计算机课程教学大纲.docx
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计算机课程教学大纲
《计算机系统结构》课程教学大纲
一、课程基本情况
1．课程名称：
计算机系统结构
2．适用专业：
计算机科学与技术、软件工程等相关专业
3．课程类别：
学位课
4．学时及学分：
48学时，2学分
5．要求先修课程：
计算机组成原理⁄微机原理，操作系统
6．教材：
尹朝庆等.计算机系统结构.武汉：
华中科技大学出版社，2000
7．开课单位：
计算机科学与技术学院
二、课程设置目的与要求
1．目的
计算机系统结构的发展是高性能计算机系统的主要推动力，迅速发展的高性能计算机是信息化的基础。
本课程以计算机系统并行化的理论、方法和技术为主线，以计算机系统的性能评价方法为依托，从部件到系统，讲授高性能计算机的构成方法和技术，使学生具备使用和研究高性能计算机必要的专业知识。
2．要求
了解高性能计算机指令系统的优化设计；掌握高性能处理机采用的流水技术及其性能计算与分析方法；掌握计算机存储系统的构成技术及其提高性能的方法和技术；掌握多处理机系统的互连结构及其互连网络的特性和连接方法；了解几种典型的多处理机系统；了解多计算机系统的若干关键技术；了解数据流计算机的数据驱动原理和掌握数据流程序图的表示方法。
三、主要教学内容
（一）绪论
1．并行处理基础
2．并行处理机的系统构成方式
（二）处理机及其指令的优化设计
（三）流水线技术
1．线性流水线与非线性流水线
2．超标量流水线与超流水线
3．向量处理方法与向量处理机
（四）存储系统
1．存储系统的结构
2．并行存储器
3．虚拟存储器技术
4．高速缓冲存储器技术
（五）互连网络
1．互连网络的分类与互连函数
2．几种静态互连网络的拓朴与特性
3．几种动态互连网络及其连接方法
（六）多处理机系统
1．多处理机系统的基本模型
2．UMA型多处理机系统
3．NUMA型多处理机系统
（七）多计算机系统
1．多机系统的消息格式与寻径方式
2．多计算机互连网
3、并行处理方式
（八）机群系统
1．机群系统的特点与关键技术
2．机群系统的通信技术
3．分布式并行计算的程序设计环境
（九）数据流计算机
1．数据驱动原理
2．数据流语言与数据流程序图
《C语言程序设计》教学大纲
一．课程基本情况
课程名称：
C语言程序设计
学时/学分：
54~60学时（上机16~22）/3~4
先修课程：
计算机文化基础
适用专业：
电子、机械、土建、水上等非计算机专业
开课学院、系或教研室：
计算机科学与技术学院科学系技术教研室
二．课程设置目的及要求：
C语言程序设计是计算机应用的主要技术基础课之一。
通过理论教学与实验上机等教学环节，使学生基本掌握学习计算机语言的方法，并从计算机语言中数据存储方式、输入/输出、操作符（运算符）三个方面着手，掌握C语言中的数据类型、运算符、输入、输出、条件执行、循环、函数等重要组成部分的概念及基本编程方法。
理论课注重概念的形成和知识的传授；实验上机注重编程技能的培养，并熟悉C语言编程环境，要求学生基本掌握C语言程序设计的基本过程，并能较熟练地利用集成开发环境进行简单编程。
三．主要教学内容、学生分配
本课程包括C语言基础、C语言程序设计初步、C语言进一步程序设计技术三个部
分，具体内容与要求如下：
（一）C语言概论（8学时）
明确C语言的发展历史、C语言的特点、C语言的基本构造、算法的基本概念、数据类型、运算符与表达式。
（二）最简单的C程序设计（36学时）
主要包括C语言的顺序程序设计、选择结构程序设计、循环控制。
数组、函数、预处理命令。
（三）C语言进一步程序设计技术（10学时）
主要包括指针、结构体与公用体、位运算、文件和C++的面向对象基础。
