淺談計算機組成與系統結構設計論文
計算機組成原理與系統結構 是電腦科學與技術專業一門重要的專業基礎課,是一門技術性、工程性和實踐性很強的課程。下面是小編為大家整理的，供大家參考。
篇一
解析計算機組成原理實驗系統的設計與實現
摘要：本文首先對系統的硬體設計進行了論述和實驗，實驗一起所採用的是單元式的結構，包括整個的計算機部件的單元電路，使用者可以根據自己所設計的模型計算機結構方案對使用者的連線方式進行改變，從而構造出結構不同、複雜程度不同的原理性計算機，用此實驗對學生們進行教學指導，從而使學生能夠清楚的認識到計算機的組成機構及組成系統。本文在對計算機組成原理課程教學的基礎上，掌握了相關技術，並設計和實現了計算機的組成原理實驗系統。
關鍵詞：計算機組成原理實驗系統;設計與實現
中圖分類號：TP301-4
當今時代，是商業的時代，計算機組成原理實驗系統中系統的設計與實現技術並沒有得到公開，然而，面對現代教學的要求，用不完善的計算機組成原理實驗系統設計與實現進行實驗，並不利於增強學生對計算機組成原理的認識。針對學生的層次及自身能力的不同，一套結構簡單、易於實現的組成原理實驗系統的設計很有必要，不僅可以使學生對實驗有更加深入的瞭解，同時還能培養學生學習和了解計算機的相關技術，提高自身的理論與實踐結合能力。
1系統硬體的設計
系統的硬體可以為學生們提供實驗的平臺，即原理實驗儀，由微控制器和構成計算機組成的微程式控制器、運算器、輸入輸出、儲存器等基本單元模組組成。
1.1系統的硬體組成
實驗儀的組成部分如圖1所示：
圖1實驗儀的組成結構圖
實驗儀的硬體是以微控制器ATMEL AT89C52為中心，然後再配合其他的各個部件，實現對計算機組成原理的實驗教學功能。
1.2MCU AT89C52資源分配
AT89C52資源分配具有一定的標準功能，即8k位元組Flash閃速儲存器，256位元組內部RAM，32個I/O口線，3個16位定時計時器，一個6量兩級中斷結構，單個全雙工序列通訊口，片內震盪及時鐘電路等。同時，AT89C52可以通過靜態邏輯操作降到最低的0Hz，並選用兩種軟體進行節電的工作。當空閒時，可以停止CPU的執行工作，但是可以允許RAM、計數器、序列通訊口等系統的繼續工作。下面具體的對系統中MCU資源在埠的分配情況進行了介紹。
通常，AT89C52有四個並行的埠，且每個埠都有8條埠線，可以用於資料的傳送和接受工作。在對系統進行設計時，資料快取器可以用於傳送資料，而且P0口也可以對儲存器進行訪問，片外微控制儲存器28C16。其中，P1作為普通的埠，可以對系統的開啟和停止進行控制，還可以對資料快取、地址暫存器等進行相應的控制。
2系統軟體的整體設計
2.1微控制程式的整體設計
整個系統的硬體核心就是微控制器，微控制器的主要的功能就是利用實驗儀對各項實驗的原理進行實驗。實驗儀通常分為離線執行和練級執行兩種執行模式，所以微控制器的作用就是保證實驗儀能夠離線執行，同時又能使實驗儀以聯機的方式執行。系統設計的主要的內容就是實驗儀的聯機執行。微控制器程式的編寫工作有一定的步驟，即從系統的初始化開始，完成系統初始化之後再進行下一步的工作。系統程式主要採用的是模組化的設計方式，想要實現的功能要能夠獨立出來，並通過模組的形式提供相應的呼叫，以達到軟體設計結構的清晰要求。各模組之間的關係可以用圖表示出來，如圖2所示：
圖2微控制器程式中各個模組的關係
