课程定位

本课程是医学信息工程、信息与计算科学（医学信息学）专业的核心基础课，承接《数字逻辑》《数据结构》等前序课程，为《微机原理与接口》《嵌入式系统及应用》等后续课程筑牢根基，是连接计算机硬件理论与医学信息化实践的关键桥梁。

核心内容

课程以冯诺依曼体系为框架，围绕计算机五大功能部件展开：

· 基础模块：计算机系统层次结构、医学数据的数字化表示与校验方法；

· 核心部件：运算器与指令系统、存储器层次结构（含 Cache、虚拟存储）、CPU 工作原理与时序控制；

· 交互机制：系统总线架构、I/O 设备接口技术及医疗设备数据传输原理；

· 实践拓展：结合医学信号处理、医疗信息化设备硬件案例，解析计算机组成在临床场景的应用逻辑。

教学目标

通过理论讲解与实践引导，帮助学生掌握计算机硬件系统的组成结构与工作机理，理解医学数据处理的底层硬件支撑，培养硬件系统分析能力与跨学科应用思维，为后续从事医疗信息化系统开发、医学设备硬件研发等工作奠定坚实基础。

适合人群

医学信息工程、生物医学工程等相关专业本科生，以及希望了解计算机硬件原理在医疗领域应用的学习者。

• 1.计算机系统基础认知与组成
• 2.计算机硬件细节与工作原理
• 3.计算机发展史与硬件迭代
• 4.计算机软件发展、应用与展望
• 5.总线基本概念与基础结构
• 6.总线分类与通用特性
• 7.总线性能指标、标准与多总线结构
• 8.复杂总线结构与总线控制逻辑
• 9.存储器基础分类与层次结构
• 10.主存储器与 SRAM 核心原理
• 11.DRAM、ROM 与容量扩展
• 12.存储器连接、校验与 Cache / 辅存
• 13.输入输出系统基础与 I/O 接口
• 14. I/O 三种数据传输控制方式详解
• 15.数据编码与定点浮点表示
• 16.定点浮点运算规则与 ALU
• 17.指令格式与操作类型基础
• 18.寻址方式与 RISC 技术详解
• 19.CPU 结构与核心工作机制
• 20.控制单元的微操作与时序控制