《单片机原理及应用》教学大纲
一．课程基本情况
课程名称：
单片机原理及应用
学时/学分:
36/2
先修课程:
数字逻辑计算机原理微机接口技术
适用专业:
计算机应用
开课学院、系或教研室：
计算机科学与技术学院、计算机科学系、计算机系统结构教研室
二．课程设置目的及要求
单片微型计算机由于体积小、功耗低、稳定可靠、价格低廉等诸多独特的优点，成为目前工业测控系统、智能仪器仪表、信号处理、机器人、家用电器、国防武器等计算机应用领域中常用的计算机。
单片机带来的小型化、自动化、智能化使其有着广泛的应用前景。
本课程的目的是使学生了解单片机的性能特点，掌握单片机的基本原理、硬件基本结构、指令系统及其外部接口扩展设计方法，熟练掌握各种典型设计方案，掌握内部各I/O接口功能部件的应用设计，学会综合运用所学的知识组成单片机应用系统。
三．主要教学内容、学时分配
1．第一章微型计算机的基础知识（1学时）
单片机的概念、单片机的发展及应用概况
2．第二章MCS-96系列单片机的基本结构及工作原理/第十五章80C196KB/KC单片机（5学时）
（1）MCS-96单片机硬件基本结构、性能特点、芯片引脚功能
（2）中央处理器CPU及其操作
（3）存储器空间及存储控制
（4）I/O口及I/O控制、芯片配置寄存器
（5）系统时钟信号及复位
3．第三章存储器及其与系统的连接（2学时）
（1）常用存储器芯片介绍
（2）存储器寻址方法
（3）存储器与系统的连接
4.第四章MCS-96指令系统/第五章汇编语言程序设计/第十三章计算程序的设计（4学时）
（1）程序状态字（PSW）、堆栈及寻址方式
（2）系统常用指令及常用伪指令
（3）汇编语言程序设计
5．第六章输入输出及中断（2学时）
（1）I/O接口的寻址方式及地址译码方法
（2）单片机中断系统的结构及中断系统的编程
6．第八章定时器及其应用（2学时）
硬件定时器T1、T2、监视定时器（WDT）工作原理及其应用
7．第九章高速输入部件HSI及其应用（3学时）
（1）HSI的结构及工作原理
（2）利用HSI测量脉冲信号、机械转速
8．第十章高速输出部件HSO及其应用（3学时）
（1）HSO的结构及工作原理
（2）利用HSO产生PWM波
9．第十一章A/D和PWM（D/A）及其应用（3学时）
（1）A/D与D/A转换器的结构与工作原理
（2）数据采集及处理系统
10．第十二章串行口及其应用（3学时）
（1）串行口的工作原理
（2）串行口的应用实例
11．第十四章单片机应用系统设计（2学时）
（1）单片机应用系统结构、接口及设计内容
（2）应用系统设计举例
《单片机原理及应用》实验大纲
课程名称：
单片机原理及应用/Microcontroller’sPrincipleandApplication
实验总学时数:
6
适用专业:
计算机应用
承担实验室：
计算机科学与技术学院计算机科学系实验室
一、实验教学的目的和要求
实验教学是单片机课程教学的重要环节，它使学生进一步加深对单片机软硬件系统的了解，掌握单片及常见应用系统设计一般步骤。
它要求学生自己动手进行硬件选择、软件编程调试，能完成一般的验证性试验和设计性试验。
二、实验项目名称和学时分配
序号
实验项目名称
学时数
必/选开
01
80C196软件方法产生中断
1
必开
02
定时器T1实验-定时中断
1
必开
03
利用HSI测单脉冲宽度
1
必开
04
利用HSO产生连续脉冲
1
必开
05
80C196A/D转换实验
1
必开
06
LED七段数码管显示实验
1
必开
三、单项实验的内容和要求
4．80C196软件方法产生中断实验内容
1）用软件方法使中断登记寄存器INT—PENDING的EXTINT（P2.2）位和HSI.0位置1，P2.0和P2.5分别接两个发光二极管。