其中，主控模組的作用就是進行系統的初始化，對通訊模組進行管理，協調和定義各個模組之間的工作;通訊模組主要是作為PC機和實驗儀通訊的橋樑;微控制儲存器操作模組主要是實現對微控制儲存器28C16讀寫操作的功能，並把相關的指令傳送到PC機上。
2.1.1微控制器程式的總體流程設計
實驗系統的每一次復位，首先都要運用微控制器程式對實驗儀進行各項離線工作的設定，然後再進行初始化的串列埠，進入系統程式等待使用者的互動操作，串列埠通訊模組實現與PC機串列埠的互動，進而實現命令的接受、解析等。
2.1.2微控制儲存器操作模組的設計
實驗儀所運用的微程式設計技術，使微控制儲存器儲存微指令。首先，在系統正常執行之前，要提前把微指令儲存到微控制儲存器28C16中;其次，在時序訊號的作用下，可以進行微指令的讀取，進而對程式指令進行解釋。
微控制儲存器28C16操作模組的作用主要是對微控制儲存器28C16進行相應工作的讀取。在對系統進行聯機操作設計之後，進行實驗時可以下載微指令，通過MCU完成微控制儲存器的讀寫工作。相應的，也可以通過聯機進行微控制儲存器中資料的讀取。根據PC機的命令字，再通過通訊模組，可以將PC機中接收的微指令存放在微控制儲存器中。
2.2PC機模擬程式的總體設計
PC機方針程式的設計目標是為了使實驗能夠擁有良好的視覺化介面，讓使用者通過合理的PC結構佈局更形象的瞭解計算機的組成和指令的具體執行情況。
PC機的實際應用軟體設計由以下多種模組組成：使用者介面。使用者介面是在Windows系統的基礎上進行設計，所運用的是圖形化介面，操作簡單，任務視窗較多。通訊模組。通訊模組的設計所採用的Mod bus協議，此協議在通訊模組中的應用使模組更加的標準化，通訊等更加的快捷、可靠，可以任意的進行重接等。檔案下載。把程式指令和微指令通過串列埠傳送到實驗儀的相關儲存器中。
3實驗儀微控制器程式的實現
3.1主控模組的實現
實驗儀微控制器程式的控制中心就是主控模組。想要使系統的主控模組實現，就要對實驗儀進行初始化，使其在離線的情況下運用手動的方式進行執行，等到系統通電之後，通過MCU對實驗儀進行手動操作，進而來對相關鎖存器、暫存器等控制訊號進行設定。隨後，對串列埠進行初始化設定，來等待串列埠中斷情況的發生，此時，實驗儀再根據所接受的各種命令對串列埠中斷的程式進行處理。
3.2通訊模組的實現
通訊模組的實現首先要完成三個方面的工作，即串列埠初始化、讀、寫串列埠。
其中，串口出示化是為實現通訊功能的必備條件，所以，首先要對通訊模組進行初始化。序列通訊的初始化主要是對序列通訊控制暫存器、定時器及相關的波特率等進行的設定。
序列通訊資料的接收主要是利用實驗儀採用中斷方式接受PC機傳來資料。
序列通訊資料的傳送主要是運用實驗儀對所傳送的資料進行查詢。
4總結
綜上所述，本系統的設計主要是根據串列埠通訊方式，實現了計算機組成原理實驗儀與PC機的聯機操作。在對計算機組成原理實驗系統的設計與實現進行分析時，其組成原理的實驗系統是一個開放性的系統，實際的應用過程中學生可以根據實驗儀的硬體設計來完成自己的微程式和實驗案例。
參考文獻：
[1]鄭玉彤.《計算機組成原理》課程實現的比較研究[J].中央民族大學學報,200812:33-36.
[2]趙碩.計算機組成原理課程的設計性實驗[J].高師理科學刊,200802:96-99.
[3]唐薇.一種監控系統資料傳輸[J].計算機工程,200919:67-75.
