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计算机的组成和工作原理范文1
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）09-0247-02
一、课程建设中存在的问题
近年来，多数高等院校计算机科学与技术专业都以必修课的形式开设了“计算机组成原理”这门课程。虽然各院校讲授的内容各不相同，但是他们对该课程的性质、地位、作用及重要性都有了一定的认识。由于“计算机组成原理”课程覆盖的专业较多，因此各校在进行教学时在一些问题上还存在不同的认识，其中的有些问题还需要进一步探索。
二、课程的地位及作用
“计算机组成原理”是系统介绍了计算机组成与系统结构的基本原理、基本设计与实现方法。通过本课程的学习使学生对计算机的组成与系统结构有较全面的认识，使学生从理论和实践上掌握计算机系统的设计与开发的方法，进而提高学生进行计算机应用系统设计开发的能力，培养学生的综合素质。因此，“计算机组成原理”课程在计算机科学与技术专业及相关专业中具有举足轻重的作用。
三、课程体系的构建
（一）课程概述
本课程主要从计算机的基本概念、基本组成结构分析着手，对计算机各个基本组成部件及控制单元的工作原理进行讨论，分析计算机系统的一般特点，使学生掌握有关软、硬件的基本知识，尤其是个基本组成部件有机连接构成整机系统的方法，为培养学生对计算机系统的分析、设计、开发和使用能力打下基础。
（二）课程性质
适用专业类：高等院校计算机科学与技术及相关专业
授课时数：54学时
实践时数：18学时
先修课程：数字逻辑、数据结构与算法、C++语言程序设计。
（三）课程内容
本课程对教学内容的要求分为3个层次，分别是：“掌握”、“理解”和“了解”。对于要求“掌握”和“理解”的内容，要做到概念清楚，原理明白，并具有分析和计算能力，有些内容还要求会应用。“掌握”比“理解”要求更高，有些知识必须熟记。对要求“了解”的内容应当知道基本概念和基本原理。“计算机组成原理”课程体系应由理论知识、实验两大部分组成。
1.理论知识
① 计算机系统概述 （4学时）。主要内容： 计算机系统软硬件的组成与层次结构、 计算机系统的设计技术与评价标准、 计算机的发展和应用。
②计算机的逻辑部件 （6学时）。主要内容：布尔代数的基础知识、 计算机中常用的组合逻辑电路、时序逻辑电路。
③数据表示、运算方法与运算部件 （10学时）。主要内容： 数字化信息编码、 计算机中数据的表示、转换和运算、 二进制乘法和除法运算、 浮点数的运算方法、 运算部件、 数据校验码。
④主存储器 （6学时）。主要内容： 主存储器概述、 读/写存储器、 非易失性半导体存储器。
⑤指令系统 （6学时）。主要内容： 指令格式与数据表示、 寻址方式、 指令类型与指令系统的兼容性、 RISC和CISC、 指令系统举例。
⑥中央处理部件 （6学时）。主要内容： 计算机的硬件系统、 控制器的组成、 微程序控制的工作原理、 流水线工作原理。
⑦存储器系统 （6学时）。主要内容： 存储器系统概述、 高速缓冲存储器、 虚拟存储器、 相联存储器和存储保护。
⑧输入输出系统 （6学时）。主要内容： 输入输出系统概述、 程序中断、 DMA输入输出方式、 通道控制方式、 总线结构、 外设接口。
⑨计算机系统结构 （4学时）。主要内容： 计算机系统概述、 多媒体计算机、超级流水线处理机和超长指令计算机、 计算机网络简述。
理论共54学时，3学分，成绩比例70%。
2.实验
通过做实验让学生加深对所学学科知识的理解和掌握，同时培养学生的动手能力和分析问题的能力，为后续课程的学习奠定基础。具体内容如下：①运算器实验（6学时）②存储器实验（4学时）③微程序控制器实验（2学时）④模型机组成与指令执行实验（4学时）⑤输入输出实验（2学时）。
共18学时，1学分，30%。
（四）课程的重点和难点
重点：掌握计算机的各个组成部件的工作原理。
难点：指令的执行和存储空间的扩充。
四、加强课程构建的具体设想及主要措施
（一）在教学环节中突出本课程的实践环节
“计算机组成原理”是计算机科学与技术类专业的一门重要专业基础课。本课程的学习将为学习“操作系统”、“微机原理”等后续课程和研制开发各种系统和应用软件打下扎实的理论和实践基础，因此可以将“计算机组成原理”课程的知识结构结合相应的实践环节来巩固并加深所需的知识点的理解。在教学过程中，即注重学生基础理论知识的掌握，也注重学生动手能力、设计能力的培养，使本课程在处理知识面的宽度和深度上，既满足作为基础课的要求又达能到课程突出实践环节的特色。
