论文投稿_医学论文投稿_核心期刊,职称论文投稿发表_论文部落

　　2.教学内容组织
　　“计算机组成原理”课程教学过程中，尽快建立计算机的整体概念，让学生清晰地了解所学内容在课程知识结构中的位置以及和其他部分之间的关系，并合理组织课程知识点的结构，使学生对所学内容具有清晰的脉络和思路，对学生全面地掌握本课程的知识具有十分重要的作用。实施方案课题组根据“计算机组成原理”课程定位和特点，系统分析了目前国内外相关课程。基于对国内外“计算机组成原理”课程教学体系的分析，从知识与能力两个层面、课堂与实验两个环节对“计算机组成原理”课程教学内容与实验设置进行了详细设计。基于自上而下的教学思路，建立了一种从整体功能深化到局部组成、从微观实现提升到宏观结构的讲课方式，充分体现了课程内容的层次化。同时突出“功能分析”和“结构设计”两条主线，在对计算机各组成部分的功能需求分析的前提下，重点强调实现这些功能需求的组成部件的结构设计过程和特征。
　　本实施方案将主要教学内容分为计算机组成概述、数值的机器表示、数值的机器运算、存储系统和结构、指令系统与中央处理器、输入输出系统、总线7个部分。实施方案对每一部分的建议学时、教学内容、重点内容、难点内容、习题要求等都进行了详细的说明，尤其对教师在讲授这一部分教学内容中应该注意的问题以及重点和难点讲授方式给出了较为详细的说明。
　　二、课程特点与教授提示
　　本课程教学内容并不是围绕某一或某几个基本理论为主线展开的，而是围绕分析理解和设计构建一个能自动执行程序的计算机设备这一主题展开的。教学内容初看起来显得分散，理论知识难聚焦，需要掌握的技术性、工程性问题也较多，在学科形态上，理论、抽象、设计都应有适当的分量，许多内容还必须通过适当的实验环节，方可深入理解。并且由于计算机部件的独立性、各部件工作原理的差异性、部件间连接关系的复杂性，往往使学生把握不住教学内容的主脉络，若教学过程中，不同部件的例子来自不同的计算机系统，难以合成为一个能运行的、可实际操作的系统，这样势必加大学生理解的难度。因此，把一个规模适度、有一定完整性的模型计算机贯穿于课程教学，对提高教学效果具有实质性的意义。
　　本课程教学内容中有几个重点和难点，在重点和难点部分的内容组织与教学安排上，应做到原理要讲透、结构要讲清、设计要讲细。
　　主存储器的组织和结构是课程的重点之一。教学过程中应该注意知识点的连贯性和全面性。半导体存储单元电路部分要突出单元电路的读写特征和动态存储单元电路刷新的缘由和实质;存储芯片结构部分应突出存储器地址概念的物理内涵、按地址访问以及动态存储芯片按行刷新等基本特征，为学生建立主存储器地址空间和存储空间等概念奠定基础；存储器扩展部分突出地址空间的分配、片选信号的产生以及与CPU的连接等知识点。
　　高速缓冲存储器部分是课程的重点和难点之一。教学过程中从CPU的速度与存储器速度之间存在较大差异这个基本问题出发，结合程序运行局部性原理，引出高速缓冲存储器的概念，进而分析其应该具备存储、地址映射、内容替换等基本功能特征，为学生理解其结构特点、工作原理和掌握二级存储系统性能指标计算等奠定基础。在讲授映射方式时，重点在组相联地址映射方式，在详细阐述不同映射方式的具体细节的同时，还应从计算机系统可能面对程序运行的不同存储需求的角度，说明不同映射方式的适应性和局限性。
　　控制单元是课程的另一个重点和难点。教学过程的第一步要让学生掌握控制器的功能、组成和结构，以及控制信号的作用。首先应通过结合指令系统、存储器系统、运算单元等已学部分的知识，系统地分析机器指令执行过程中所需要的功能支持、功能部件支持和数据通路支持，进而归纳总结控制单元的功能、组成和结构。在此基础上，最好以一个便于课程教学的简化的指令系统和模型机的设计为目标，从完整地规划机器指令执行的指令流和数据流入手，系统地分析指令执行过程中可能出现的指令代码传送途径、操作数地址的形成和地址传送途径、操作数传送途径，以及期间各个功能部件（如存储器、各类寄存器、运算单元等），和这些代码、地址和数据传送途径上所需要的各种控制信号。以这些分析为基础，一步一步地引导学生分析、归纳总结并进一步完成控制单元内部数据通路的设计和控制信号的部署，进而完成模型机控制单元内部结构设计。教学过程的第二步要以模型机的结构为基础，详细分析和讲解典型机器指令的执行周期和指令执行的详细流程，使学生充分理解典型指令执行过程中每一个时钟周期所实现的基本功能及其所需要的微操作控制信号，进而使学生掌握每一条指令执行周期和详细执行流程的分析方法。教学过程的第三步结合模型机的控制方式和控制时序信号，仔细分析和讲解模型机中各种微操作控制信号的逻辑实现方法。通过上述三个阶段的递进式教学，使学生掌握机器指令执行的真正物理含义，从本质上理解控制器的原理和掌握计算机程序运行的实质。
　　三、实践教学环节与要求
　　“计算机组成原理”是一门对实验要求很高的课程，实践教学对深化课堂教学、促进学生深入理解课堂教授的知识点具有极其重要的作用，也是培养学生学习能力、工作能力和创新意识的重要途径。“计算机组成原理”课程有相应的硬件实验设备更好，没有硬件实验设备时也可以选用软件模拟或者仿真系统完成实验。
　　教学实验安排有两种不同的方案。第一种方案是跟随授课进度及时完成相应内容的教学实验，课堂教学和教学实验相互结合，通过验证性为主的实验内容巩固所学知识。也可安排少量扩展系统已有功能的设计性教学实验，加强学生结构分析和设计能力的训练。如果教学过程自始至终围绕构建一个简单的计算机系统而展开，教学效果会更好。第二种方案是设置一个类似课程设计的单独环节或作为另外一门课程，集中一段时间完成课程实验，好处是可以安排大型综合性设计实验，对提高学生分析问题和解决问题的能力更有利。
　　一般高校至少应该按照第一种方式安排原理和功能验证性实验教学，并适当安排部分设计实验。针对这一部分高校的实验教学需求，实施方案对运算器的工作原理与功能验证、半导体存储器的工作原理与功能验证实验和设计实验、控制单元的工作原理验证和简单设计实验、基本输入输出方式实验等实验的设置与要求进行了说明。