計算機(jī)組成原理課程相關(guān)論文

　　在計算機(jī)普及的今天，現(xiàn)代信息技術(shù)飛速發(fā)展，計算機(jī)的應(yīng)用在政治、經(jīng)濟(jì)、文化等方方面面產(chǎn)生了巨大影響。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的計算機(jī)組成原理課程相關(guān)論文，希望大家喜歡!

　　計算機(jī)組成原理課程相關(guān)論文篇一

　　《計算機(jī)組成原理課程綜述》

　　摘要：計算機(jī)組成原理是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的主干硬件專業(yè)基礎(chǔ)課，本書突出介紹計算機(jī)組成的一般原理，不結(jié)合任何具體機(jī)型，在體系結(jié)構(gòu)上改變了過去自底向上的編寫習(xí)慣，采用從外部大框架入手，層層細(xì)化的敘述方法，即采用自頂向下的分析方法，詳述了計算機(jī)組成原理，使讀者更容易形成計算機(jī)的整體概念。此外，為了適應(yīng)計算機(jī)科學(xué)發(fā)展的需要，除了敘述基本原理外，本書還增加了不少新的內(nèi)容，書中舉例力求與當(dāng)代計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，考慮到不好學(xué)校不設(shè)外部設(shè)備課程，故本書適當(dāng)?shù)卦黾恿送獯婧屯獠吭O(shè)備的內(nèi)容。通過本書的學(xué)習(xí)，可以對計算機(jī)的原理有個整體的概念，能有個大概的了解，對待不同的機(jī)型以后也會好掌握的。

　　關(guān)鍵字：計算機(jī)組成原理;分類

　　在計算機(jī)普及的今天，現(xiàn)代信息技術(shù)飛速發(fā)展，計算機(jī)的應(yīng)用在政治、經(jīng)濟(jì)、文化等方方面面產(chǎn)生了巨大影響。而計算機(jī)的知識更新的速度非常的快，這就使得我們這些學(xué)計算機(jī)的面臨著要不斷的更新自己關(guān)于計算機(jī)的知識，以適應(yīng)市場的需要。其實在大學(xué)四年里，我們并不能學(xué)到很多的知識，我們學(xué)習(xí)的只不過是如何學(xué)習(xí)的能力，大學(xué)就是培養(yǎng)學(xué)生各種能力的地方。在大學(xué)里學(xué)到的知識很多是你以后走上社會用不到的。這就要求我們在學(xué)習(xí)課本上的理論知識的同時，還應(yīng)從中學(xué)習(xí)到學(xué)習(xí)的能力。

　　計算機(jī)組成原理是硬件系列課程中的核心課程，是計算機(jī)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它對其它課程有承上啟下的作用，它的先修課程為“匯編語言”、“數(shù)字邏輯”，它又與“計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“操作系統(tǒng)”、“計算機(jī)接口技術(shù)”等課程密切相關(guān)。它的主要教學(xué)任務(wù)是要求學(xué)生能系統(tǒng)地理解計算機(jī)硬件系統(tǒng)的邏輯組成和工作原理，培養(yǎng)學(xué)生對計算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的分析、應(yīng)用、設(shè)計及開發(fā)能力。它既有自身的完整理論體系，又有很強(qiáng)的實踐性。該課程具有知識面、內(nèi)容多、抽象枯燥、難理解、更新快等特點。

　　課程主要內(nèi)容和基本原理

　　(一)本書的主要內(nèi)容

　　該課程主要講解簡單、單臺計算機(jī)的完整組成原理和內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制，包括運(yùn)算器部件、控制器部件、存儲器子系統(tǒng)、輸入/輸出子系統(tǒng)(總線與接口等)與輸入/輸出系統(tǒng)設(shè)備，圍繞各自的功能、組成、設(shè)計、實現(xiàn)、使用等知識進(jìn)行介紹。

　　(二)本課程的特點

　　這本書擺脫了傳統(tǒng)，死板的編寫方法，采用從整體框架入手，自頂向下，由表及里，層層細(xì)化的敘述方法，通過對計算機(jī)系統(tǒng)概述，總線系統(tǒng)等的深入剖析和詳細(xì)講解，使我們能形象的理解計算機(jī)的基本組成和工作原理。而且為了適應(yīng)計算機(jī)科學(xué)發(fā)展的需要，除了敘述基本原理外，書中還增加了新的內(nèi)容，書中舉例力求與當(dāng)代計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合。

