课程基本信息（Course Information）

课程代码

（Course Code）

IS224

*学时

（Credit Hours）

48

*学分

（Credits）

3

*课程名称

（Course Title）

（中文）计算机组成与系统结构

（英文）Computer Organization and Architecture

*课程性质

（Course Type）

必修

授课对象

（Target Audience）

本科二年级

*授课语言

(Language of Instruction)

中文

*开课院系

（School）

信息安全工程学院

先修课程

（Prerequisite）

数字电子技术

授课教师

（Instructor）

陆海宁

课程网址

(Course Webpage)

ftp://hnlu:public@public.sjtu.edu.cn/COA

*课程简介（Description）

本课程是计算机科学专业本科生的专业必修课。课程介绍了冯诺依曼计算机架构的建立及后续计算机发展的历程，描述了当代计算机的各个组成部分的功能和工作原理，以及各组成部分的互联通信机制。在此基础上，介绍了计算机软件与硬件之间的接口，计算机指令和数据在硬件中的存储、计算和执行方式，总结当代计算机和处理器在功能、性能、能耗和成本等目标下的设计原则。

课程的具体内容包括冯诺依曼体系的原理、计算机内部互联方式及中断处理机制、存储器的分层结构、数据存储和计算方式、计算机指令集、流水线和超标量技术、处理器控制器技术、并行计算总览等。并提供一个课程设计，学习计算机汇编语言及如果通过汇编语言直接操作计算机中的芯片。

通过课程的学习，学生能建立计算机系统的完整概念，明确计算机各组成部件的工作原理，计算机系统的分析方法和设计方法，同时深刻理解计算机软件在硬件中的执行机制；从而在从事计算机软硬件研发、信息安全设计等工作时具有更强的能力。

*课程简介（Description）

This course is one of the compulsory courses for undergraduate students of computer science. It introduces the Von Neumann Architecture and the history of computer, describes the organization of modern computers, the interconnection of each part inside the computer, the software/hardware interface, the storage, computing and execution of computer instruction and data, makes summary on the designing principle of performance, functionality, energy consuming and cost of modern computers.

Main parts of this course include the principle of Von Neumann Architecture, interconnection inside computer and interrupt mechanism, the hierarchy of memory, data storage and computation, designing computer instruction, pipeline and superscalar, processor controller and the basic of parallel computing. A course design which using assemble language to operate chips inside computer is also included in this course.

Through this course, the students can learn the whole picture of modern computer, known the principle of main parts inside computer, and how software is executed, which will do great advantage in future software/hardware design and information security design.

课程教学大纲（course syllabus）

*学习目标(Learning Outcomes)

1.         理解当代计算机的结构基础——冯诺依曼架构。

2.         了解当代计算机的各个组成部分及其工作原理，理解数据和指令在计算机中的存储、计算和执行方式。

3.         具备计算机硬件设计的基础；具备更高效、更稳定和安全的软件设计与研发能力。

4.         更强的从事信息安全科研及工作的能力。

*教学内容、进度安排及要求

(Class Schedule

&Requirements)

*考核方式

(Grading)

平时作业：15%；课程设计：15%；考试：75%

*教材或参考资料

(Textbooks & Other Materials)

1.       《计算机组成与体系结构：性能设计（原书第8版）》，(美) William Stallings著，彭蔓蔓 等译，机械工业出版社

2.       《计算机体系结构：量化研究方法（第5版）》，(美) John L. Hennessy,David A. Patterson著，贾洪峰 译，人民邮电出版社

3.       《微型计算机原理与接口技术 第5版》，周荷琴，冯焕清 著，中国科学技术大学出版社

其它

（More）

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备注

（Notes）

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