计算机组成原理教学
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计算机组成原理教学范文第1篇
关键词：教学手段；教学模式；教学内容
中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)03-10862-02
1 引言
计算机组成原理是计算机专业学生的核心硬件课程，属于必修的专业基础课，在人才培养目标的定位上起着举足轻重的作用。它既有自身的理论体系，又有很强的实践性。通过本课程的学习，使学生在熟悉计算机各功能部件的基本组成及工作原理的基础上，掌握计算机的工作过程及各部分之间的联系，明确数据流和控制流在机内的流动，从而建立起整机概念，为学习其它专业基础课和专业课打下一个良好的基础，并通过面向问题求解能力的培养提高学生的创新能力。理论教学注重培养学生基本问题的解决方法、基本系统的分析方法、设计方法，从而掌握基本的计算机理论与概念。实验教学注重培养学生的动手能力、分析和解决问题的能力，从而提高学生的系统设计方面的能力。同时，该课程是国内许多高校的考研课程，学好本课程也为今后学生报考研究生打好基础。
针对课程特点，我认为要上计算机组成原理这门课可以从教学手段、教学内容和教学模式等方面进行改革。
2 教学手段
高等教育当前面临着一个新形势，1998年以来，在政府及社会各界的努力下，高等教育有了巨大的发展，普通高校在校大学生的人数从1998年的628万增加到2006年的1600万，但是高等教育的师资却几乎没有增加或增幅不大。在学生急剧增加而师资增加不多的情况下，这实际上是一种挖潜式的、最大限度利用原有资源的一种扩招，这就势必要求进一步解放思想，想新的措施，采取新的办法，进一步采取新的手段开创新局面，才能解决这样一个大量的学生的需求和比较少的教师资源之间的矛盾。
2.1 多媒体教学手段
该课程课时由原来的4学时压缩到3学时，而且计算机的发展日新月异，理论上需要补充许多相关的内容，如再采用传统的板书，势必无法完成本课程的教学任务。因此很有必要采用多媒体教学手段，提高授课效率，加大课堂信息的输出量；而且采用多媒体教案形象直观地表达课程中的重点难点，有利于学生集中精力于知识的理解，可避免抄笔记造成的精力分散。但是由于多媒体信息量太大，有时候最好与板书相结合，在黑板上给出演算过程，这样既可以使学生不感觉枯燥，又能使学生的思考与教师同步；这是在多媒体教学中应该注意的一点。
2.2 网络教学手段
随着Internet技术的发展，学校已经建立起完善的校园网，学生宿舍大多有宽带，这为网络教学提供了可能。另一方面由于课程内容较多，又是第一门硬件课，难度较大，需要详细讲解。同时计算机硬件发展的新技术（如智能芯片、量子芯片、哈佛结构芯片、新的总线技术、ASIC、VHDL等）也必须加进去，而教改又压缩了课内学时，这些要求在有限的课堂教学时间内无法满足，为此有必要开发课程网站以提供有利支撑。通过网站，教师可以把上课的讲义放到站上供学生浏览或下载；同时可以通过网站布置作业，学生通过网站提交作业，教师在线进行批改；另外教师还可提供在线答疑以便了解学生的掌握情况等。
2.3 实验教学手段
2005年学校购进南京伟福公司的Cop2000实验仪，该实验仪软件集成编辑器，汇编器、调试器，可完全模拟实验机的所有功能，具有独一无二的“模拟调试”能力。“模拟调试”为让实验室向学生寝室、实验课时向业余时间延伸提供了条件，同时也确保了实验室的有效管理，因为“模拟调试”只需给学生一张光盘即可，并可任意复制。
同时Cop2000在硬件上对用户的实验设计也具有完全的开放性。Cop2000的运算器和控制器都采用EDA技术设计，随机出厂时，已经提供了一套已装载的方案，用户如不满意，自己可用Xilinx公司的软件进行设计，并通过JTAG口下载。
目前市场上大部分实验仪都引进了EDA技术，也就是通过EDA技术来实现组成原理中的大部分实验包括验证性实验和设计性实验；借助Cop2000实验仪软件和硬件的先进性，大部分的实验学生都可以在宿舍完成，这样实现了硬件实验软件化的目的，学生在学习组成原理的同时，不知不觉学会了嵌入式系统中的一部分知识，为今后的课程打下了一定的基础。
3 教学模式
“教学模式是指在一定的教育思想、教学理论和学习理论指导下，在一定环境中教与学活动各要素之间的稳定关系和活动进程的结构形式”。所以教学模式是教学思想，教与学理论的集中体现。改变教学模式必将导致教育思想、教学观念、教与学理论的根本变革，甚至引起教育体制的根本变化。
3.1 小组合作学习
小组合作学习在形式上成为有别于传统教学一个最明显特征。它有力地挑战了教师＂一言堂＂的专制，同时也首次在课堂上给了学生自主、合作的机会，目的是培养学生团体的合作和竞争意识，发展交往与审美的能力，强调合作动机和个人责任。但是在小组合作学习课堂中缺的不是活泼有余的教学情境，不是热热闹闹的教学气氛，也不是表面的小组合作形式，而是充分利用小组合作学习提高教学效率的小组合作学习理论和策略。那么，如何使小组合作学习确确实实落到实处，获得良好的效果呢？
在教学实践中我悟出教学中不能为了合作学习而进行合作学习，应根据教学内容和学生的实际情况选择恰当的时机进行，才能发挥其最大的作用。
