计算机组成原理下

计算机组成原理下（通用8篇）

篇1：计算机组成原理下

《计算机组成原理》课程简介1.我国的计算机教育

计算机科学技术的发展不仅极大地促进了整个科学技术的发展，而且明显地加快了经济信息化和社会信息化的进程。因此，计算机教育在各国都备受重视，计算机知识与能力已经成为21世纪人才素质的基本要素之一。

目前我国高等院校对非计算机专业的计算机教育分为三个层次，即“计算机文化基础”教育、“计算机技术基础”教育和“计算机应用基础”教育。其中“计算机技术基础”包括《计算机软件技术基础》和《计算机硬件技术基础》，“计算机应用基础”包括《数据库系统》、《计算机网络》和《多媒体技术》等等。而且国家教委对非计算机专业的本科生在计算机知识和能力方面应该达到如下要求：

⑴掌握计算机软、硬件基础知识：具备使用计算机实用工具处理日常事务的基本能力；具备通过网络获取信息、分析信息、利用信息，以及与他人交流的能力；了解并能自觉遵守信息化社会中的相关法律与道德规范。

⑵具有使用典型的专用软件（包）和软件工具解决本专业领域中问题的能力。⑶具备利用数据库技术对信息进行管理、加工和使用的意识与能力。此外，对某些专业的本科生同时提出了更高的要求：

⑴具备通过建模编程和在本专业领域中进行科学计算的基本能力（偏理科专业）；

⑵掌握计算机硬件的基本技术与分析方法，具备利用计算机硬件及接口技术解决本专业领域中问题的基本能力（偏工科专业）；

⑶具备专业领域中计算机应用系统的集成与开发能力。

我国高等院校对计算机科学与技术专业（即计算机专业）的计算机教育也是分为三个层次，该层次是根据高校的学科类别划分的：

⑴具有计算机一级学科博士学位授予权的教育部属重点高等院校。该类本科着重培养理论基础比较坚实、技术掌握熟练、有一定研究和开发能力的计算机专业学科型人才（约本科的10%可攻读博士学位）。

⑵具有一个计算机二级学科专业博士点的教育部属高等院校。该类本科着重培养有一定的理论基础、技术掌握比较熟练、有一定的研究或开发能力的计算机专业人才，其中一部分培养成学科型人才，另一部分培养成应用型人才（约本科的5%可攻读博士学位）。

⑶具有计算机二级学科专业硕士点的省属高等院校。该类高等院校本科面向企业应用，侧重培养对计算机技术或部分计算机技术掌握比较熟练，有一定的开发、应用能力的计算机专业应用型人才（约本科的2.5%可攻读博士学位）。

2.《计算机组成原理》课程的地位

《计算机组成原理》是计算机类各专业的一门必修的核心课，主要讨论计算机单机系统的结构组成、原理及内部工作机制。本课程在先导课和后继课之间起着承上启下的作用，一般教学时数为７0～９０学时。在本课程的教学中，我们准备遵守如下原则：

⑴ 本书强调计算机的基本概念和基础知识，对计算机的各大基本部件的组成原理、设计方法及相互关系都进行了详尽的描述。在讲授一般原理的同时，注意与实际应用相结合，以避免理论和实际脱节。主要以国内外流行的机型为例，同时介绍了一些常用的微处理器、接口、存储器和其它集成电路芯片。

⑵ 计算机技术的发展日新月异，作为一本专业基础课程，不可能也没有必要处处体现先进技术，有时过于求新，反倒会使内容显得高深且难以理解，本课程在阐述中注意由浅入深，循序渐进，在讲清基本原理的基础上，再提出先进技术和新的发展方向，以减少学习的难度。

⑶ 本课程根据教材各章节内容的要求按横向方式组织课程实例，而不拘泥于某一种具体的机型，以减少局限性，扩大学员的视野和适应面。考虑到目前国内的实际情况，实例以微、小型机为主。

⑷ 目前CPU已做成一个小小的芯片。如果要讨论一台具体机器的控制器将是很困难的。在教学中仅仅参照一个仅有十几条指令的模型机为例，试图通过解剖这样一个小小的“麻雀”来介绍组合逻辑控制器和微程序控制器的设计方法。

⑸ 教学中鼓励和提昌能够看懂的内容学员自己学习、非重点内容放给学员自己

学习、教学要求了解的内容由学员自己学习，一方面提高学员的自学能力同时也不影响教学内容的撑握。

3.我院委培计算机应用专业本科的定位

我个人理解应该介于计算机专业与非计算机专业之间。应该达到：

⑴具备通过建模编程和在本专业领域中进行科学计算的基本能力（偏理科专业）；

⑵掌握计算机硬件的基本技术与分析方法，具备利用计算机硬件及接口技术解决本专业领域中问题的基本能力（偏工科专业）；

⑶具备专业领域中计算机应用系统的集成与开发能力。

不妥地方以训练部门的规划为准。

4.该课程教学实施的一点考虑

21世纪是一个信息化社会，信息化社会的特点：

①21世纪是一个以知识为支配地位的知识经济时代。

②在这个时期，科学技术突飞猛进，知识更新快；学生获取知识的渠道日趋广泛；过去的那种教师是知识的垄断者和知识的传授者的时代已经逐渐过去。

③21世纪是一个学科综合、知识面极其广泛的社会结构，知识的广泛性与专业性、学科的宽与专都在发生着新的变化；市场经济条件下（竟争的同时提昌合作，国际化与区域化的协同等）工作岗位的不固定。专家预见：21世纪是一个终身学习的社会（也是极易被工作岗位淘汰的社会）。该时期的“文盲”是那些不会学习的人。④21世纪培养和争夺高素质军事人才将是世界军事变革的核心，也是军事竟争的焦点。所以，人才培养是做好军事斗争准备的当务之急。

为此：

⑴转变思想观念：改变过去中学阶段的学习方法与方式

①建立新的师生观：教员由支配者变为指导者、促进者和合作者；学员突出主体性和创造性，由被动接受变为主动学习。

②建立新的内容观念：重视知识传授，更注重开发智力、培养能力、提高素质等良好的非智力因素。

③建立新的过程观念：科学设计教学过程，创设和谐教学情境，营造浓郁学术氛围；实施双向交流。

④建立新的质量观念：学员良好的全面素质、复合知识结构和综合能力、认知能力、创新精神及创新能力等将作为评价教学质量的标准。

⑵发挥学员认知主体作用的教学手段和方法

①启发式教学：激发思维，师生互动，增强学员学习的主动性、积极性和创造性。

②民主教学：以学员为主体，以学习为中心。鼓励争辩，课堂氛围宽松和谐。③开放式教学：课上课下融合（校内校外结合，院校部门联合），培养发散思维，增强学员学习的自主权（课内教学专心用于学习）。

④研究式教学：废除灌输式，昌导研讨式、探索式。教员指点学员自主获取知识。

⑶如何处理好教学中的问题

教学工作的问题、意见、建议不具任何形式多提意见。同时准备召开一到两次教学座谈会，面对面共同研究教学法，立争使同学们通过计算机系列教学，在认知能力和创新能力方面能够有一个较大的提高。【告诉同学们的联系电话：831057（O）、828729（H）】

