《数字逻辑与计算机组成》 课程教学大纲 课程基本信息 32 课程类型 ☑理论课（含上机、实验学时） 16 口实习口课程设计口毕业设计 课程编码 7088131 总学时32学分 2 课程名称 数字罗错与计算机组成 课程英文名称Digital Logic and Computer Organization Principle 适用专业 数字媒体技术 先修课程 (7248041)程序设计基础、(7085431)数据结构、(7065421)离散数学 开课部门信息学院计算机系 二、 课程支撑的毕业要求 1.1能够正确理解数字媒体工程问题的专业表述，并能够将数学、自然科学 工程基础及专业知识用于表述数字媒体工程问题。 1.3能够对面向数字媒体工程问题描述模型的正确性进行分析和推理。 1.4能够将相关知识和数学模型方法用于数字媒体复杂工程问题解决方案 的比较与综合 2.1能运用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别和判断数字媒体领 域复杂工程问题的关键环节。 4.2能够利用数字媒体领域的基本方法和工具，对设计的研究方案或实验进 行组织实施。 72能够分析与评价数字媒体系统开发、应用以及更新对环境和可持续发展 影响，并能够在数字媒体系统开发、运行、更新换代中考虑利用技术手段降低对 环境及社会持续发展的负面作用。 三、课程性质与目标 本课程为数字媒体技术专业必修课。本课程目的是让学生熟悉计算机硬件系 统的基本组成和功能结构，了解基本逻辑电路分析设计能力，培养学生对计算机 硬件构成及整体理解能力
《数字逻辑与计算机组成》 课程教学大纲 一、 课程基本信息 课程类型 32 理论课（含上机、实验学时） 16 □实习 □课程设计 □毕业设计 课程编码 7088131 总学时 32 学分 2 课程名称 数字逻辑与计算机组成 课程英文名称 Digital Logic and Computer Organization Principle 适用专业 数字媒体技术 先修课程 （7248041）程序设计基础、（7085431）数据结构、（7065421）离散数学 开课部门 信息学院计算机系 二、 课程支撑的毕业要求 1.1 能够正确理解数字媒体工程问题的专业表述，并能够将数学、自然科学、 工程基础及专业知识用于表述数字媒体工程问题。 1.3 能够对面向数字媒体工程问题描述模型的正确性进行分析和推理。 1.4 能够将相关知识和数学模型方法用于数字媒体复杂工程问题解决方案 的比较与综合。 2.1 能运用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别和判断数字媒体领 域复杂工程问题的关键环节。 4.2 能够利用数字媒体领域的基本方法和工具，对设计的研究方案或实验进 行组织实施。 7.2 能够分析与评价数字媒体系统开发、应用以及更新对环境和可持续发展 影响，并能够在数字媒体系统开发、运行、更新换代中考虑利用技术手段降低对 环境及社会持续发展的负面作用。 三、 课程性质与目标 本课程为数字媒体技术专业必修课。本课程目的是让学生熟悉计算机硬件系 统的基本组成和功能结构，了解基本逻辑电路分析设计能力，培养学生对计算机 硬件构成及整体理解能力
课程目标1：掌握逻辑代数基础，具备组合电路的逻辑分析与设计的能力： 课程目标2：具备锁存器与触发器的逻辑分析能力，使用基本数字电路模块 的解决工程问题的能力： 课程目标3：掌握计算机硬件系统的基本组成和功能结构，理解硬件系统运 行基本原理： 课程目标4：具备简单计算机硬件系统的设计、维护和调试能力，能在硬件 层次上对计算机系统进行研究和开发： 课程目标5：通过对计算机硬件组成结构、指令系统、存储系统等知识的学 习，掌握计算机系统整机构成的基本知识，学生可以对计算机硬件构成及整体理 解能力： 课程目标6：理解系统硬件构成和各部分的主要功能及原理，学会用系统的 方法分析计算机构成。 课程思政目标：通过基本数字逻辑分析、计算机硬件系统的基本组成和功能 结构的理解，培养学生复杂问题分析能力、复杂工程问题的理解能力，培育学生 科学精神、创新精神、工匠精神等。 四、课程教学目标-毕业要求关系表 课程教学目标-毕业要求关系见表1。 表1课程教学目标毕业要求关系表 毕业要求 毕业要 毕业要 毕业要 毕业要 毕业要 毕业要 课程目标 求1.1 求1.3 求1.4 求2.1 求4.2 求7.2 课程目标1 √ 课程目标2 课程目标3 课程目标4 课程目标5 课程目标6 五、 课程教学基本内容与要求 1.课程重点 逻辑代数基础、组合电路的逻辑分析和计算机硬件系统中各主要组成部分的功能与构 成，包括运算器、控制器、存储器等。 2.课程难点 二进制数的原码、反码及补码三者间的转换 二进制数的补码加法运算：锁 存器与触发器的逻辑分析与设计、中央控制器的组成原理，控制器在指令执行过程中各部件
