial Bus)
⑥AGP(Accelerated Graphic Port)加速图形接口技术
5.串行接口
⑴ 串行通信简介
⑵ 串行通信协议
⑶ 串行接口标准
⑷ Intel 8251A可编程串行接口简介(★)
6.并行接口
⑴ 简单并行接口
⑵ Intel 8255A 可编程并行接口
⑶ Intel 8253/8254可编程定时/计数器(★)
㈧ 计算机常用外部设备(4-6学时)
1.常用的输入设备
⑴ 键盘
⑵ 鼠标器
⑶ 扫描仪
⑷ 触摸屏与手写板
2.常用的输出设备
⑴ 显示器
⑵ 打印机
⑶ 绘图机
  四、课程的其它教学环节
  课程上机8-20学时
  五、推荐教材
  马洪连等《计算机硬件基础》  大连理工大学出版社 2000年6月