变革时期对我们每一次人是幸运、挑战、也是责任。教育改革是国家的需要、民族的需要、是生存和发展的需要、也是提高生活标准的需要，所以需要人人树立主人翁意识，积极参与改革。愿望能否实现，原我们共同努力！

5.教学时数的划分（70学时）

第一章：6学时

第二章：6学时

第三章：8学时

第四章：

第五章：30学时

第六章：7学时

第七章：10学时

第八章：1学时

机动：2

6.对同学们的几点要求：

①专心听课、做好笔记、课后认真复习；

②多做练习，珍惜上机时间；

③教学中的问题及时反馈；

④经济允许时，适当看些参考书。

最后祝愿同学们：

学有所成、学有所用，成为社会上的急用人才。

篇2：计算机组成原理下

计

识。算机原理是计算机科学与技术及相关专业的一门专业基础课，是一门重点科，在计算机硬件的各个领域中运会用到计算计原理的有关知

篇3：计算机组成原理下

随着信息化社会的发展和计算机科学技术的广泛应用,在担负着培养计算机专业人才的高等学校里,“计算机组成原理”课程教学改革的主要目的是使“计算机组成原理”教学跟上计算机科学与技术的发展步伐,适应当前计算机硬件的更新速度和软件发展的需要,因此传统的教育模式、教学内容和教学方法已不适应信息化时代对人才培养发展的需要。本文结合多年“计算机组成原理”课程教学的体会和经验,就信息化环境下教学改革中的有关问题进行探讨和研究。

1 计算机组成原理课程特点及应对方法

“计算机组成原理”课程主要介绍计算机整机的组成和工作原理,其主要任务是培养学生能系统而完整地理解计算机硬件系统的组成结构和工作原理，培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计及开发能力，它在整个专业课的教学中起到了承上启下的作用，它既有自身的理论体系，又有很强的实践性。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。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、抽象等特点有很强的理论性、实践性与应用性。所以在现代教育技术环境下学习“计算机组成原理”这一课程时，应充分做到信息技术与“计算机组成原理”学科有机整合。

2 教学模式

传统的教学方式是以“口授、板书、演示”为特征的传递灌输方式;传统的学习方式是以“耳听、手记、做题”为特征的被动接受方式。近年来，随着数字化学习的开展和新一轮课程改革的实施，要求教师的教学方式由传递灌输转向以“启发、诱导、点拨”为特征的启迪诱导方式，教师不再是教学过程的主宰、不再是知识的灌输者，而是教学过程的组织者、指导者，支持学生自主学习、进行自主意义建构的帮助者、促进者;学生的学习方式则要求由被动接受转向以“自主、协作、探究”为特征的主动建构方式，学生不再是外部刺激的接受器、知识的存储器，而是信息加工的主体、知识的主动建构者，学习过程的主人。

3 教学方法

在现代教育技术环境下,充分发挥多媒体教学手段的优势,提高课堂教学的效率。为了适应微型计算机发展和教学课时有限的矛盾,应进行多媒体教学和网络教学。多媒体教学软件由文本、图形、动画、声音、视频等多种媒体信息组成,图文声像同步进行,全方位对学生实施情景教学,增强直观性,有效加大课程信息量,使学生对所学知识产生直观影像,很快进入学习状态,激发学生进行学习、进行探索的兴趣,提高教学质量。

教学方法是教育思想、教育观念在教学过程中的体现,是一种经验的积累,针对不同层次的学生和不同的能力需要实施不同的教学方法。在“计算机组成原理”课程的教学中我们尝试了下列的几种不同的教学方法：

1)采用启发式教学法：启发式教学法是教师启发学生积极思维，使他们主动掌握知识的一种教学方法。教师应该注重知识的逻辑组织形式，采用多种多样的形式将枯燥的理论知识与灵活的实际应用相结合，使教师和学生之间形成流畅的信息流动，从而最大限度地调动学生的主动性，营造出积极、和谐的课堂教学气氛。例如，在这个过程中，教师可以不失时机地设置一些问题情境，引导学生进行积极思考，进而实现观点的撞击。

例如，讲解加法器时引导学生思考：ALU内部有加法器，为什么没有减法器?教师进一步引导出补码的意义是什么，补码如何实现减变加?经过启发引导，学生把前后两个看似孤立的知识点有机联系在一起，构成完整的知识体系。

2)任务驱动法：计算机组成原理对于学生来说比较枯燥乏味，为了把死板的内容变得生动、活泼，采用任务驱动法取得的效果会比较明显。讲计算机硬件结构的时候，专门拆开一台计算机，让学生直观地看到计算机硬件的组成，并且让他们自己动手拆装计算机。任务式教学从实际问题入手,采取提出任务、分析任务、设计任务、解决任务、归纳规律的方法,让学生在解决任务的过程中掌握知识。

3)比较法：比较法是指对有差别的问题加以比较的方法。例如：通过对比，学生提高了认识，加强了记忆，克服了易犯的错误，提高了操作水平，也锻炼了学生在实际操作中，通过比较，获得自我发现、自我思考的能力。类比教学是在授课过程中将一些概念、策略和思想等与现实生活中的生动事例进行关联、类比，使学生更容易理解和牢固掌握教学内容，抓住关键思想。例如，用生活事例洗衣房流水作业分为三阶段，水洗，烘干，熨烫类比去理解流水CPU技术。

4)演示与实践法：教师出示实物、挂图、进行示范性实验，或通过投影机、计算机等现代化教学手段，是学生获得知识和学习实验技能的一种行之有效的基本教学方法。在演示过程中，教师要引导学生进行观察，把学生的注意力集中于对象的主要特征、主要方面或事物的发展过程，结合演示讲解，演示的事物与教材密切配合。比如介绍计算机的配置，计算机和互联网的发展史，等内容的讲解，采用实物、演示都可以取得事半功倍的效果。

实践教学是不可忽视的重要环节，理论教学与实践教学相结合，能加深学生对课程内容的理解，提高学生独立思考问题和解决问题的能力，改善教学质量和教学效果。

5)讨论式教学：采取讨论方式,让学生发言或提问,大家都可以提出自己的想法。通过讨论式教学,学生可互相激励、探讨问题,增加了学生的参与度,使其全身心地投入到学习中去,充分调动了学生的学习热情,开发了其自身的潜能,提高了教学效率。

6)探究性学习：探究性学习是学生通过老师的指导从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究，并在研究过程中主动地获取知识、应用知识，以解决问题的学习活动。例如：让学生借助各种媒体形式来收集信息资源，把以前常用的SDRAM内存和现在主流内存进行各项参数的比较，学生能够很容易掌握内存的发展趋势，举一反三学生对计算机系统中其它相关硬件的发展都会有一定的了解，更进一步也可以让学生通过各项参数的对比来预测将来内存的材质、容量、内部结构、布线等的发展趋势和方向。通过这些问题的设置可以极大的带动学生的学习积极性并且也可以锻炼学习的思维能力以及创造力。

4 结束语

“计算机组成原理”课程是公认的枯燥和难学的专业核心课程,这些年我们在该课程的教学内容设计和教学方法的研究上进行了探索,并取得了良好的教学效果,形成了自己的特点。随着计算机技术的不断发展,“计算机组成原理”的教学仍然还有很多工作值得我们去研究和实践,只有不断探索、不断总结才能有效地提高教学质量,满足学生们不断增长的求知需求。

参考文献

[1]白中英.计算机组成原理[M].北京:科学出版社,2008.