　　而且該課程的工程性、實踐性、技術(shù)性比較強(qiáng)，還強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的動手動腦能力、開創(chuàng)與創(chuàng)新意識、實驗技能，這些要求更多的是通過作業(yè)、教學(xué)實驗等環(huán)節(jié)完成，要求學(xué)生有意識地主動加強(qiáng)這些方面的練習(xí)與鍛煉。

　　(三)本課程的作用

　　計算機(jī)組成原理課，對于許多必須學(xué)習(xí)這門課的學(xué)生來說都會感到困難和不理解，為什么要學(xué)習(xí)這門課，本人在這里可以打個比喻。在過去每個人都會造人，但是都不清楚他的詳細(xì)過程，現(xiàn)在由于科學(xué)家的工作，使得我們都清楚了他的過程，就使得我們能夠創(chuàng)造出來比較優(yōu)良的人來了。用計算機(jī)的過程和這個差不多，當(dāng)我們明白了計算機(jī)的組成和工作原理以后，我們就可以更好的使用好計算機(jī)，讓它為我們服務(wù)。

　　實際應(yīng)用

　　首先我認(rèn)為在《計算機(jī)組成原理》這本書中學(xué)到的有關(guān)計算機(jī)原理方面的知識，對我們以后了解計算機(jī)以及和計算機(jī)打交道，甚至在以后應(yīng)用計算機(jī)時，都可能會有很大的益處，計算機(jī)原理的基本知識是不會變的，變也只是會在此基礎(chǔ)上，且不會偏離這些最基本的原理，尤其是這本計算機(jī)組成原理介紹的計算機(jī)原理是一種一般的計算機(jī)原理，不是針對某一個特定的機(jī)型而介紹的，下面我們來談?wù)勏到y(tǒng)總線的發(fā)展和應(yīng)用。

　　定義

　　總線，英文叫作“BUS”,即我們中文的“公共車”，這是非常形象的比如，公共車走的路線是一定的，我們?nèi)魏稳硕伎梢宰曹嚾ピ摋l公共車路線的任意一個站點。如果把我們?nèi)吮茸魇请娮有盘?，這就是為什么英文叫它為“BUS”而不是“CAR”的真正用意。當(dāng)然，從專業(yè)上來說，總線是一種描述電子信號傳輸線路的結(jié)構(gòu)形式，是一類信號線的集合，是子系統(tǒng)間傳輸信息的公共通道[1]。通過總線能使整個系統(tǒng)內(nèi)各部件之間的信息進(jìn)行傳輸、交換、共享和邏輯控制等功能。如在計算機(jī)系統(tǒng)中，它是CPU、內(nèi)存、輸入、輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道，主機(jī)的各個部件通過主機(jī)相連接，外部設(shè)備通過相應(yīng)的接口電路再于總線相連接。

　　工作原理

　　系統(tǒng)總線在微型計算機(jī)中的地位，如同人的神經(jīng)中樞系統(tǒng)，CPU通過系統(tǒng)總線對存儲器的內(nèi)容進(jìn)行讀寫，同樣通過總線，實現(xiàn)將CPU內(nèi)數(shù)據(jù)寫入外設(shè)，或由外設(shè)讀入CPU。微型計算機(jī)都采用總線結(jié)構(gòu)?？偩€就是用來信息的一組通信線。微型計算機(jī)通過系統(tǒng)總線將各部件連接到一起，實現(xiàn)了微型計算機(jī)內(nèi)部各部件間的信息交換。一般情況下，CPU提供的信號需經(jīng)過總線形成電路形成系統(tǒng)總線。系統(tǒng)總線按照傳遞信息的功能來分，分為地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。這些總線提供了微處理器(CPU)與存儲器、輸入輸出接口部件的連接線?？梢哉J(rèn)為，一臺微型計算機(jī)就是以CPU為核心，其它部件全“掛接”在與CPU相連接的系統(tǒng)總線上。這種總線結(jié)構(gòu)形式，為組成微型計算機(jī)提供了方便。人們可以根據(jù)自己的需要，將規(guī)模不一的內(nèi)存和接口接到系統(tǒng)總線上，很容易形成各種規(guī)模的微型計算機(jī)。分類：

　　總線分類的方式有很多，如被分為外部和內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線和非系統(tǒng)總線等等，下面是幾種最常用的分類方法。

　　按功能分

　　最常見的是從功能上來對數(shù)據(jù)總線進(jìn)行劃分，可以分為地址總線、數(shù)據(jù)總線、和控制總線。在有的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)總線和地址總線可以在地址鎖存器控制下被共享，也即復(fù)用。