总之，小组合作这种学习方式符合学生乐于交往的心理需求，符合课改精神，有利于调动起全体学生参与到学习的全过程，也有利于培养学生团结协作和社会交往的能力。但一切均应从实际效果去考虑，防止走过场。
3.2 实施探究性学习的形式
探究性学习是指通过发现问题、调查研究、动手操作、表达与交流等探究性活动，获得知识、技能的学习方式。实施探究性学习的形式有两种：一是“动手做”学习，在这种方法的学习中，通过设置适当的课程设计活动和任务，使学生投入到真实的设计实践中去，在亲自动手操作的实践过程中学习知识，掌握科学的思维方法，培养对科学的积极态度。在这一过程中，学生们通过亲自参加活动、实验、讨论而自主构建知识。教师可以提出建议引导学生而不是替代他们去做。二是情境探索学习，此类学习形式是以“例题+ 问题+ 小结”的形式组织学习材料，使学生自主地获取知识。采用这一方法，教师不需要通过讲解传授知识，而是为学生创造良好的学习条件，引导学生通过考察实例和解决问题，自主地归纳和发现所学的知识[6]。
4 教学内容
多年以来，我国高校计算机教育是按照培养计算机科学研究者来进行的，我国高校的计算机教材，通常都是偏重于所谓的理论教育和素质教育，即注重讲授知识产生的来龙去脉和体系背景，而忽视了新技术的日新月异的突破和发展。当计算机技术以一日千里的速度迅猛发展，而高校计算机教学却仍然停留在计算机技术的初期阶段，目前高校基本上是围绕基础理论加通用PC机来进行计算机教学的。事实上计算机技术已获得了空前的发展，其应用已渗透到社会生产、生活的各个方面。伴随着计算机技术与行业应用的紧密结合，通用PC已经不再是IT舞台的主角，像嵌入式计算机系统、并行计算、网格计算、集群计算、智能控制等新技术，正逐渐成为计算机发展的新潮流。抓住计算机发展的新趋势，我们在教学内容上相应地做了一些探索。
4.1 教材使用与建设
课堂教材：我们广泛选用国内名校名家的教材，并优先选用国家优秀教材。如：《计算机组成原理》，唐朔飞编，高等教育出版社；《计算机组成原理》，白中英编，科学出版社；等。但是，我们也不拘泥于教材，课堂教学中根据不断变化的新形势增添新内容，补充新知识，既为同学们学习后续课程创造好条件，又适当地保证教学内容的先进性。
配套实验教材：根据实验教学的需要，自编了《计算机组成原理》实验指导书，实验教材将随着实验内容和实验设备的变化，重新编写更新，一般每两年修订或更新一次。
目前课程组准备自编适合自己学生和特色的教材，希望新教材能囊括计算机近年来快速发展的新知识、新技术。
4.2 促进学生主动学习的扩充性资料使用情况
在课堂教学中，为激发学生的学习兴趣，有意识地扩充计算机组成原理的衍射知识，同时还在课堂上指导学生阅读相关的书籍、报刊及文献。为了开阔学生的视野，我们随时整理计算机硬件发展的前沿知识，以电子文档的形式发给学生，网站建成后，则把它们挂在了网上，由课程组指定专人及时更新。
我们初步建立了“计算机组成原理”教学网站。网站提供了许多扩充性资料，供学生开展课后复习和主动学习。主要包括：大量精心制作的动画学习课件，功能完备的在线动画模拟实验系统等。借助网站，学生可以根据自己的学习情况，选择所需内容随意阅读，还能灵活方便地与老师进行交互。网站的建立，很好地满足了学生主动学习的需要。本课程还提供了许多国内外与“计算机组成原理”相关的教学资源，包括网站、参考文献资料、教材、PPT讲稿等。
4.3 配套实验教材
编写实验教材的目的在于加强课程实践教学环节的教学指导。通过实验教材的学习能够培养和训练学生对计算机各功能部件的分析设计能力、动手能力，从而提高学生的自行设计、调试分析不同电路的工作能力，达到在实践教学中应用理论知识的目的。借助实验教材，可使学生步步为营，层层加深，最后使学生将原理知识系统掌握，全面贯通，同时可使他们积累一些实验经验和技巧，熟悉一些中大规模集成电路的使用及分析方法，为开设的实验和今后的工作打下坚实的理论基础。
5 结语
通过几年来的实践，我们深化了教学改革，提高了教学水平，完善了教学质量，促进了课程的建设与发展。这对培养学生的硬件设计能力和解决实际问题的能力起到了积极作用，为学生学好后续课程、从事工程设计工作打下了良好的基础。但是教学改革涉及的面很广，社会的发展需要改革，科技的发展和学科的建设需要改革，广大学生和教师自身的发展也需要改革;而且教学手段、教学内容、教学模式的改革是相互关系的，方法上的改革必然牵动内容，内容上的改革必然推动体系更新，反之亦然。因此教学改革不会一蹴而就，它是一个逐步深化的长期过程。教学改革的效果应该是教学质量的不断提高和教学效率的不断上升[2]。
参考文献：
[1]王化兰.计算机组成原理实验教学模式的改革[J].实验室研究与探索.1999（5）：40-42.
[2]徐爱萍，刘建英，吴松梅.计算机组成原理课程教学改革研究[J].重庆：高等建筑教育.2004（1）：54-55.
[3]唐景莉，温小乐.教育部高教司司长谈高教“质量工程”[DB/OL]. .
[4]唐朔飞主编.计算机组成原理.北京：高等教育出版社[M].2000.
[5]白中英主编.计算机组成原理.北京：科学出版社[M].2000.
