《计算机硬件技术基础》课程教学大纲 Computer Hardware Technology Foundation

计算机硬件技术基础 Computer Hardware Technology Foundation 课程代码：0235536B 课程类别：专业任选课 适用专业：教育技术学专业 学时数：51 （理论学时：41 实验学时：10 课外学时：0） 学分：2.5 要求先修课程：计算机文化基础、C 语言程序设计等 执笔人：马伟锋 一、课程性质与地位 《计算机硬件技术基础》课程为教育技术学专业的专业任选课程，定位在学生计算机基 础理论和基本实践技能的教育和培养方面。 该课程主要讲授计算机硬件的基础知识、基本技术与方法，从而为学生进一步学习计算 机的后续课程，并利用计算机解决本专业及相关领域中的问题打下必要的基础。 二、课程教学目标 通过该课程的学习，可以使学生了解计算机的运算基础、处理机的结构和指令系统，会 读 80X86/88 汇编语言程序并进行简单的程序设计；对整个计算机硬件系统的组成，存储器、 I/O 接口、常用的外部设备有所了解，对计算机的工作原理尤其对计算机中数据传送方式： 查询传送、中断传送和 DMA 传送等方式有清楚的掌握。对计算机配套的可编程接口和当前 计算机发展趋势有所了解。 三、教学内容、基本要求及学时分配 该门课程具有更新快、实践性强的特点，在教学时应注意培养学生学习新知识的一种“能 力”，在加强学生基本概念、基础理论的同时，更应注重学生动手实践基本技能的培养。在 修完这门课程之后，学生应对计算机组成、工作原理以接口技术等方面有一个更清晰的认识， 并能利用所学的知识解决简单的工程应用问题。通过学习这些内容，为今后开展底层硬件方 面的研究和开发工作打下良好的基础。 本课程具体内容与要求如下： 1．微型计算机系统概论 主要内容：微型计算机系统的三个层次；微型计算机系统的硬件结构；微型计算机的运 算基础；微型计算机系统的基本工作原理；高档微机中应用的现代先进计算机技术；微型计 算机系统的主要性能指标；典型的微型计算机系统。 知识点及要求：了解计算机系统的硬件结构和微机系统的组成；掌握二进制和 16 进制 转换和运算；ASCII 表示和与十进制数的转换；带符号数的原码、反码、补码表示和运算。 溢出的判别；掌握数的定点和浮点表示方法；掌握微型计算机的基本工作原理，指令和程序 基本概念，执行过程等；了解高档微机中应用的现代先进计算机技术；了解微型计算机系统 的主要性能指标；了解 80486 微处理机的结构及其相关硬件特点。 2．微处理器和指令系统 主要内容：Intel 系列微处理器概述；Intel80486 微处理器体系结构；80486 的数据类型

与寻址方式；80486 的汇编级指令系统。 知识点及要求：掌握对立即数、寄存器数和存储器数的寻址方式。区别存储器数中的直 接、寄存器间接、寄存器相对、基址变址、相对基址变址的意义；了解指令的构成；掌握传 送类指令；熟练掌握常用算术运算类和逻辑运算类常用指令及它们对标志位的影响；移位类 和循环指令，注意它们对标志的影响；对有条件转移指令要会使用条件标志。对调用和返回 指令要了解它对堆栈的影响；了解控制类指令对标志的影响。 3．汇编语言程序设计入门 主要内容：汇编语言改概述；汇编语言程序结构与语句格式；伪指令语句；汇编语言程 序设计基础；模块化程序设计技术；实用程序设计举例。 知识点及要求：掌握汇编语言程序的上机过程，和 DEBUG 的调试方法；了解汇编语言 格式、功能；掌握数据定义和表达式赋值伪指令；掌握循环程序和子程序设计方法及与宏调 用的区别；熟悉常用的 BIOS 调用和系统功能调用指令。 4．存储器 主要内容：存储器的概述；存储器芯片与 CPU 的接口特性；内存储器的构成原理；高 速缓冲存储器与虚拟存储器基本原理；80486 的存储器结构与存储管理。 知识点及要求：了解计算机中存储器的三个层次；理解微型计算机中存储器系统的组织 结构和存储器芯片的接口特性；掌握内存储器的构成原理；掌握高速缓冲存储器与虚拟存储 器的基本概念和原理；了解 80486 的存储器结构与存储管理方法。 5．I/O 接口和总线 主要内容：I/O 接口概述；I/O 端口的编址方式；I/O 同步控制方式；有关总线的基本概 念；总线操作控制；80486 的基本总线操作时序；80X86 系列微机系统的标准总线。 知识点及要求：掌握 I/O 端口寻址的方式和 IN、OUT 指令的使用；了解 CPU 与外设之 间传送的信息和方式；对三种传送方式了解它们应用的场合；了解总线的基本概念；了解总 线的分类和特性；了解总线操作控制和目前 PC 系列机中流行的总线标准。 6．中断与中断控制 主要内容：中断的基本概念；中断源的识别与判优；8259A 可编程中断控制器；80486CPU 的中断机理；80X86 微机的硬件中断控制逻辑。 知识点及要求：掌握中断源、中断向量表和非屏蔽中断执行的过程；了解 8259 的功能 和它在 PC 机中的应用；了解 80486CPU 的中断机理；了解 80X86 微机的硬件中断控制逻辑。 7．定时器/计数器电路 主要内容：概述；可编程定时器/计数器芯片 8254；8254 在 PC 系列机定时系统中的应 用。 知识点及要求：了解 8254 的功能和它在 PC 机中的应用，会根据实际问题掌握初始化 编程的方法。 8．并行接口与串行接口 主要内容：并行接口与串行接口概述；可编程并行接口芯片 8255A－5；串行通信的基 本概念； PC 系列微机中的串行通信接口

