計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論文范文
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的一門(mén)專業(yè)必修課程。課程的目標(biāo)是提高學(xué)生從系統(tǒng)和總體結(jié)構(gòu)的層次來(lái)理解和研究計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的能力。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論文范文，希望大家喜歡!
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)論文范文篇一
《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學(xué)探索》
摘要：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，本文根據(jù)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的課程特點(diǎn)，從教學(xué)方法、教學(xué)手段、實(shí)踐環(huán)節(jié)方面，提出以學(xué)生為主體，利用多媒體教學(xué)等手段來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，從而提高了學(xué)習(xí)效果。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 動(dòng)畫(huà)演示法 聯(lián)系比較法 實(shí)踐環(huán)節(jié)
0 引言
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的一門(mén)專業(yè)必修課程。課程的目標(biāo)是提高學(xué)生從系統(tǒng)和總體結(jié)構(gòu)的層次來(lái)理解和研究計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的能力，幫助學(xué)生建立整機(jī)系統(tǒng)的概念;使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)，原理和性能評(píng)價(jià)的方法，了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的最新發(fā)展。使學(xué)生領(lǐng)會(huì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思想和方法、提高分析和解決問(wèn)題的能力。但是在教學(xué)中一直存在教學(xué)內(nèi)容中原理和概念較多，綜合性強(qiáng)，比較抽象，難學(xué)難懂，實(shí)驗(yàn)的硬件條件缺乏，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等不高問(wèn)題。筆者在多年的教學(xué)過(guò)程中，不斷吸取其它高校的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)和總結(jié)。
1 課程的內(nèi)容和特點(diǎn)
1.1 課程內(nèi)容
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程本科教學(xué)時(shí)長(zhǎng)安排為50學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)為22學(xué)時(shí)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外其它院校的教學(xué)思路，結(jié)合對(duì)計(jì)算機(jī)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)的要求，課程內(nèi)容包括概論;指令系統(tǒng);輸入輸出系統(tǒng);存儲(chǔ)體系;流水線技術(shù);并行處理機(jī);多處理機(jī)和課程實(shí)習(xí)。重點(diǎn)講授內(nèi)容為存儲(chǔ)體系和指令級(jí)并行技術(shù)，存儲(chǔ)系統(tǒng)是體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的瓶頸問(wèn)題，是系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵;指令級(jí)并行技術(shù)為計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中的經(jīng)典問(wèn)題流水線、并行性等設(shè)計(jì)。而對(duì)并行計(jì)算機(jī)，多處理機(jī)只作簡(jiǎn)單介紹。從而突出了基本知識(shí)，注意和先修課程內(nèi)容的貫通。
1.2 課程特點(diǎn)
(1)綜合性強(qiáng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)開(kāi)設(shè)在第7學(xué)期，先修課程有：匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)、編譯原理等課程。教學(xué)中要求學(xué)生綜合應(yīng)用各課程知識(shí)，教學(xué)難度較大。(2)理論性強(qiáng)。內(nèi)容抽象復(fù)雜，概念多，學(xué)生感到學(xué)習(xí)難度大，教學(xué)處理不好的話，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。(3)缺乏實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生無(wú)法獲得對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能改進(jìn)的直觀認(rèn)識(shí)。由于大多數(shù)高校硬件條件不滿足，故許多高校在開(kāi)設(shè)這門(mén)重要課程時(shí)，僅僅停留在理論講授上，相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)是空白，學(xué)生面對(duì)枯燥理論，學(xué)習(xí)興趣缺乏，不利于提高教學(xué)質(zhì)量。
2 教學(xué)的探討
根據(jù)本課程的特點(diǎn)，教學(xué)大綱的要求，從培養(yǎng)學(xué)生能力的目標(biāo)出發(fā)，明確目標(biāo)，積極引導(dǎo)學(xué)生，采取動(dòng)畫(huà)演示、聯(lián)系比較、啟發(fā)式教學(xué)法，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性，從而有效地提升了教學(xué)效果。
2.1 明確學(xué)生的認(rèn)識(shí)
