“计算机组成原理”课程教学改革探索

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1、“计算机组成原理”课程教学改革探索摘要：本文针对“计算机组成原理”课程的特点和教学难点，提出在授课中坚持以系统整体结构组成为主线，以工程应用为中心，理论结合实践的教学思路，对教学内容的安排、授课方式进行了新的探索；且在实践环节注意加强学生的硬件动手能力和创新能力，充分利用多媒体及网络技术促进教学互动和教学相长。
　　关键词
本文来自：计算机毕业网：计算机组成原理；课程；教学改革；教学互动
　　　　　　
　　“计算机组成原理”是计算机科学与技术专业的一门核心专业基础课程。从课程的地位来说，它是“计算机操作系统”、“微机原理与接口”、“

2、计算机系统结构”等课程的先导课程，在整个专业课的教学中，起着承上启下的作用。它的主要教学任务是使学生能系统地理解计算机硬件系统的逻辑组成和工作原理，培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计及开发能力。
　　但是“计算机组成原理”这门课程具有知识面广、内容多、难度大、抽象等特点，在各个高校中普遍存在着“教师难教，学生怕学”的现象。不少学生刚接触到这门课时，学习劲头很足，但一段时间以后，就觉得这门课枯燥无味，凌乱繁杂，导致学习兴趣下降，甚至学习结束时，还未建立起清晰的整体概念，似懂非懂。为了应付考试学生往往死记硬背，从而难以达到教学目的。
　　因

3、此，如何把握课程的主线和重点，使学生不但打下坚实的理论基础，同时具备一定的开发设计和动手能力，培养并增强学生的自信心，改变当前学生中“重理论、轻实践，偏软件、怕硬件”的现象，就成为这门课的授课过程中必须解决的问题。针对课程的特点，我们在教学实践中探索新的教学方法和模式，在多个环节进行了改革和实践。
　　
　　1精选教材与教参
　　
　　教材改用蒋本珊编著、清华大学出版社出版的《计算机组成原理》。该教材既强调了基本概念和基础知识，又注意与实际应用相结合，并且对许多新技术和新的发展方向作了不同程度的介绍。在精选主教材的同时，为学生推荐辅

4、助教材如王爱英编著、清华大学出版社出版的《计算机组成与结构》；WilliamStallings的《ComputerOrganizationandArchitecture》，并引导其阅读。使学生们能在学习中文教材内容的同时适当阅读英文参考资料，为以后顺利查阅专业英文文献打好基础。
　　与此同时，推荐《电脑爱好者》、《PCDIY》、《电脑报》等相关课外读物，提高学生的学习兴趣并开阔眼界。
　　
　　2课堂授课以整体结构为主线，理论结合实际
　　
　　2.1总体把握、详略得当，避免“碎繁”
　　在组成原理课程授课中，前后信号联

5、系频繁，容易给人以“繁”的感觉。而CPU、存储器、接口、外设等各自成章，零零碎碎，容易给人以“碎”的感觉；学生容易把每一章内容独立起来理解和学习，结果只见树木不见森林，不能很好地从整体上把握系统结构。因此，对授课内容的组织作一定的改革，在第一章系统概论讲解中，多用一至两次课的时间将整个系统结构讲授清楚，从结构框图出发，整体到部分，然后再回到整体。最终使学生在进入各章节的学习前有一个较明晰的总体概念。并且，在各章节的授课中注重培养学生从总体上把握内容，理解本章节的作用和地位以及和其他章节内容在总体结构上的联系。
　　在授课内容安排上注意做到详略得当，对

6、重点和难点多作分析和讲解，如编码和译码、CPU数据通路、轮询和中断等概念的讲解。
　　这些概念都比较抽象难懂，可多用生活中的例子作启发。例如：编码和译码可以通过实际设计一个远程抢答系统为例说明编码译码的特点和优点；CPU数据通路系统可通过供水管网控制，或河流渠道的闸门控制比喻说明；轮询和中断则通过比较教师挨个收作业和科代表收齐作业后上交两种方式进行说明。而对比较次要的技术或在后续课程中有详细讲解的内容，如磁带存储器、ISA总线、虚拟存储器、流水线等，则在授课时只作简要介绍。
　　2.2理论推导结合工程发展与应用避免“乱”
　　由于“计算机

7、组成原理”这门课程几乎没有严格的数学推导，工程技术性强，表面看像各种技术介绍的简单堆叠，容易给人以“乱”的感觉；因此在授课中主要从三个方面改进：
　　一是对能推导的部分适当给出一定的数学推导，如数据校检原理，指令编码、数值的机器运算，Cache访问时间等，从而形成较严谨的理论依据。
　　二是从技术发展的角度讲解，通过历史事例说明工程技术的螺旋上升发展过程，从而自然引出现有技术系统。例如在讲解比较RISC和CISC指令系统时，以及在讲解CPU控制器设计的微程序与硬布线时，给出当时的技术条件，于是就很自然地得出了：在特定的技术条件下，一种技术比其对

8、应的技术更适用，而随着技术条件的发展，适用性可能刚好相反，使得技术