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計(jì)算機(jī)原理范文第1篇

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計(jì)算機(jī)理論計(jì)算機(jī)病毒的原理與防范研究

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計(jì)算機(jī)原理范文第2篇

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 特點(diǎn) 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成將自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制器的功能用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，就組成了典型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由工業(yè)控制機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程兩大部分組成。工業(yè)控制機(jī)是指按生產(chǎn)過(guò)程控制的特點(diǎn)和要求而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，它包括硬件和軟件兩部分。生產(chǎn)過(guò)程包括被控對(duì)象、測(cè)量變送、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電氣開關(guān)等裝置。軟件系統(tǒng)是控制機(jī)不可缺少的重要組成部分。只有在適當(dāng)?shù)能浖到y(tǒng)支持下，控制機(jī)才能按設(shè)計(jì)的要求正常地工作?？刂茩C(jī)的軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。系統(tǒng)軟件是用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的各種資源管理、信息處理相對(duì)外進(jìn)行聯(lián)系及提供服務(wù)的軟件。應(yīng)用軟件是用來(lái)使被控對(duì)象正常運(yùn)行的控制程序、控制策略及其相應(yīng)的服務(wù)程序。應(yīng)用軟件是在系統(tǒng)軟件的支持下編制完成的，它隨被控對(duì)象的特性和控制要求不同而異。通常應(yīng)用軟件由用戶根據(jù)需要自行開發(fā)。隨著計(jì)算機(jī)過(guò)程控制技術(shù)的日趨成熟，應(yīng)用軟件正向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的方向發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)的基本控制模塊由制造廠家提供給用戶，用戶只需根據(jù)控制的要求，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的組態(tài)過(guò)程即可生成滿足具體要求的專用應(yīng)用軟件，大大方便了用戶，縮短了應(yīng)用軟件的開發(fā)周期，提高了應(yīng)用軟件的可靠性。

2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中除測(cè)量裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等常用的模擬部件之外，其執(zhí)行控制功能的核心部件是數(shù)字計(jì)算機(jī)，所以計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是模擬和數(shù)字部件的混合系統(tǒng)。其具有以下幾種特性：

（1）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中除了包含連續(xù)信號(hào)外，還包含有數(shù)字信號(hào)，從而使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)在本質(zhì)上有許多不同，需采用專門的理論來(lái)分析和設(shè)計(jì)；

（2）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，修改一個(gè)控制規(guī)律，只需修改軟件，便于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律和對(duì)控制方案進(jìn)行在線修改，使系統(tǒng)具有很大靈活性和適應(yīng)性；

（3）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，由于計(jì)算機(jī)具有高速的運(yùn)算能力，一個(gè)控制器經(jīng)?？梢圆捎梅謺r(shí)控制的方式而同時(shí)控制多個(gè)回路；

（4）采用計(jì)算機(jī)控制，便于實(shí)現(xiàn)控制與管理一體化，使工業(yè)企業(yè)的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高；

（5）對(duì)來(lái)自測(cè)量變送裝置的被控量的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)和輸入，對(duì)采集到的被控量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，并按已定的控制規(guī)律決定進(jìn)一步的的控制過(guò)程，根據(jù)控制決策，適時(shí)地對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)，完成控制任務(wù)。

3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

我們依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，對(duì)體系的硬件、軟件的構(gòu)造考察它的要求，推算出合適的系統(tǒng)，組成一個(gè)新的系統(tǒng)。設(shè)計(jì)人員也可以組織自己設(shè)計(jì)的模式，但是要控制體系結(jié)構(gòu)，包括微型的處理器、存儲(chǔ)器、選擇好接線口、傳感器、硬件的設(shè)計(jì)與調(diào)試的基本內(nèi)容。

3.2控制任務(wù)

我們要對(duì)超控設(shè)備進(jìn)行調(diào)研和研究，了解工作程序的要求，了解需要接收的任務(wù)，涵蓋體系的終極目標(biāo)，數(shù)據(jù)流量還有準(zhǔn)確度，現(xiàn)場(chǎng)的要求，時(shí)間的控制，要嚴(yán)格按照計(jì)劃說(shuō)明操控，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)操作。

3.3軟件設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)要依據(jù)體系規(guī)劃的總意見，確定體系下所要完成的各種功能及完成這些系統(tǒng)性能的推理和時(shí)差序關(guān)系，并用合理組成部件表格畫出來(lái)。它們是根據(jù)體系組成表格不同的功能，分別規(guī)劃出相應(yīng)的控制體系所需要的軟件。例如仿真的量輸入和仿真量輸出及數(shù)據(jù)處理還有互聯(lián)和打字版處理格式等。每一種表格都可以單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試，各種表格分別實(shí)驗(yàn)調(diào)試好以后，再按工作路線圖推理和時(shí)間順序關(guān)系將它們正確組合、互相連接、實(shí)驗(yàn)和調(diào)試。

3.4現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試

首先要按設(shè)計(jì)計(jì)劃合理組裝，對(duì)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行大體的演練和比較準(zhǔn)確的演練，結(jié)合演練的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)重置體系和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)進(jìn)行軟硬件的調(diào)試，他們的構(gòu)件組成都可以在演練數(shù)據(jù)下用對(duì)演練數(shù)據(jù)進(jìn)行試研的辦法同時(shí)進(jìn)行，同時(shí)他們要進(jìn)行統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)及推理，仿真物體是這個(gè)體系驗(yàn)證的最基本要求，而好的體系數(shù)據(jù)調(diào)整試驗(yàn)要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。

在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，用計(jì)算機(jī)代替自動(dòng)控制系統(tǒng)中的常規(guī)控制設(shè)備，對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，這是對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)所使用的技術(shù)裝備的一種革新。總之，隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的逐漸發(fā)展，計(jì)算機(jī)的操作控制正逐步進(jìn)入到生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。

