計算機組成原理課程教學研究的論文
近幾年，計算機組成原理在國內各大高校軟件工程系被定為專業基礎課，在學科體系中起著基礎性和準備指導性的作用。希望通過該課程的學習，使學生掌握計算機各功能部件及整機運行的工作原理和方法，并為學生建立起整機的概念。為后期的系統開發的理論、實踐的學習奠定基礎。但由于該門課程具有概念多、知識點多、內容抽象等特點，加上學生思想上有“偏軟”現象，使該課程的組織教學有一定難度。本文將對計算機組成原理的教學現狀、教學方法、教學內容、及通過實踐等輔助教學手段來改進教學等方面進行闡述，希望對各大高校的計算機課程有一定借鑒促進作用。
一、計算機組成原理的課程的教學現狀
(一)課程本身的特點決定這門課程教學難度大
1、基礎概念多的特點
計算機組成原理這門課程由于內容較多，所涉及的基礎概念也較多。在CPU模塊有微程序、微指令及流水線等系統類概念，其中ALU部分有原碼、補碼等與編碼相關的概念;在存儲器部分，與存儲器單元相關的有RAM、SRAM、DRAM、ROM及各種ROM設備，與存儲系統相關的有cache存儲器、虛擬存儲器等概念;外設部分有中斷等信息的各種傳送方法。對整個計算機系統，有計算機的各種性能指標。對各個概念，靠單本文由論文聯盟收集整理純記憶的方法很難掌握，必須放在系統中學習。
2、理論性強的特點
計算機組成原理這門課程首先要考慮其原理性，現在仍然采用馮.諾依曼式計算機模型作為基本模型，但也要考慮現代計算機的發展，以融入實際的需要。如何對內容進行合理的安排、銜接，對任課教師來說，是一不小的挑戰。
3、內容抽象的特點
要讓學生明白計算機的工作原理、方法和實現，需弄清數據和信號在計算機各部件件間的流動情況，對學生來說，這看不見也摸不著，如何將信息流動的復雜情況形象、生動地向學生展示、講解，教師對此需要作出相當的努力。
(二)學生對該們課程的認識誤區
大部分的學生認為，我們學的專業是軟件工程，專業是“偏軟”的，而計算機組成原理這門課程是“偏硬”的，對其轉為實際能力表示懷疑。由于對這門課程在學科中的作用認識不明確，在學生中就有一種印象，學習這門課程主要目的是修學分的需要，另外還有考研的需要，但考研的學生比例較小，再加上這門課程本身的學習難度，因此認真學習且能學好這門課程的人數就不多了。
二、對組成原理教學的幾點建議
(一)根據課程設置需要對教學學時進行相應調整
根據不同的專業，學生的不同層次，及大部分學生的就業方向對該課時設置不同的教學學時。報告[3]中指出，對于多數調查對象為畢業生的調查結果，多數人認為這門課開設為64、48或32學時。而48學時的人稍多些。這與本人想法基本一致，對于非計算機專業，作為導論型的，32學時足矣;對于軟件專業，其目的主要是通過掌握其基本原理，能更好的為軟件系統的設計服務，開設48學時，其中8學時實驗較合理。而對于偏硬件的計算機專業，可以根據需要，開設56或64學時。
(二)對學生對該門課程的認識進行相應正確引導
由于是一門基礎理論課，加上本身的教學內容特點，可能內容較為枯燥，因此學生可能會因為課程內容本身而不感興趣。因此我們要在思想上要對學生加以引導，使學生認識到，學習這門課程不僅對計算機本身的運轉有更深刻的認識，更對與硬件相關的嵌入式系統設計，軟件的設計實現有基礎指導作用。并為學生在計算機領域的進一步研究和發展奠定基礎。因此，學生不能因為這門課程“偏硬”，而自己的專業和就業方向“偏軟”就否定這門課程的重要性。