　　地址總線是專門用來傳送地址的。在設(shè)計過程中，見得最多的應(yīng)該是從CPU地址總線來選用外部存儲器的存儲地址。地址總線的位數(shù)往往決定了存儲器存儲空間的大小，比如地址總線為16位，則其最大可存儲空間為216(64KB)。

　　數(shù)據(jù)總線是用于傳送數(shù)據(jù)信息，它又有單向傳輸和雙向傳輸數(shù)據(jù)總線之分，雙向傳輸數(shù)據(jù)總線通常采用雙向三態(tài)形式的總線。數(shù)據(jù)總線的位數(shù)通常與微處理的字長相一致。例如Intel8086微處理器字長16位，其數(shù)據(jù)總線寬度也是16位。在實際工作中，數(shù)據(jù)總線上傳送的并不一定是完全意義上的數(shù)據(jù)。

　　控制總線是用于傳送控制信號和時序信號。如有時微處理器對外部存儲器進(jìn)行操作時要先通過控制總線發(fā)出讀/寫信號、片選信號和讀入中斷響應(yīng)信號等?？刂瓶偩€一般是雙向的，其傳送方向由具體控制信號而定，其位數(shù)也要根據(jù)系統(tǒng)的實際控制需要而定。

　　按傳輸方式分

　　按照數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞絼澐?，總線可以被分為串行總線和并行總線。從原理來看，并行傳輸方式其實優(yōu)于串行傳輸方式，但其成本上會有所增加。通俗地講，并行傳輸?shù)耐藩q如一條多車道公路，而串行傳輸則是只允許一輛汽車通過單線公路。目前常見的串行總線有SPI、I2C、USB、IEEE1394、RS232、CAN等;而并行總線相對來說種類要少，常見的如IEEE1284、ISA、PCI等。

　　按時鐘信號方式分

　　按照時鐘信號是否獨立，可以分為同步總線和異步總線。同步總線的時鐘信號獨立于數(shù)據(jù)，也就是說要用一根單獨的線來作為時鐘信號線;而異步總線的時鐘信號是從數(shù)據(jù)中提取出來的，通常利用數(shù)據(jù)信號的邊沿來作為時鐘同步信號。

　　發(fā)展簡史

　　計算機(jī)系統(tǒng)總線的詳細(xì)發(fā)展歷程，包括早期的PC總線和ISA總線、PCI/AGP總線、PCI-X總線以及主流的PCIExpress、HyperTransport高速串行總線。從PC總線到ISA、PCI總線，再由PCI進(jìn)入PCIExpress和HyperTransport體系，計算機(jī)在這三次大轉(zhuǎn)折中也完成三次飛躍式的提升。

　　與這個過程相對應(yīng)，計算機(jī)的處理速度、實現(xiàn)的功能和軟件平臺都在進(jìn)行同樣的進(jìn)化，顯然，沒有總線技術(shù)的進(jìn)步作為基礎(chǔ)，計算機(jī)的快速發(fā)展就無從談起。業(yè)界站在一個嶄新的起點：PCIExpress和HyperTransport開創(chuàng)了一個近乎完美的總線架構(gòu)。而業(yè)界對高速總線的渴求也是無休無止，PCIExpress2.0和HyperTransport3.0都將提上日程，它們將會再次帶來效能提升。在計算機(jī)系統(tǒng)中，各個功能部件都是通過系統(tǒng)總線交換數(shù)據(jù)，總線的速度對系統(tǒng)性能有著極大的影響。而也正因為如此，總線被譽(yù)為是計算機(jī)系統(tǒng)的神經(jīng)中樞。但相比CPU、顯卡、內(nèi)存、硬盤等功能部件，總線技術(shù)的提升步伐要緩慢得多。在PC發(fā)展的二十余年歷史中，總線只進(jìn)行三次更新?lián)Q代，但它的每次變革都令計算機(jī)的面貌煥然一新。

　　心得體會

　　自從上了大學(xué)后，進(jìn)入這個專業(yè)后才能這么經(jīng)常的接觸到電腦，才能學(xué)到有關(guān)電腦方面的知識。正因為接觸這類知識比較的晚，所以學(xué)習(xí)這方面的知識感覺到吃力。學(xué)習(xí)了這門課后覺得，計算機(jī)組成原理確實很難，隨著計算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展。計算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜和龐大而且高度集成化。這使的我們普遍感到計算機(jī)組成原理這門課難學(xué)、難懂、概念抽象、感性認(rèn)識差。在計算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的今天，新技術(shù)、新理論從提出到實際應(yīng)用的周期大大縮短。我們很難在有限的教學(xué)時間內(nèi).在理解掌握基本知識技能的基礎(chǔ)上。學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)，很難增強(qiáng)我們的學(xué)習(xí)興趣。也就更談不上能夠利用基本原理解決在學(xué)習(xí)過程中所遇到的新問題。