計(jì)算機(jī)原理范文第3篇

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)組成原理；教學(xué)改革；教學(xué)實(shí)踐；實(shí)驗(yàn)教材

0 引言

“計(jì)算機(jī)組成原理”是普通高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生必修的核心骨干課程之一，在先修課（數(shù)字邏輯）和后續(xù)課（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、微計(jì)算機(jī)接口技術(shù)）之間起著重要的承上啟下作用（見圖1）。一方面，通過(guò)“計(jì)算機(jī)組成原理”（以下簡(jiǎn)稱組成原理）課程的學(xué)習(xí)，把“數(shù)字邏輯”課程中的基本數(shù)字邏輯單元組合成具有一定獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)部件；另一方面，從微處理器數(shù)據(jù)通路設(shè)計(jì)角度引入指令集及軟硬件功能分界面的概念，對(duì)學(xué)生理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)計(jì)思想產(chǎn)生深刻的影響，從而為后續(xù)的“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”分析系統(tǒng)性能優(yōu)化所需硬件支持，并在系統(tǒng)復(fù)雜度、性能、成本問(wèn)進(jìn)行折中等內(nèi)容提供知識(shí)準(zhǔn)備。

當(dāng)前的計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜、龐大和集成化，學(xué)生普遍感到組成原理難懂、概念抽象、感性認(rèn)識(shí)差。在教學(xué)中，僅僅使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段很難實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，如何改革組成原理教學(xué)過(guò)程、吸引學(xué)生興趣、改善教學(xué)效果和效率并緊密結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)成為任課教師亟待解決的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)改革實(shí)踐，我們探索出一些激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、提高理論知識(shí)的掌握與理解程度、增強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力的教學(xué)改革措施。

本文剖析了當(dāng)前組成原理課程教學(xué)中面臨的教與學(xué)、多樣化教材和統(tǒng)一考試、重實(shí)用和重基礎(chǔ)幾個(gè)方面的挑戰(zhàn)，闡述了在教學(xué)內(nèi)容、方法、手段、實(shí)驗(yàn)教材編寫等方面進(jìn)行教學(xué)改革的思路和方法。

1 “計(jì)算機(jī)組成原理”教學(xué)中面臨的挑戰(zhàn)

1.1難教與難學(xué)的困境

計(jì)算機(jī)微體系結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展使得新概念、新技術(shù)層出不窮，為了確保授課內(nèi)容貼近本領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的前沿，任課教師需要不斷地跟蹤學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)，以掌握微處理器設(shè)計(jì)的核心技術(shù)并滲透于教學(xué)內(nèi)容中，大大增加了備課的難度。從學(xué)生的角度來(lái)說(shuō)，由于組成原理中類似離散數(shù)學(xué)的證明、推導(dǎo)較少，也缺乏類似數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的算法，學(xué)生覺得組成原理課“理論性、規(guī)律性不強(qiáng)”，“知識(shí)點(diǎn)零散”，“復(fù)習(xí)時(shí)無(wú)從下手”等，而且，在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)各組成部分的硬件電路及其工作原理時(shí)，有時(shí)要用到數(shù)字電路、數(shù)字邏輯等先修課程的相關(guān)知識(shí)，學(xué)生對(duì)這些知識(shí)掌握得不夠深入、基礎(chǔ)薄弱，綜合運(yùn)用時(shí)就會(huì)感到吃力，因而興趣不高。這種雙方面的困難造成了組成原理課程既難教又難學(xué)的困境，往往教師課外花費(fèi)大量的時(shí)間備課，課堂教學(xué)時(shí)卻很難真正引起學(xué)生的興趣。

1.2多樣化教材與全國(guó)統(tǒng)考的矛盾

目前，國(guó)內(nèi)主流的“計(jì)算機(jī)組成原理”教材很多，側(cè)重點(diǎn)各有不同。自2009年計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生入學(xué)考試改為全國(guó)統(tǒng)一考試以來(lái)，在專業(yè)基礎(chǔ)綜合卷中所占比重較大的課程，如“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”和“操作系統(tǒng)”，分別擁有比較經(jīng)典的、被國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校廣為采用的教材，而組成原理課程的教材仍然是處在群雄混戰(zhàn)的局面。經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析考試大綱，發(fā)現(xiàn)其中的知識(shí)點(diǎn)涵蓋了多本相關(guān)教材，并不局限于某一本教材。在目前考研人數(shù)居高不下的形勢(shì)下，如何精心選擇一本適合的教材并兼顧其他，使學(xué)生廣采眾家之長(zhǎng)，在就業(yè)和考研競(jìng)爭(zhēng)中占有優(yōu)勢(shì)，是任課教師在教學(xué)中面臨的又一個(gè)難題。

1.3“重實(shí)用”與“重基礎(chǔ)”的矛盾

上課時(shí)經(jīng)常遇到學(xué)生提問(wèn)：學(xué)習(xí)本課程對(duì)以后工作有什么用處？對(duì)此，需要教育學(xué)生重視夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)，不要為流行一時(shí)的應(yīng)用技術(shù)迷惑，只有真正理解和掌握了計(jì)算科學(xué)的實(shí)質(zhì)才能在今后的研究和工作中選準(zhǔn)方向。當(dāng)前國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)硬件人才培養(yǎng)弱化，軟件人才需求旺盛且待遇較高的現(xiàn)實(shí)情況，也造成了學(xué)生“重軟件、輕硬件”的認(rèn)識(shí)。在課堂教學(xué)中，要注意糾正學(xué)生的這種偏見，強(qiáng)化軟件性能取決于軟件設(shè)計(jì)者對(duì)系統(tǒng)中硬件的理解程度、操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者也需要有較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì)的背景知識(shí)等意識(shí)。

