《计算机组成与结构》课程的教学改革与探索

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1、《计算机组成与结构》课程的教学改革与探索　　摘　要：本文对《计算机组成与结构》课程的教学现状和存在的问题进行了分析，结合我校教学研究项目《计算机组成与结构》课程建设的预期目标，提出《计算机组成与结构》课程的具体构建内容，以及教学创新的一些意见和主张。　　关键词：计算机组成与结构课程构建教学创新　　中图分类号：G202文献标识码：A文章编号：1672-3791（2012）10（a）-0158-01　　《计算机组成与结构》课程是计算机本科专业基础课之一，在整个计算机专业课程体系中，具有承前启后的作用。同时，

2、该课程涉及的内容位于硬、软件的结合处，不仅与计算机系统结构中的底层数字电路设计密切相关，还与顶层的操作系统、数据结构等软件技术紧密相连。该课程对于学生全面理解计算机硬、软件之间的关系，培养对计算机系统的分析、设计、应用及开发能力都起着不可替代的重要作用。　　《计算机组成与结构》课程包括计算机的组成原理以及体系结构两大部分内容[1]。计算机组成原理是计算机通用的系统结构使用的一般性的逻辑实现方法；计算机的体系结构介绍了计算机的概念性结构以及功能特点，明确了计算机软件和硬件的界面。计算机的组成原理和体系结构

3、既有内在的相互联系，又有外在区别，所以将其综合到一起，成为一门基础专业课。5　　1教学现状及存在的问题　　很久以来，《计算机组成以结构》成了公认的难教又难学的课程，很多专业人士不断努力尝试不同的方式想要提高该课程的教学质量[2～4]。该课程到现在存在的一些主要问题是：（1）学生觉得课程难学，不容易学会：由于该课程学习难度大、内容相对抽象、学习效果难以立即实践检验，从而对部分学生的学习积极性产生消极影响；（2）教材内容无法全面反映该学科最新发展动态：由于计算机学科的高速发展特性，许多新概念、新技术、新知识

4、无法反映在当前教材中；（3）课堂教学对多媒体课件的过度依赖。多媒体课件虽然具有直观、表现能力强的特点，但是在逻辑性强的定量分析教学中，比起板书等教学方式所具有的细致性和深入性还显现出相当的不足；（4）实验设计和安排还不够完善：很多学生完全按照本课程实验指导书的步骤完成实验，并没有真正理解实验的目的和意图；（5）教师和学生自己对学生能力的培养的认识还不完全到位。　　基于以上对《计算机组成与结构课程》的教学过程中存在问题的分析，结合我校人才培养目标。我们从教学内容设置、理论教学方法、实践教学规划、课程考核制

5、度四个方面具体提出本课程的建设方案。　　2课程构建　　2.1　现有教学内容增补与教学计划的安排5　　教学内容的增补主要集中在三个方面：（1）本课程的基础知识的补充，包括逻辑代数基础和逻辑电路的设计方法；（2）《计算机组织与体系结构》教材内容的补充，包括指令级并行软硬件设计方法、超线程技术、多处理机同步与通信机制、Cache失效性分析以及计算机体系结构的量化分析方法和设计原理；（3）最新技术成果的补充，包括多核处理器技术、多线程技术的最新设计方法和工作机制。　　在课程安排上，要确保实验教学内容和理论教学内

6、容进度保持一致，其中实验教学和理论教学的可是比为1∶3.5，所以安排56课时理论教学就要相对应安排16课时实验教学。除此之外，有经历的学生可以组织参加其他大学生创新实验等，这样可以把实验教学和理论教学相呼应，加深印象，还可以使学生具有一定的实践能力以及创新设计。理论教学计划如下。　　（1）计算机系统概论（讲授1学时）；（2）计算机的逻辑部件（讲授3学时）；（3）运算方法和运算部件（讲授10学时，课堂讨论1学时，实验4学时）；（4）主存储器（讲授3学时）；（5）指令系统（讲授4学时，实验4学时）；（6）中

7、央处理器（讲授10学时，实验4学时）；（7）存储系统（讲授9学时，课堂讨论1学时）；（8）辅助存储器（讲授4学时）；（9）I/O设备（讲授2学时）；（10）I/O系统（讲授6学时，实验4学时）；（11）计算机系统（讲授2学时）。　　2.2　理论教学方法的改进　　在理论知识教学过程中，将近年来计算机硬件发展的新技术并作为学生课后自学的内容，注重基础理论与最新技术的融合。另外在教学过程中，注重与学生的交流互动，并向学生提出启发式和开放式的问题，引导学生深入思考。最大限度地克服该课程知识比较抽象，理论学习比较

8、枯燥的不足。5　　理论课程全部采用课堂教学方式，以多媒体课件和板书相结合的方式。在充分发挥多媒体教学动画技术或Flash技术的直观性和生动性优势，充分展现基础性方法和原理的动态执行过程的同时，又保留了板书在计算机系统结构定量分析时的细致性和严谨特点。　　2.3　实践教学规划　　在实践教学方面，我们在实验内容和实验方式上进行教学改革。在实验内容上，分别针对基础性原理、综合性知识和创新实验有针对性的开展实践教学。　　对于实验方式，我们的教改措施