　　當(dāng)進(jìn)入第四章，存儲器的學(xué)習(xí)時，各種問題就不斷的出現(xiàn)，尤其在進(jìn)行存儲器容量擴(kuò)展時，很多的問題都是似懂非懂的，在做題目時，也是犯各種各樣的錯誤。在第五章的學(xué)習(xí)中，對于I/O設(shè)備與主機(jī)交換信息的控制方式中的程序查詢方式，程序中斷方式和DMA方式有了點了解。最難的就要數(shù)中央處理器和控制單元了。對于計算機(jī)運(yùn)算方法，這個沒太搞懂，像定點運(yùn)算中的乘法運(yùn)算和除法運(yùn)算，又是用的什么原碼一位乘、原碼兩位乘、補(bǔ)碼一位乘、補(bǔ)碼兩位乘。總之，我是被繞暈了。還有就是控制單元的設(shè)計方法微程序設(shè)計，這個知識點也是不太懂，總的來說這門課程，學(xué)得不是很好。可是通過這門課的學(xué)習(xí)，我也學(xué)習(xí)到了很多以前不知道的知識：計算機(jī)都有些什么硬件，都有哪幾類總線，總線在計算機(jī)中又扮演著什么角色。計算機(jī)中的存儲器有哪些等等。讓我對計算機(jī)有了一個大致的了解。至少我不再像以前那樣對計算機(jī)什么也都不懂。

　　結(jié)語

　　通過學(xué)習(xí)這門課程，我們能夠從中得到有關(guān)計算機(jī)方面的知識，但是更多的是這門課程可以培養(yǎng)我們以下能力：

　　1系統(tǒng)級的認(rèn)識能力。建立整機(jī)概念，掌握自項向下的問題分析能力，既能理解系統(tǒng)各層次的細(xì)節(jié)，又能站在系統(tǒng)總體的角度從宏觀上認(rèn)識系統(tǒng)，然后將系統(tǒng)很好的分解為功能模塊。這種理解必須超越各組成部分的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，而認(rèn)識到計算機(jī)的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及它們建立和分析的過程，這一過程是應(yīng)該以深入理解計算機(jī)組成原理為基礎(chǔ)的。

　　2培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。計算機(jī)實踐教學(xué)是計算機(jī)課程的重要環(huán)節(jié)，學(xué)好計算機(jī)僅靠理論知識是不夠的，課堂講授是使學(xué)生掌握計算機(jī)的基本知識和基本技能，而計算機(jī)實踐教學(xué)的目的是要通過實際操作將所學(xué)到的知識付諸實際，是課堂教學(xué)的延伸和補(bǔ)充。計算機(jī)設(shè)計與實踐就是從理論、抽象、設(shè)計三個方面將計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部處理器、存儲器、控制器、運(yùn)算器、外設(shè)等各個部分聯(lián)系起來，達(dá)到互相支撐、互相促進(jìn)進(jìn)。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]唐碩飛主編計算機(jī)組成原理高等教育出版社

　　[2]陳金兒,王讓定,林雪明,等.基于CC2005的“計算機(jī)組成原理與結(jié)構(gòu)”課程改革[J].計算機(jī)教育,2006(11):33-37.

　　[3]鄭玉彤.《計算機(jī)組成原理》課程實現(xiàn)的比較研究[J].中央民族大學(xué)學(xué)報,2003,12(1):79-82.

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　　[5]趙秋云,何嘉,魏樂.對《計算機(jī)組成原理》課程教學(xué)模式的探討[J].電腦知識與技術(shù),2008,4(3):693-694.