计算机组成原理教学范文第2篇
一、计算机组成原理的课程的教学现状
(一)课程本身的特点决定这门课程教学难度大
1、基础概念多的特点
计算机组成原理这门课程由于内容较多，所涉及的基础概念也较多。在CPU模块有微程序、微指令及流水线等系统类概念，其中ALU部分有原码、补码等与编码相关的概念;在存储器部分，与存储器单元相关的有RAM、SRAM、DRAM、ROM及各种ROM设备，与存储系统相关的有cache存储器、虚拟存储器等概念;外设部分有中断等信息的各种传送方法。对整个计算机系统，有计算机的各种性能指标。对各个概念，靠单本文由LWlm.cOM收集整理纯记忆的方法很难掌握，必须放在系统中学习。
2、理论性强的特点
计算机组成原理这门课程首先要考虑其原理性，现在仍然采用冯.诺依曼式计算机模型作为基本模型，但也要考虑现代计算机的发展，以融入实际的需要。如何对内容进行合理的安排、衔接，对任课教师来说，是一不小的挑战。
3、内容抽象的特点
要让学生明白计算机的工作原理、方法和实现，需弄清数据和信号在计算机各部件件间的流动情况，对学生来说，这看不见也摸不着，如何将信息流动的复杂情况形象、生动地向学生展示、讲解，教师对此需要作出相当的努力。
(二)学生对该们课程的认识误区
大部分的学生认为，我们学的专业是软件工程，专业是“偏软”的，而计算机组成原理这门课程是“偏硬”的，对其转为实际能力表示怀疑。由于对这门课程在学科中的作用认识不明确，在学生中就有一种印象，学习这门课程主要目的是修学分的需要，另外还有考研的需要，但考研的学生比例较小，再加上这门课程本身的学习难度，因此认真学习且能学好这门课程的人数就不多了。
二、对组成原理教学的几点建议
(一)根据课程设置需要对教学学时进行相应调整
根据不同的专业，学生的不同层次，及大部分学生的就业方向对该课时设置不同的教学学时。报告[3] 中指出，对于多数调查对象为毕业生的调查结果，多数人认为这门课开设为64、48或32学时。而48学时的人稍多些。这与本人想法基本一致，对于非计算机专业，作为导论型的，32学时足矣;对于软件专业，其目的主要是通过掌握其基本原理，能更好的为软件系统的设计服务，开设48学时，其中8学时实验较合理。而对于偏硬件的计算机专业，可以根据需要，开设56或64学时。
(二)对学生对该门课程的认识进行相应正确引导
由于是一门基础理论课，加上本身的教学内容特点，可能内容较为枯燥，因此学生可能会因为课程内容本身而不感兴趣。因此我们要在思想上要对学生加以引导，使学生认识到，学习这门课程不仅对计算机本身的运转有更深刻的认识，更对与硬件相关的嵌入式系统设计，软件的设计实现有基础指导作用。并为学生在计算机领域的进一步研究和发展奠定基础。因此，学生不能因为这门课程“偏硬”，而自己的专业和就业方向“偏软”就否定这门课程的重要性。
(三)根据专业要求及课程设置对教学内容作出调整
计算机组成原理在学科中的地位被定为专业基础课，在学科中具有承上启下的作用，希望通过本门课程的学习，使学生对计算机硬件的组成、各部件及各部件之间运转情况进行了解。对于软件专业的学生来说，为硬件相关的嵌入式系统设计及其他软件的设计奠定基础。
计算机组成原理从内容上主要分为三部分：CPU、存储器、外设。但由于学时的限制及课程的安排(本专业开设了微机原理课，外设是其讲授重点)，重点讲授CPU和存储器两部分。存储器内容分为主存储器和存储体系两部分内容。前者讲述存储元器件的基本原理，而后者则是cache、主存和辅存之间的区别与联系，如果开设了计算机体系结构这么课程，这存储体系的内容可简略介绍，具体内容由计算机体系结构讲解。CPU部分与存储器一样，在详细介绍完其核心部件ALU 后，重点即是中央处理器章节，即指令的运行，而指令的运行需要访问存储器，这就将CPU与存储体系联系起来了。故这两部分又是有联系的。由此有关硬件的内容就脉络清晰、分工明确了。
(四)对实验内容进行合理的学时分配
实验课对于一门课程来说，主要目的是加深对知识点认识，使抽象的理论变得形象、具体。因此，对本身理论性强，内容抽象的计算机组成原理课程，实验课就显得尤为重要。我们采用的是西安唐都科教仪器公司生产的实验箱作为实验设备。与其相配套的实验有9个，其中主要包括与CPU中的与ALU相关的3个实验、静态存储器存取实验、微程序控制实验及4个模型机的设计类实验。
根据实验学时的设置，只有8个学时的实验课。8个学时全部完成这些实验有一定难度，因此，可将这些试验进行合理的学时分配，如第1、2个学时完成第一、二个实验，因为刚开始做硬件实验不熟悉，但第二个运算器进位实验教简单，可顺便完成;有了前面的基础，完成第三个运算器移位控制实验就简单多了，因此和第四个稍麻烦的静态存储器存取试验合并在第3、4学时完成;第5个实验内容较复杂，可单独安排2个学时完成;这样就留出了2学时来研究后面的模型及设计与实现的实验了。
(五)以实践为手段带动学生的学习积极性
为了提高学生的学习积极性，加深对知识的掌握，实践就显得尤为重要。对软件专业的学生来说，利用软件对所学知识进行模拟不失为一种好的办法。对于计算机组成原理这门课程，实验内容较为抽象，不易被理解，因此，采用“硬件软化”的方法，对课程的实验内容等进行模拟，既可加深对知识的掌握，又可提高大家的软件设计、编程能力。本系为了提高大家参与的积极性，采用了学生科技立项的办法，系里拿出一部分资金，将“计算机组成原理虚拟实验系统的设计与实现”作为一学生科技项目，鼓励学生组队参加，和其他项目一起参加评比，并进行奖励的办法，在学生中得到了良好的响应。学生做出的项目教师可拿来作为课堂教学用，并可鼓励学生在此基础上进行改进，进一步完善。以后甚至可以将系统分块，让学生分组做，并作为课后作业的一部分，计入学生平时成绩。以此提高学生的学习兴趣和动力。
三、结语
计算机组成原理教学范文第3篇
关键词：计算机组成原理；CAI教学网站；
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)21-30575-02
The Design and Development of Computer Organization CAI Teaching Website
ZOU Ming-liang
(Department of Electronics and Computer Science, Guilin University of Technology, Guilin 541004, china)
Abstract: The designs of computer organization CAI teaching website in the article has used the present popular .net technology, introduced Web Services, XML in the website and so on to have the good extended technology, the page layout uses DIV+CSS, using visit database, website course content establishment bilingual education part, and using flash technology establishment hypothesized laboratory, simulation actual experiment environment. This website adaptation modern education's need, the educational reform to the teacher and promotes student's independent study having the positive significance.