[2]何克抗.教育技术培训教程[M].北京:高等教育出版社,2005.

篇4：计算机组成原理实验教学探索

关键词：计算机组成原理; 实验教学; 改革

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)18-31757-02

Exploration into Experiment Teaching for Computer Organization Principle

CHEN Yong

(Department of Computer Science, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003, China)

Abstract: This article dealt with the experimental content, teaching model, experiment means and mark assessment. It introduced the teaching reformed ways and effects in principles of computer organization experiment.

Key words: principles of computer organization; experiment teaching; reformed

1 引言

计算机组成原理是高校计算机专业学生的一门专业核心课程，它主要介绍计算机整机的组成和工作原理,其主要任务是培养学生能系统而完整地理解计算机硬件系统的组成结构和工作原理，培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计及开发能力，它在整个专业课的教学中起到了承上启下的作用，是微机原理及接口技术、编译原理、计算机系统结构等后继课程的基础。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、抽象等特点有很强的理论性、实践性与应用性。探讨如何在当前课时压缩、生源一般、实验资源有限的条件下，通过实验教学改革促进、完善课堂教学效果，培养学生的实践能力、创新能力和应用能力显得尤为重要。为此，我们对实验教学方法进行了探讨。

2 改革实验教学内容

我们根据计算机组成原理课程实验课程的特点重新修订了实验大纲，教学要做到合理安排实验时间，配合理论教学内容，在进度上要有先基础、简单、局部的实验，后逐步深人、复杂和整机的实验。实验要求协调，具有连贯性，在进度上，不同阶段应采用不同的实验教学方法.实验教学的内容要突出理论课的重点、难点，做到理论与实践相结合。由于低年级大学生有的学生人学前物理课电学实验做的很少，对各种电子元器件了解很少，各种芯片的功能基本上不了解，各种实验设备不知如何使用。针对这种情况，在上实验课前，应先做好补课工作，然后再进人各阶段的实验。我系采用的是Dais-CMH计算机组成原理实验箱，可以完成6个实验，基本上包括了教材的全部内容。通过验证型实验、综合型和设计型实验，不但巩固了教材上所学的内容，而且学生动脑动手的能力也得到了提高。

3 改革实验教学模式

由于计算机教学的变化和教学内容的增加，多媒体教学作为先进的教学手段是必不可少的。将多媒体教学融人实验教学中，是解决目前课时紧张、实验内容增多的一个可行途径。我们加强了实践教学环节的投人，运用Authware、Flash等软件自行研制开发计算机组成原理配套的实验教学课件。课件具有演示直观，动态感强的特点，易于学生理解；能完成实验的动态显示和模拟仿真，满足了课堂所需要的实验要求，强化了学生的操作技能和理论知识应用能力的培养，提高了学生的自学能力和设计能力。

逐步建立开放性的实验环境（教学时间开放、教学内容开放、实验元器件开放）。传统的教学实验模式下，学生往往被限制在教师事先设定好的诸多限定条件之内，在这样的实验环境和气氛下，学生发挥自身潜能的余地和空间很小。我们允许学生结合课程学习及自己的专业特点、时间安排或兴趣爱好提出实验题目、设计实验方案或实验构想，并可在一个较宽松的实验环境和可灵活选择的时间范围内完成。教师积极鼓励学生大胆提出自己的实验思路和构想，尽力创造条件引导和支持他们开展有意义的实验研究。对于其中具有创造性构想的学生及其实验成果，可给予相应的奖励。设置这样的实验环境和条件，有利于培养学生主动学习的能力和创造意识。

4 增加课程设计的实验方式

提高同学对系统的整体认识根据我们到其他学校的调研，有一种有利于提高同学对所学习课程的整体性了解和掌握的方法，就是在课堂教学的第二学期开设与课程相关的课程设计，并将课程设计提高到一票否决的地位（即无论考试成绩如何高，如果课程设计不及格、该课程就不予及格），这样有助于增强同学对系统的整体概念和动手能力，这类综合性课程设计是在第二学期的开始几周，可以不影响正常的实验教学（如计算机组成原理实验要到第5周后才开始），同时也增加了实验设备的使用率，提高了学生的综合设计能力。

5 改革实验教学评价模式

在考核方法上，改变了传统应试教育方式，注重提高学生的综合素质，根据学生实验的综合能力进行评定，我们制定了严格的考核制度。对学生的成绩我们综合其课堂训练、实验验收、实验日志、实验报告、平时开放实验以及实验测试等进行评定。特别是最后的实验测试，对每位同学给出不同的题目，学生必需根据所给题目修改电路、编写测试程序、最后下载到实验箱正确调试出结果。这大大地减少了学生之间抄袭实验的恶劣现象。具体评分标准如下：

实验总成绩（100%）= 平时成绩1（40%）＋平时成绩2（40%）＋测试成绩（20%）；

其中：平时成绩1＝实践操作总成绩（综合考查课堂训练＋实验操作验收，考虑用百分比分等级）；

平时成绩2＝预习报告总成绩（10%）＋实验日志实验报告总成绩（30%）。

6 结束语

实践证明，实验教学不论硬件设备还是实验内容都要不断地改革，任何一种教学设备都不可能完美无缺，都各有利弊，必须从学生的接受能力和实验效果出发，互相补充才能达到良好的教学目的。此外，还必须有领导的支持、有经费保障、有教师的责任感和奉献精神、有学生的积极参与等才能把实验教学搞好。才能真正做到了“软”“硬”结合，为后续课程的学习奠定了基础，起到了承上启下的作用，有利于培养开拓型、创新型高素质专业人才的培养。

参考文献：

[1] 白中英. 计算机组成原理[M]. 北京:科学出版社，2001.

[2] 魏立伟，等. 计算机组成原理实验教学的改革与实践[J]. 科学教育论坛，2005.12.

[3] 赵洋，等. 计算机组成原理实验教学模式改革的实践[J]. 科学信息，2006.7.