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　　計算機(jī)組成原理課程相關(guān)論文篇二

　　《基于專業(yè)規(guī)范的“計算機(jī)組成原理”課程改革》

　　摘要：以教育部計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會的專業(yè)規(guī)范為指導(dǎo)，針對計算機(jī)組成原理課程的特點，從以專業(yè)規(guī)范為基礎(chǔ)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法和豐富教學(xué)手段等方面進(jìn)行了探討和實踐。分析實驗教學(xué)現(xiàn)狀，指出存在的問題，提出通過改編實驗設(shè)計，加強(qiáng)實驗教學(xué)過程指導(dǎo)，提高實驗教學(xué)效果。以專業(yè)規(guī)范為指導(dǎo)，從理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩方面為“計算機(jī)組成原理”課程改革提出了新的建議。

　　關(guān)鍵詞：專業(yè)規(guī)范;計算機(jī)組成原理;課程改革;理論教學(xué);實驗教學(xué)

　　隨著計算機(jī)和通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，中國開始進(jìn)入信息化時代，計算機(jī)及技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛深入，計算機(jī)學(xué)科傳統(tǒng)的專業(yè)優(yōu)勢已經(jīng)不再存在。社會和應(yīng)用對學(xué)生在計算機(jī)領(lǐng)域的知識與能力提出了新的要求。專家們指出，未來10～15年是我國信息技術(shù)發(fā)展的窗口期、關(guān)鍵期。為此，高等學(xué)校肩負(fù)著為國家發(fā)展和滿足社會需求培養(yǎng)多類型人才的重任。在這樣的背景下，高校必須正視問題，積極思索與變革，重新審視計算機(jī)專業(yè)教育的發(fā)展方向，與時俱進(jìn)地推進(jìn)計算機(jī)專業(yè)教育改革。

　　《計算機(jī)組成原理》是計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)必修的一門專業(yè)主干課程。課程要求掌握計算機(jī)系統(tǒng)各部件的組成和工作原理、相互聯(lián)系和作用，最終達(dá)到從系統(tǒng)、整機(jī)的角度理解計算機(jī)的結(jié)構(gòu)與組成，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。但從整個學(xué)科的建設(shè)和發(fā)展，以及對學(xué)生專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的角度來看，這樣的要求是不夠的。更為重要的是，通過教與學(xué)，還應(yīng)當(dāng)提高學(xué)生對計算機(jī)硬件系統(tǒng)的認(rèn)知能力和設(shè)計能力，強(qiáng)化實踐意識與能力，培養(yǎng)創(chuàng)新理念與能力，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動探索前沿知識。教育部計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會在2006年發(fā)布了計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)戰(zhàn)略報告和專業(yè)規(guī)范，對計算機(jī)專業(yè)的發(fā)展與教學(xué)提出了指導(dǎo)意見。本文探討以專業(yè)規(guī)范為指導(dǎo)對計算機(jī)組成原理課程進(jìn)行改革，研究并實踐一種有效的教學(xué)模式，幫助學(xué)生從微觀層面掌握本課程知識單元，從宏觀層面建立該課程知識體系，使學(xué)生準(zhǔn)確把握課程的核心內(nèi)容，全面地構(gòu)建整機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和綜合能力。

　　1計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)規(guī)范

　　教育部高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(以下簡稱教指委)在廣泛深入的調(diào)查研究基礎(chǔ)上，借鑒國際上計算機(jī)專業(yè)辦學(xué)的發(fā)展與現(xiàn)狀，結(jié)合我國計算機(jī)教育的實際情況，對計算機(jī)專業(yè)本科教育的發(fā)展方向和辦學(xué)單位的專業(yè)發(fā)展提出了指導(dǎo)性意見，并制定了具體的《專業(yè)規(guī)范》。

　　教指委在計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告和專業(yè)規(guī)范中提出了以“培養(yǎng)規(guī)格分類”為核心思想的計算機(jī)專業(yè)發(fā)展建議，將計算機(jī)學(xué)科分為三種類型四個方向，即：科學(xué)型(計算機(jī)科學(xué)方向CS)、工程型(包括計算機(jī)工程方向CE和軟件工程方向SE)、應(yīng)用型(信息技術(shù)方向IT)。針對每個類型的每個方向的特點和要求，專業(yè)規(guī)范從學(xué)科方法論、培養(yǎng)目標(biāo)與規(guī)格、教育內(nèi)容和知識體系等方面進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)劃，提出了富有建設(shè)性的指導(dǎo)意見。