Key words: principle of computer organization; CAI teaching website;
1 引言
计算机组成原理是计算机专业的一门核心专业基础课程，本课程内容较多、涉及面广、实践性强、难度较大。通过制作计算机组成原理CAI教学网站可以帮助相对容易达到教学目的。计算机组成原理CAI教学网站的实现采用WEB技术将文字、声音、图形、动画等溶入到教学模式中去，从而使计算机组成原理中抽象的和难以体会的概念等变得生动形象起来，加深和加快了对该门课程的理解。将网站应用于教学可以充分调动学生学习的主观能动性，提高学生求知欲，同时能使教师及时掌握学生在学习过程中所遇到的难题和存在的问题，增大教师与学生之间的沟通，从而取得良好的教学效果。
2 教学设计
针对计算机组成原理课程的特点，教学主要内容包括计算机组成原理理论教学部分、实验教学部分、典型例题及分析、综合在线测试、学习辅助资源、师生互动等。设计指导思想是改变传统上以“教” 为中心的教学模式，真正实现以“学” 为中心，充分发挥学习者的主动性和创造性。实现的方式采用“知识点+实验+典型例题+学习讨论”的教学方式，使学生掌握计算机组成原理的基本概念和相关设计技术，建立起整机概念。
3 教学网站制作
教学网站制作工具采用Visual Studio .NET 2005,后台数据库采用SQL Server 2000,实现的计算机组成原理CAI教学网站除后台维护外各部分如下：
3.1 理论教学部分
学习网站不仅仅是需要给予一种视觉效果，更重要的是教学内容的设计，包括分解计算机组成原理教学目标、制定教学策略、保持知识的系统性和完整性等。本教学网站在教学内容上增加双语教学部分，该部分主要包括双语教案，双语试题，双语视频及阅读材料。采用DIV+CSS以及母板页技术进行页面布局，界面设计上美观大方、层次清晰、重点集中、视点明确。
3.2实验教学部分
实验教学环节是该课程的必须且非常重要的一个环节，为了便于学生更好的理解和掌握计算机内部运作的真实情况，本教学网站采用flash设计了虚拟实验室，对主要实验如运算器、控制器、存储器及整机实验提供演示及交互操作功能。
3.3 典型例题及分析
作为一门专业基础课程要求学生必须掌握一些典型题目的解题方法，这样对于灵活掌握以及深入理解所学的知识点是很有必要的。本教学网站采用flash设计了各个章节典型例题及解题分析。
3.4 综合在线测试
该模块实现学生学习该课程后的一个考核，能够帮助学生了解自己的学习情况。测试系统分章节测试和总体测试，测试题型包括选择、填空、计算及综合设计，试卷中的题目按知识点分布，采用XML技术组织知识点。选择题自动判断答案对错、其它题型给出参考答案及分析。
3.5 学习辅助资源
教学网站上提供流媒体教学视频、资料下载、课程相关其它站点链接。
3.6 师生互动
该模块实行权限管理，用户注册登陆后，会看到的各种信息目录，通过点击查看进入，可以查看到具体的信息以及老师或者其他学生回复此问题的内容。若问题指定某人答复，则只有该用户能看到并答复此问题。
4 主要实现技术
4.1 技术
完全基于模块和组件，具有更好的可扩展性和可定制性，具有速度快、便于部署及应用升级、代码与内容分离、方便构建和使用WEB服务等优点。由于和.NET远程处理建立在.NET Framework 之上，因此可以使创建XML、Web Services变得更为容易。
4.2 流媒体技术
流媒体是一种新的媒体传送方式，它解决了音频、视频等媒体信息在计算机网络中的实时传输问题,它将整个A/V及3D等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送。流媒体技术适合在相对低带宽的网络环境下实现网络课程的实时播放和录播课程的传输，因此可以将流媒体技术运用于教育领域实现对学科资源的制作、传播和管理。
4.3 Flas技术
Flash 是一种创作工具，它强大的动画编辑功能使得设计者可以随心所欲的设计出高品质的动画,通过Action和FS Command可以实现交互性,使Flash具有更大的设计自由度，所生成的动画文件(.swf)一般占的字节数小，从而可以实现快速下载，在打开网页很短的时间里就能得以播放。
5 教学网站特色
5.1 采用多种先进的技术手段
该网站将计算机组成原理的基本概念、基本原理、基本方法以文本、图形、声音、动画、视频等多种媒体的形式表现出来，用最新的网页开发工具Visual Studio .NET与后台数据库SQL Server的结合实现动态交互、在线测试、虚拟实验室，从而使学生将抽象的计算机组成原理的学习变得形象轻松；通过虚拟部件及整机实验，使得没有实验条件的个人也能获得实际操作技能的提高。
5.2 后台维护方便
该教学网站提供了一个界面友好、操作方便的后台维护平台，教师通过该平台可对相关资源进行增加、删除、修改，从而避免随着时间的推移造成部分内容老化的现象。
6 结束语
本文描述了基于的计算机组成原理CAI教学网站设计和实现的过程，对于教学网站系统的研究，具有一定的理论和实践意义。
参考文献:
计算机组成原理教学范文第4篇
关键词：自主学习；实践；课程纲要；网络
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2013）06-0300-03
引言
随着国家精品课程建设的深化，学生可利用的网络资源更加丰富，形象的动画设计、制作精美的课件，老教授精彩的网络讲课，国外名校的开放课程，学生可以不受时间空间的限制，充分地利用网络资源自主地探索，自主地学习。国家精品课程无论在知识的底蕴、学识的渊博上，普通老师都无法媲美。有学识渊博的大师，有精彩的网络课堂传授知识技能，我们的讲课是不是成了班门弄斧？我们还有存在的价值吗？我们的出路在哪里？这给老师提出了一个新的课题，借助于网络共享平台，迫切需要改革我们的教育教学方法。
网络如此发达的今天，知识技能的传授完全可以依托国内外大师的讲课，新的课程设计思路是：怎样保证学生课后进行自主自学，怎么帮助学生更好地消化所学的理论知识，怎样训练学生提出问题，怎么进行自我探究性学习，怎样提高学生的综合素质。因此需要设计以学生为中心的提高学生综合素质的自主学习的教学方法，需要更多地加强实践教学培养创新能力，需要有设计合理的课程纲要进行必要的自主学习指导。