篇5：计算机组成原理心得

计算机组成原理综述 内容摘要

计算机从产生到今天不过短短的60多年的时间。但它已经深入到人类生活的每一个角落，现在人类的生活如果离开了计算机是难以想象的。个人计算机（PC）已经是我们日常办公和娱乐的工具。计算机科学与技术也成为了很热门的专业，对于一个计算机科学与技术专业的学生来说，计算机组成原理的学习是至关重要的，作为计算机科学与技术专业的基础课程，这门课会告诉我们计算机的基本组成及其主要部件的工作原理。通过这门课程的学习可以让我们建立计算机系统的整机概念，理解软硬件的关系和逻辑的等价性；了解计算机各部件的组成原理，工作机制以及部件之间的相互关系；加强硬件分析和设计的基本技能和方法，提高硬件方面专业素质和发展潜力；培养和提高计算思维能力。

一、计算机组成原理课程综述

计算机组成原理是计算机科学与技术专业的基础课程之一，它主要告诉我们计算机单系统组成结构，计算机各组成部件内部的运行机制以及相关的基本理论，硬件分析和设计的基本技能和方法。

二、计算机组成原理的主要内容 根据冯·诺依曼机的特点我们知道：

1.计算机有运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成。2.指令和数据以同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访。3.指令和数据均用二进制数表示。

4.指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置。

5.指令在存储器内按顺序存放。通常，指令是顺序执行的，在特定条件下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。

6.机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。典型的冯·诺依曼机是以运算器为中心的，现代的计算机已转化为以存储器为中心：

1.运算器用来完成算术运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器内。

2.存储器用来存放数据和程序。

3.控制器用来控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果。4.输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式。5.输出设备可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式。

三、知识点解析

在计算机组成原理方面，主要考查计算机系统基础知识、数据的表示和运算、存储器层次结构、指令系统、中央处理器、总线、输入输出系统。

1、计算机系统概述

学习计算机组成原理之前，我们先要了解计算机的发展历程，搞清楚计算机的系统层次结构，包括计算机硬件的基本组成（五大部件的构成）、计算机软件的分类，以及计算机的基本工作过程。

从体系结构上来看，有多种不同类型的计算机，那么这些不同的计算机谁好谁坏？如何评价？所以，还需要我们了解计算机性能评价指标和相关参数，包括吞吐量、响应时间；cpu时钟周期、主频、CPI、cpu执行时间；MIPS、MFLOPS等。

2、数据的表示和运算

我们日常所使用的是十进制数据，但在计算机中，除了十进制数据外，还有二进制、八进制、十六进制表示方法，我们要掌握这些进位计数制及其相互转换的方法，要搞清楚真值（实际的数值）和机器数（计算机中表示的数值）之间的关系，特别是负数的各种表示。另外，还要理解BCD码、字符与字符串的编码方法，以及数据的校验码（奇偶校验、CRC冗余校验等）。

不管是哪种进制和校验方法，计算机中数据的表示有原码、反码、补码等方法，我们要搞清楚它们之间的关联与区别。

在计算机中对数据进行计算，分为定点表示和浮点表示。

在定点数的表示和运算方面，我们要掌握定点数的表示（无符号数的表示，有符号数的表示）和定点数的运算，包括定点数的位移运算、原码定点数的加/减运算、补码定点数的加/减运算、定点数的乘/除运算、溢出概念和判别方法。在浮点数的表示和运算方面，我们要掌握浮点数的表示（浮点数的表示范围和IEEE754标准）和浮点数的加/减运算。

本知识点的最后一个考点就是算术逻辑单元ALU，我们要掌握串行加法器和并行加法器、算术逻辑单元ALU的功能和结构。

3、存储器层次结构

从整个计算机的存储体系来看，可以看成是一个“Cache—内存—外存”三级结构，在这个层次化结构中，我们要掌握存储器的分类以及各类存储器的基本工作原理，包括半导体随机存取存储器（SRAM、DRAM）、只读存储器（ROM），掌握主存储器（内存）与cpu的连接和数据交换、双口RAM和多模块存储器，还有就是外存储器（在输入输出系统知识点中，做具体讲解）。

在存储器这个知识点中，2个很重要的考点是高速缓冲存储器（Cache）和虚拟存储器（在操作系统课程中，也会讲解有关虚拟存储器的知识点）。

在cpu和内存之间增加一层Cache，其目的是为了解决cpu和内存的速度匹配问题。在这一点，我们要掌握程序访问的局部性原理（时间局部性、空间局部性）、Cache的基本工作原理（命中率）、Cache和主存之间的映射方式、Cache中主存块的替换算法，以及Cache写策略。

虚拟存储器的重点在于“虚拟”二字，我们要掌握虚拟存储器的基本概念及种类，包括页式虚拟存储器、段式虚拟存储器、段页式虚拟存储器、TLB（快表）等，理解这些虚拟存储器的基本原理、碎片的处理，各种方法的优点和缺点。

4、指令系统

在指令系统知识点中，我们要掌握指令的格式（包括指令的基本格式、定长操作码指令格式、扩展操作码指令格式）和各种寻址方式，还要能够区分数据寻址和指令寻址的区别。

本知识点的另外一个重要考点就是CISC（复杂指令系统计算机）和RISC（精简指令系统计算机），我们要掌握它们的基本概念、特征，以及它们之间的主要区别。

5、中央处理器

中央处理器，也就是我们常说的cpu。在这个知识点，我们要掌握cpu的功能和基本结构，以及工作原理，具体包括指令执行过程、数据通路的功能和基本结构、控制器的功能和工作原理（硬布线控制器、微程序控制器）。特别是在微程序控制器考点中，要掌握微程序、微指令和微命令，微指令的编码方式，以及微地址的形式方式。

在这个知识点中，一个最重要的考点是流水线（主要是指令流水线）。我们要搞清楚流水线的基本概念（包括超标量和动态流水线），为什么需要流水线，流水线有哪些优势，哪些因素会影响流水线，等等。在这一点，有可能出现计算题，例如，求流水线的周期、求指令的执行时间。有关流水线，还有一些评价指标，例如流水线的吞吐率、加速比等。

6、总线

总线就是一组进行互连和传输信息（指令、数据和地址）的信号线，我们要掌握总线的基本概念，总线的分类，以及总线的组成和性能指标（例如，各类总线的宽度会影响哪些部件的性能等）。

其次，就是要掌握总线仲裁方法（包括集中仲裁方式和分布仲裁方式）和总线操作和定时（包括同步定时方式和异步定时方式）。

最后，就是要对总线的标准（正式标准和工业标准）有所了解，总线标准主要规定总线的机械结构规范、功能结构规范和电气规范。

7、输入输出系统

在输入输出（I/O）系统知识点，我们首先要掌握I/O系统的基本概念，理解各种外部设备，其中包括输入设备（键盘、鼠标、扫描仪等）、输出设备（显示器、打印机等）、外存储器（硬盘存储器、磁盘阵列、光盘存储器等）。要理解这些设备的基本工作原理和常见的性能指标。例如显示器的分辨率、磁盘的读写时间等，特别是磁盘的有关读写过程（寻道时间、等待时间等），是一定要掌握的。

