“计算机组成原理”是一门理论性、工程性、技术性和实践性都很强的核心专业基础课程，在计算机学科系列课程中处于承上启下的作用。 课程教学目标是通过相关的教学活动，帮助学生理解计算机基本组成部件(包括运算器、控制器、存储器、输入/输出)的结构、工作原理、内部运行机制和设计方法。加深学生对计算机软、硬件系统的整体化理解，建立硬件/软件协同的整机概念，并有效增强学生的计算机系统设计能力。课程学习为研究生考试、后续课程（如系统结构，并行编程、嵌入式系统、接口技术）的学习，参加IT企业招聘等都奠定了坚实的基础。
本MOOC 课程具有如下特点：
1.面向系统能力培养的教学设计
结合课程特点与教学目标，创造性提出基于构造观、系统观、工程观的教学设计。其中，构造观重在培养软/硬功能部件设计方法，提升部件级的设计能力；系统观强调硬件结构对软件执行正确性及性能的影响，提升学生软硬协同的系统分析与解决问题的能力；工程观训练考虑工程制约因素,选择恰当技术、优化工程的意识，提升系统实现能力。
2.精心设计实验内容
结合教学团队多年系统能力培养实践教学经验，参考国际一流计算机专业相关课程的先进经验，引入了易学易用的免费开源虚拟仿真实验平台，本着理论实践一体化、实验目标系统化、课内课外协同化等原则，建立了逐层递进、立足计算机系统、设计型实验为主导的实践教学体系开发了系列原创的课程实验，引导学生从逻辑门电路开始逐步设计运算部件、存储器、数据通路和控制器、流水线冲突冒险机制直至完整的MIPS 流水CPU来深入理解计算机软硬件系统。
第一章 计算机系统概论
1.0 课程导学
1.1 冯 诺伊曼结构原理及层次结构分析
1.2 计算机系统性能评价
1.3 计算机性能测试
第一章 单元测验
第二章 数据表示
2.1 机器数及特点
2.2 定点与浮点数据表示
2.3 数据校验的基本原理
2.4 奇偶校验
2.5 CRC校验及其实现
2.6 海明校验及其实现
附录 数据表示实验
第二章单元测试
第三章 运算方法与运算器
3.1定点数运算及溢出检测
3.2 定点数补码加、减运算器设计
3.3 原码一位乘法
3.4 补码一位乘法
3.5 乘法运算器设计
3.6 定点数除法
3.7浮点数加减运算
附录 运算器实验
第三章 单元测验
第四章、存储系统（一）
4.1 存储系统层次结构
4.2 主存中的数据组织
4.3 静态存储器工作原理
4.4 动态存储器工作原理
4.5 存储扩展
存储系统 （一）单元测验
第四章存储系统（二）
4.6 多体交叉存储器
4.7 Cache的基本原理
4.8 相联存储器
4.9 Cache地址映射与变换方法
4.10 替换算法
4.11 高速缓冲存储器例题选讲
4.12 虚拟存储器
4.13 TLB
4.14 RAID
第四章存储系统(二)测试
第五章 指令系统
5.1 指令系统概述及指令格式
5.2 寻址方式及指令寻址
5.3 操作数寻址方式
5.4 指令格式设计
5.5 MIPS指令概述
5.6 MIPS指令详解
附录1 MIPS指令手册
第五章 指令系统测试
第六章 中央处理器
6.1 CPU组成与功能
6.2 数据通路
6.3 数据通路与总线系统结构
6.4 数据通路实例
6.5 指令周期
6.6 总线结构与CPU指令周期（1）
6.7 总线结构与CPU指令周期（2）
6.8 硬布线控制器设计（1）
6.9 硬布线控制器设计（2）
6.10 微程序控制器
6.11 微程序设计
6.12 微指令格式
6.13 单周期MIPS CPU（1）
6.14 单周期MIPS CPU（2）
6.15 多周期MIPS CPU数据通路1
6.16 多周期MIPS CPU数据通路2
6.17 CPU设计实验
第六章 单元测验（一）
第六章单元测验 （二）
第七章、系统总线
7.1 系统总线的特性及其应用
7.2 总线性能和总线事务
7.3 总线连接方式
7.4 总线仲裁和数据传输方式
7.5 总线标准
第八章、输入输出系统
8.1 输入输出接口概述
8.2 输入输出方式
8.3 中断请求与响应
8.4 DMA方式
输入输出系统测试