篇二
EDA技術應用於計算機組成與結構實驗教學
【摘 要】計算機組成與結構實驗課程是計算機專業以及相關專業學生要學習的一門必修課程，在這門課程中應用EDA技術進行教學，不僅能加深學生對計算機組成與結構課程的理解，也將有利於提高學生進行自主學習的能力以及創新的綜合設計能力。正是符合了該課程的預期目的。
【關鍵詞】計算機組成與結構;EDA技術;實驗;應用
計算機及其相關專業的學生在學習過程中，除了要對理論知識加以瞭解，更重要的是要提升自己的動手能力。計算機組成與結構實驗教學，就是計算機專業學生的必修課，通過課程設計把理論知識運用到實踐中，可以起到拓展知識的作用。
一、EDA技術概述
EDA也就是電子設計自動化，EDA技術的發展經歷了計算機輔助設計、計算機輔助製造、計算機輔助測試以及計算機輔助工程。EDA技術的工具就是計算機，在EDA軟體平臺上，設計者常常用硬體描述語言HDL來完成具體的課程設計檔案，然後再在計算機平臺上自動完成邏輯編譯、分割、優化、佈局、模擬等多個步驟。
EDA技術最大的優勢在於用軟體的方法來實現硬體的實際功效。一項設計最重要的部分是模擬和除錯，採用EDA技術進行設計時，從設計的高層次上對設計進行全域性縱覽，有助於早期改造結構設計上的毛病，避免工作量的增加，也可以減少進行邏輯功效模擬的工作量，增加設計的成功率。
二、將EDA技術應用於計算機組成與結構課程設計
計算機是一個典型的複雜數字系統，如果在計算機設計系統開發中加入EDA技術的軟硬體設計平臺，不僅可以提高系統設計與除錯的斂率，也可以節約硬體開發成本，縮短設計週期。因此在計算機組成與結構的實踐教學中，要不斷提高學生利用現代化的電子技術手段進行設計的能力。當然，EDA技術將成為計算機組成與結構實驗教學的發展方向。
一課程的實施方案
課程設計是要完成模型計算機的設計以及FPGA的實現，而課程實驗則是用來驗證計算機的各個組成部件以及其具體的邏輯功能的。這兩種課程內容都是為了讓學生能夠掌握計算機的硬體系統中各個部件的具體組成原理、邏輯實現方法及其具體的設計方法，從而建立一種整體的概念，提高學生在學習過程中進行獨立分析設計的能力。計算機組成與結構的課程設計中運用了多門課程，比如計算機組成原理、VHDL、組合語言程式設計等，這些課程都能對學生的自學能力有很好的提高。因為該課程設計不僅在理論上要求學生有紮實的理論基礎，在實踐上則要求學生具有電路分析與設計、能進行完整實驗的能力。
二課程設計的內容
計算機組成與結構實驗教學中，進行課程設計的內容主要有以下幾個方面。首先是進行系統的總體設計，畫出模型機的資料通路框圖;其次是設計微程式控制器或者硬聯線控制器的邏輯結構框圖;開始設計機器指令格式和指令系統;由給出的課程題目和設計指令系統來編寫相應的組合語言，進行模擬等。
三、將EDA技術應用於計算機組成與結構課程實驗
進行課程設計之後就可以進行具體的課程實踐。在進行課程實踐之前，要掌握具體的設計方法。計算機的CPU包含基本的功能模組以及與基本功能模組相連的資料通路。在進行課程設計實踐時要掌握基本功能模組的具體功能以及各自的特點，再對每個模組進行設計、除錯、軟體模擬和硬體設計等。計算機組成與結構課程設計實驗中採用的CPU採用大多是單匯流排系統結構的16位CISC CPU，EDA軟體大多是可程式設計邏輯器件設計工具軟體。
一基本模犁計算機的設計
在具體的課程設計中，為了保證清晰的系統結構，一般在系統的頂層結構採用原理圖輸入法，而在其他的模組都採用VHDL語言進行設計。對各個模組進行處理時要在文字編輯器中輸入每一個單元模組所對應的VHDL源程式，並且要對各個源程式進行編譯，可以產生相應的圖元，供頂層的電路呼叫使用。各個模組的圖元可以生成圖元庫，運用EDA技術進行實驗課程，很重要的一步就是要進行軟體模擬，而模擬的元器件就來源於圖元庫。在圖形編輯器中可以對圖元庫中的各種圖元進行呼叫，再根據資料通路的總體框架圖連線成頂層電路圖，就可以進行電路的模擬。計算機組成與結構實驗所設計的CISC模型機的頂層電路圖中有很多基本器件模組，比如時序訊號發生器、程式計數器、算術邏輯運算單元、移位暫存器、指令暫存器、比較器、地址暫存器、一個控制單元等。而這些模組也共用一組16位的三態資料匯流排。