　　專業(yè)規(guī)范中明確指出，“計算機(jī)組成基礎(chǔ)”是計算機(jī)科學(xué)方向和計算機(jī)工程方向的核心課程，并且對實驗、綜合性課程設(shè)計和核心的教學(xué)內(nèi)容提出了規(guī)范要求。在軟件工程方向和信息技術(shù)方向，“計算機(jī)組成基礎(chǔ)”是核心知識領(lǐng)域計算基礎(chǔ)(SE-CMP)和平臺技術(shù)(IT-PT)的核心知識單元。專業(yè)規(guī)范根據(jù)課程體系對每一門課程內(nèi)容、知識要點、學(xué)習(xí)目標(biāo)等都進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計與組織。在專業(yè)規(guī)范中，“計算機(jī)組成基礎(chǔ)”的理論教學(xué)課時一般為48～56，實驗課時一般為8～16，是計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等課程的先修課程，重點涵蓋了計算機(jī)運(yùn)算、存儲系統(tǒng)組織和結(jié)構(gòu)、功能組織等多個知識單元。本文主要探討在專業(yè)規(guī)范的指導(dǎo)下，“計算機(jī)組成原理”課程的教學(xué)改革與建設(shè)。

　　2課程內(nèi)容組成及改革

　　2.1課程改革的基本原則。教指委的專業(yè)規(guī)范為計算機(jī)組成原理教學(xué)大綱和教學(xué)計劃的制定，以及課程在課堂教學(xué)和實驗教學(xué)上提供了指導(dǎo)性的意見，是我們推進(jìn)課程改革的重要參考。以教指委專業(yè)規(guī)范為指導(dǎo)，結(jié)合學(xué)校的實際情況是計算機(jī)組成原理課程改革的原則之一。在具體的教學(xué)過程中，課程改革必須依據(jù)計算機(jī)組成原理課程的教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容和特點。其次，課程改革還應(yīng)當(dāng)聯(lián)系學(xué)校的實際情況，如學(xué)校育人目標(biāo)的定位、學(xué)校的教學(xué)與實驗條件、學(xué)生的知識基礎(chǔ)等。教指委的戰(zhàn)略報告中也明確了提出了這種改革思路。因此，在綜合分析了學(xué)校和學(xué)生的實際情況后，我們確定了注重知識結(jié)構(gòu)的特色和執(zhí)行深度，加強(qiáng)學(xué)生實踐操作思維與能力的培養(yǎng)，因人而宜地進(jìn)行點面結(jié)合的改革原則。第三，在信息化時代，社會競爭壓力日益激烈，學(xué)生就業(yè)壓力不斷增大，學(xué)生在學(xué)校在課堂學(xué)到的方法、知識與能力將直接影響到學(xué)生在競聘和后續(xù)發(fā)展的競爭力，例如，企業(yè)等用人單位在招聘人才時關(guān)注學(xué)生的以學(xué)習(xí)能力為代表的發(fā)展?jié)摿蛣邮帜芰?，因此，課程改革的推進(jìn)，應(yīng)當(dāng)兼顧國家的需要、社會的需求和企業(yè)的要求。為此，我們基于上述原則，從教學(xué)指導(dǎo)思想和教學(xué)方法兩個方面，從知識講授和能力培養(yǎng)兩個層次上，對“計算機(jī)組成原理”課程改革進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計與組織，建立了一套有效的教學(xué)模式，幫助學(xué)生從宏觀和微觀兩個層面系統(tǒng)地掌握課程知識，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和探索知識的意識、興趣和能力。

　　2.2課程改革與實踐

　　(1)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)組織方法.針對本門課程的要求和特點，我們對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，提出了宏觀與微觀分層講授，相互貫穿的教學(xué)組織方法。內(nèi)容組織方面，在宏觀上強(qiáng)調(diào)對部件的功能及整機(jī)系統(tǒng)的需求進(jìn)行分析與講解，在微觀上重點強(qiáng)調(diào)實現(xiàn)這些功能的各組成部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)計與工作原理。通過分析比較國內(nèi)外一些大學(xué)同類課程的教學(xué)內(nèi)容、實施方法和教學(xué)改革后發(fā)現(xiàn)，這些學(xué)校在課程的教學(xué)內(nèi)容上差別基本不大，核心知識單元主要包括：數(shù)據(jù)在機(jī)器中的表示、存儲器的組織與結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、中央處理器、總線系統(tǒng)和外圍設(shè)備與接口等。在課時有限的情況下，為了高效地完成教學(xué)任務(wù)，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，我們本著把握基礎(chǔ)、突出重點、明確主線的方針對本門課程知識點進(jìn)行了分析與優(yōu)化，尤其是存儲系統(tǒng)、中央處理器和I/O技術(shù)等知識領(lǐng)域。對專業(yè)規(guī)范要求的每個知識單元和教材的每一章，明確其中必須掌握的基礎(chǔ)知識和重點，加強(qiáng)與之結(jié)合實例內(nèi)容;對僅僅要求了解的和一些比較容易掌握的的內(nèi)容，以引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)為主，減少其課堂教學(xué)時間;弱化“過時”內(nèi)容，及時補(bǔ)充新技術(shù)新方法，保持課程內(nèi)容的時代性。以存儲系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)為例，首先從宏觀的角度對計算機(jī)在數(shù)據(jù)存儲、交換上的需求進(jìn)行分析，使學(xué)生明確存儲系統(tǒng)在整機(jī)中的地位與作用，進(jìn)而分析存儲系統(tǒng)的功能，使學(xué)生從整體上把握存儲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成，同時對某類型計算機(jī)的實際情況進(jìn)行分析，加深學(xué)生的理解。然后引導(dǎo)學(xué)生對存儲系統(tǒng)中的具體部件從微觀的角度分層次地進(jìn)行分析。接著對SRAM和DRAM的基本存儲元進(jìn)行解析，由這些存儲元構(gòu)成存儲單元，再到芯片，最終擴(kuò)展形成存儲器。再結(jié)合實例和計算機(jī)的實際情況對Cache和虛擬存儲器進(jìn)行詳細(xì)講解。在新技術(shù)方面，介紹DDR與DDRⅡ的情況，要求學(xué)生自己去查閱DDRⅢ等技術(shù)資料。最后再將這些各層次的部件串起來，從整體到細(xì)節(jié)地明確存儲系統(tǒng)的功能、工作原理及實現(xiàn)。

