計算機組成原理中比較學的應用
1 課程教學情況
計算機組成原理是計算機專業的核心課程之一。課程以馮諾依曼模型為起點，系統講述計算機硬件系統及其功能部件的內部結構、功能特征、工作原理、交互方式和基本設計方法；同時通過課堂講授，使學生系統地理解計算機硬件系統的組織結構與工作原理，掌握計算機硬件系統的基本分析與設計方法。為進一步學習計算機系統結構等后續課程，全面培養計算機軟硬件系統認知、設計能力奠定良好的基礎，為部分學生以后參加研究生入學計算機科學專業基礎綜合考試打下良好的基礎。從這門課程的內容特點看，它屬于理論性、技術性都很強且難度較大的一門專業課程。因此，必須充分應用先進的教學理念、教學方法，讓學生對這門課感興趣，提高這門課的考試成績。
2 比較教學法
互動百科關于比較教學法是如此描述的：比較教學法是在教學實踐中，著重體現辨析并確定教學內容間異同關系的思維過程和方法。
其本質特征在于比較、對照、對比、參照。即，依據一定的標準內容的或形式的，把彼此之間具有某種聯系的教學內容放在一起，加以對比分析，以確定其異同關系，認識其本質差異。比較教學法的這一特征，限定了運用比較教學法的前提條件：即教學內容既有相關性、相似性，又有相差點、相異點。相同是比較的基礎，相異是比較的結果。
比較教學法的運用，有助于培養學生獨立思考的學習能力；有助于培養學生舉一反三，觸類旁通的推理能力；有助于培養學生從事物表面現象找出本質差異的分析能力。
3 比較教學法在課程教學中的具體應用
比較教學法在課程教學中的具體應用，主要體現在以下五個部分的內容中。
3.1 計算機系統概論
1）數字計算機與模擬計算機。比較其數據表示方式、計算方式、控制方式、精度、數據存儲量、邏輯判斷能力。
2）計算機發展經歷的五代之間的比較。比較其時間、主要元器件、運算速度、體積、成本。
3）Intel微處理器演化過程中各型號之間的'比較。比較其發布時間、時鐘頻率、總線寬度、晶體管數、特征尺寸、尋址空間。
4）指令字與數據字。比較其CPU周期、流向。
5）機器語言、匯編語言、算法語言之間的比較。從機器是否可以直接識別執行、執行效率、編寫程序的難度大小、是否容易出錯、是否依賴于計算機硬件、程序的可讀性、可移植性、是否易于為人們接受掌握和書寫等方面進行比較教學。
3.2 運算方法和運算器
1）定點格式與浮點格式。比較其容許數值范圍的大小、處理硬件復雜程度。
2）原碼、反碼、補碼、移碼。比較其定義、符號位、數值位、轉換規則。
3）檢測是否溢出的雙符號位法與單符號位法。比較其正溢、負溢、溢出邏輯表達式。
4）恢復余數法與加減交替法。比較其運算步驟、是否恢復余數、步數是否固定、控制復雜程度。
5）單總線結構、雙總線結構、多總線結構運算器。比較其數據傳送的方便性、操作速度快慢、控制電路復雜程度。
6）浮點加減運算與浮點乘除運算。比較其0操作數檢查、階碼運算、尾數操作、結果規格化、舍入處理。
3.3 多層次的存儲器
1）RAM、只讀ROM、可編程PROM、光擦除EPROM、電擦除EEPROM、閃速存儲器。比較其種類、可擦除性、寫機制、易失性。
2）寄存器、Cache、主存儲器、外存儲器。比較其容量、速度、成本。
3）集中式刷新與分散式刷新。從所有行的刷新是否集中在一起進行比較教學。
4）地址映射全相聯方式、直接方式、組相聯方式。比較其映射方式、優點、缺點、適用場合。
5）替換策略FIFO算法、LFU算法、LRU算法。從是否符合Cache工作原理、命中率高低、硬件實現等方面進行比較教學。
3.4 指令系統
1）高級語言與低級語言。對程序員的訓練要求、對機器獨立的程度、編制程序的難易程度、編制程序所需時間、程序執行時間、編譯過程中對計算機資源的要求等方面進行比較教學。
2）CISC與RISC。從指令條數多少、指令長度是否固定、指令格式種類多少、指令尋址方式、訪問存儲器指令多少等方面進行比較教學。
3.5 中央處理器
1）機器指令與微指令。從機器指令的操作劃分成若干條微指令來完成、是和內存儲器有關還是和控制存儲器有關、指令周期等方面進行比較教學。
2）水平型微指令與垂直型微指令。比較其并行操作能力強弱、效率高低、靈活性強弱、速度快慢、是否容掌握。
3）微程序控制器與硬連線控制器。從微操作控制信號的形成、調試更改及擴充指令是否方便、實現方式、速度快慢等方面進行比較教學。
在課程教學中應用比較教學法，可以使學生更容易理解和牢固掌握教學內容，可以活躍課堂氣氛，引導學生主動地學習，培養學生的學習興趣，培養學生分析問題和解決實際問題的能力，培養學生的創新能力。
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