2 教學(xué)改革與實(shí)踐

經(jīng)過(guò)多年來(lái)對(duì)組成原理課程進(jìn)行的教改實(shí)踐，為達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和良好的動(dòng)手能力的教學(xué)目的，本文從以下幾個(gè)方面對(duì)該課程的教學(xué)進(jìn)行了一些有益的探索。

2.1合理組織教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)內(nèi)容的安排上，將“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的重點(diǎn)放在指令系統(tǒng)、運(yùn)算器、控制器的設(shè)計(jì)上，對(duì)于重點(diǎn)內(nèi)容講深、講透，其他部分則通過(guò)學(xué)生自學(xué)或討論課講授。對(duì)于核心教學(xué)內(nèi)容，按照基本原理、簡(jiǎn)明示例、真實(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)舉例3個(gè)層次逐層遞進(jìn)安排。

2.1.1基本原理是基礎(chǔ)

基本原理是學(xué)習(xí)和理解計(jì)算機(jī)組成與運(yùn)行機(jī)制的核心知識(shí)，具有穩(wěn)定性和通用性，是學(xué)生一定要掌握的內(nèi)容。例如，對(duì)于“馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的基本組成”這一基本原理的講解，設(shè)計(jì)了如下的教學(xué)步驟：首先說(shuō)明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是對(duì)人腦功能的模擬；然后分析人腦具有的感知、存儲(chǔ)、分析、輸出和協(xié)調(diào)能力，從而引出馮·諾依曼計(jì)算機(jī)與上述功能對(duì)應(yīng)的5個(gè)主要功能部件：輸入設(shè)備、存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、輸出設(shè)備和控制器；接下來(lái)，在后續(xù)章節(jié)的教學(xué)中，不僅分析各功能部件的組成方式，還注重介紹各部件之間的聯(lián)系和相互影響，使學(xué)生能夠牢牢抓住本課程的基本原理，不至于淹沒在繁復(fù)的細(xì)節(jié)中。通過(guò)精心設(shè)計(jì)教學(xué)步驟，將計(jì)算機(jī)的組成與人腦自身的功能形成類比，學(xué)生覺得概念和原理都鮮活了起來(lái)，理解更加深入和持久。再如，在介紹尋址方式時(shí)，強(qiáng)調(diào)所謂“尋址就是根據(jù)指令中的地址碼信息找到操作的對(duì)象的過(guò)程”這一基本原理，從操作數(shù)可能的存儲(chǔ)位置出發(fā)分析各種尋址過(guò)程，突出尋址方式與數(shù)據(jù)通路設(shè)置的相互作用關(guān)系，從而引出計(jì)算機(jī)內(nèi)部?jī)煞N主要信息流之一——“數(shù)據(jù)流”的概念。

2.1.2模型計(jì)算機(jī)作為簡(jiǎn)明示例

模型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處于基本原理和真實(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩個(gè)層次之間，具有基本的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能而刪減了性能、成本等，優(yōu)化了技術(shù)細(xì)節(jié)，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)習(xí)的基本原理知識(shí)就可以完成模型機(jī)的設(shè)計(jì)和分析。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)簡(jiǎn)單的模型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，增加學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解深度和應(yīng)用能力。例如，在介紹尋址方式的概念后，通過(guò)擬定模型計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)、設(shè)計(jì)模型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通路的實(shí)踐，學(xué)生對(duì)指令格式與尋址方式、尋址方式與數(shù)據(jù)通路設(shè)計(jì)之間作用關(guān)系的理解更加深刻，在印證理論知識(shí)的同時(shí)加深了對(duì)基本原理的理解。

2.1.3以真實(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為實(shí)例

以真實(shí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)舉例，不但可以運(yùn)用課堂所學(xué)的基本原理，還可以貼近計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)的技術(shù)發(fā)展前沿。在教學(xué)中，我們分別以精簡(jiǎn)指令集（RISC）和復(fù)雜指令集（CISC）兩種處理器架構(gòu)的代表MIPS和Pentium為例，說(shuō)明不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念產(chǎn)生了不同的寄存器設(shè)置、內(nèi)部數(shù)據(jù)通路設(shè)計(jì)、時(shí)序控制方式及中斷等外設(shè)控制方式。例如，在尋址方式部分，通過(guò)x86系列計(jì)算機(jī)和MIPS計(jì)算機(jī)的機(jī)器指令集的具體示例，深刻揭示CISC架構(gòu)和RISC架構(gòu)計(jì)算機(jī)的區(qū)別，為后續(xù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。一方面提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面彌補(bǔ)了教材與實(shí)際系統(tǒng)的縫隙，既注重基礎(chǔ)又體現(xiàn)了時(shí)代特性。

2.2靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法

根據(jù)組成原理課程特點(diǎn)，我們采用了以下教學(xué)方法，取得了較好的教學(xué)效果。

2.2.1課堂教學(xué)多采用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)

在講授新的單元內(nèi)容之前，先對(duì)上一個(gè)單元進(jìn)行簡(jiǎn)單扼要的總結(jié)，然后利用“接下來(lái)的內(nèi)容將要解決的是什么問(wèn)題”或者“還有什么更先進(jìn)的方法”等問(wèn)題引起學(xué)生興趣，導(dǎo)出新的教學(xué)單元。例如，在講授補(bǔ)碼加減法時(shí)，教師通過(guò)分析原碼加減法操作過(guò)程中需要比較操作數(shù)絕對(duì)值大小，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到原碼表示法不適合于加減運(yùn)算，從而引入補(bǔ)碼表示法和補(bǔ)碼加減運(yùn)算的內(nèi)容；同理，在介紹乘除法器設(shè)計(jì)時(shí)，也通過(guò)設(shè)問(wèn)方式，讓學(xué)生自主選擇適合的機(jī)器數(shù)表示形式及運(yùn)算方法。通過(guò)提問(wèn)，促使學(xué)生主動(dòng)思考問(wèn)題，進(jìn)而比較自己的解決方法和已有方法的不同，發(fā)現(xiàn)好的思維方法，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