从上面我们大概的了解了计算机的基本的组成和原理。下面来具体介绍下五大部件，不过在介绍五大部件前我们先介绍一下总线，它是连接五大部件的传输线。

总体来说我看的是指令系统，CPU。刚才看了输入输出，觉得了解了输入输出的实现方式，接口的位置，怎样实现数据的交换。认识了中断程序的源起到执行终端服务程序到返回的一些列过程，与调用的区别。（调用是实现编好的，调用往往和主程序有关，等等。而中断是随机的，中断想断掉，还是接回来。中断可以屏蔽。CPU内都设置一个中断触发器，还有在外部中断源的接口，一般设立中断屏蔽触发器）共同决定一个中断程序是否被执行。而且在指令执行时是不能被允许的，还有同时操作共享的数据区时，就不允许(中断嵌套）。而且IO组织（主机与外设之间的信息交换方式）中DMA式，是通过暂停CPU，借权通过数据总线传输数据实现。

通过这几天的学习，让我知道了计算机并不是那么不可捉摸的。都是人类智慧的结晶。以伟人冯。诺依曼的基本思想“实现将程序和数据存入存储器，在CPU的控制作用下，一步步取指令，分析指令，执行指令，接着下一个，直到所有程序执行完。”指令是编程人员编写的程序，它是命令。而计算机的任务就是执行命令。执行命令又要细化，讲每个指令细化成一个微程序，即由一个或多个微指令构成的微程序）微程序的过程就是机器硬件的具体实行过程。通过分析机器指令，完成相应的操作。同时我们还要知道，机器指令是及其唯一能直接识别的语言。而微程序的设计，则是由硬件到软件的中间过程，或者称之为“桥梁”。不同的计算机，微操作也各不相同。根据需要灵活运动。比如要不要有专门设的乘法器来完成乘法运算。还是通过加法器和移位器来运算。都可以根据需要自己选择。

各个部件也好，组成也好，系统也好，都随着计算机的发展不断优化。使用更方便，通用性也更强。当然，由于计算机的运用十分广泛，所以也不能笼统的说某个系统或逻辑组织是过时的，不可取的。因为各有利弊。所以权衡利弊，让计算机达到完美的组合式是我们永远的追求。比如双极导体和MOS导体。双极导体存取速度快，但是它的容量小，而且价格昂贵。而MOS导体刚好相反，而且MOS导体，可分为静态和动态两种静态只要有电不会变，而动态需要不断刷新（保持电荷。），所以静态存放中间变量等。而控制器也好，系统总线也好，输入输出也好都有了相应的提高。而且随着这些组成部分的发展，也为计算机带来新的思想，新的天地。比如输入输出中的中断程序。现在我们熟知的实时控制，硬件故障处理，并行处理，分时处理，都与之息息相关。

其次，我们要掌握I/O接口（I/O控制器）的功能和基本结构、I/O端口及其编址方式。

在I/O方式中，主要掌握程序查询方式、程序中断方式、DMA方式、通道方式的基本概念、工作原理和过程，以及这些方式之间的区别、各自的优点和缺点、应用场合。在这些方式中，以程序中断方式为考查重点，我们要掌握中断的基本概念、中断响应过程、中断处理过程、多重中断和中断屏蔽的概念。所以总结出;计算机不是神造的，不是不可知，不是那么遥不可及的。它只是运算速度比我们快，其他都是完成一些我们几岁就能做的动作，不断地组合。一点点累计出来的。高性能，可扩展性，高速度，高容量，低价等等，都是我们在计算机领域的追求目标。

篇6：计算机组成原理总结

课 程 论 文

题

目 系

部 专

业 班

级 学生姓名 学

号

计算机组成原理论文 计算机科学与技术 计算机科学与技术 10计本（2）班

2012 年 5 月 16 日

计算机组成原理课程综述

内容概要: 《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心的专业必修课程。从课程的地位来说，它是先导课与后续课之间的重要衔接课程。随着计算机技术的飞速发展，必须保证课程教学内容及实现手段的先进性，才能确保课程教学效果的优秀。因此，在课程教学大纲的制定上，主要依据就是：既要保证学生理解和掌握课程的基本理论和基本概念，又必须保证教学内容的先进性，同时还要注重学生实际动手能力和创新能力的培养和训练，为后续课程的学习奠定坚实的基础。进一步加深了学生对计算机组成结构和工作机理的认识，提高了学生的实际动手能力与创新设计能力。

一：计算机组成原理课程综述

计算机组成原理是硬件系列课程中的核心课程，是计算机专业重要的专业基础课，它对其它课程有承上启下的作用，它的先修课程为“汇编语言”、“数字逻辑”，它又与“计算机系统结构”、“操作系统”、“计算机接口技术”等课程密切相关。它的主要教学任务是要求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。它既有自身的完整理论体系，又有很强的实践性。该课程具有知识面、内容多、抽象枯燥、难理解、更新快等特点。

这本书摆脱了传统，死板的编写方法，采用从整体框架入手，自顶向下，由表及里，层层细化的叙述方法，通过对计算机系统概述，总线系统等的深入剖析和详细讲解，使我们能形象的理解计算机的基本组成和工作原理。而且为了适应计算机科学发展的需要，除了叙述基本原理外，书中还增加了新的内容，书中举例力求与当代计算机技术相结合。

二：课程主要内容和基本原理

本课程只要的知识点有常用的组合逻辑器件，如译码器、数据选择器、编码器、alu原理；常用的同步时序电路，如寄存器、移位寄存器、计数器的原理、参数及使用方法；可编程逻辑阵列：rom，pla，pal及门阵列的原理与使用。数字化编码，数制及数制转换，数据表示，检错纠错码；数据的算术与逻辑运算，运算器的功能、组成与设计；教学机的运算器实例。计算机指令系统综述，指令格式与寻址方式；教学计算机的指令系统与汇编语言程序设计；控制器的功能、组成与设计，教学机的控制器实例。

多级结构的存储系统综述，主存储器的组成与设计，教学机的内存储器实例，cache存储器的运行原理，虚拟存储器的概念与实现，磁盘设备的组成与运行原理，磁盘阵列技术；光盘机的组成与运行原理，磁带机的组成与运行原理。计算机输入/输出设备与输入/输出系统综述，显示器设备，针式打印机设备，激光印字机设备；计算机总线的功能与组成，输入/输出系统的功能与组成；教学机的总线与输入/输出系统实例。几种常用的输入/输出方式，中断与dma的请求、响应和处理。

计算机组成原理是计算机专业的基础课。这门课对于使我们了解现代计算机的各个组成部分及其工作原理具有重要作用，对于我们后续课程的学习无疑也具有积极的意义。

三：实际应用

随着微型计算机的迅速普及和发展，人们对计算机的功能要求已不再是限于单纯的计算和数据处理了，而是向着融合图像、声音、文字为一体的多媒体机和大型娱乐型机发展，在这一发展过程中，存储器逐渐成为了人们关注的热点，这里，我们将对存储器的有关知识做进一步详细的介绍。存储器是计算机系统内最主要的记忆装置，能够把大量计算机程序和数据存储起来，既能接收计算机内的信息（数据和程序），又能保存信息，还可以根据命令读取已保存的信息。存储器按功能可分为主存储器和辅助存储器，按存放位置又可分为内存储器和外存储器。存储器的性能指标主要由容量、存取速度、可靠性和性能/性价比决定。