一、以学生为中心的自主学习设计
但是，学生会充分地利用时间自觉自愿去学习吗？学生真的人人有这种自觉性吗？真的可以不用教师的指导吗？ 真的不用任何约束吗？大学生作为社会上最活跃的年轻群体，抵御外界诱惑，自我约束能力还较弱，沉溺于网络游戏、聊天、不思进取的现象比比皆是。而普教中广泛存在的应试教育模式更使学生们养成了被动学习的习惯，相对自由的大学学习环境容易使他们在学习上产生迷茫。怎样引导学生走向一条自我学习、自我探究之路呢？需要教师对学生自主学习过程的引导，需要老师和同学对学生的学习效果进行正确评价，为了创立一个良好的自主学习环境，充分有效地利用网络资源，计算机组成原理课程设计了四个自主学习主题。
1.国外开放课程、国家精品课程网站学习导航——张贴板教学法。为了让学生熟悉国家精品课程网站、国外课程网站，学会查找、搜索可用资源，可对教师课件、教学大纲、教学要求、教学目标、教学方法、教学手段、动画设计、CAI辅助教学、课程特色、课程建设、试验内容、教学录像、试题库、不同国家之间的教学进行比较研究，通过张贴板教学法组织课堂讨论，调动所有学生的学习积极性，收集国家精品课程资源信息，共同界定国家精品课程的含义，找出可利用的学习资源。
2.学生讲课——模拟教学法。在教学过程中，对学生自学较容易的章节，让学生先模仿网上名师讲课，再指导学生备课，然后课堂上由学生讲课，老师同学共同总结，给出评价。这样可以调动学生主动学习和思考的积极性，很好地锻炼学生的表达能力，抽象归纳能力，在实施中我们发现有些学生讲课诙谐、幽默、风趣，充满青春活力，反过来对老师改进教学也有很大的启发作用。
3.计算机专题研究学习——项目教学法。项目教学法是师生共同实施一个完整的项目（专题研究）工作而进行的教学行动，项目教学法一般按照以下阶段进行，确定专题研究任务、制订研究计划、实施研究计划，师生共同讨论检查评估。专题研究让学生成为学习的主体，从而充分调动学生的积极性。在研究性学习中以2～3个人为一组开展协作学习，培养团队精神和协作能力，利用资源、搜索资源能力，全面提高学生的思维能力、解决问题的能力以及创新能力。
4.一整计算机系统设计范例自主学习——案例教学法。一整计算机系统设计范例自主学习是一个非常有意义的工作，对教学质量的提高、对学生能力的培养必将有巨大的推动作用。清华大学开发模型计算机结构复杂，包括串口、按钮、指示灯、开关、运算器、控制器、存储器、接口、总线等部件。同时要自学汇编语言，研究指令系统的设计，控制器的设计，控制信号对各部件的控制及连接，以及相应的软件系统的设计。要仔细研究模型计算机范例的设计文档，整机的构成和布局。这项自主学习安排和讨论对实验任务的完成、对计算机组成原理各功能部件的学习、对课程内容的消化理解都有非常重要的作用。只有学好了模型计算机系统才算真正地理解计算机组成原理，才能将抽象的概念，枯燥的内容变成一台简单但能运行的计算机。学生只有完成一台计算机系统设计，才能深刻理解计算机组成原理基本概念。一整计算机系统设计范例自主学习在培养学生的综合能力方面将起到不可替代的作用。
二、教学手段和方法设计
虽然我们强调利用网络资源培养学生的自学能力，加强实践教学培养学生的创新能力，但理论教学也是不可或缺的。学生对基本原理、基本概念的掌握要通过精心设计的理论教学完成。我们应该用什么样的教学方法、什么思想来指导教学呢？课堂教育怎样培养学生、提高他们的综合素质呢？怎样训练学生提出问题、学会用精炼简短的语言表达自己呢？我们采用了如下的教育思路、教学手段和方法来提高教育质量。
1.关注最新技术——提问教学技能。提问是引发学生心智活动、促进学生思考发展的有效途径，是教师学生相互交流的有效手段，提问的种类可分为检查知识与创造知识两大类，创造知识的问题是在学习者的内心引起新知识的问题，答案需要学生自己思考得出，教学是一个探索未知领域的知识与技能的过程，因而需要展开创造知识的提问。在计算机组成原理教学过程中要时刻关注最新技术，要善于提出问题让学生思考。例如，当前计算机技术中CPU非常快，内存速度不能满足要求是最被关注的难点，继续提出问题让学生思考，怎样去平衡CUP与内存的速率？数据的延迟有什么新的方法解决吗？高速缓存由谁来管理？哪里是影响计算机速度的瓶颈？通过关注最新技术，学生能提出很多问题，经过头脑风暴法组织课堂讨论，再进行实验探究，最后学生会把问题变成文章，再变成一个有价值的产品。
2.教学思路设计——悬念导入法。有效的导入是教学中一个重要环节，成功的导入能够承上启下，引起学生的注意和兴趣，把学生带入设计好的情境之中，充分调动学生的积极性，为完成教学任务创造条件。计算机组成原理教学中以激发学生的求知欲望为主线，从大框架入手，一开篇给学生展示一幅简单明了的计算机组成关联图，并由此把学生立即领入到一个制高点，使学生看到一个极为简单的计算机框架，在此架构的引导下，让学生自上向下、由表及里、层层细化，一步一步进入计算机的微观世界。在每一步深化的过程中，学生头脑里总会暂留一些悬念，从而激发学生主动探索计算机内部的庞杂架构及其如何自动工作的原理。提出带有悬念的问题来导入新课，激发了学生的兴趣和求知欲。
3.课堂教学——思维导图法应用。可以选用一种教学法，比如思维导图法组织几次全班的课程教学，教师宣布思维导图的方法，共同讨论一个中心议题，提出要解决的问题和目标，遵循的原则和注意事项，鼓励积极思考，宣布思考的时间，发给每组二级卡片，写上关键词，按顺序上讲台作一分钟解释，展示卡片，由老师引导学生把卡片归类整理成若干个大的方面。各组就已归类的几方面，再提出进一步的思考，规定思考时间。之后重复第三步，继续由学生解释展示卡片，此时学生展示的卡片形成了一个中间是中心议题，往外是二层若干主要方面观点形成的思维导图的整体图象。作用是培养学生的归纳能力、自学能力、协作精神。总结归类时学生还能相互启发，从而掌握一个比较复杂的问题。还能学会根据相关因素的主次，进行分层思考。还可以借鉴别人的智慧，激励自己的灵感，产生更新更深层次的想法，促进每个学生智商、情商和思维能力的提高，在教学应用中常产生很好的学习效果。
三、课程纲要讨论实施——头脑风暴法、张贴板教学法
以学生为本的自主学习，必须让学生了解课程的目标，教学的安排，自主学习的主题，教师对学生的期望，教学要求等。作为教学依据，学习指南的课程纲要在课程一开始时就应进行讨论实施。一份精心制作的课程纲要在保证课程教学质量方面有非常重要的作用。