2.2.2突出理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用

在教學(xué)過(guò)程中，講授計(jì)算機(jī)基本組成和工作原理的同時(shí)，注意使所學(xué)的理論知識(shí)用于指導(dǎo)實(shí)踐操作，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。例如，在講授控制器內(nèi)容時(shí)，教師在講授完控制器的基本組成和工作原理后，可以通過(guò)一個(gè)只能執(zhí)行幾條指令的最簡(jiǎn)單模型機(jī)的示例來(lái)說(shuō)明控制器設(shè)計(jì)的5個(gè)基本步驟：擬定指令系統(tǒng)、確定數(shù)據(jù)通路、安排時(shí)序、編寫微操作時(shí)間表和微命令序列、控制邏輯實(shí)現(xiàn)。然后，讓學(xué)生獨(dú)立完成對(duì)該模型機(jī)的功能擴(kuò)展，通過(guò)實(shí)踐比較不同方式實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性的難易程度。

2.2.3合理設(shè)置課后習(xí)題

為方便學(xué)生課后復(fù)習(xí)，我們遵循驗(yàn)證所學(xué)、啟發(fā)思考的選題思路，選取有代表性的習(xí)題編輯成《計(jì)算機(jī)組成原理知識(shí)要點(diǎn)及習(xí)題解析》。習(xí)題主要包含兩部分：一是針對(duì)理論課教學(xué)中一些比較抽象的、容易混淆的基本概念和基本原理而設(shè)計(jì)的習(xí)題；二是針對(duì)基本理論的運(yùn)用和應(yīng)用而設(shè)計(jì)的習(xí)題。教師通過(guò)了解第一類習(xí)題的完成情況，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的問(wèn)題，對(duì)于學(xué)生普遍掌握不好的內(nèi)容可以采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行補(bǔ)充，以達(dá)到單元教學(xué)的目的；對(duì)第二類習(xí)題，教師組織學(xué)生討論，進(jìn)行集體學(xué)習(xí)，在各種解決方案的提出、論證、分析以及評(píng)估過(guò)程中，通過(guò)解決已有問(wèn)題并提出新的問(wèn)題的學(xué)習(xí)活動(dòng)，使學(xué)生們的獨(dú)立思考能力得到很大的鍛煉和提高。

2.3充分利用多種教學(xué)手段

組成原理課程中介紹的很多工作過(guò)程都發(fā)生在芯片內(nèi)部，內(nèi)容很抽象。本文利用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫演示各部件連接關(guān)系、數(shù)據(jù)流、控制流以及工作時(shí)序等內(nèi)容，不僅能把高度抽象的知識(shí)直觀地顯示出來(lái)，而且借助于聲音、圖像的多重作用幫助學(xué)生加深理解。例如，通過(guò)動(dòng)畫演示指令執(zhí)行的全過(guò)程，包括取指、分析譯碼及在微命令控制下各部件執(zhí)行指令流程等內(nèi)容，使學(xué)生迅速地了解CPU的整個(gè)工作過(guò)程并且課下還可以反復(fù)觀看，提高了知識(shí)傳授效率。此外，還建設(shè)了組成原理課程網(wǎng)站，把講課的視頻、相關(guān)資料和自測(cè)系統(tǒng)放到教學(xué)網(wǎng)站上，方便學(xué)生課后學(xué)習(xí)和進(jìn)行自我評(píng)價(jià)。另外，提供一些相關(guān)的硬件知識(shí)網(wǎng)站和論壇的鏈接，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)，擴(kuò)大知識(shí)面。

2.4加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

“計(jì)算機(jī)組成原理”屬于工程 性、技術(shù)性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，因此在開展理論教學(xué)的同時(shí)，也要非常重視實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。哈爾濱工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的組成原理教學(xué)團(tuán)隊(duì)一直致力于計(jì)算機(jī)硬件系列課程教學(xué)內(nèi)容的研究，并在原有講義的基礎(chǔ)上編寫了系列實(shí)驗(yàn)教材。

2.4.1實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置

實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容可分為3個(gè)層次：基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。3類實(shí)驗(yàn)難度依次遞增，分別在組成原理實(shí)驗(yàn)箱和FPGA開發(fā)板上進(jìn)行（見圖2）。

1）基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。

該類實(shí)驗(yàn)利用計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱完成，包括運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)、存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)、總線傳輸實(shí)驗(yàn)和微程序控制器實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲寣W(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)單元模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及相關(guān)集成電路芯片的基本邏輯，理解單元模塊的工作原理及該模塊在整機(jī)系統(tǒng)中的作用。通過(guò)基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生加深了對(duì)理論課教學(xué)內(nèi)容的理解。

2）設(shè)計(jì)應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)。

該類實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生利用硬件描述語(yǔ)言VHDL進(jìn)行功能部件的邏輯設(shè)計(jì)，在計(jì)算機(jī)上功能仿真通過(guò)后，再下載到可編程邏輯器件中進(jìn)行物理測(cè)試。例如，在基于FPGA的運(yùn)算器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)16位運(yùn)算器，實(shí)現(xiàn)基本的算術(shù)和邏輯運(yùn)算，完成后下載到FPGA開發(fā)板上測(cè)試。學(xué)生對(duì)于這類實(shí)驗(yàn)課的積極l生很高，提出了一些獨(dú)特的設(shè)計(jì)方案。