存储器的分类:存储器按功能可分为主存储器（简称主存）和辅助存储器（简称辅存）。主存是相对存取速度快而容量小的一类存储器，辅存则是相对存取速度慢而容量很大的一类存储器。

主存储器，也称为内存储器（简称内存），内存直接与CPU相连接，是计算机中主要的工作存储器，当前运行的程序与数据存放在内存中。

辅助存储器也称为外存储器（简称外存），计算机执行程序和加工处理数据时，外存中的信息按信息块或信息组先送入内存后才能使用，即计算机通过外存与内存不断交换数据的方式使用外存中的信息。

一个存储器中所包含的字节数称为该存储器的容量，简称存储容量。存储容量通常用KB、MB或GB表示，其中B是字节（Byte），并且1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。例如，640KB就表示640×1024=655360个字节。

这里简单介绍一下半导体存储器的组成：它一般由存储体、地址选择电路、输入输出电路和控制电路组成。

1、存储体

存储体是存储1和0信息的电路实体，它由许多个存储单元组成，每个存储单元一般由若干位(8位)组成，每一位需要一个存储元件，每个存储单元有一个编号，称为地址。存储器的地址用一组二进制数表示，其地址线的根数n与存储单元的数量N之间的关系为：2n = N

2、地址选择电路

地址选择电路包括地址译码器和地址码寄存器。地址译码器用来对地址译码。设其输入端的地址线有n根，输出线数为N，则它分别对应2n个不同的地址码，作为对地址单元的选择线。这些输出的选择线又叫做字线。地址译码的方式有两种：(1)单译码方式

它的全部地址码只用一个电路译码，译码输出的字选择线直接选中对应的存储单元。这一方式需要的选择线数较多，只适用于容量较小的存储器。(2)双译码方式（或称矩阵译码）

它将地址码分为X与Y两部分，用两个译码电路分别译码。X向译码称为行译码，其输出线称为行选择线，它选中存储矩阵中一行的所有存储单元。Y向译码又称为列译码，其输出线称为列选择线，它选中一列的所有单元。只有X向和Y向的选择线同时选中的那一位存储单元，才能进行读写操作。由图可见，具有1024个基本单元的存储体排列成32×32的矩阵，它的 X向和Y向译码器各有32根译码输出线，共64根。若采用单译码方式，则要1024根译码输出线。因此，双译码方式所需要的选择线数目较少，也简化了存储器的结构，故它适用于大容量的存储器。

3、读写控制电路

读写控制电路包括读写放大器、数据寄存器（三态双向缓冲器）等。它是数据信息输入输出的通道。外界对存储器的控制信号有读信号RD、写信号WR和片选信号CS。

四：心得体会

自从上了大学后，进入这个专业后才能这么经常的接触到电脑，才能学到有关电脑方面的知识。正因为接触这类知识比较的晚，所以学习这方面的知识感觉到吃力。学习了这门课后觉得，计算机组成原理确实很难，随着计算机技术和电子技术的飞速发展。计算机内部结构日趋复杂和庞大而且高度集成化。这使的我们普遍感到计算机组成原理这门课难学、难懂、概念抽象、感性认识差。在计算机技术快速发展的今天，新技术、新理论从提出到实际应用的周期大大缩短。我们很难在有限的教学时间内．在理解掌握基本知识技能的基础上。学习新知识、新技术，很难增强我们的学习兴趣。也就更谈不上能够利用基本原理解决在学习过程中所遇到的新问题。

当进入第四章，存储器的学习时，各种问题就不断的出现，尤其在进行存储器容量扩展时，很多的问题都是似懂非懂的，在做题目时，也是犯各种各样的错误。在第五章的学习中，对于I/O设备与主机交换信息的控制方式中的程序查询方式，程序中断方式和DMA方式有了点了解。最难的就要数中央处理器和控制单元了。对于计算机运算方法，这个没太搞懂，像定点运算中的乘法运算和除法运算，又是用的什么原码一位乘、原码两位乘、补码一位乘、补码两位乘。总之，我是被绕晕了。还有就是控制单元的设计方法微程序设计，这个知识点也是不太懂，总的来说这门课程，学得不是很好。可是通过这门课的学习，我也学习到了很多以前不知道的知识：计算机都有些什么硬件，都有哪几类总线，总线在计算机中又扮演着什么角色。计算机中的存储器有哪些等等。让我对计算机有了一个大致的了解。至少我不再像以前那样对计算机什么也都不懂。

结语

在这一学期的课程学习中，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。

参考文献

1、《计算机组成原理》第二版，唐朔飞 编著，高等教育出版社，2008.1

2、《微型计算机原理与应用》肖金立 编著，电子工业出版社，2003-1

3、计算机组成原理实验指导书与习题集》（王成，周继群，蔡月茹著）清华大学出版社出版

篇7：计算机组成原理总结

内容摘要

计算机从产生到今天不过短短的60多年的时间。但它已经深入到人类生活的每一个角落，现在人类的生活如果离开了计算机是难以想象的。个人计算机（PC）已经是我们日常办公和娱乐的工具。计算机科学与技术也成为了很热门的专业，对于一个计算机科学与技术专业的学生来说，计算机组成原理的学习是至关重要的，作为计算机科学与技术专业的基础课程，这门课会告诉我们计算机的基本组成及其主要部件的工作原理。通过这门课程的学习可以让我们建立计算机系统的整机概念，理解软硬件的关系和逻辑的等价性；了解计算机各部件的组成原理，工作机制以及部件之间的相互关系；加强硬件分析和设计的基本技能和方法，提高硬件方面专业素质和发展潜力；培养和提高计算思维能力。本文从计算机组成原理课程的各个方面对计算机组成原理的内容做了详细的解释。

一、计算机组成原理课程综述

计算机组成原理是计算机科学与技术专业的基础课程之一，它主要告诉我们计算机单系统组成结构，计算机各组成部件内部的运行机制以及相关的基本理论，硬件分析和设计的基本技能和方法。

二、计算机组成原理的主要内容

根据冯·诺依曼机的特点我们知道：

1.计算机有运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成。

2.指令和数据以同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访。

3.指令和数据均用二进制数表示。

4.指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置。

5.指令在存储器内按顺序存放。通常，指令是顺序执行的，在特定条件下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。

6.机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。

典型的冯·诺依曼机是以运算器为中心的，现代的计算机已转化为以存储器为中心：

1.运算器用来完成算术运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器内。

2.存储器用来存放数据和程序。

3.控制器用来控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果。

4.输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形

式。

5.输出设备可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式。

从上面我们大概的了解了计算机的基本的组成和原理。下面来具体介绍下五大部件，不过在介绍五大部件前我们先介绍一下总线，它是连接五大部件的传输线。

⑴总线

概念：总线是将计算机各个部件连接在一起的一组公共信息传输线。分类：①片内总线：指芯片内部总线。

②系统总线：数据总线（双向）

地址总线（单向）控制总线（单向传输）

③通信总线：串行通信(远距离传输)