课程目标 1：掌握逻辑代数基础，具备组合电路的逻辑分析与设计的能力； 课程目标 2：具备锁存器与触发器的逻辑分析能力，使用基本数字电路模块 的解决工程问题的能力； 课程目标 3：掌握计算机硬件系统的基本组成和功能结构，理解硬件系统运 行基本原理； 课程目标 4：具备简单计算机硬件系统的设计、维护和调试能力，能在硬件 层次上对计算机系统进行研究和开发； 课程目标 5：通过对计算机硬件组成结构、指令系统、存储系统等知识的学 习，掌握计算机系统整机构成的基本知识，学生可以对计算机硬件构成及整体理 解能力； 课程目标 6：理解系统硬件构成和各部分的主要功能及原理，学会用系统的 方法分析计算机构成。 课程思政目标：通过基本数字逻辑分析、计算机硬件系统的基本组成和功能 结构的理解，培养学生复杂问题分析能力、复杂工程问题的理解能力，培育学生 科学精神、创新精神、工匠精神等。 四、 课程教学目标-毕业要求关系表 课程教学目标-毕业要求关系见表 1。 表1 课程教学目标-毕业要求关系表 毕业要 求 1.1 毕业要 求 1.3 毕业要 求 1.4 毕业要 求 2.1 毕业要 求 4.2 毕业要 求 7.2 课程目标 1 √ 课程目标 2 √ 课程目标 3 √ 课程目标 4 √ 课程目标 5 √ 课程目标 6 √ 五、 课程教学基本内容与要求 1．课程重点 逻辑代数基础、组合电路的逻辑分析和计算机硬件系统中各主要组成部分的功能与构 成，包括运算器、控制器、存储器等。 2．课程难点 二进制数的原码、反码及补码三者间的转换；二进制数的补码加法运算；锁 存器与触发器的逻辑分析与设计、中央控制器的组成原理，控制器在指令执行过程中各部件 毕业要求 课程目标
的协调，存储系统等。 3.课堂教学(32学时) 表3各知识单元教学内容、考核要求和学时分配 第一知识单元概述 学时分配 2学时 教学方式课堂讲授，PPT电子课件，板书 教学内容 重点难点 计算机系统的概念 计算机系统硬件组成：冯诺依曼型计算机 3 计算机主要性能指标 计算机系统发展趋势 考核要点：计算机系统的概念。计算机硬件组成的主要部分，各部分的主 要功能以及各部分之间的关系等 考核方式 考试形式：以单选、填空、判断等客观题方式考核 本知识单元支撑毕业要求1.4,4.2 第二知识单元逻辑代数基础 学时分配 2学时 教学方式 课堂讲授，PPT电子课件，板书 教学内容 重点难点 1 逻辑代数的基本运算 2 逻辑代数的基本定理及规则 逻辑函数的性质 逻辑函数的化简 考核要点：逻辑代数的基本运算，逻辑代数的基本定理及规则，逻辑函数 的性质，逻辑函数的化简等。 考核方式 考试形式：以单选、计算、证明、化简等客观题方式考核。 本知识单元支撑毕业要求11。 第三知识单元组合逻辑
的协调，存储系统等。 3. 课堂教学（32 学时） 表 3 各知识单元教学内容、考核要求和学时分配 第一知识单元 概述 学时分配 2 学时 教学方式 课堂讲授，PPT 电子课件，板书 教学内容 重点 难点 1 计算机系统的概念 2 计算机系统硬件组成：冯诺依曼型计算机 √ 3 计算机主要性能指标 √ 4 计算机系统发展趋势 考核方式 考核要点：计算机系统的概念。计算机硬件组成的主要部分，各部分的主 要功能以及各部分之间的关系等 考试形式：以单选、填空、判断等客观题方式考核 本知识单元支撑毕业要求 1.4，4.2 第二知识单元 逻辑代数基础 学时分配 2 学时 教学方式 课堂讲授，PPT 电子课件，板书 教学内容 重点 难点 1 逻辑代数的基本运算 2 逻辑代数的基本定理及规则 √ 3 逻辑函数的性质 √ 4 逻辑函数的化简 √ 考核方式 考核要点：逻辑代数的基本运算，逻辑代数的基本定理及规则，逻辑函数 的性质，逻辑函数的化简等。 考试形式：以单选、计算、证明、化简等客观题方式考核。 本知识单元支撑毕业要求 1.1。 第三知识单元 组合逻辑