知识点及要求：掌握并行通信中的基本概念和工作原理；了解 8255 的功能，会初始化； 掌握串行通信中的基本概念和同步、异步的协议；了解 PC 系列微机中的串行通信接口。 表一：课程内容分配 序号 授课内容 学时 实验内容 学时 1 第一章 微型计算机系统概论 4 实验一 汇编环境熟悉与调试 2 2 第二章 微处理器和指令系统 7 实验二 指令系统 2 3 第三章 汇编语言程序设计入门 8 实验三 汇编程序设计 2 4 第四章 存储器 4 实验四 8259A 中断接口实验 2 5 第五章 I/O 接口和总线 6 实验五 8255 并行接口实验 2 6 第六章 中断与中断控制 4 7 第七章 定时器/计数器电路 4 8 第八章 并行接口与串行接口 4 合计 41 10 四、教学环节安排与考核办法 1．本大纲的实施办法 《计算机硬件技术基础》课程的全部教学内容和上机实践题目采用电子教案，全部教学 文件可在校内局域网上浏览和学习。其中，电子教案文档可供学生下载。 2．关于课程实验环节 本课程的实验环节非常重要，良好的计算机硬件和软件环境是保证教学质量的重要条 件。因此，经常性的维护和教学效果反馈非常必要。 在学生上机题目的选材和制定方面，应以提高实际操作能力为前提条件，并且注重对学 生素质的培养和实际技能的提高。在实践环节中，提出具有实际意义的题目、具有应用水平 的题目，以期达到目的。 3．关于课程考试 本课程的成绩主要分为三部分：平时、实验及期末考试。其中：期末卷面题包括：选择 题、填空题、名词解释、简答题和综合题。 考试权重：平时 10%；实验 20%；期末考试 70%。 五、建议使用教材及教学参考书 [1]．《计算机硬件技术基础》(第 2 版)，邹逢兴编著，高等教育出版社，2003 年 4 月。 [2]．《计算机硬件技术基础》（第 2 版），张菊鹏等编著，清华大学出版社，2000 年 9 月。 [3]．《微机系统与接口技术》，吴产乐编，华中科技大学出版社，2002 年 1 月第一版。 [4]．《IBM-PC 汇编语言程序设计》，沈美明等编著，清华大学出版社，1991 年 6 月。 [5]．《微机原理与接口技术》，李芷主编，电子工业出版社，2002 年 5 月第一版

课程编码：0235536B 课程类别：非独立设课，专业任选课 适用专业：教育技术学专业 学分： 2.5 学分； 总学时：51 学时(理论课学时：41 学时；实验学时： 10 学时； ) 先修课程：计算机文化基础、C 语言程序设计等 执笔人：马伟锋 一、实验教学目标与基本要求 帮助学生深入掌握微机系统结构、汇编语言程序设计和接口技术，培养学生开发微机应 用系统的能力。利用微机实验台，针对常用的微机接口芯片，让学生独立完成题目要求（包 括编程、调试、电路设计），并提交实验报告。 二、实验课程内容和学时分配 序号 实验项目名称 实 验 内 容 学时 要求 性质 类别 每组 人数 1 环境熟悉 熟悉机器语言的操作环境和 DEBUG 的命令。 2 必做 验证 性 专业 1 2 指令系统 熟悉和应用指令系统中各类 指令。 2 必做 验证 性 专业 1 3 汇编程序 熟悉子程序的编制及宏汇编 的作用，并编写一个小程序， 进行上机调试。 2 必做 设计 性 专业 1 4 中断控制实验 可编程接口芯片 8259A 编程 应用 2 必做 验证 性 专业 2－3 5 并行接口实验 可编程接口芯片 8255A 编程 应用 2 必做 验证 性 专业 2－3 注：要求：必做、选做、其他；性质：验证、演示、综合、设计、研究等；类别：基础、 专业、科研、生产、其他。 三、本课程实验所用的主要仪器设备 应配备的主要设备名称和台件数 序号 设备名称 每组应配备件数 现有台数 备注 1 PC 系列微机 1 充足 2 微机实验台 1 3 MASM5 等相关软件 数个

四、考核办法 根据题目要求（包括编程、调试、电路设计）课堂完成，老师当场验收，课后提交实验 报告。 五、实验教材、参考资料 [1]．《计算机硬件技术基础实验教程》，邹逢兴编著，高等教育出版社，2003 年 4 月 [2]．《计算机硬件技术基础》（第 2 版），张菊鹏等编著，清华大学出版社，2000 年 9 月 [3]．《微机系统与接口技术》，吴产乐编，华中科技大学出版社，2002 年 1 月第一版