1.课程纲要的主要功能。（1）教学的依据：是教师教学的基本依据。教师根据课程纲要的学习目标、学习主题、时间进度，开展教学活动，安排课外作业，组织小测、期中考、期末考，并且严格按照纲要约定的成绩评定方法，客观公正地评定学生的最终成绩。（2）学习的指南：课程纲要还能够为学生整个学期的学习提供指导，帮助学生熟悉课程的概念框架和逻辑体系，提供给学生不容易获得的阅读材料，提高学生的学习效率。（3）学习的动力：学生和教师在第一次课上相遇，一起阅读和讨论课程纲要。如果学生知道教师对他们的期望和要求，发现教师已经设计好了达到课程目标的策略，就会感到学习这门课程是一次组织良好的、有意义的智力旅行，就会对学习充满信心和积极性。（4）师生的契约：课程纲要是教师和他们的学生之间的一份约定。课程纲要通常包括精确的课程进度表、成绩的考核与评定政策、学生出勤政策、实验安排、要求等，尤其要让学生知道，如果学生达不到课程的要求会出现什么后果。
2.课程纲要的基本组成部分。头脑风暴法是老师引导学生就这一问题自由发表意见，老师不对其正确性进行任何评价。再用张贴板教学法通过添加、移动、拿掉或更换写有内容的纸片进行讨论，得出结论的方法。优点可以最大限度地调动学生的学习积极性，通过讨论可以得出课程纲要的组成部分。（1）教师信息：包括教师姓名、办公地点、电话号码。（2）课程描述：包括课程名称、课程代码、课程性质、课程对象、学分数、教室位置。（3）课程目标：主要是指对学生学习结果的一种预期，尤其是学生在思维能力和学习技能方面的发展。（4）教学方法：需要什么样的教学互动、师生互动？哪种教学方法最能够帮助学生完成学习任务？（5）课程资源：包括课本，补充阅读材料，指明哪些是必读材料，哪些是推荐材料。（6）课程时间表：既是课程日历，也是课程结构图。（7）课程政策：包括出勤、迟到、课堂参与、作业迟交、小组贡献、实验成绩评定等政策。
计算机组成原理教学范文第5篇
关键词:计算机;组成原理;教学
中图分类号:G642文献标识码:A
1前言
自2009年起,“计算机组成原理”课程已被列入全国研究生入学考试必考科目之一,而且分值与“数据结构”课程相同,占总分的30%,这一新的情况给该课程的教学提出了新的要求。作为教师,如何在有限的学时内给学生讲清要点,明确目标;作为学生又如何以最高的效率掌握要点,灵活运用;这是教学双方都期S实现的理想。然而,理想的实现不仅要付出辛勤的劳动,而且要有正确的教学方法,只有方法得当,才可能达到事半功倍的效果。笔者20年来一直从事该课程的教学工作,同时担任学生班主任工作,在教学实践和与学生的直接接触过程中,对该课程的教学有一些切身体会,作为抛砖引玉,希望对学习该课程的学生有所帮助,同时也希望得到执教该课程的同行们的共同商榷,以便实现共同的理想。
2把握重点,突出主线
“计算机组成原理”是计算机类专业的主干课之一,本课程的研究重点是讨论单台计算机完整硬件系统的基本组成原理与内部运行机制。教学目标是用层次结构的观点并以信息的加工、处理为主线研究计算机硬件结构及工作原理,具体任务是使学生掌握计算机硬件系统中运算器、控制器、存储器、输入/输出设备等部件的组成原理、逻辑实现、设计方法及互连构成整机的技术;培养学生对硬件系统的分析、设计、开发、使用和维护方面的能力,既为后继课程的学习打好基础,同时也能够积累应对研究生入学考试及各种水平考试的必备知识。
3运算方法与运算器
(1) 定点数加、减法运算及溢出判断
定点数的加、减运算都是以补码形式进行的,只所以用补码,其原因由于补码可以使符号位与数据一起参加运算,只要运算结果没有发生溢出,结果的符号和数据可直接获得。
在定点数的加减运算过程中,无论是定点小数还是定点整数,运算结束后都存在一个溢出判断问题,但是这种判断首先应该在一个基本概念清楚的基础上。溢出是由于运算结果超出了定点数据格式的表数范围而引起,所以两个符号相异的定点数做加法运算或两个符号相同的定点数做减法运算,其结果一定不会发生溢出,即使是两个符号相同的定点数做加法运算或两个符号相异的定点数做减法运算,其结果也不一定会发生溢出,但必须做溢出判断。
设操作数之一是A0A1…An,另一操作数是B0B1…Bn,运算结果为S0S1…Sn,运算过程中各位发生的进位为CfC0C1…Cn-1,运算结果溢出判断的方法有三种:如果是双符号位,溢出判断可根据运算结果的两个符号位来确定,即当运算结果的两个符号位S0和S1不相同则发生了溢出,用表达式可表示为:V=S0S1;对于单符号位的运算有两种判断方式,方法之一是:若两个操作数的符号位相同而运算结果的符号位与其相反,则发生了溢出,用表达式可表示为:V=A0B0 + S0(其含义是两个负数相加结果的符号为正或两个正数相加而结果的符号为负);对于单符号位运算的另一种判断方式是:根据最高数字位与符号位的进位来判断,如果最高数字位的进位C0与符号位的进位Cf不相同,则发生了溢出,用表达式表示为:V=C0Cf。
(2) 浮点数加、减法运算步骤及溢出判断
浮点数的运算步骤可分为:对阶、尾数加/减运算、结果规格化、舍入处理、溢出判断等5个步骤。对阶的过程就是移动小数点的过程,对阶过程如何实现,方法不应死记,只要概念清楚,想一下就知道,尾数加、减是进行小数运算,所以对阶后不应该让尾数变大,只能变小,所以对阶只能让小阶向大阶看齐,即右移阶码小的数的尾数,每右移一位,阶码加1,直至两数阶码相等为止。
浮点数的溢出不是由尾数运算结果决定的,而是由阶码决定的,因为尾数溢出可以通过向右规格化来处理。
(3) 定点数的乘、除法运算
定点数的乘法运算方法有两种,其一是通过将乘法运算转换成移位操作和加法运算来实现,补码一位乘法的典型算法是Booth算法;另一种方法是通过阵列乘法器来实现,掌握的重点概念是符号位的负权概念。定点数的除法运算方法也有两种,其一是通过将除法运算转换成移位操作和减法运算来实现,另一种方法是通过阵列除法器来实现。
(4) 浮点数的乘、除法运算
浮点数的乘、除法运算可以变成两种定点数的运算来实现,即指数的定点整数加/减运算和尾数的定点小数乘/除运算来实现。所以只要掌握了定点数的运算方法,就不难推广应用到浮点数的乘、除运算过程中。
(5) 运算器
与运算方法相应,运算器也有定点运算器和浮点运算器两种。运算器的核心部件是ALU,典型的ALU芯片有74181和2901,与其配套的二级先行进位芯片有74182和2902,作为学习者,不仅要掌握单个芯片的工作原理,而且要掌握用多个芯片构成位数更多的具有多级先行进位功能的ALU的方法。