学时分配 3学时 教学方式 课堂讲授，PPT电子课件，板书 教学内容 重点难点 1 组合电路的逻辑分析 2 组合电路的设计 典型组合逻辑电路 考核要点：组合电路的逻辑分析、组合电路的设计、典型组合逻辑电路。 考核方式 考试形式：以单选题、计算题、分析题、设计题等方式考核。 本知识单元支撑毕业要求1.3,42。 第四知识单元时序逻辑 学时分配 3学时 教学方式课堂讲授，PPT电子课件，板书 教学内容 重点难点 1 概述 基本R-S锁存器 3 D锁存器及D触发器 」-K锁存器及触发器 5 锁存器和触发器的区别 考核要点：基本RS锁存器、D锁存器及D触发器、J-K锁存器及触发器、 考核方 锁存器和触发器的区别。 考试形式：以选择题的形式考核概念，以分析题的形式考核分析能力。 本知识单元支掉毕业要求1.4,42。 第五知识单元运算方法与运算器 学时分配 4学时 教学方式 课堂讲授，PT电子课件，板书 教学内容 重点难点 数据在机器内部的表示方法、数据校验码
学时分配 3 学时 教学方式 课堂讲授，PPT 电子课件，板书 教学内容 重点 难点 1 组合电路的逻辑分析 √ 2 组合电路的设计 √ √ 3 典型组合逻辑电路 √ 考核方式 考核要点：组合电路的逻辑分析、组合电路的设计、典型组合逻辑电路。 考试形式：以单选题、计算题、分析题、设计题等方式考核。 本知识单元支撑毕业要求 1.3，4.2。 第四知识单元 时序逻辑 学时分配 3 学时 教学方式 课堂讲授，PPT 电子课件，板书 教学内容 重点 难点 1 概述 2 基本 R-S 锁存器 √ 3 D 锁存器及 D 触发器 √ √ 4 J-K 锁存器及触发器 √ √ 5 锁存器和触发器的区别 √ 考核方 式 考核要点：基本 R-S 锁存器、D 锁存器及 D 触发器、J-K 锁存器及触发器、 锁存器和触发器的区别。 考试形式：以选择题的形式考核概念，以分析题的形式考核分析能力。 本知识单元支撑毕业要求 1.4，4.2。 第五知识单元 运算方法与运算器 学时分配 4 学时 教学方式 课堂讲授，PPT 电子课件，板书 教学内容 重点 难点 1 数据在机器内部的表示方法、数据校验码
2 定点数加法、减法运算方法 3 定点数乘法运算、定点除法运算 定点数运算器的组成 5 浮点数运算方法和浮点运算器 考核要点：数据在机器内部的表示方法，加法器构成，乘法器、除法器构 成 考核方式 考试形式：以单选题、计算题等方式考核 本知识单元支撑毕业要求2.1,4.2 第六知识单元多层次的存储器 学时分配 4学时 教学方式 课堂讲授，PPT电子课件，板书 教学内容 重点难点 1 存储系统概述 2 主存储器 3 存储器与CPU的连接 Cache存储器 5 虚拟存储器 6 提高存储器性能的技术 考核要点：存储器系统的概念，存储器类型，主存储器，高速缓存器，虚 拟存储器，提高存储系统性能的主要技术等 考核方式 考试形式：以选择题的形式考核概今，以设计题的形式考核存储器设计能 力 本知识单元支撑毕业要求42 第七知识单元指令系统 学时分配 4学时 教学方式 课堂讲授，PPT电子课件，板书 教学内容 重点难点
2 定点数加法、减法运算方法 √ 3 定点数乘法运算、定点除法运算 √ √ 4 定点数运算器的组成 √ 5 浮点数运算方法和浮点运算器 √ √ 考核方式 考核要点：数据在机器内部的表示方法，加法器构成，乘法器、除法器构 成 考试形式：以单选题、计算题等方式考核 本知识单元支撑毕业要求 2.1，4.2 第六知识单元 多层次的存储器 学时分配 4 学时 教学方式 课堂讲授，PPT 电子课件，板书 教学内容 重点 难点 1 存储系统概述 2 主存储器 √ 3 存储器与 CPU 的连接 √ √ 4 Cache 存储器 √ √ 5 虚拟存储器 √ 6 提高存储器性能的技术 √ 考核方式 考核要点：存储器系统的概念，存储器类型，主存储器，高速缓存器，虚 拟存储器，提高存储系统性能的主要技术等 考试形式：以选择题的形式考核概念，以设计题的形式考核存储器设计能 力 本知识单元支撑毕业要求 4.2 第七知识单元 指令系统 学时分配 4 学时 教学方式 课堂讲授，PPT 电子课件，板书 教学内容 重点 难点