(三)根據專業要求及課程設置對教學內容作出調整
計算機組成原理在學科中的地位被定為專業基礎課，在學科中具有承上啟下的作用，希望通過本門課程的學習，使學生對計算機硬件的組成、各部件及各部件之間運轉情況進行了解。對于軟件專業的學生來說，為硬件相關的嵌入式系統設計及其他軟件的設計奠定基礎。
計算機組成原理從內容上主要分為三部分：CPU、存儲器、外設。但由于學時的限制及課程的安排(本專業開設了微機原理課，外設是其講授重點)，重點講授CPU和存儲器兩部分。存儲器內容分為主存儲器和存儲體系兩部分內容。前者講述存儲元器件的基本原理，而后者則是cache、主存和輔存之間的區別與聯系，如果開設了計算機體系結構這么課程，這存儲體系的內容可簡略介紹，具體內容由計算機體系結構講解。CPU部分與存儲器一樣，在詳細介紹完其核心部件ALU后，重點即是中央處理器章節，即指令的運行，而指令的運行需要訪問存儲器，這就將CPU與存儲體系聯系起來了。故這兩部分又是有聯系的。由此有關硬件的內容就脈絡清晰、分工明確了。
(四)對實驗內容進行合理的學時分配
實驗課對于一門課程來說，主要目的是加深對知識點認識，使抽象的理論變得形象、具體。因此，對本身理論性強，內容抽象的計算機組成原理課程，實驗課就顯得尤為重要。我們采用的是西安唐都科教儀器公司生產的實驗箱作為實驗設備。與其相配套的實驗有9個，其中主要包括與CPU中的與ALU相關的3個實驗、靜態存儲器存取實驗、微程序控制實驗及4個模型機的設計類實驗。
根據實驗學時的設置，只有8個學時的實驗課。8個學時全部完成這些實驗有一定難度，因此，可將這些試驗進行合理的'學時分配，如第1、2個學時完成第一、二個實驗，因為剛開始做硬件實驗不熟悉，但第二個運算器進位實驗教簡單，可順便完成;有了前面的基礎，完成第三個運算器移位控制實驗就簡單多了，因此和第四個稍麻煩的靜態存儲器存取試驗合并在第3、4學時完成;第5個實驗內容較復雜，可單獨安排2個學時完成;這樣就留出了2學時來研究后面的模型及設計與實現的實驗了。
(五)以實踐為手段帶動學生的學習積極性
為了提高學生的學習積極性，加深對知識的掌握，實踐就顯得尤為重要。對軟件專業的學生來說，利用軟件對所學知識進行模擬不失為一種好的辦法。對于計算機組成原理這門課程，實驗內容較為抽象，不易被理解，因此，采用“硬件軟化”的方法，對課程的實驗內容等進行模擬，既可加深對知識的掌握，又可提高大家的軟件設計、編程能力。本系為了提高大家參與的積極性，采用了學生科技立項的辦法，系里拿出一部分資金，將“計算機組成原理虛擬實驗系統的設計與實現”作為一學生科技項目，鼓勵學生組隊參加，和其他項目一起參加評比，并進行獎勵的辦法，在學生中得到了良好的響應。學生做出的項目教師可拿來作為課堂教學用，并可鼓勵學生在此基礎上進行改進，進一步完善。以后甚至可以將系統分塊，讓學生分組做，并作為課后作業的一部分，計入學生平時成績。以此提高學生的學習興趣和動力。
三、結語
計算機組成原理這門課程由于其本身知識點多、內容相對抽象、知識“偏硬”等特點，對軟件專業的學生來說，普遍學習的積極性不高，對知識的掌握不能達到預期的目的。本文從對學生的引導、課時的設置、教學內容的調整等方面進行了討論，特別提出通過“硬化軟件”的方法，提高大家學習的積極性。相信經過多方面的努力，學生會喜歡并學好這門課程，該課程也將很好地發揮其在學科體系中的作用。
【計算機組成原理課程教學研究的論文】相關文章：