（二）教学方法的整改策略
实验教学分层次组织：以能力培养为宗旨，根据难度分为达到“实验设置基本要求”和“实验设置较高要求”的实验。教师根据学生情况分层次组织实验，既能掌握基础性实验，也能体验有一定难度的实验，使不同程度的学生都能从中受益，并提高学生的学习兴趣。
（三）教学手段的改进
“计算机组成原理”充分地利用了学校网络资源，将教学课件、教辅材料及习题集等资源上网，使学生方便地下载，了解本课程的教学安排、计划和要求、考试题型及考核方式，便于学生课下的复习自学、巩固知识点，并对学生课余主动学习提供了很大的方便。使用这样先进的教学手段，既提高了教学质量，又取得了良好的教学效果。
五、结束语
该课程体系是在分析和研究部分高等院校“计算机组成原理”课程教学实践基础上构建的，但是由于多数院校开设“计算机组成原理”课程授课的学生层次和研究方向、专业特色的不同，教学内容、教学方法、教学手段、实验环节等还处于探索阶段。因此其科学性、合理性和实用性有待实践的进一步检验和完善。
参考文献：
计算机的组成和工作原理范文2
关键词：计算机组成原理；教学方法；教学模式；实践环节
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）03-0107-02
计算机组成原理这门课是计算机专业的核心基础课程之一，也是计算机专业硕士研究生入学考试的统考科目之一[1-2]。图1展示了它与其他关联课程的联系，它的重要性是不言而喻的，但该课程却是“教师难教，学生难学”的一门课程。
图1 计算机组成原理与关联课程的联系
计算机组成原理着重讲述单CPU计算机硬件系统各个部件的工作原理、逻辑实现、设计方法及互连构成整机的技术，对学生建立计算机整机概念，了解计算机的工作过程和内部运行机制，研究各个功能部件的结构组成及逻辑设计都有重要的指导价值[3]。最近，对该课程的理论和实验教学改革都取得了不少的成效。例如利用多媒体和EDA等手段来辅助教学，可以大大丰富课堂教学的信息量；以flas形式将比较抽象的工作过程和原理直观形象的展示在学生面前，使复杂问题变得简单化和直观化[4]。但就目前我校计算机组成原理课程的教学现状而言，教学效果并不容乐观，不管是理论教学还是实验教学都存在很多问题。如何有效提高和改善该课程的教学质量，培养出具有扎实理论知识和创新能力的高素质综合人才是摆在我们课程组面前的一项艰巨而繁重的任务。
1 理论和实践教学中存在的主要问题
1.1 基础要求高，课程内容繁杂
对于大多数同学来说，他们刚接触到计算机组成原理这门课程时，因为对计算机内部工作原理和运行机制充满了好奇，所以学习劲头十足。但是，随着学习的进行，需要学生具备一定的模拟电子技术、数字电路、汇编语言等知识，学生对这些相关课程的知识点学习时掌握的就不够牢固，基础相对薄弱，更谈不上能够灵活运用了。另外，计算机组成原理课程本身内容就比较多，包括运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备等五大功能部件，而且每一功能部件的工作原理和设计思路完全不同，且涉及的知识面广、内容难度较大、概念也比较抽象，由于学生在学习过程中缺乏对所学知识的直观型验证方法，感觉知识点艰涩难懂，无法建立计算机单机系统的整体认识。因此，学生学习起来比较费劲，对课程慢慢地失去了学习的兴趣和激情，从而形成了“学习时似懂非懂，考试时死记硬背，考完后一切全忘”[5]的恶果。
在实际课堂教学过程中，基本上是以教师为中心，也就是教师在讲台上讲，讲得很是陶醉，学生坐在下面听。一方面，有少数学生根本就没有认真听，他们只是人来而心没来。另外一方面就算学生听了，这种方法也无法帮助学生搭建他们自己的知识结构，他们往往只是采用表层的学习方法来记住教师所传授的知识点，并不能灵活的运用它们，更谈不上融会贯通了。另外，由于受课时量的限制，教师只是忙着赶课时，忙着将知识点赶快讲完，因此在课堂教学中互动很少甚至没有，致使很多学生在学习过程中遇到的一些问题不能得到及时的解决，逐渐就形成了一个恶性循环，学生不懂的越多听课就越困难，越困难就越不愿意听，更懒得问问题了，或者说是没有问题可问了，极大地扼杀了学生的学习兴趣和积极性。
1.2 实践环节薄弱