3）綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。

在前面已完成的各功能部件邏輯設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)16位RISC架構(gòu)的模型計(jì)算機(jī)，并在FPGA開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)。該類實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生掌握微程序控制計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方法，加深了解微程序的特點(diǎn)，理解指令流和數(shù)據(jù)流的流動(dòng)過(guò)程，建立起整機(jī)概念。微程序設(shè)計(jì)技術(shù)是計(jì)算機(jī)組成原理理論教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，核心內(nèi)容是理解在微程序的控制下處理器如何完成基本數(shù)據(jù)的通路操作。內(nèi)容涉及時(shí)序安排、微指令編碼方式、微程序設(shè)計(jì)等許多概念，學(xué)生感覺難以理解。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生從微觀角度分析微程序執(zhí)行的整個(gè)過(guò)程，并通過(guò)親手解剖一個(gè)小小的“麻雀”來(lái)了解微程序控制單元的設(shè)計(jì)方法。

2.4.2實(shí)驗(yàn)教材

課程組教師在實(shí)驗(yàn)課程講義的基礎(chǔ)上，整理編寫了《基于FPGA的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程》，該書已由清華大學(xué)出版社出版發(fā)行。該書基于可編程邏輯器件開發(fā)平臺(tái)，配合“數(shù)字邏輯”、“計(jì)算機(jī)組成原理”和“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”等課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過(guò)浮點(diǎn)運(yùn)算電路、有限狀態(tài)機(jī)、RISC模型機(jī)設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)用例的訓(xùn)練，使學(xué)生了解數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示、傳輸、處理，以及控制信息是如何完成對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制的，建立起計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整機(jī)概念。采用FPGA芯片實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，具有開發(fā)速度快、方便、可靠等優(yōu)點(diǎn)，并且基于SRAM工藝的FPGA芯片可以反復(fù)編程，幾乎沒有器件損耗，大大降低了實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)成本。另一方面，基于FPGA的計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)在無(wú)線通信、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域得到實(shí)際應(yīng)用。在計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中引入相關(guān)內(nèi)容，對(duì)于提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力都有非常大的幫助。

計(jì)算機(jī)原理范文第4篇

一、教改探討

信息社會(huì)的到來(lái)給全球帶來(lái)了信息技術(shù)飛速發(fā)展的契機(jī)，信息技術(shù)的應(yīng)用引起了人們生產(chǎn)方式、生活方式和思想觀念的巨大變化，推動(dòng)了人類社會(huì)的發(fā)展和人類文明的進(jìn)步；信息系統(tǒng)的建立已經(jīng)逐漸成為社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施，信息化水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化程度和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。為了適應(yīng)這一要求，我們?cè)诒究粕吣昙?jí)階段開設(shè)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理這一課程。這一課程面向計(jì)算機(jī)專業(yè)高年級(jí)本科生，以學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本知識(shí)、基礎(chǔ)理論為目的，同時(shí)具備一定的實(shí)際動(dòng)手操作能力，能夠開發(fā)設(shè)計(jì)、使用、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)、能夠基于網(wǎng)絡(luò)開發(fā)應(yīng)用程序，為學(xué)生成為網(wǎng)絡(luò)方面的專業(yè)人才奠定基礎(chǔ)。對(duì)于一所大學(xué)而言，培養(yǎng)學(xué)生具有國(guó)際化的視野和尖端知識(shí)，培養(yǎng)出在思想、知識(shí)、技能方面，在國(guó)際上具有競(jìng)爭(zhēng)力的人才是重中之重。為此，我們這門課采取的具體措施是加強(qiáng)外語(yǔ)教學(xué)，課堂采用英語(yǔ)課件、中文講解的方式，在選擇的教材上直接引進(jìn)國(guó)外原版教材進(jìn)行教學(xué)。通過(guò)原版教材的學(xué)習(xí)，可以達(dá)到幾個(gè)目的：

1.提高學(xué)生的外語(yǔ)水平。通過(guò)采用英語(yǔ)原版教材，使得學(xué)生在掌握專業(yè)知識(shí)的同時(shí)加強(qiáng)了英語(yǔ)的學(xué)習(xí)。同時(shí)，我們?cè)诳荚嚟h(huán)節(jié)，采用英語(yǔ)試卷的形式，在客觀上，督促學(xué)生平時(shí)著眼于原版教材的學(xué)習(xí)，掌握英語(yǔ)閱讀的同時(shí)，掌握大量的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)詞匯，從而達(dá)到專業(yè)知識(shí)和英語(yǔ)能力的同步提高。

2.使學(xué)生了解國(guó)際前沿技術(shù)。雖然我們國(guó)家近幾年隨著經(jīng)濟(jì)上GDP的快速提升，科研水平達(dá)到了前所未有的進(jìn)步，但和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還是有一定的差距。反映在知識(shí)體系上，就是教材的內(nèi)容和更新不夠快，不能緊跟世界先進(jìn)技術(shù)和科學(xué)研究方向的發(fā)展。而國(guó)外原版教材在這些方面要優(yōu)于國(guó)內(nèi)教材。我們從幾年之前就開始一直選擇高等教育出版社出版的英語(yǔ)影印版教材，并且隨著版本的不斷更新，講授的內(nèi)容也和國(guó)外的大學(xué)同步，這樣使得我們的學(xué)生能以更快的速度接近計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的前沿，對(duì)學(xué)生將來(lái)工作以及進(jìn)一步的深造打下了良好的基礎(chǔ)。