典型的浮点运算器是与8086CPU配套使用的协处理器8087。
4存储器及其体系结构
(1) 存储器体系的构成
过去的计算机存储器是由二级体系构成的,即主存储器与辅助存储器。随着软、硬件技术的不断发展以及CPU速度的提高,计算机对存储器的要求也越来越高,具体来说就是存储空间越大越好,存取速度越快越好,单位价格越低越好。为了获取最高性价比,现在的计算机存储体系已增至三级,即高速缓冲存储器(Cache)、主存储器和辅助存储器。其中,Cache与主存储器构成了计算机系统的内存,Cache的容量比主存小得多,但其速度数倍于主存。由于程序运行存在局部性,通过Cache控制器将目前程序运行所需的内容由主存调入Cache,并自动实现两者之间的换进换出,可使CPU访问Cache的命中率达90%以上,从而使计算机拥有一个速度与Cache相当、容量与主存相同的内存。主存储器与辅助存储器可通过软、硬件结合来实现虚拟存储器,从而使计算机可以运行大小超出主存容量的程序。
(2) 不同存储芯片的区别
存储芯片可分ROM和RAM两大类。两者的主要区别是:ROM在正常工作时是只读的,常用于存放固定不变的信息,其内容不受断电的影响。RAM中的信息是可随时更新的,但一旦断电,其内容则不复存在。ROM又可分为EPROM和EEPROM等多种形式,其主要差别是擦除方式不同。RAM又可分为SRAM与DRAM两种,其主要差别是前者的存储元由双稳态触发器构成,所以只要有电源,其存储内容是不会丢失的,不需要刷新,而后者的存储元由电容来存放信息,由于电容的电荷会随时间的推移而泄漏,所以需要定期刷新。
(3) 根据存储器结构类型不同区分的两种计算机体系结构
根据存储器结构类型不同可将计算机体系结构分为两大类:冯•诺依曼(Von Neumann)结构和哈佛(Harvard)结构。
冯•诺依曼结构的主要特点是指令和数据使用单一的存储器空间,因此简化了计算机的设计,但由于存储器资源的唯一,所以一次只能访问指令和数据中的一个。这种体系结构由美国宾夕法尼亚(Pennsylvanis)大学的冯•诺依曼在1943―1944年开发的ENIAC电子计算机首次使用。
哈佛结构的主要特点是对于程序和数据使用各自独立的存储器,由于程序和数据分开存放,所以可以实现对指令和数据的并行访问。这种体系结构由哈佛大学的物理学家Harvard Aiken于1930年开发,1943年在Harvard Mark计算机上实现。
(4) 存储器与CPU的连接
存储器与CPU的连接无非是将存储器芯片的地址线、数据线和读、写控制线与CPU的相应线相连,在连接之前,必须根据存储器的容量和单片存储芯片的容量计算出所需的芯片数,同时还必须明确位扩展与字扩展的方法。一般而言,若存储器容量为M单元×N位,而存储器芯片容量为m单元×n位,则整个存储器所需的字扩展为M/m组,而每组的位扩展芯片数为N/n。对于同一组而言,其地址线的连接是将相同位序的地址线连到一起,而数据线则分别连接到CPU的不同数据线上。不同组之间,其地址线和数据线的连接是相同的,也就是低位地址范围相同,只是片选信号的连接不同。片选信号的作用是区分不同的地址段,分段的依据取决于对应地址段的高位地址值,所以片选信号的产生是根据高位地址的译码来实现的,需要多少位高位地址取决于组数,两组可用一位高位地址线选即可,四组则需二位高位地址经一个2-4译码器产生4个片选信号,依此类推。
(5) 虚拟存储器的原理与应用
虚拟存储器的实质是利用程序执行过程中的局部性原理,对内存按页或段方式进行管理,即将要运行的程序分页或分段调入内存,从而使计算机可以运行超过实际内存空间的程序,好像扩充了内存空间一样。由于这一特性是建立在将外存作为内存的后备来实现的,实际的内存空间并没有改变,所以叫虚拟存储器。
在教学过程中,初学者对虚拟存储器的概念通常难以掌握,所以应该有一个让初学者容易接受的教学方法。有效的教学方法之一可借助于PC机中的某些设置来说明。例如,通过双击“我的电脑”可以看到系统盘上的总大小和可用空间。如图1可见当前的C盘可用空间是15.5GB。关闭该窗口后,右击“我的电脑”,在快捷菜单中选择“属性”进入系统属性对话框,再选择“高级”页面,如图2所示。再单击“性能”框中的“设置”按钮进入“性能选项”对话框,再选择“高级”页面,如图3所示,单击其中的“更改”按钮,进入“虚拟内存”设置对话框,如图4所示,从中可见C盘目前的自定义页面大小初始值为1024MB,最大值为2048MB,若将初始值由1024改为2048,而最大值由2048改为4096,重新启动计算机后,再双击“我的电脑”,如图5所示,由图可见C盘的可用空间由设置前的15.5GB变成了设置后的14.5GB。之所以少了1GB,就是因为刚才将虚拟内存初始页面大小由1GB(1024MB)改为2GB所致。这就说明,虚拟内存实际上只是从硬盘中划出的一部分外存空间作为内存使用,好像扩充了内存,而这种内存的扩充是建立在外存减小的基础上的,并需要相应的软件支持。
5指令系统与CPU
(1)RISC与CISC
按指令系统可将计算机分成两大类,精简指令系统计算机(RISC,Reduced Instruction Set Computers)和复杂指令系统计算机(CISC,Complex Instruction Set Computers)。CISC是在为了便于进行软件制作,特别是编译,而将可能硬件化的部分都交给硬件处理的原则下设计的。其主要特点是指令长度不等,指令执行时间不等,指令集庞大,访问模式非常多而灵活,指令功能大多用微程序实现。与CISC相比,RISC的特点是大部分指令可以在一个时钟周期内完成,指令的长度相等,指令集是由简单的指令组成,如存储器只能用Load/Store指令来访问,访问模式少,减少了依赖于处理器的控制,指令功能大多使用硬布线逻辑实现。
(2) 典型指令系统
典型指令包括:数据传送、算术运算、逻辑运算、程序控制和输入输出。其中输入输出指令只有在独立编址方式中才有,对于统一编址方式,则输入输出与数据传送相同。
(3) 指令寻址与数据寻址方式
指令的寻址方式只有顺序与跳跃两种,其中跳跃寻址又有相对跳转和绝对跳转两种。数据的寻址方式则较多,典型的数据寻址方式有:隐含寻址、立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、基址变址寻址等,重点掌握各种寻址方式的原理及其相应指令的具体用法。