实践教学在计算机组成原理的整个课程教学中有着非常重要的作用，它是对理论教学必不可少的补充环节[6]。由于该课程理论性较强、涉及的内容比较多、概念及原理又比较抽象，致使学生学习和理解上的困难。通过动手实践操作、证、设计和观察结果能激发学生学习兴趣和热情，让学生能够真正理解和掌握理论课程中涉及的计算机各部件构造及其工作原理、设计方法。目前，我校计算机组成原理实验是采用专用实验箱TDN-CM++来完成的，具体实验项目包括运算器实验、存储器实验、控制器实验、总线实验等各部件实验以及简单的模型机设计实验。实际实验时，教师给出实验要求、连线图及步骤，学生只要按老师给出的连线图进行连线并按照实验步骤拨动实验箱上的相应控制开关，观察信号灯显示情况就可以完成实验，对实验原理学生有时并不能完全理解，更是缺乏对实验过程中出现的错误进行分析和解决能力。另外，我校计算机组成原理实验课基本上是两至三个学生共用一个实验箱。具体是由其中一个学生负责连线和操作，其他学生只做简单的配合工作，更有甚者在旁观看或是玩手机。以上诸多问题导致学生学习兴趣下降，动手能力较差，更谈不上准确地分析问题和解决问题。
2 课程教学改革的探索和实践
多年来，为了提高计算机组成原理课程的教学质量，让学生能够具备扎实的理论知识，同时拥有较强的动手实践能力，具备一定的创新思维能力，我从多个方面对计算机组成原理的理论和实践教学进行了积极的研究和实践。
2.1 扩充新知识提高学生学习兴趣
计算机学科发展极其迅速，尤其是硬件的更新换代更是日益频繁。因此，教师在实际课堂教学过程中，在突出重点知识的同时可以让学生了解一些最新的前沿动态和硬件成果，这样一方面可以极大地提高学生学习该课程的兴趣，另外还可以增加他们学习的动力，帮助他们明确今后学习和努力的方向。
2.2 改进教学模式，优化教学方法
计算机组成原理课程的教学目标是让学生掌握计算机的工作过程，理解各个功能部件的工作原理、设计方法，建立整机概念[7]。该课程最大的特点就是内容较多、知识面较广、概念比较抽象、难度较大。如果我们还是采用传统的“填鸭式”教学模式，硬性地将知识点灌输给学生，并不能达到课程的教学目的，我们更应该给学生传授的是学习这门课的思想和方法，也就是教会学生如何学好这门课，即一种学习的思想、一种学习的方法。首先，我们应该调动学生的学习兴趣，让他们克服那种畏惧心理，变被动学习为主动学习。因为“要我学”和“我要学”是完全不同的两种学习态度。这种积极性的调动一方面靠老师的正确引导，让学生对学习充满兴趣，能够乐于学习，从学习中感知快乐和成功；另一方面靠老师讲清楚该课程的地位和作用，同时一定要有一个引人入胜的开头，即让学生对该课程充满好奇心和求知欲。其次，我们应该教会学生如何去学习这门课。在整个课程的学习过程中要有质疑的精神，即能够不断提出问题，进而分析问题、解决问题，从而加深对知识点的理解和融会贯通，不断培养学生的创新思维能力和计算机思维方式。
好的教学模式必须要有行之有效的教学方法作为支撑。教师的教学方法直接影响学生的学习方法。目前，对于计算机组成原理这门课，我校仍然采用以教师为中心的教学方法，这种方法虽然可以使学生快速获得对该课程知识点的理解，但却不能帮助学生搭建自己的知识框架和结构，他们往往只是采用表层的学习方法来记住教师所讲授的知识点，而不能灵活的运用这些知识点，更谈不上融会贯通。针对计算机组成原理课程的内容和特点，作者认为我们应该改善教学方法，可以采用“启发式”和“形象化”相结合的教学方法。所谓“启发式”教学就是教师通过课堂提问和适当引导，让学生理解相关知识点和教学内容，并提高他们分析问题和解决实际问题的能力。比如在讲解控制器之前，可以引导学生去思考，机器指令究竟是如何执行的，执行过程中的每一个操作控制信号是如何产生的呢？可以让学生带着这个问题继续下面微程序控制器工作原理的学习。所谓“形象化”教学方法，主要是针对计算机组成原理课程中艰涩难懂的概念、原理等，通过借用生活中比较通俗易懂的例子，让学生通过类比去理解相关知识点。例如，教师在讲到内存和cache的地址映射问题时，可以将全校的全体学生比作内存块，而将学校的阅览室比作cache。全体学生的数量是明显多余阅览室中座位的数量。在全相映射中，映射规则就是任何一个学生可以坐到阅览室中的任何一个座位上，只要这个座位是空的，相联存储器CAM可以看着阅览室门口的登记表。再比如在讲解总线定时方式时，可将其比作4*100接力赛，是采用同步定时还是异步定时看具体情况。
2.3 搭建微信平台，分享教学资源
