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一、《计算机组成原理》
针对寄存器传送级以上层来讲述单机计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互联系,包括数的表示及其运算、指令系统的一般构成、数据通路和指令控制流程、控制器的设计、微程序设计原理、存储器的层次结构、总线互连、中断和输入输出组织等,为后读课程的学习准备必要的硬件方面的基础知识。
该课程在大学二年级开设,为一学年课程,总共有140学时。第一学期是课堂教学,周学时为4,共80学时,占4个学分;第二学期是实验教学,共开设8个必修实验项目,周学时为3,共60学时,占2个学分。
主要授课内容:
第一学期课堂教学内容,共有9章:(1)计算机的发展和性能设计;(2)计算机内部的数据表示;(3)运算器和运算方法;(4)存储器分层系统;(5)指令系统;(6)中央处理器组织和微程序设计;(7)系统总线;(8)输入/出设备;(9)输入/出组织。
第二学期实验教学内容,分必修实验和选修实验两部分。
必修实验:(1)汇编语言程序设计实验;(2)脱机运算器实验;(3)存储器部件实验;(4)用微指令来完成一条机器指令实验;(5)微程序设计实验;(6)串行口实验;(7)多级中断实验;(8)组合逻辑控制器的设计实验。
选修实验:(1)用HDL语言来编写设计标志寄存器及移位电路实验;(2)用HDL语言来编写设计节拍发生器及启停控制电路实验;(3)用VHDL语言来编写设计标志寄存器及移位电路实验;(4)用VHDL语言来编写设计节拍发生器及启停控制电路实验;(5)用VHDL语言来编写设计组合逻辑控制器实验;(6)绘制组成原理实验箱的逻辑电路图;(7)编写在PC上可以模拟实现微程序控制器辅助设计与模拟软件;(8)编写在PC上可以模拟实现程序辅助设计与模拟软件;(9)编写在PC上可以脱机实现的汇编和反汇编;(10)编写在PC上可以在WINDOWS_98
WINDOWS_2000 WINDOWSXP下和实验箱进行串行通讯的程序。
二、《操作系统》
把建立学生对操作系统、以操作系统为中心的计算机系统的系统级认识作为课程体系建设的首要准则,注意吸收产业最先进的操作系统技术,大胆改革课程教学内容、组织结构和实验设计。教学内容主要包括:
1) 操作系统的基本概念与演化发展
2) 进程管理与线程管理
3) 存储管理与虚拟存储管理
4) 调度
5) 设备管理
6) 文件管理
7) 并发程序设计
8) 死锁
9) 网络与分布式操作系统
10) 嵌入式操作系统
11) 操作系统结构
教学内容被组织成12个内容独立且相互关联的主题,在实现分阶段的教学目标管理的基础上,本课程的教学目标如下:
1) 建立学生对操作系统、以操作系统为中心的计算机系统的系统级认识。
2) 掌握操作系统中进程、调度等控制程序执行的关键技术。
3) 掌握操作系统中资源管理的关键技术。
4) 掌握并发程序设计的基本思想,并有解决问题的能力。
5) 掌握操作系统的构造技术。
6) 了解2个主流操作系统的实现技术,熟练掌握应用。
在实验设计上注重两个侧面。一是系统级认识,不再把操作系统实验设计成孤立的部分,强调实习设计整体性和学生实习时相互协作。二是建立真实实习环境,与国际知名软件企业合作,争取他们的支持。经过2年的努力,我们在操作系统实习上取得了很好的效果。
三、《计算机体系结构》
如果说前两门课给学生打下扎实的基础,那么这门课则带领学生走向研究的前沿,旨在培养高年级本科生从事科学研究与独立创新的能力。在具有较好理论基础的南京大学开设《计算机体系结构》课程是非常重要的,这符合研究性大学的办学宗旨。我们以相对独立的专题为主,介绍目前高性能计算机体系结构的若干个关键技术。所有专题之间又有很强的系统性。内容包括:
1) 背景介绍 2学时
2) 性能评价 6学时
3) 处理器技术 6学时
4) 流水线技术 6学时
5) 分布式共享存储技术 6学时
6) 互联网络技术 6学时
7) 报文传递技术 6学时
8) 路由算法 6学时
9) 并行算法 6学时
10) MPI—消息传递接口 6学时
11) 个例分析——万亿次巨型机 4学时
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