系統結構中的儲存模組是一個重要的組成部分，儲存元件由嵌入式陣列塊構成，通過呼叫巨集模組並設定模組相關的引數來實現儲存功能。系統的各個部分都承擔了不同的功能，其中，儲存CPU主要是對指令和資料進行執行，具體的過程是處理器從儲存元件中讀取相應的指令，CPU再執行指令來執行下行的各種程式，整個過程中的指令都被儲存在指令暫存器中。譯碼過程由控制單元完成，控制單元主要是控制相應的訊號進行相互作用，並且控制各個處理單元來執行這些指令。
系統結構中的控制模組其實是一個狀態機，它主要控制CPU的各項動作之間的順序，比如取指令、譯碼、執行指令，控制模組進行操作時要針對各個動作發出具體的時序控制訊號，使得計算機內部的各個動作都能進行協調的工作，進而完成各個指令的具體功能。這種方法與微程式設計方法不同，微程式設計法主要在控制儲存器中寫入微指令，通過控制微程式來執行具體的控制指令。
二軟體設計
當系統CPU得到一個復位訊號後，系統即開始進行復制操作，復位訊號是使CPU內部狀態復位的一個訊號操作。一般說來，系統的每個暫存器都有不同的功能，暫存器1主要存放模組的的起始地址，暫存器2主要存放系統目標區的起始地址，而暫存器6則主要存放被複制模組的末地址。在具體的操作過程中要判斷資料模組的複製工作是否已經結束，若已經滿足結束條件則可以停止執行，否則要繼續記數直至資料模組複製完成。
將設計的程式輸入並且進行編譯之後，還有一個重要的步驟就是模擬，模擬也是對設計進行驗證的一個重要步驟，若在模擬中發現不符合要求的地方，則要及時找出原因進行改正，以保證最終結果的正確性。
結語
計算機組成與結構課程是鍛鍊學生積極思考以及提升其思維能力的重要課程，不同的設計物件和內容導致設計的具體內容完全不同，這也考驗了學生獨立思考的能力，由於EDA技術與計算機輸入技術、邏輯程式設計和模擬等方面都有緊密的聯絡，而且在硬體實驗之後有具體的影象可以進行對比，因此在實驗教學中具有很好的靈活性和可操作性。也能提高學生進行軟體開發的能力，可以達到課程設計的效果。
參考文獻
[1]陳智勇.計算機原理課程設計的改革與實踐[J].電氣電子教學學報,2005,275:71—73
[2]周華,王斐.EDA技術的特點與發展趨勢[J].西安航空技術高等專科學校學報,200903：98-99
[3]張亮.應用EDA技術改革“計算機組成原理”課程設計[J].計算機教育,200919：:753
篇三
計算機組成和體系結構課程教學改革的探索與實踐
[摘 要] 結合近年來在計算機組成和體系結構類課程方面的教學實踐，對該類課程的教學方法進行了研究，提出建立計算機組成與體系結構課程群的課改思路，並對相關課程進行了教學改革實踐。建立了一種在課程群的教學過程中引導學生進行創新性主動學習的教學思路。
[關鍵詞] 課程群;主動學習;計算機組成與結構
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1005-4634201302-0064-04
0 引言
在計算機硬體教學課程體系中，“計算機組成原理”是基礎課，它主要以順序執行為主要特徵，從部件到整機介紹馮諾依曼結構計算機的基本組成。而“計算機體系結構”則是一門專業基礎課，它把當前主流的、先進的計算機設計和實現過程中的一些較為典型的思想和方法提取出來作為教學內容講授。因此在實際教學過程中，無論是對於計算機組成還是對於計算機體系結構，一般都普遍認為理論和概念多、教學抽象、教師授課時教學內容部分有重複，因而學生聽起來感覺單調、乏味，也比較困難。因此，如何提高學生的學習興趣，使學生系統而全面地掌握計算機組成和系統結構的基本理論、方法，提高該類課程的教學效率和教學效果，近年來引起人們的廣泛關注，很多老師根據自己的實踐經驗，對該類課程的教學進行了有益的探討和研究[1-9]。