要想提高學(xué)生的學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，首先要讓學(xué)生明確該課程的重要性。一部分學(xué)生認(rèn)為該課程與計(jì)算機(jī)組成原理，操作系統(tǒng)等課程存在一定的重疊，認(rèn)為只是前面知識(shí)的重復(fù)。另一部分學(xué)生由于面臨就業(yè)和考研壓力，只求通過(guò)考試而忽略能力的培養(yǎng)。針對(duì)第一部分在學(xué)習(xí)本課程時(shí)闡明該課程與其它課程的關(guān)系和區(qū)別。計(jì)算機(jī)組成原理從硬件系統(tǒng)方面來(lái)解釋計(jì)算機(jī)各組成部分的工作原理。而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)跨越了硬件和軟件層次，讓學(xué)生理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本原理，這樣編程時(shí)才能考慮更周全，編寫(xiě)更加高效的程序。針對(duì)第二部分學(xué)生讓其認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)不只是為了考試，我們不僅要提高程序和系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)能力，還應(yīng)提高從總體的架構(gòu)去分析和解決問(wèn)題的能力。
2.2 明確教學(xué)目標(biāo)
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就是通過(guò)采用不同的軟硬件技術(shù)設(shè)計(jì)高性價(jià)比的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，面臨硬件性能達(dá)到極限，我們主要從存儲(chǔ)系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、指令并行性來(lái)分析和評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使學(xué)生理解計(jì)算機(jī)性能的提高的方法。例如， 提高CPU計(jì)算速度可以采用方法： 一種是提高處理器的主頻;第二種方法是提高指令執(zhí)行的并行度，當(dāng)前CPU中都采用超標(biāo)量超流水線技術(shù)，流水線結(jié)構(gòu)其實(shí)就是一種提高并行度的方法。CPU不像以前通過(guò)提升主頻來(lái)提升速度，因?yàn)橛布俣鹊奶岣呤怯邢薜?，最大只能是光速，所以CPU還通過(guò)多核的技術(shù)來(lái)提升速度。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來(lái)分析，有利于培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
2.3 采取合理的教學(xué)方法和教學(xué)手段
(1)動(dòng)畫(huà)演示。教學(xué)中采用大量的動(dòng)畫(huà)來(lái)系統(tǒng)解析教學(xué)內(nèi)容，包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作的原理、工作流程以及一些算法等，把以往抽象、枯燥的解說(shuō)變?yōu)樾蜗笊鷦?dòng)的動(dòng)畫(huà)動(dòng)態(tài)展示和講解。這些動(dòng)畫(huà)動(dòng)態(tài)的把講解內(nèi)容展現(xiàn)在學(xué)生面前，突出知識(shí)的核心思想和關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，容易理解和提升學(xué)習(xí)的興趣。(2)聯(lián)系比較法。把本課程中的一些概念、策略和思想與現(xiàn)實(shí)生活中的事例進(jìn)行聯(lián)系比較，如與生產(chǎn)流水線相聯(lián)系。目的是使學(xué)生更好地理解和掌握教學(xué)內(nèi)容，抓住關(guān)鍵思想，聯(lián)系實(shí)際，從而提高了教學(xué)效果。(3)啟發(fā)式教學(xué)法。由于高年級(jí)學(xué)生都有很好的自學(xué)能力，在教學(xué)中積極地根據(jù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容提出一些問(wèn)題，讓學(xué)生通過(guò)查閱資料，討論學(xué)習(xí)某個(gè)問(wèn)題。如RISC和CISC相比較，在理論上RISC處理器占有優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際微處理器中主要是CISC處理器;計(jì)算機(jī)處理器的發(fā)展提高到一定的主頻后，主要過(guò)多核設(shè)計(jì)來(lái)提升CPU性能等。極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)的興趣和積極性。
2.4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)
國(guó)內(nèi)外高校計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)一般分為偏重軟件的程序員角度和偏重硬件設(shè)計(jì)人員角度。計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程一般偏重軟件人員，強(qiáng)調(diào)從程序員的角度去了解整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如何運(yùn)行，為程序的優(yōu)化，可靠性的保證等提供基礎(chǔ)知識(shí)，實(shí)驗(yàn)課程一般用高級(jí)程序語(yǔ)言和模擬器實(shí)現(xiàn)。而計(jì)算機(jī)工程專業(yè)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程一般偏重硬件，強(qiáng)調(diào)從硬件設(shè)計(jì)人員的角度如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)整個(gè)處理器系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)課程要求用相關(guān)的硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，在FPGA上測(cè)試驗(yàn)證。①我們是偏重于軟件的，為了讓學(xué)生應(yīng)用流水線技術(shù)，嘗試改進(jìn)流水線性能的新技術(shù)，提高學(xué)生對(duì)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，引進(jìn)了DLX虛擬處理器實(shí)驗(yàn)。利用DLX虛擬處理器可以進(jìn)行處理器指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，流水線的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、并行處理的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等帶有新一代處理器思想和技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的能動(dòng)性，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
3 結(jié)束語(yǔ)
本課程具有內(nèi)容綜合性強(qiáng)、理論多、難度大等特點(diǎn)，教師對(duì)課程明確教學(xué)目標(biāo)和定位的基礎(chǔ)上，重視教學(xué)方法和多媒體手段，加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)，積極引導(dǎo)學(xué)生，提高了學(xué)生對(duì)本課程的興趣，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。
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