　　(2)從問題出發(fā)，實施動力式教學(xué)通過研究比較發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外的同行在本門課程的教學(xué)中，在知識講授和能力培養(yǎng)兩個大方面上有著較大的差異。“計算機(jī)組成原理”課程的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生盡快建立計算機(jī)的整體概念，透徹地理解和掌握課程知識點，從宏觀和微觀層面上理解和把握計算機(jī)各部件的原理、組成及相互聯(lián)系，進(jìn)而達(dá)到能力培養(yǎng)的目標(biāo)。在現(xiàn)代教育理念中，教學(xué)設(shè)計應(yīng)當(dāng)以“學(xué)”為中心，學(xué)生是教學(xué)活動的主體，是知識學(xué)習(xí)的主動建構(gòu)者，教師在教學(xué)過程中發(fā)揮著組織者、指導(dǎo)者和促進(jìn)者的作用。課堂教學(xué)應(yīng)當(dāng)側(cè)重于引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)與思考，要靈活地將互動式、啟發(fā)式和任務(wù)驅(qū)動式等教學(xué)方法結(jié)合起來，而不是單一地采用某種方式對學(xué)生進(jìn)行灌輸。而且有必要設(shè)計一些教學(xué)環(huán)節(jié)對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)，在課堂內(nèi)外與學(xué)生進(jìn)行互動與討論，尤其是一些新技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)研究的方法與方向，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性，進(jìn)而培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力、研究能力和創(chuàng)新能力。加強(qiáng)課堂教學(xué)的提問與討論環(huán)節(jié)，不僅可以活躍課堂氣氛，活躍學(xué)生思維，而且可以促使學(xué)生在課余主動地學(xué)習(xí)和對問題進(jìn)行鉆研，從而高效深入的學(xué)習(xí)和掌握知識。這是互動式和啟發(fā)式教學(xué)的重要手段之一。如針對計算機(jī)外圍設(shè)備在種類和技術(shù)方面的一些問題，提問學(xué)生回答問題，并藉此與學(xué)生討論新技術(shù)新發(fā)展，引領(lǐng)學(xué)生突破思維定勢，培養(yǎng)創(chuàng)新意識等。針對專業(yè)規(guī)范中知識單元的一些重要知識點，有意提出或設(shè)計一些問題和目標(biāo)，將其作為任務(wù)交由學(xué)生去分析解答。這是任務(wù)式和問題式教學(xué)的重要手段之一。學(xué)生或個人或合作對任務(wù)進(jìn)行分析，找到問題所在，通過討論、學(xué)習(xí)或搜索等方法解決任務(wù)，并進(jìn)行總結(jié)歸納。在此過程中，學(xué)生通過學(xué)習(xí)與研究，發(fā)現(xiàn)隱含在問題和目標(biāo)背后的知識，形成解決問題的研究能力和自主學(xué)習(xí)能力。如在中央處理器一章中，要求學(xué)生對CPU發(fā)展的新動態(tài)進(jìn)行研究。學(xué)生通過上網(wǎng)搜索、查閱文獻(xiàn)等手段收集了大量的資料，了解了CPU的發(fā)展歷程，對一些實際的參數(shù)，如Cache的大小與級數(shù)、流水線條數(shù)、工作頻率、前段總線等都有所了解，加深了對CPU的認(rèn)識。引導(dǎo)學(xué)生將單核、雙核和多核CPU進(jìn)行對比，分析它們最新的技術(shù)和發(fā)展趨勢等。通過這樣的方法取得了良好的教學(xué)效果。