并行通信（近距离传输）

⑵随机存储器

存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。

1．静态存储单元（SRAM）

存储原理：由触发器存储数据

单元结构：六管NMOS或OS构成优点：速度快、使用简单、不需刷新、静态功耗极低；常用作Cache缺点：元件数多、集成度低、运行功耗大

2．动态存储单元（DRAM）

存贮原理：利用MOS管栅极电容可以存储电荷的原理，需刷新（早期：三管基本单元；现在：单管基本单元）

刷新(再生)：为及时补充漏掉的电荷以避免存储的信息丢失，必须定时给栅极电容补充电荷的操作

刷新时间：定期进行刷新操作的时间。该时间必须小于栅极电容自然保持信息的时间（小于2ms）。

优点： 集成度远高于SRAM、功耗低，价格也低

缺点：因需刷新而使外围电路复杂；刷新也使存取速度较SRAM慢，所以在计算机中，DRAM常用于作主存储器。

3.存储容量的扩展

A.位扩展：增加存储字长。B.字扩展：增加存储器的数量。

⑷输入输出系统

1.I/O系统功能：为数据传输操作选择I/O设备，连接I/O设备与主机，完成数据交换

2.I/O系统组成软件：可由系统软件（OS）或应用软件承担；输入输出过程控制：发送读写指令，检查设备状态等；用户界面。

硬件：I/O接口，主机与外设之间通信：速度匹配、同步、指令、状态、差错控制；数据缓存。

3.I/O与主机信息传送的控制方式

应。

DMA方式：主存与I/O设备之间有一条数据通路，主存与I/O设备交换信息时，无须调用中断服务程序。若出现DMA和CPU同时访问主存，CPU总是将总线占有权让给DMA，通常把DMA的这种占有称为窃取或挪用。

⑸指令系统

指一台计算机中所有机器指令的集合，是表征计算机性能的重要因素。

1.寻址方式

A.立即寻址：操作数本身设在指令字内。

B.直接寻址：指令字中的形式地址就是操作数的真实地址。

C.隐含寻址：指令字中不明显地给出操作数的地址，其操作数的地

址隐含在操作码或某个寄存器中。

D.间接寻址：指令字中的形式地址不直接指出操作数的地址，而是

指出操作数有效地址所在的存储单元地址。

E.寄存器寻址：地址码字段直接指出寄存器编号，操作数在寄存器

内。

F.寄存器间接寻址：寄存器中存放操作数所在主存单元地址。

G.基址寻址：操作数有效地址等于指令字中的形式地址和基址寄存

器中的内容相加。

H.变址寻址：操作数有效地址等于指令字中的形式地址与变址寄存

器的内容相加。

I.相对寻址：有效地址是将程序计数器的内容与指令字中的形式地

址相加而成。

⑹CPU

1.CPU基本功能

指令控制：程序的顺序控制，称为指令控制；控制器： PC、IR、ID

操作控制：管理并产生每条指令的操作控制信号，并把操作控制信号送往相应的部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。程序查询方式：由CPU通过程序不断查询I/O设备是否已做好准备，从程序中断方式：CPU在启动I/O设备后，不查询设备是否已准备就绪，而控制I/O设备与主机交换信息。继续执行自身程序，只是当I/O设备准备就绪并向CPU发出中断请求后才予以响

时间控制：对各种操作实施时间上的定时，称为时间控制。

数据加工：对数据进行算术运算和逻辑运算处理。

2．控制器的主要职能

（1）取指令

（2）分析指令

（3）执行指令

（4）控制程序和数据的输入与结果的输出

（5）对异常情况和某些请求的处理

3．指令周期

指取出并执行一条指令的时间。由若干个CPU周期组成。

CPU周期： 通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定CPU周期。一个CPU周期包含若干个时钟周期。

时钟周期：是CPU处理操作的最基本单位。

4．微命令 指控制部件通过控制线向执行部件发出的各种控制命令，是构成控制信号序列的最小单位。

微操作 执行部件接受微命令后所进行的操作，是计算机硬件结构中

最基本的操作。

微周期：从控存中读取一条微指令并执行相应的一步操作所需的时间。微指令：由每个微周期的操作所需的控制命令构成一条微指令。微指令包含了若干微命令信息。

微程序;即一系列微指令的有序集合，可以控制实现一条机器指令。

5．控制方式

同步控制方式： 以部件中最长的操作时间作为统一的时间间隔标准，系统中各部件的微操作都由这个统一的时间间隔来同步。

异步控制方式： 系统中没有统一的时间标准，各部件按本身的操作有各自自己的时钟信号，各个微操作的进行是采用应答方式进行的。

联合控制方式： 部件内部采用同步控制方式，各部件之间采用异步方式。

心得体会

计算机组成原理是计算机专业本科生必修的硬件课程中重要核心课程之

一。基本要求是使我们掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法，学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理，学习计算机设计中的入门性知识，掌握维护、使用计算机的技能。

课程主要内容：常用的组合逻辑器件，如译码器、数据选择器、编码器、alu原理；常用的同步时序电路，如寄存器、移位寄存器、计数器的原理、参数及使

用方法；可编程逻辑阵列：rom，pla，pal及门阵列的原理与使用。数字化编码，数制及数制转换，数据表示，检错纠错码；数据的算术与逻辑运算，运算器的功能、组成与设计；教学机的运算器实例。计算机指令系统综述，指令格式与寻址方式；教学计算机的指令系统与汇编语言程序设计；控制器的功能、组成与设计，教学机的控制器实例。多级结构的存储系统综述，主存储器的组成与设计，教学机的内存储器实例，cache存储器的运行原理，虚拟存储器的概念与实现，磁盘设备的组成与运行原理，磁盘阵列技术；光盘机的组成与运行原理，磁带机的组成与运行原理。计算机输入/输出设备与输入/输出系统综述，显示器设备，针式打印机设备，激光印字机设备；计算机总线的功能与组成，输入/输出系统的功能与组成；教学机的总线与输入/输出系统实例。几种常用的输入/输出方式，中断与dma的请求、响应和处理。

计算机组成原理是计算机专业的基础课。这门课对于使我们了解现代计算机的各个组成部分及其工作原理具有重要作用，对于我们后续课程的学习无疑也具有积极的意义。

结语

对于计算机组成原理的知识整理，我深刻了解到计算机组成原理在计算机学习中的重要性，加深了对计算机组成原理的认识和了解。了解到了计算机组成原理在嵌入式方向中的基础地位。另一方面，通过知识整理让我弥补了上课时很多没听懂的地方，收到的极大的收获。我相信这次的学习会对我以后的学习和工作产生非常大的影响力。