编制程序，L1、L2初始态为灭，EXTINT中断使L1点亮1.5秒钟，HSI.0中断，使L2点亮1.5秒钟。
2）编程的关键是在EXEINT中断处理程序中要有大约1.5秒延时，由于这时已关中断，所以在这1.5秒时间内HSI.0无法进入中断处理，这样可以加深对中断优先级的理解。
2.定时器T1实验-定时中断实验内容
1）定时器T1产生溢出时引发中断，每中断5次，数码管最后一位显示值加1（初始值为0），当加满16次时，又从0开始继续。
2）实验说明
（1）T1为16位定时器，时钟源是固定的，每8个状态周期使其加1。
在DVCC实验系统中，时钟为4.0MHZ，每个时钟周期为250ns，每个状态周期为750ns，每8个状态为6.0μs。
这样T1的溢出周期为65536×6.0μs，约393ms。
（2）
（2）本实验中，利用中断方法，每中断5次（大约2s），计数一次，计数值在数码管上显示，计满16次，从0重新开始计数显示。
3.利用HSI测单脉冲宽度实验内容
DVCC实验仪上的“SP”单脉冲作为HSI.0和HSI.1的输入。
测量到的单脉冲宽度按秒的形式显示在数码管上。
单脉冲的宽度与实验者按单脉冲按钮的时间长短有关，时间一般大于HSI能表示的时间，应利用定时器1中断记录脉宽高位。
由于脉宽大于65536个时间单位，要留心长整数的运算方法。
4.利用HSO产生连续脉冲实验内容
1）HSO可按程序设定的特定时刻在HSO.0～HSO.5中任一引脚输出正跳或反跳电平。
因此利用HSO可以方便地产生脉冲。
2）编制程序，使得数码管上显示预定的脉冲周期和占空比，在HSO.0引脚上，生一定占空比的方波。
5.80C196A/D转换实验实验内容
1）用查询方法实现80C196通道0的A/D转换，转换结果以十进制形式显示在LED的后三位上，通道0的模拟量由实验仪上电位器W1提供。
2）请注意：
启动A/D转换命令送出后不到8个状态周期内，A/D结果寄存器内的S位（忙）可能尚未置1，因此需加入几条空操作指令。
3）十六进制转化为以0.01V为单位的十进制数，其转换公式如下：
500×X/1023,其中X为从AD结果寄存器中取出的结果。
4）由于80196的VREF直接和VCC连在一起，和标准值+5V有些误差，因此转换结果和实际值要有些误差这是正常的。
在实际应用系统中，VREF必须为+5V，才能保证转换结果的精度。
6.LED七段数码管显示实验内容
1）用系统上的键盘显示管理器件8155的I/O口通过驱动电路75452来驱动LED显示器。
2）编制程序，使LED数码管循环显示0～F。
实验时建议每组2人。
《分布式并行处理》教学大纲
一．课程基本情况
课程名称：
分布式并行处理/DistributedParallelProcessing
学时/学分：
60学时3学分（研究生）/40学时2学分（本科生）
先修课程：
计算机系统结构、数据结构、算法设计与分析
适用专业：
计算机软件
开课学院、系或教研室：
计算机科学与技术学院应用软件教研室
二．课程设置目的及要求
熟悉分布式并行处理的基本概念；掌握基于局城网的分布式环境的构成和配置；了解分布式并行计算的基本方法；并能在并行虚拟机（PVM）和消息传递接口（MPI）并行开发环境中，编写并实现常见的分布式并行算法。
三．主要教学内容、学时分配
1．分布式并行处理系统基本概念（4学时）
（1）并行计算系统的类型
（2）并行计算系统的性能评估
（3）典型的并行计算系统
2．网络并行计算平台（4学时）
（1）计算机高速局域网
（2）网络并行计算
（3）PVM和MPI简介
3．并行计算概论（8学分）
（1）分布式并行计算数学模型
（2）加速比定律
（3）算法并行度与系统并行度
（4）水桶原理与负载平衡
（5）算法精度与处理器效率