　　(3)充分利用現(xiàn)代教學(xué)手段現(xiàn)代教學(xué)手段也是提高教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要一環(huán)。多媒體課件、動畫演示、實物展示與剖析等方法可使抽象難講的內(nèi)容變得具體、生動和形象，使學(xué)生寓教于樂，對于改善教學(xué)效果非常好。例如，定點乘除法運(yùn)算的陣列運(yùn)算方法使用動畫演示比直接講解的效果要好，且更能吸引學(xué)生的注意力;補(bǔ)碼原碼轉(zhuǎn)換關(guān)系推導(dǎo)等還是采用傳統(tǒng)的黑板比較好。在教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)將一些需要動畫演示的課件交由學(xué)生負(fù)責(zé)完成，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。同時，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行課程建設(shè)、答疑、意見交流已經(jīng)成為我們基本的教學(xué)手段。

　　3實驗改革與實踐

　　加強(qiáng)計算機(jī)專業(yè)的實驗教學(xué)已經(jīng)成為共識，教指委的專業(yè)規(guī)范將計算機(jī)原理實驗列為典型的必須的實驗，并提高了課時數(shù)。實驗將使學(xué)生掌握計算機(jī)硬件設(shè)計、調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)等多方面的技能，訓(xùn)練學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力以及認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)。但學(xué)生的動手能力不強(qiáng)現(xiàn)在是一個比較普遍的問題。因此，計算機(jī)專業(yè)應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)實踐教學(xué)體系、實驗設(shè)計和指導(dǎo)執(zhí)行等軟環(huán)節(jié)。計算機(jī)組成原理實驗主要有驗證性實驗、綜合性實驗和設(shè)計性實驗三個層次，涉及的內(nèi)容主要有數(shù)據(jù)通路、運(yùn)算器、存儲器、微程序控制器，以及整機(jī)設(shè)計等。

　　首先，實驗內(nèi)容的選取和設(shè)計對實驗教學(xué)效果有著重要的影響。不同的學(xué)校，不同層次的學(xué)生應(yīng)當(dāng)有不同的選擇和不同的設(shè)計。一般來說，從課程的基本要求和培養(yǎng)學(xué)生的基本能力角度出發(fā)，基礎(chǔ)性的驗證性實驗是必須的。對硬件方向要求較高的有條件的學(xué)校，應(yīng)當(dāng)開設(shè)設(shè)計性實驗，如對整機(jī)進(jìn)行設(shè)計等，以及引入FPGA技術(shù)等實現(xiàn)相關(guān)實驗。其次，因材施教，對不同的學(xué)生有不同的要求和指導(dǎo)是必要的。針對一些復(fù)雜的難度較大的實驗，可以采取開設(shè)實驗選修課程，或者是將其列為選做實驗。實驗課教師則對這些要求進(jìn)一步學(xué)習(xí)的同學(xué)進(jìn)行另外的指導(dǎo)，加大課外實驗課時，并可以將他們組建學(xué)習(xí)小組來進(jìn)行研究性的探索。第三，實驗課的主要目的是對學(xué)生觀察能力、思維能力、操作能力和表達(dá)能力的綜合培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中，教師的教學(xué)指導(dǎo)和規(guī)范實驗過程是重要的兩個環(huán)節(jié)。教師的教學(xué)指導(dǎo)不是事無巨細(xì)地告訴學(xué)生該做什么，而是將重點內(nèi)容告訴學(xué)生后，重點引導(dǎo)學(xué)生去思考和探索，從而達(dá)到實驗?zāi)康?。而且?yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)過程指導(dǎo)，即注重發(fā)現(xiàn)并引導(dǎo)學(xué)生分析實驗過程中出現(xiàn)的問題，提示和鼓勵他們?nèi)ソ鉀Q問題，從而通過這個過程使學(xué)生探索計算機(jī)硬件的特點和規(guī)律。規(guī)范實驗過程，例如規(guī)范實驗報告、實踐過程中的操作規(guī)范、分析問題和解決問題的方法與描述等，是對計算機(jī)組成原理實驗的重要要求，對學(xué)生綜合能力的養(yǎng)成有著潛移默化的作用。