圖1是美國UC Berkeley 大學2009年關於計算機組成及其體系結構的課程設定情況[1]。從圖1中可以看出，在這一類課程的教學設定中，UC Berkeley大學在保留了傳統課程內容的同時，也加強了基於FPGA 的硬體設計能力的培養。此外，還在本科教學中加深了並行體系結構方面的教學內容。
圖2給出了中國科技大學2010年關於計算機組成及體系結構的課程設定情況[2]。由圖2可見，中國科技大學在保留傳統課程內容的同時，在本科教學中加強了CPU設計能力的培養。
論文還對Stanford[3]、MIT[4]等其他多個美國著名大學和南京大學[5]、國防科技大學[6]等國內著名高校在相關課程方面的教學情況進行了分析。分析發現，這些大學在計算機組成與體系結構等相關課程教學理念、教學思路，甚至教學內容方面都有很多相似之處，如都以典型的流水線CPU設計技術和儲存器層次化結構為核心內容，都是站在計算機系統的高度闡述計算機組成原理及硬體系統的結構和設計思想，強調學生對並行體系結構、並行程式設計等技術的掌握。
通過對國內外一些著名高校的相關課程教學方法進行分析總結，本文結合筆者近年來在該類課程方面的教學實踐，對該類課程的教學方法進行了研究，提出建立計算機組成與體系結構課程群及在教學過程中主動引導學生進行創新性學習的教學思路，並在相關課程教學中進行了探索和實踐。
1 計算機組成與結構課程群的建設
在對國內外著名高校計算機組成與體系結構相關課程設定情況深入研究分析的基礎上，論文對筆者所在的西安理工大學電腦科學與工程學院的電腦科學與技術及相關專業開設的所有課程的教學內容進行了梳理，發現由於課程間缺乏統一規劃和協調，教學存在內容大量重複或缺失、課程之間內容脫節等問題。針對該問題，結合西安理工大學計算機專業相關課程教學內容特點及要求，並借鑑國內外有關院校的經驗[5-9]，對原有專業課程設定進行了調整。將原先類比電子技術部分內容合併到數字邏輯電路設計中，形成數字邏輯與數字系統課程;將原先的計算機組成原理和計算機系統結構內容合併，形成計算機組織與結構課程;同時開設了一門新課――高階計算機體系結構。通過對相關課程的調整，構建了以“計算機組織與結構”為核心的課程群如圖3所示，對相關課程的教學體系進行了統一規劃。
其中，計算機技術導論主要從巨集觀上介紹計算機系統涉及到的各個層次的內容，讓學生從整體上了解計算機系統的全貌和相關知識體系;數字邏輯與數字系統圍繞組合邏輯設計和時序邏輯設計兩大核心內容，在邏輯閘到功能部件這兩個層次展開;計算機組織與結構從暫存器傳送級以上層次介紹單處理器計算機系統設計的基本原理;微機原理與介面及嵌入式系統分別定位為計算機組織與結構的基本原理在PC 及嵌入式系統方面的例項化;高階計算機體系結構則主要在更高層次上介紹多核CPU、多處理機系統、集群系統等不同粒度和規模的多處理器平行計算機系統的工作原理、實現方式及其應用領域。上述課程中，計算機技術導論、數字邏輯與數字系統、計算機組織與結構為必修課，微機原理與介面、嵌入式系統、高階計算機系統結構為選修課。
針對不同課程在教學體系上的關聯知識點，採用瞭如下的處理思路。
1關於進位計數制及相互之間的轉換、ASCII 碼錶示、邏輯資料表示、漢字編碼、無符號數表示、帶符號數表示，在計算機技術導論課程中進行詳細講解，而在後繼課程中作為“回顧”內容，不再詳細介紹;補碼特性和浮點數的表示則在計算機組織與系統結構中詳細介紹。
2邏輯閘電路、半加器、全加器、加法器、比較器、編碼器、譯碼器、觸發器、暫存器、移位器、記憶體儲器的實現技術及相關電路設計內容在數字邏輯與數字系統中詳細介紹;計算機組織與系統結構課程則直接使用這些基本電路來構建更大的功能部件。
3關於儲存器的相關方法、原理主要在計算機組織與系統結構中詳細介紹;計算機系統概論課程僅作概要說明;微機原理和介面技術中不再講。
4關於I/O介面，計算機技術導論課程從計算機硬體系統組成的角度簡單提一下常用的外部裝置的功能及介面;計算機組織與結構主要介紹各種外設抽象出來的一個通用結構，以及外設控制器的通用結構;微機原理與介面技術則具體介紹PC機所用的一些介面電路、I/O 匯流排及其互連。