（6）算法逻辑拓扑对系统物理拓扑的映射
4．并行系统的拓扑结构（8学时）
（1）拓扑结构固定的并行系统
（2）拓扑结构可变的并行系统
（3）拓扑结构可变并行系统实例分析
5．区域分解法（8学时）
（1）区域分解法基本概念
（2）多重网格方法
（3）具有虚边界预测的多重网格并行算法
6．矩阵并行计算（6学时）
（1）矩阵相乘的若干并行算法
（2）分布式环境中的矩阵乘法并行计算法
7．处贮器农庄方法（6学时）
（1）处理器农庄算法基本概念
（2）曼氏集合的分布式并行求解
8．PVM和MPI并行计算环境（6学时）
9．Linux操作系统和PVM/MPI平台的配置（4学时）
《分布式并行处理》实验大纲
一．课程基本情况
课程名称：
分布式并行处理/DistributedParallelProcessing
实验总学时数：
8学时
适用专业：
计算机软件
承担实验室：
计算机科学与技术学院实验室
二．实验教学的目的和要求
通过编写并在局域网上实现典型的分布式并行算法，使学生熟悉分布式并行环境，掌握高效分布式并行算法的设计与实现的一般过程和方法，培养学生的分布式程序设计能力。
三．实验项目名称和学时分配
序号
实验项目名称
学时数
必/选开
1
矩阵并行乘法
4
2
曼氏集合分形图并行程序设计
4
四．单项实验的内容和要求（包括实验分组人数要求）
上述实验要求在PVM/MPI开发平台上编程、编译、链接并加载到局域网上运行。
两人一组，使用35台PC机，一次可有两个班同时做实验。
对运行结果测试并进行定量/定性分析。
《计算机安全》教学大纲
一．课程基本情况
课程名称：
计算机安全/ComputerSecurity
学时/学分：
36学时/2学分（含上机8学时）
先修课程：
计算机网络、计算机维护，面向对象程序设计
适用专业：
计算机科学与技术专业
开课学院、系或教研室：
计算机科学与技术学院、计算机科学系、
计算机技术教研室
二．课程设置牡丹与要求
信息系统是计算机应用的核心，而计算机安全技术又是信息系统最为关键的技术之一，它已成为当今信息时代计算机应用的主要专业技术课程之一。
通过本课程的学习，使学生认识到信息安全在国计民生中的重要作用与地位；了解计算机安全的基本知识；掌握计算机安全技术的基本内容和实现手段，为培养学生的国防意识、计算机安全法规意识和计算机安全技术的实现与决策能力打下必要的基础。
三．主要教学内容、学时分配
1．计算机安全的基本知识（3学时）
信息、信息社会与信息安全，计算机系统的脆弱性，计算机安全的含义、体系结构及其内容层次。
2．数据保护技术（9学时）
数据保护综述，密码学的发展与基本概念，传统加密算法及其计算机实现技术，若干现代密码体制的基本原理，公开密钥密码标准及安全协议介绍。
3．计算机系统安全技术（8学时）
计算机硬件故障的诊断与排除，系统软件的安全技术，数据库的数据保护，网络站点的安全策略、防火墙与平台安全概述。
4．计算机病毒的防治（5学时）
计算机病毒的概述、机理与扩散，计算机病毒的宏观防治策略，若干常见计算机病毒的检测与清除。
5．计算机安全法规与教育（3学时）
计算机安全立法的必要性与重要性，计算机安全管理的基础条件与监察，计算机安全等级的划分与适用范围，安全审计与测试，计算机安全教育及其特点。
四、教材及参考书
教材：
1．《计算机安全》，主编：
王锡林、郭庆平、程胜利，人民邮电出版社，
1996年第二版。
2．《计算机安全原理》，M.Andress著，杨涛等译，机械工业出版社，
2002年第一版。
《计算机科学导论》教学大纲
一．课程基本情况
课程名称：
计算机科学导论
学时、学分：
54学时，3学分
适用专业：
计算机应用，软件工程
开课学院、系或教研室：
计算机学院
二．课程设置目的及要求