二、整合教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法

在我校計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的低年級(jí)階段，已經(jīng)選修過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)組成原理等課程。計(jì)算機(jī)絡(luò)原理是計(jì)算機(jī)專業(yè)重要的專業(yè)必修課。在課堂教學(xué)方面，我們重點(diǎn)介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本知識(shí)。該課程基于Internet，目的在于讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和工作原理。Internet是熟知的公用網(wǎng)絡(luò)，以此網(wǎng)絡(luò)的TCP/IP協(xié)議為模型，貼近學(xué)生生活和學(xué)習(xí)，使學(xué)生充分結(jié)合實(shí)際生活，了解基本的概念和原理。在課堂教學(xué)中，將教師的科研內(nèi)容融合到教學(xué)內(nèi)容中，采用研究型教學(xué)方法和傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合，教師教授與學(xué)生研究型探索相結(jié)合，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，為學(xué)生發(fā)散型、創(chuàng)新型能力發(fā)展提供了空間。在以Internet協(xié)議TCP/IP為基礎(chǔ)的內(nèi)容中，通過(guò)學(xué)生設(shè)計(jì)web服務(wù)器、郵件服務(wù)器、根據(jù)各種路由算法親自動(dòng)手編程、配置路由器和交換機(jī)，掌握協(xié)議的工作原理及工作過(guò)程。在課時(shí)分配上，采用48學(xué)時(shí)課內(nèi)講授，16學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，使學(xué)生充分掌握理論知識(shí)的同時(shí)，增強(qiáng)其親自動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)需要較強(qiáng)的實(shí)踐能力，這就要求我們課堂教學(xué)中應(yīng)該與實(shí)踐相結(jié)合。在學(xué)校的大力支持下，我們搭建了《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。該實(shí)驗(yàn)環(huán)境提供了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)。該平臺(tái)可以達(dá)到高等院校和科研機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本水平。在教學(xué)方法上，我們針對(duì)教學(xué)內(nèi)容自行設(shè)計(jì)了多媒體課件，將抽象的原理和工作過(guò)程以動(dòng)畫的形式演示出來(lái)，增強(qiáng)教學(xué)效果。多媒體教學(xué)是實(shí)現(xiàn)提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率的有效手段。我們自行設(shè)計(jì)了Internet協(xié)議各個(gè)層次協(xié)議工作過(guò)程的flash動(dòng)畫演示，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)使理論更加形象。如講授HTTP協(xié)議工作原理時(shí)，把從發(fā)出網(wǎng)頁(yè)瀏覽的請(qǐng)求到接收到所請(qǐng)求內(nèi)容的過(guò)程，通過(guò)flash演示，將連接的建立、請(qǐng)求和響應(yīng)的發(fā)送過(guò)程一一呈現(xiàn)，使得抽象的概念得以形象化，易于學(xué)生的記憶理解和掌握。把課堂講授和自學(xué)結(jié)合起來(lái)，注重培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的能力。課堂的教學(xué)活動(dòng)是學(xué)生在教師引導(dǎo)下的師生互動(dòng)的過(guò)程，學(xué)生是教學(xué)過(guò)程中知識(shí)接受的主體。因此我們?cè)谡n堂教學(xué)中采用教師教授和學(xué)生討論相結(jié)合的方法[1]，針對(duì)難以理解的概念組織學(xué)生分組討論，加深學(xué)生對(duì)基本概念和基本理論的理解，有助于學(xué)生在以后的設(shè)計(jì)中結(jié)合實(shí)際具體應(yīng)用。同時(shí)我們自行設(shè)計(jì)編寫了相關(guān)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)指導(dǎo)書，加大了本科生網(wǎng)絡(luò)系列課程教學(xué)的實(shí)踐力度。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，由淺入深地安排了一系列實(shí)驗(yàn)，提高了他們的實(shí)際動(dòng)手操作能力。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的對(duì)象和環(huán)境是一個(gè)模擬了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，主要由硬件環(huán)境和運(yùn)行在硬件上的軟件所構(gòu)成。主要由組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)通過(guò)各種接入設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)接入介質(zhì)以及網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的硬件環(huán)境，然后由運(yùn)行在主機(jī)以及終端設(shè)備上的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)、用戶安裝的各種應(yīng)用系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備上的軟件構(gòu)成的軟件環(huán)境的有機(jī)結(jié)合構(gòu)成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，完成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各種功能和服務(wù)。我們?cè)O(shè)計(jì)的所有實(shí)驗(yàn)都運(yùn)行在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下。我們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)主要分為四大類：設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。

三、精選國(guó)外優(yōu)秀教材，采用雙語(yǔ)教學(xué)

由于國(guó)外計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展比較迅速，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面也積累了大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)秀教材的選擇是培育高質(zhì)量高效人才的必要條件。而在國(guó)內(nèi)采用的一些教材大多內(nèi)容相對(duì)滯后，另外，現(xiàn)階段各個(gè)高校也都在大力提倡學(xué)生閱讀國(guó)外原版教材，特別是對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，通過(guò)閱讀原版教材能夠很快地跟蹤國(guó)外最新技術(shù)發(fā)展，同時(shí)提高了英語(yǔ)專業(yè)閱讀的能力。我校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程組通過(guò)多年的實(shí)踐以及搜集大量的國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教學(xué)資料，選用了大學(xué)計(jì)算機(jī)教育國(guó)外著名教材教學(xué)用書的影印版作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)用書。在課堂教學(xué)中采用雙語(yǔ)教學(xué)的方式[2]，原版教材閱讀和中文課堂講解相結(jié)合，對(duì)學(xué)生閱讀原版教材中較難理解的部分重點(diǎn)講解，使學(xué)生充分領(lǐng)悟教材的內(nèi)容，同時(shí)考試采用英文實(shí)體，中英文解答，考核學(xué)生對(duì)課程的理解掌握程度。