2 引導學生進行創新性主動學習的實踐
為了進一步提高計算機組成及體系結構等相關課程的教學效果，在積極建設計算機組成與結構課程群的同時，還在相關課程的教學過程中，從以下三個方面對引導學生進行創新性主動學習的教學方法進行了探索和實踐。 2.1 積極探索新的教學技巧，提高學生對相關課 程的學習興趣
計算機現在非常普及，各種部件學生也都熟知，只不過對各部件的工作原理以及相互之間的通訊方式還不是太瞭解，所以有些無所適從。因此，在開始講授這門課時，首先從培養學生的學習興趣入手，引導學生運用自己以前所學的知識和了解到的一些市場行情，去寫出一臺計算機的配置，看看都需要哪些部件，怎樣配置才是最優最合理的。這樣可以使學生更直觀、更全面、更深入地理解本課程的教學目的，然後再結合教學輔助軟體將計算機的硬體進行分割、拆卸，如硬碟、軟碟機、光碟機、主機、印表機、顯示器等，將其內部結構展現出來，使學生能夠更好地瞭解計算機功能部件的內部結構及其相互之間的聯絡。另外，利用適當的機會向學生介紹本學科發展的新動向、新技術，指出現在的整個技術發展大趨勢是什麼，這樣有助於引導學生牢固樹立為探求技術發展而努力學習的信心和決心。通過這種方式，學生們普遍感到計算機的組成結構原來離自己是很近的，消除了畏懼心理，從主觀上開始重視該課程，並帶著問題和興趣去學習，這樣就為講好、學好該課程打下了基礎。
為促使學生對課程學習產生更為持久的興趣，還進行了如下探索和實踐。
在教學內容的選擇上，優化教學內容，突出重點，講清難點。學生重點掌握的是計算機的運算器、儲存器、控制器及I/O裝置的基本組成和工作原理。因此在講授運算器的運算原理及組成機制、各種儲存器的構成及儲存原理、CPU中微程式控制器的機理等內容時，分配了很多課時和精力，目的是讓學生重點理解並掌握這些知識。其他部分內容可視課時的多少或讓學生自學，或略講，或討論。
在授課過程中，將重點放在基本原理上，如對計算機的各個功能部件，應著重掌握它在整機中的作用，以及由此而分配給各部件所要完成的任務， 從而正確選用或設計硬體，而不致被眾多風格各異的計算機結構及組成所迷惑;以計算機五大部件內容為主線，重點講述基本內容，如對計算機硬體結構的發展，只是重點講述計算機系統的層次結構; 計算機指令系統不是本課程的重點，只介紹指令的定址方式及一些典型指令;CPU部分只注重分析微程式控制器、微程式設計技術及流水CPU， 其他部分內容可引導學生自學;對於需要重點掌握、但教材上沒有詳細介紹的基本內容應根據具體情況增加介紹，如教材介紹儲存器擴充套件技術的字位同時擴充套件時，教材上只有不到60字的內容，而這部分內容又是重點，課後習題佔了將近一半，故需增加課時，詳細講解。另外，對微程式控制計算機的基本工作原理和程式設計技術要求重點掌握，而教材中此部分內容介紹較少，如何寫指令的微程式，如何確定微指令的結構，學生感到困惑，故需對微程式控制器進行詳細的講解。
在教學過程中儘量採用“形象教學法”，對適合課堂演示的動態模擬內容，比如像講解“儲存器的讀寫操作”時就採用直觀的多媒體形式;而對於概念性和推理性很強的內容，比如像講解“補碼的加減法”時，則採用板書結合教師的手勢和形體語言的方式，以吸引學生的注意力;對於難以理解的內容，用生活中的一些生動形象的具體例項加以解釋說明。比如，中央處理器一章中的流水技術原理，初學者理解起來也比較困難，就舉了一個“三人合作洗衣服”的例子：三個人分別承擔洗衣、烘乾、疊衣任務，合作完成洗衣服的任務，這樣三個過程連續進行就可以完成洗衣服任務。這樣學生就很容易理解，而且與流水線相關的概念比如吞吐率、流水效率、資料相關等也就可以迎刃而解了。
2.2 加強教學互動，以問促學，積極引導學生進 行主動創新性學習