《计算机科学导论》是计算机学科本科新生的入门课程。
课程的主要内容包括对计算机科学学科中最基本的概念给予简要的介绍。
为新生提供计算机学科的知识结构总框架。
通过实践环节训练学生掌握近期流行办公自动化软件及互联网使用等简单操作技术。
介绍本专业的教学计划与课程体系。
通过本课程的学习和实践环节使学生对计算机科学有一个初步的整体的认识，为后续的课程学习起到一个先导的作用。
三．主要教学内容、学时分配
（一）计算机基础知识（12学时）
主要内容：
1．电子数字计算机的发展：
介绍电子数字计算机的诞生及发展的历程，各阶的主要特点。
2．计算机的应用：
介绍计算机主要应用的情况。
3．计算机中数据表示：
介绍计算机内对不同类型的数据的表示方法。
4．计算机系统的基本组成：
包括计算机系统概述、计算机基本硬件组成，以及微型计算机的硬件配置和软件配置。
5．多媒体计算机的简介：
包括多媒体的定义，多媒技术的特征，多媒体计算机系统的基本组成，多媒体的关键技术以及多媒体技术的应用。
6．计算机病毒及其防治：
介绍计算机病毒的定义，特性及危害，计算机病毒的结构及分类，计算机病毒的防治。
基本要求：
掌握计算机系统的基本组成，微型计算机系统的基本组成及其应用的状况。
（二）操作系统Wiadows2000（12学时）
主要内容：
1．Windows概述。
2．Windows2000的基本知识和基本操作。
3．Windows2000的资源管理器。
4．Windows2000控制面版。
5．Windows2000的多媒体组件。
基本要求：
掌握Windows2000操作系统的基本知识和基本操作技能。
（三）中文输入法（6学时）
主要内容：
1．汉字输入基础，介绍汉字编码方法，汉字输入码的编码方法。
2．全拼输入法。
3．智能ABC输入法。
4．五笔字型输入法。
5．Windows2000输入法的设置和使用。
基本要求：
了解汉字编码方法，掌握一种汉字输入法，通过训练达到一定的汉字输入速度。
（四）字处理软件Word2000（8学时）
主要内容：
1．Word2000的概述。
2．文档基本操作。
3．文档排版。
4．表格的插入。
5．图文编排。
6．打印输入。
基本要求：
掌握Word2000的基本功能及使用方法。
（五）电子表格软件Excel2000（8学时）
主要内容：
1．Excel2000概述。
2．工作表的建立。
3．工作表的管理和格式化。
4．数据的图表化。
5．数据的管理和分析。
6．页面设置和打印。
基本要求：
掌握Excel2000基本功能及使用方法。
（六）计算机网络基础知识（8学时）
主要内容：
1．计算机网络基础知识。
2．Internet基础知识。
3．Internet上的常用服务。
基本要点：
了解计算机网络的基本知识，学会一些通常的Internet使用方法。
《计算机网络》教学大纲
一．课程基本情况
课程名称：
计算机网络/COMPUTERNETWORKS
学时/学分：
44/2.5
适用专业：
计算机科学与技术、软件工程
开课学院、系或教研室：
计算机
二．二、课程设置目的及要求
在信息时代的大潮中，人们的工作和生活已开始离不开网络；以网络为核心的高新技术正成为全球经济的助推器，把更快的发展速度、更方便快捷的服务呈现在人们的面前。
特别是，少数发达国家主导着因特网的发展，已经把对网络理论的研究和网络技术的开发演变成为市场竞争的武器，并已从因特网中获得巨大的经济效益和社会利益，在很大程度上控制了其他国家的信息基础设施。
其中，美国对因特网的成功进行了认真的总结，认为未来网络的发展趋势是“更大、更快、更安全、更及时、更方便”，并继续投资研究新一代信息网络的理论和技术，新的研究成果不断涌现。