(4) 控制器
控制器是计算机的硬件系统中的决策机构,担负着协调和指挥整机各个功能部分有条不紊地进行工作的重任。
控制器有组合逻辑型、存储逻辑型和混合型三种。组合逻辑型控制器的基本思想是把控制器看作为产生专门固定时序控制信号的逻辑网络。其设计目标是使用最少元件和最高操作速度来实现指令功能。随着CPLD和FPGA的功能和应用的拓展,组合逻辑型控制器越来越多地得到了应用。存储逻辑型的基本思想是以设计软件的方式来设计硬件,即仿照设计解题程序的方法,把执行机器指令所需的操作控制信号编成相应的微指令序列存放在只读存储器里,当机器运行时,逐条地读出微指令,从而产生全机所需要的各种微操作控制信号,使相应部件执行规定的操作,完成指令功能。混合逻辑型是两者的结合。
(5) 现代CPU与传统CPU的区别
传统的CPU由运算器和控制器构成,现代的CPU除了运算器和控制器外,还增加了高速缓冲存储器(Cache),Cache还可能分为多级,增加Cache的目的不仅是利用程序执行过程中的局部性原理来提高程序执行速度,而且有可能在CPU内部改变计算机的体系结构。比如现在广泛使用的奔腾CPU就通过其内部将Cache分为数据Cache和指令Cache,从而使PC机的冯•诺依曼体系结构在CPU内改变成了哈佛结构。
(6) 流水线的概念及要点
流水线已被广泛应用于计算机系统的多种功能部件中。除了运算器流水线外,在控制器中流水线结构已得到广泛应用。
流水线要发挥最大效率,基本条件有二,一是流水线结构中的各个过程段的操作周期应大致相等,二是流水线应尽可能保持不发生断流现象。
可能导致流水线发生断流的因素有三:一是资源相关,二是数据相关,三是控制相关。奔腾CPU只所以在其内部将Cache分为数据Cache和指令Cache,其主要原因就是为了数据和指令的并行访问,避免资源相关。数据相关可以通过特设运算结果缓冲器及向前传送技术来缓解,控制相关可通过延迟转移和转移预测来解决。
6总线
如果将计算机硬件系统中的各个部件比作一颗颗的珍珠,那么总线在系统的作用,就相当于连接珍珠的绳索,通过这根绳索,就可将一颗颗的珍珠联接成一个整体,成为一个漂亮的项链。总线是计算机系统中公共的信息传输通道,存在多个主部件同时要求使用总线的可能,要将总线资源合理地分配给多个要求使用总线的主部件之一,这就存在着总线的仲裁问题。总线的仲裁可分为集中式和分布式两类,集中式仲裁又分三种:链式查询、计数器定时查询和独立请求。对于这三种集中式总线仲裁方式必须掌握其工作原理、主要优缺点以及应用场合。
7I/O系统与I/O方式
I/O系统由I/O接口与I/O设备构成。I/O方式可分为主要由程序实现的程序查询方式和程序中断方式以及主要由附加硬件实现的DMA方式和通道方式。
程序查询与程序中断方式的共同特点是两者都是通过CPU执行I/O指令来实现的输入/输出。只是前者是由CPU主动查询外设就绪后执行的输入/输出,而后者是CPU通过被动响应外设的I/O请求来实现的输入/输出。主动查询需要占用CPU机时,所以只能实现CPU与外设的串行工作,而中断方式可以实现CPU与外设的并行工作。
中断有单级中断和多级中断。单级中断不是只有一个中断源,而是所有中断源同属一个级别,一旦CPU响应某个中断源,必须等待该中断服务程序执行完毕才有可能响应新的中断请求。多级中断不仅是中断源有多个,而且分成多个优先级别,高优先级的中断源可以中断正在执行的低优先级的中断服务程序,从而实现中断的嵌套。中断优先级还可以分中断响应优先级和中断处理优先级,中断响应优先级是由硬件排队电路决定的,而中断处理优先级是可以通过对中断屏蔽寄存器的设置来改变的。
DMA虽是程序中断传送技术的发展,但它在硬件逻辑机构的支持下,以更快的速度、更简便的形式传送数据。
两者之间有以下明显区别:
(1) 中断方式由CPU响应中断后执行中断服务程序来实现数据传送,而DMA方式直接靠DMA控制器来实现。
(2) CPU对中断的响应是在执行完一条指令之后,而对DMA的响应则可以在指令执行过程中的任何两个存储周期之间。
(3) 中断方式不仅具有数据传送能力,而且还能处理异常事件。DMA只能进行数据传送。
(4) 中断方式必须切换程序,要进行CPU现场的保护和恢复操作。DMA可以只挪用一个存储周期,不改变CPU现场。
(5) DMA请求的优先权比中断请求高。CPU优先响应DMA请求,是为了避免DMA所连接的高速外设丢失数据。
DMA和通道控制方式最基本的相同点是把外设与主机交换数据过程控制权从CPU中接管,使外设能与主机并行工作。但它们之间也存在以下主要的不同。
(1) 工作原理不同。DMA完全采用硬件控制数据交换的过程,速度较快;而通道则采用软、硬件结合的方法,通过执行通道程序控制数据交换的过程。
(2) 功能不同。通道是在DMA的基础上发展来的,因此,通道功能更强。在DMA中,CPU必须进行设备的选择、切换、启动、终止,并进行数据校验,CPU在输入输出过程中的开销较大,通道控制则把这些工作都接管下来。
(3) 控制的外设类型不同。DMA通常只控制速度较快、类型单一的外设,而通道支持多种外设。
8结束语
随着大规模集成电路技术和计算机体系结构的不断发展,计算机组成原理的基本内容还在发展演变过程中。例如指令周期、机器周期和时钟周期的概念随着流水线技术的不断提高而变得越来越模糊,过去强调一个指令周期由若干个机器周期构成,一个机器周期包含若干个时钟周期,而现在的CPU,一个时钟周期就可能执行一条指令甚至是多条指令。CPU的结构除了引入多级Cache外,还引入了多核结构,这就使得传统的教学方法和体系必须改进,相应的教材和实验设备有待更新,以便适应新的体系结构的变化,同时,也需要我们教学人员共同努力,不断创新,才能培养出适应形势发展的人才。
Discussion on the Course of Principles of Computer Organization
SHAO Ping-fan
(College of Computer Science & Technology, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430065, China)