四、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)不同于其他計(jì)算機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)，需要獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。我校計(jì)算機(jī)學(xué)院配備有大型綜合實(shí)驗(yàn)室，針對(duì)我院本科生各門課程開放實(shí)驗(yàn)室，除了配置了上機(jī)的相應(yīng)軟件環(huán)境之外，還在獨(dú)立的空間配置了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)必備的硬件設(shè)備和環(huán)境，包括有線和無(wú)線的局域網(wǎng)，各種交換和路由設(shè)備，為實(shí)驗(yàn)的開設(shè)提供了環(huán)境的支持。通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，可以達(dá)到：認(rèn)識(shí)并了解網(wǎng)絡(luò)理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議工作原理使用網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理網(wǎng)絡(luò)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的最終目的。

學(xué)生在學(xué)習(xí)了相關(guān)的理論課程之后，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高實(shí)踐能力。我們自行編寫并設(shè)計(jì)了驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型的各種實(shí)驗(yàn)，鞏固教學(xué)中的相關(guān)內(nèi)容，在教學(xué)中配以相應(yīng)的課題，解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，提高學(xué)生的實(shí)踐能力與發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生真正能夠獨(dú)立完成網(wǎng)絡(luò)工程的設(shè)計(jì)和開發(fā)。

1.實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中需要了解的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)多，所以預(yù)習(xí)工作非常重要，是整個(gè)實(shí)驗(yàn)必不可少的步驟。在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)中，需要學(xué)生明確試驗(yàn)?zāi)康?，通過(guò)閱讀相關(guān)資料理解并掌握實(shí)驗(yàn)原理，熟悉實(shí)驗(yàn)用到的硬件和軟件環(huán)境。我們要求學(xué)生提前閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的實(shí)驗(yàn)方法和操作步驟，并參閱相關(guān)理論和有關(guān)設(shè)備的說(shuō)明書，寫出預(yù)習(xí)報(bào)告。包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)期效果，并對(duì)可能出現(xiàn)的運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行理論分析。

2.實(shí)驗(yàn)操作。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作前，應(yīng)將預(yù)習(xí)報(bào)告提交實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師審查，獲得實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師許可后領(lǐng)取相應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行登記后才可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，交由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師檢查合格后才能結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

計(jì)算機(jī)原理范文第5篇

傳統(tǒng)的《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的教學(xué)，大多是以教師為中心，一般采用理論講授的教學(xué)方式，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也大部分以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生對(duì)這門課普遍感到既抽象又枯燥，造成的結(jié)果是教師難教和學(xué)生畏學(xué)?；谝陨蠁?wèn)題，我們進(jìn)行了課程教學(xué)改革，主要解決的問(wèn)題是：在教學(xué)大綱規(guī)定的有限課時(shí)內(nèi)，緊緊把握課程的主線和重點(diǎn)，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，充分激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，徹底改變當(dāng)前計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生存在的怕硬件的現(xiàn)象，使學(xué)生不僅掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各部件的工作原理，而且具備較強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。

1 吃透教材，合理組織教學(xué)內(nèi)容

目前，高?！队?jì)算機(jī)組成原理》課程普遍存在教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)少的特點(diǎn)。作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)研究生全國(guó)統(tǒng)考的必考課程之一，為了讓學(xué)生全面掌握《計(jì)算機(jī)組成原理》的考研知識(shí)點(diǎn)，挑選一本內(nèi)容條理，組織得當(dāng)?shù)慕滩姆浅Ｖ匾０凑瘴以航虒W(xué)計(jì)劃的安排，本著考研第一的教學(xué)理念，我們選擇了唐朔飛教授的編寫的《計(jì)算機(jī)組成原理》作為主要教材。

在教學(xué)內(nèi)容的編排上，從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整體概念出發(fā)，以計(jì)算機(jī)五大組成部件為主線，按照教學(xué)大綱，對(duì)每一章的知識(shí)點(diǎn)都進(jìn)行分類，哪些是重點(diǎn)，哪些是難點(diǎn)，哪些要精講，那些要選講，在備課的過(guò)程中都做了詳細(xì)安排。精講的內(nèi)容主要由教師講授，對(duì)于一些細(xì)節(jié)一定要講透，讓學(xué)生徹底掌握。同時(shí)要求教師要了解與本課程有關(guān)的前沿知識(shí)，在課堂上作為知識(shí)的補(bǔ)充。這樣既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又彌補(bǔ)了教材的不足；對(duì)于選講部分，可讓學(xué)生利用課外時(shí)間進(jìn)行自學(xué)或討論，教師安排專門的時(shí)間進(jìn)行總結(jié)，既彌補(bǔ)了課時(shí)不足的缺點(diǎn)，又能培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。

2 以學(xué)生為主體、采用理論推導(dǎo)為主的教學(xué)方法

上世紀(jì)九十年代以后，建構(gòu)主義的教學(xué)模式逐漸發(fā)展起來(lái)。這種教學(xué)模式提倡以學(xué)生為教學(xué)主體，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師的作用是組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者，利用情境、協(xié)作、會(huì)話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和首創(chuàng)精神，最終達(dá)到使學(xué)生有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)的目的。

《計(jì)算機(jī)組成原理》是一門基礎(chǔ)理論課，內(nèi)容多而抽象，學(xué)生理解起來(lái)較難，很多學(xué)生在學(xué)完整個(gè)課程后仍似懂非懂，不得要領(lǐng)。究其原因，主要是學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中處于被動(dòng)地位，他們被動(dòng)地聽老師講課，被動(dòng)地記憶一些知識(shí)點(diǎn)，被動(dòng)地做題，而不是主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)過(guò)程中去。所以對(duì)于知識(shí)點(diǎn)學(xué)生不能很好地整體把握，不能形成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體框架。

因此，在教學(xué)過(guò)程中，我們必須遵循建構(gòu)主義的教學(xué)思想，讓學(xué)生作為教學(xué)過(guò)程的主體，采用理論推導(dǎo)為主的教學(xué)方法來(lái)徹底改變的教學(xué)效果。