因此，在我国开展网络理论和技术的学习和研究，对于提高我国未来信息技术的实力具有重大的科学意义和重要的战略意义。
通过本课程的学习，使学生掌握计算机网络的基本原理，基本概念以及最新技术，为今后从事相关工作奠定基础。
理论课学完后，应掌握网络的体系结构和协议等基本概念。
基本原理包括：
局域网，以IEEE802系列标准作为重点要求，特别是以太网技术；广域网，以ISO/OSI参考模型为一般要求，重点是转到因特网的TCP/IP参考模型上来，应对因特网的常用协议熟悉、理解和掌握。
实验以数据链路层或网络层的协议作为例子，让学生掌握协议的设计与实现方法。
二、主要教学内容、学时分配
1.计算机网络的基本概念（4）
网络的体系结构和协议的概念，ISO/OSI和TCP/IP参考模型中，各层的基本概念和功能，网络的分类。
2．物理层（4）
物理层的基本概念，传输媒体，模拟传输和数字传输，调制解调器，物理层协议RS-232-C的特性，DTE与DCE的概念，信道上的最大数据传输速度。
3．数据链路层（8）
数据链路层的基本概念和功能，停止等待协议，滑动窗口协议，HDLC幀的格式和幀的类型，PPP协议。
4．信道共享技术
（2）
ALOHA技术，CSMA的三种类型，CSMA/CD。
5．局域网（4）
LAN的特点和基本技术：
拓扑结构，传输媒体和MAC，LAN的体系结构，IEEE802.3标准，高速LAN和无线LAN。
6．广域网（4）
WAN的基本概念，网络层的功能，路由选择算法，距离矢量和链路状态算法，拥塞控制的原理。
7．网络互连（6）
IP地址，IP协议，ICMP协议，IPv6和ICMPv6。
8．传输层（4）
传输层的功能，端口的概念，用户数据报协议UDP，传输控制协议TCP。
9．应用层协议（6）
应用层的功能，域名系统DNS，FTP，WWW，TELNET，E-MAIL，网络管理。
10．ATM技术和网络安全
（2）
三、教材及参考书
教材：
《计算机网络》 主编：
谢希仁
出版社：
大连理工大学出版社 （第三版）
参考书：
《计算机网络》 主编：
TanenbaumAndrewS.
出版社：
清华大学出版社 （第三版，熊桂喜等译）
《计算机维护》教学大纲
一．课程基本情况
课程名称（中文/英文）；计算机维护/PCMaintenance
学时/学分：
36/2
先修课程：
微机原理
适用专业：
计算机应用
开课学院、系或教研室：
计算机学院计算机科学系
二．课程设置目的与要求
微型计算机的广泛普及，要求应用人员不仅能正确地使用微机，而且应该掌握微机维护技术，当微机出现故障时能够迅速确定故障，采取正确的措施，尽快恢复系统。
学生学习本课程的目的是：
了解微型计算机系统的结构，掌握正确的配置和安装操作方法，对微型计算机系统及其常用外部设备的工作原理、产生故障的现象及处理方法有所了解，通过实验与上机操作基本达到一级维修水平，为用好微机打下坚实的基础。
通过本课程学习，学生应掌握微型计算机系统板（包括CPU、内存、BIOS与CMOS、总线、接口）、磁盘存储系统（硬盘驱动器、软盘存储器）、电源部件、键盘、显示器、打印机等部件和设备的工作原理、内部结构，常见硬件故障的处理方法。
对常见的软件故障，特别是计算机病毒的危害、传播规律和防治方法有所了解。
通过实验与上机操作能够独立拆卸、组装微机系统，进行正确的配置。
能运用诊断软件或仪器对微机系统进行故障诊断，达到板级维修技术水平。
能够正确的理解Windows操作系统中的注册表结构和日常维护处理方法，对常用工具软件性能和使用有所了解，初步掌握诊断测试软件的使用方法。
三．主要教学内容、学时分配
1．绪论（1学时）
介绍微型机与微处理器的发展过程，微机系统的运行环境要求，微机产生故障的原因及一般维修方法。
2．微型机系统板的结构、配置与维修（4学时）
介绍微机
升级会员 