参考文献

篇8：计算机组成原理下

一、课程内容

《现代计算机组成原理》是计算机专业的专业基础课, 作为《计算机组成原理》和《计算机体系结构》同类课程的后续课程, 增加了有关现代计算机组成的新知识点, 如Quartus II应用、大规模FPGA应用、基于JTAG的多种测试手段、嵌入式模块的应用、SOPC技术、软核处理器系统设计、硬件描述语言、硬件仿真、软硬件联合设计与调试方法等。应用CDIO教学模式贯穿始终, 其中有基于微程序控制模式的8位CISC模型CPU设计技术;基于状态机控制模式的16位CISC CPU设计技术;MCS51系列单片机兼容型单片机IP软核系统设计方法以及基于流水线技术的16位RISC CPU设计技术等;最后讲解了基于SOPC技术的Nios II (32位IP软核嵌入式处理器) 嵌入式系统设计技术。

二、课程地位

在计算机科学与技术专业的基本课程体系中, 《计算机组成原理》和《计算机体系结构》处于核心地位, 成为计算机专业的核心课程, 它在计算机类专业的课程地位上起着承上启下、软硬件兼容的重要作用, 在实验和实践方面, 多数高校仅完成简单模型CPU的验证性实验, 根本谈不上设计, 更没有国外高校类同的自主创新型CPU设计实验任务, 自主创新能力培养与训练方面的课程内容偏少, 因此, 应用CDIO教学理念, 培养拥有自主知识产权计算机部件或系统设计及创新设计能力的人才。

三、CDIO模式下《现代计算机组成原理》的教学探索与实践

1. 教学大纲的设计与实施。

《现代计算机组成原理》大纲了改变过去培养模式陈旧、教学手段单一的现状。CDIO大纲制定的第一个目标是强调理论知识和技术技能的提高;目标二是提高学生对新产品、新工艺的认知能力, 培养学生提高团队协作能力以及人际技能和对整个开发系统的掌控技能;目标三是教育学生在科技高速发展的社会背景下深刻理解研发的重要性及社会价值, 项目开发过程既要考虑到社会责任又要权衡在可持续发展中的作用[1]。

2. 教学方式方法的改革。

采用形式多样的方法开展教学研究, 积极探索高等教育的发展方向, 依托星系技术, 逐步提高教师“教”的质量, 充分调动学生学习的积极性和主动性, 不断更新教学理念: (1) 构建“理论教学中的工程实践”和“工程实践中的理论教学”教学模式, 精选和组织教学内容, 适当引入学科的新发展, 开阔学生视野。 (2) 实施启发式、探究式、讨论式、项目驱动的教学方法, 树立“能力本位”教育理念。 (3) 教师积极参与到学生的学习中来, 互换角色, 同时与科研单位、软硬件设计和开发单位搭建合作平台, 采用教师“走出去”, 资深专家“走进来”的形式, 在校内拓展第二课堂, 提高工程实践技能。

3. 强化实践教学环节。

以实验和项目设计为核心CDIO是教学理念的集中体现。在《现代计算机组成原理》课程教学过程中, 建设一个灵活高效开放的实验教学和科研体系, 实验教学、项目设计开发、社会服务贯穿于本课程教学的始终。基础实验教学如“组合电路设计”、“时序电路设计”、“ALU设计”“移位运算器设计”等, 加深学生对基本概念和核心知识的理解;设计性实验“基本模型计算机设计与实现”、“基于K8051核的液晶显示与等精度频率测试系统设计”、“FPGA与外部16位RAM接口”等, 综合实验教学如“流水线CPU综合实验”、“数据通路”、“微控制器组成”等要求学生深入分析整机的组成与结构, 以课程设计和生产实习的形式将系统知识综合运用于实践教学体系中, 培养学生勤于思考、勇于创新的能力;开设设计性和创新性强的专业项目, 以“设计Nios II系统”、“为Nios II系统定制复数乘法器硬件加速指令”等为基础, 以小组为单位设计完成一个模拟的项目, 培养学生团队协作能力及实际动手能力和创新能力[2]。将各实践环节贯穿于教学过程始终, 较好地实现了以能力培养为目标的CDIO教学大纲要求。

4. 强化案例化教学。

以往届学生设计的优秀作品、科研相关项目以及企业实例来构建和完善案例库, 全面提升和不断更新现有的《计算机组成原理》等省级精品课程网络教学资源, 对专业核心课程教学资源不断优化和补充, 满足课内与课外相结合、课前与课后相互支撑的多元化的教学模式。课程设计题目主要来源于精心挑选的案例库中具有代表性的实例, 分析其设计思想和应用方法, 进一步加强学生对理论知识的理解, 培养学生对系统进行分析、设计和开发的能力, 培养学生组织沟通与协调能力, 增强团队精神, 不断提高其职业技能[3]。

5. 推进虚拟实验室平台建设。

针对计算机科学与技术专业学生人数不断增加、实验实习压力过大的现状, 我们为学生提供了一个开放的、自主的和交互式的虚拟实验环境, 设计开发了虚拟实验平台。在此环境下完成系统的各功能模块的项目设计和实现。通过“基于项目的教育和学习”, 使得学生能够综合《现代计算机组成原理》的实现机制, 为专业课程的学习和探究奠定坚实的实践基础。

6. 对学生考核及评分标准的改进。

本课程着重考核学生对计算机系统的理论知识和设计技术方面内容的掌握情况, 加强本课程考试、考核方式的创新探索, 一改过去学生养成的平时不学习考前搞突击、一次期末成绩定胜负的考核方式, 综合考虑平时课堂出席情况、作业完成情况、课程实验表现及成绩、项目合作表现、平时考试成绩和期末考试成绩作为考核学生在《现代计算机组成原理》这门课程学习结束的最终成绩。注重学生的过程表现, 为学生营造有利于全面发展的良好环境, 调动学习的积极性和主动性。

四、将CDIO理念引入《现代计算机组成原理》课程改革与实践中

在教和学的过程中, 不断研究和探索人才培养模式。我们采取了以理论学习为基础, 以实验和项目设计为核心, 采取了“将问题带入实践, 在实践中解决问题”的重基础、重实践、重创新的教学模式, 同时也做到了“在工程开发中引发思考, 在思考中不断探索”的教学理念, 不断提升学生对本课程的学习兴趣, 取得了预想的教学效果, 为培养高质量、创新能力强、专业技能过硬、服务于社会的有用之才打下了基础。

摘要：现代计算机技术发展的速度异常迅猛, 高等院校计算机科学与技术的教学将面临越来越大的挑战;一方面更多更新的知识有待传授, 另一方面, 学生在该领域的自主创新能力有待更有效地提高, 为此对《现代计算机组成原理》的教学按照CDIO教学模式进一步进行设计和分析, 以利于学生更好更全面地掌握新知识。

关键词：CDIO模式,项目驱动,专业能力结构,教学改革

参考文献

[1]顾佩华, 等.以设计为导向的EIP-CDI0创新型工程人才培养模式[J].中国高等教育, 2009, (3) :47-49.

[2]潘松, 潘明, 等.现代计算机组成原理[M].北京:科技出版社, 2007.