在具體實(shí)施過(guò)程中，對(duì)于每一個(gè)新內(nèi)容，教師在講授前都要對(duì)該內(nèi)容作簡(jiǎn)明扼要的介紹，關(guān)鍵要把該內(nèi)容與課程體系的關(guān)系告訴學(xué)生，幫助學(xué)生對(duì)新學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行定位。接下來(lái)承前啟后地提出每一節(jié)課將要解決的問(wèn)題以及解決該問(wèn)題要采用的方法，對(duì)于某些知識(shí)點(diǎn)，還可以漸進(jìn)地幫助學(xué)生分析用這種方法解決問(wèn)題所存在的缺點(diǎn)，進(jìn)而提出還有哪些更先進(jìn)的方法。把這些作為每節(jié)課的任務(wù)布置給學(xué)生。學(xué)生就有了明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和知識(shí)定位，就會(huì)在學(xué)習(xí)過(guò)程中充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性。這樣既節(jié)省了時(shí)間，又提高了學(xué)習(xí)效率，還能培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。

3 改變教學(xué)手段，提高學(xué)習(xí)效率

目前，大部分《計(jì)算機(jī)組成原理》教材雖然都配套多媒體教學(xué)課件，但只是對(duì)課本內(nèi)容的羅列，知識(shí)點(diǎn)較亂，重點(diǎn)不突出，實(shí)用性差。因此，要求教師在課下必須大量查閱相關(guān)資料，把了解和掌握的計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的前沿技術(shù)作為必要的知識(shí)補(bǔ)充。備課時(shí)，教師要對(duì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新梳理和歸納，按照自己的理解補(bǔ)充課件內(nèi)容，這樣才能充分發(fā)揮多媒體課件的優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。

在實(shí)施過(guò)程中，我們以導(dǎo)學(xué)為主，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、啟發(fā)式教學(xué)法、案例教學(xué)法等多種方法相結(jié)合為輔，貫穿于理論教學(xué)、課堂討論、集體答疑、實(shí)踐活動(dòng)等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。在多媒體課件的輔助下，教師不再照本宣科，課堂教學(xué)不再枯燥無(wú)味，而是變得更加生動(dòng)形象，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了，學(xué)生的積極性調(diào)動(dòng)起來(lái)了。同時(shí)，教師還必須加強(qiáng)對(duì)學(xué)生課外學(xué)習(xí)的輔導(dǎo)和督促，要督促學(xué)生獨(dú)立地完成作業(yè)和實(shí)驗(yàn)，教師要及時(shí)進(jìn)行評(píng)分并反饋給學(xué)生，對(duì)表現(xiàn)好的同學(xué)要表?yè)P(yáng)，強(qiáng)化他們學(xué)習(xí)自主性的意識(shí)，對(duì)表現(xiàn)不好的學(xué)生要多鼓勵(lì)和幫助，引導(dǎo)他們自主學(xué)習(xí)。

4 建立試題庫(kù)，夯實(shí)教學(xué)質(zhì)量

為了讓學(xué)生更好地把握重點(diǎn)和難點(diǎn)，根據(jù)教材及大綱要求，建立了《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的試題庫(kù)。試題庫(kù)共30份，包括填空題、選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題和計(jì)算題5種題型。我們教學(xué)的目的是讓學(xué)生掌握每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，所以試題庫(kù)要向?qū)W生公開。試題庫(kù)基本涵蓋了大綱規(guī)定的所有知識(shí)點(diǎn)，尤其是重點(diǎn)和難點(diǎn)，要從不同題型體現(xiàn)，才能讓學(xué)生真正掌握。學(xué)生如果對(duì)試題庫(kù)中的題目真正做到會(huì)選擇、會(huì)回答、會(huì)判斷、會(huì)計(jì)算，我們的教學(xué)目的就達(dá)到了。在期末考試試卷中，為了避免少數(shù)學(xué)生死記硬背題庫(kù)中的試題，在試卷中除了一部分題庫(kù)的試題外，還必須補(bǔ)充一定比例的新題。通過(guò)建立試題庫(kù)，學(xué)生明確了自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師減輕了工作量，教學(xué)質(zhì)量也得到了保證。

5 理論和實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

長(zhǎng)期以來(lái)，我們一直都重視課程的知識(shí)傳授，而對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)卻做得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。而創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，綜合素質(zhì)的提高，需要實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的加強(qiáng)。為此，經(jīng)過(guò)多方的調(diào)研，我們從2004年開始陸續(xù)購(gòu)買了北京精儀達(dá)盛科技有限公司生產(chǎn)的《計(jì)算機(jī)組成原理》實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，逐漸建立并完善了《計(jì)算機(jī)組成原理》實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)把《計(jì)算機(jī)組成原理》的課程教學(xué)分為理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)三大模塊。

理論教學(xué)模塊包含的內(nèi)容如表1所示。

由于課時(shí)及相關(guān)知識(shí)欠缺等原因，對(duì)于《計(jì)算機(jī)組成原理》的課程設(shè)計(jì)，結(jié)合我系學(xué)生實(shí)際情況，我們?cè)凇队?jì)算機(jī)組成原理》相關(guān)課程全部開設(shè)后，在大三第二學(xué)期開設(shè)一門《硬件課程綜合設(shè)計(jì)》實(shí)踐課，旨在讓學(xué)生對(duì)硬件類課程的內(nèi)容梳理融合，進(jìn)行一些設(shè)計(jì)性試驗(yàn)。

由于學(xué)生基礎(chǔ)較弱，完成以上設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的難度很大，大部分同學(xué)在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)不能按時(shí)完成，所有我們必須充分利用周六和周日來(lái)開放實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生有更多的時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)，這樣就有效地解決了課時(shí)和能力培養(yǎng)之間的矛盾。