GDOU-B-11-213
《 计算系统基础 》课程教学大纲
课程编号 英文课程名 开课院（系） 软件学院 1620917 学分 3.5 总学时 64 理论 60 实验/上机 4 The base of computing system 开课系 软件技术系 修订时间 2005年 6月5 日
课 程 简 介
课程简介: 本课程为软件工程专业第一门基础课程，通过逐次介绍bit、逻辑代数、组合逻辑、时序逻辑、处理器环境、机器语言、VHDL语言、routine、到C语言的基本要素，给初学者建立起完整的计算概念，使得学生掌握面向目标的程序设计和结构程序设计的基本技巧。目的是为后续课程的学习作必须的基础准备，是一门学科基础必修课。
课 程 大 纲
一、课程的性质与任务：
本课程是软件工程专业的专业基础课程。教学任务主要包括逻辑代数基础、组合逻辑电路分析与设计、时序逻辑电路分析与设计、处理器组成和基本结构、机器语言和汇编语言介绍、routine等。 二、课程的目的与基本要求：
通过该课程的学习，使学生理解硬件电路的工作特性，掌握处理器的计算环境和软硬件之间的关系，建立起计算的基本概念，为各种计算机语言的学习和软件开发打下必备的基础。 三、面向专业：
软件工程 四、先修课程:
无
五、本课程与其它课程的联系：
本课程是第一门专业基础课，没有先行课程。服务的主要后续课程包括VHDL语言程
序设计、计算机组成结构、微机原理与接口技术、基于FPGA的嵌入式软件开发、基于ARM的嵌入式软件开发等。
六、教学内容安排、要求、学时分配及作业： 前沿（2学时）
阐述本课程在教学体系中的位置、作用和学习目的、意义。（C） 第一章 数字电路基础（6学时）
1.1 数字电路的基本概念
数字信号、正负逻辑、数字信号主要参数。（A）
1.2 数 制
数制及其转换。（A） 1.3 二—十进制码
BCD码、编码方式。（A） 1.4 算术运算与逻辑运算
基本概念（B） 1.5 数字电路及其规模
介绍器件的发展历程和器件特征。（C）
第二章 逻辑函数及其简化（8学时）
2.1 逻辑代数
基本逻辑函数、逻辑函数表示方法、逻辑代数的基本规则。（A） 2.2 逻辑函数的简化
代数简化法、卡诺图化简法。（A）
第三章 集成逻辑门电路（8学时）
3.1 二极管与三极管的开关特性
静态特性、动态特性。（B） 3.2 TTL逻辑门电路
基本结构、工作原理。（B）
主要技术参数、OC门、三态输出门。（A） 3.3 MOS逻辑门电路
NMOS、PMOS、CMOS、传输门。（B）
3.4 集成逻辑门电路的应用
器件间的接口、最大负载、多余输入端的处理。（B）
第四章组合逻辑电路的分析与设计（12学时）
4.1组合逻辑电路的分析方法
步骤、实例。（A）
4.2 组合逻辑电路的设计方法
步骤、实例。（A）
4.3组合逻辑模块及其应用
加法器、编码器、译码器、比较起、数据选择器、各模块的应用。（A）
第五章 触发器（8学时）
5.1 基本触发器基本RS触发器、同步RS触发器、空翻现象。（B）
特性方程、状态转换图、驱动表、波形图。（A）
5.2 主从触发器电路结构、工作原理、主从JK触发器的一次翻转现象。（B）5.3 边沿触发器结构及工作原理。（B）
5.4 集成触发器触发器功能的转换、常用芯片及应用。（A） 第六章 时序逻辑电路 （8学时）
6.1 时序逻辑电路的基本概念结构、特点。（A）
6.2 时序逻辑电路的一般分析方法分析步骤、分析举例。（A） 6.3 计数器计数器的分类、二进制计数器、非二进制计数器。（A）
集成计数器的应用、异步清零法、同步清零法、异步预置数法、同步预置
数法。（A）
分频器、序列信号发生器。（B） 6.4 数码寄存器与移位寄存器 寄存器、移位寄存器。（A）环形计数器、扭环形计数器。（B） 6.5 同步时序逻辑电路的设计方法
同步时序逻辑电路设计步骤、设计举例。（A） 异步时序逻辑电路的设计方法。（B）
第七章 计算基础（8学时）
7.1 概述
计算机的组成、冯·诺依曼模型、指令周期、编程语言、寄存器。（A）
7.2 中央处理器
取指网络、数据通道、数据操作。（A） 7.3 数据通道部件
寄存器组、算术逻辑单元、高速缓冲器。（A） 7.4 指令与数据通道
体系结构、指令执行过程、汇编语言描述。（A） 7.5 控制单元
指令格式、R型指令、I型指令。（B）
7.6 CISC 和 RISC 体系结构
CISC和微程序、为指令，RISC计算机。（C）
各章节均需布置一定数量的作业，以巩固课堂教学，并通过习题课解决存在的问题。
七、实验名称与类别:
序号 1 2
八、实验目的、内容与要求
实验1
实验名称 基本逻辑门电路特性参数测试 非二进制计数器的设计与实现 学时 实验类别 2 2 验证型 设计型 注:实验类别指:演示型、操作型、验证型、综合型、设计型、研究创新型
实验目的：掌握集成电路的外部特性
实验内容：分别测取TTL和CMOS与非门的低电平电源电流、高电平电源电流、低电平输入电流、高电平输入电流，计算扇出系数，绘制出电压传输特性。
实验要求：在实验平台上搭制测试电路，测取实验数据，然后进行分析、计算，写出实验报告。
实验2
实验目的：学习较为复杂的数字系统的设计和实现方法。
实验内容：本试验是一个设计性实验，要求设计出一个能够显示秒、分的时钟计数器， 具体内容包括逻辑电路图的设计、器件的选型、电路的实现和故障的分析测试。
实验要求：在完成电路设计的基础上，在实验平台上对设计的电路进行功能性验证，提交包括设计图纸，设计计算过程，设计结论等在内的设计报告。
九、教材与参考书：
本课程选用教材:
张 建 主编 《数字电路逻辑设计》，科学出版社出版。
John P. Uyemura著 ,《A First Course In digital System Design》，科学出版社出版。
本课程推荐参考书:
王毓银 主编 《数字电路逻辑设计》，高等教育出版社出版。 阎石 主编 《数字电子技术基础》，高等教育出版社出版。
十、本课程理论课及实验课的考核方式:
理论课考核方式： 闭卷考试
实验课考试方式：
实验报告
执笔: 审核: 批准人:
时间:
计算系统基础课程教学大纲