為了使學生能夠帶著問題對課程進行主動學習，培養學生的創新性學習能力，並實現教學互動，在授課過程中，故意設定一些問題“陷阱”，引導學生主動思考。例如，在儲存系統一章中，講述主儲存器是由半導體讀寫儲存器RAM 和半導體只讀儲存器ROM 組成，RAM 是易失性儲存器，ROM 是非易失性儲存器，RAM 又分為靜態和動態兩種。為什麼靜態RAM 不需要重新整理，而動態RAM 需要重新整理?為什麼放大器讀出的資訊不會送到資料線上?將這樣一系列的問題留給學生討論，調動學生的積極性，讓他們各抒己見，最後得出正確的答案。這樣，不僅活躍了課堂氣氛，提高了學習的趣味性，還便於教師及時發現學生存在的問題，達到教學相長的目的。
對一些簡單的教學內容，一般要求學生自學，教師只針對自學內容提出幾個具體問題，由學生討論，自己解決。例如在講授中央處理器一章中的傳統CPU 一節時，考慮到學生前面已學習過CPU的基本組成和功能原理，這一節內容可要求學生自學，並且佈置習題要求學生課下完成。
對教學中一些尚未透徹理解、容易混淆的概念以及學生自學中沒有解決的問題，組織學生在課堂進行專題討論。例如，儲存系統一章中的儲存器的字位擴充套件是一個非常重要的問題，學生在解題時很容易把字擴充套件和位擴充套件中的地址線畫錯。針對這個問題進行舉一反三，通過仔細分析，加深學生對基本概念和基本理論的理解，達到觸類旁通的效果，有助於學生解題能力的提高。
2.3 加強實踐環節，培養學生解決問題的能力
計算機組成原理主要以單個計算機的基本組成和工作原理作為教學內容，概念多，特別是教學過程中的實踐性比較強，因此課程教學與實驗教學相結合非常必要。筆者共安排了32學時的實驗，實驗內容以驗證性實驗為主。通過這些實驗，學生對計算機的內部結構有了更明確的瞭解，同時對計算機的硬體特性也有了比較全面的認識並鞏固掌握了所學的理論知識。
計算機體系結構主要以現代平行計算機結構的設計和實現所涉及到的一些思想和方法為教學內容，課程的技術性更強。針對該教學特點，在課程的實驗教學設定上強化了設計性實驗內容。圍繞相關實驗內容，將所有學生分組，每4～6個學生安排為一組，進行專題設計性實驗，實驗題目在第一次開始上課時即作為任務佈置給學生，讓學生以小組為單位，通過各種資訊渠道合作解決，收到了較好的教學效果。 3 結束語
經過幾年來計算機組成與結構課程群的教學改革實踐，相關課程教學內容的設定減少了重複，彌補了缺失，銜接更加合理。通過在教學過程中引導學生進行創新性主動學習的探索與實踐，提高了學生對計算機組成與結構課程的學習興趣與學習主動性，促進了學生對計算機組織與結構基本理論、方法的理解和掌握，提高了該類課程的教學效率和教學效果。
參考文獻
[1]UC Berkeley.Computer Architecture and Engineering[EB/OL].2009-05-07[2012-11-15].http：//.
[2]中國科技大學.2010年關於計算機組成及體系結構的課程設定情況[EB/OL].2010-03-09[2012-11-15].http：//.
[3]Stanford University.Computer Organization & Systems[EB/OL].2009-06-15[2012-11-15].http：//.
[4]MIT.Computation Structures[EB/OL].2009-05-08[2012-11-15]. http：//6004.csail.mit.edu.
[5]袁春風，黃宜華，武港山，俞建新，吳海軍.“計算機組成與體系結構”課程群建設實踐[J].計算機教育，2010，13：80-83.
[6]張晨曦，王志英，劉依，沈立.“計算機系統結構”課程內容體系的研究[J].計算機教育，2009，20：57-60.
[7]夏戰國，葛欣，王凱.“計算機組織與體系結構”教學方法探討[J].計算機教育，2008，6：94-95.
[8]王華，徐潔，王雁東，吳曉華.“計算機系統結構”課程改革與探索[J].計算機教育，2009，10：15-17.
[9]楊軍，蔣慕蓉，武浩.面向創新實踐的“計算機系統結構”教學改革探索[J].計算機教育，2009，8：32-34.
有關推薦：