随着智能手机的普及，现在所有的学生几乎是人手一部，而且都有微信号，基于这个现状，我们可以考虑创建一个计算机组成原理课程学习的微信平台，共享学习资源，让学生可以随时随地访问该课程资源，随时随地进行自主学习。在该平台上教师可以公布与计算机组成原理课程相关的所有资源，包括理论资源和实验资源，让学生及时了解你的课程进度安排、教学计划等相关内容。另外，通过微信平台，教师还可以提供全天候的在线答疑，避免学生学习过程中问题的累积。通过该平台还可以建立相关知识的链接，最大程度地扩大教学空间，让更多的学生通过网络平台能够更好地进行学习，更加灵活学习计算机组成原理这门课。
2.4 实践环节
计算机组成原理这门课程对实验要求比较高，实践教学对深化理论教学、促进学生更加深入理解相关知识点具有非常重要的作用，也是培养学生学习能力、工作能力和创新意识的重要途径[8] 。针对目前我校实验教学存在的弊端和问题，作者提出了两点改革建议。一是加强实验课堂的管理，要求学生做好实验课前的预习和课后的总结，预习不好的不让进实验课堂。在实验过程中，老师可以针对具体实验提不同的问题，将学生的回答情况作为实验考核的一部分。同时，实验过程中还可以通过小组之间的互相提问和回答加深对该实验原理和操作的理解。二是增加实验课时，即增加计算机组成原理课程设计，具体可将课程设计安排在紧随课程开设学期之后的假期中。通过课程设计，让学生完成一个综合的设计型实验，比如复杂模型机的设计，可以8条指令为例。学生分组合作完成，最终可以答辩和实验报告形式提交结果。这样既能使学生加深对理论知识点的理解和掌握，提升学生硬件设计能力，又能培养学生综合运用所学知识来分析和解决实际问题的能力。
3 结束语
计算机组成原理作为计算机及相关专业的核心课程，面 （下转第113页）
（上接第108页）
临诸多问题。本文针对该课程在理论和实践教学过程中存在的主要问题，从教学模式、教学方法、教学内容和实践环节等方面进行了改革研究和探讨，提出在教学中结合最新进展扩充教学内容，改进教学模式，优化教学方法，以提高教学质量，培养学生的创新思维能力。但要从根本上解决问题，还需各方面的共同努力，必须大力提高任课教师的教学和设计开发能力，以提高学生的创新思维能力为首要任务，才能培养出全面发展的综合性人才；同时需要对培养体系和培养目标进行合理的定位，以适应计算机发展的需求。
参考文献：
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计算机的组成和工作原理范文3
关键词:考研;计算机组成原理;课程改革;教学方法
2009年以前计算机考试是各个学校自己命题,根据各个学校对考生的要求和学校老师的研究方向确定不同的考试科目。一般从数据结构、组成原理、操作系统、计算机网络这四门课中挑选两到三门来考。不同学校的试题难度相对不同学校的学生存在有非客观的因素。为使学生在计算机专业课考试中有一个客观的评价,教育部针对这个问题提出了统考科目。众所周知,计算机学科整个课程体系粗略可以分为软件理论和硬件理论两部分。“数据结构”是软件课程的基础,“计算机组成原理”是硬件课程的基石。在这两门课程的基础上,操作系统讲述的是如何使计算机展现给用户强大而易用的功能。随着网络应用的兴起,计算机网络运行基本原理也显得越发重要起来。因此,将这四门课被选定为计算机专业研究生入学考试考查的课程还是比较科学的。计算机专业考研统考给我们的计算机教学提出了新的要求。
1 “计算机组成原理”考研大纲解析
1.1大纲考查目标
首先我们要知道考研大纲的考查目标,大纲中明确指出了课程的考查目标为:
(1) 理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式,具有完整的计算机系统的整机概念。
(2) 理解计算机系统层次化结构概念,熟悉硬件与软件之间的界面,掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。
(3) 能够运用计算机组成的基本原理和基本方法,对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析,并能对一些基本部件进行简单设计。
1.2大纲解析
从大纲的考查目标以及近两年的真题中可以看出“计算机组成原理”课程的教学内容不仅要传授有关硬件设计的课本知识,更要重视理论知识与实践过程的结合,将知识综合灵活运用,重视学生综合能力和创新能力的训练和培养。本课程应该着重培养学生关于计算机硬件系统方面的3种能力:即计算机硬件系统的认知能力、设计能力与创新能力。课程主要通过对计算机各功能部件的组成及运行原理的分析、讲解和配套实验,培养学生对计算机硬件的系统级认知能力。通过对数据的机器表示、运算方法及运算部件的组成等知识点的讲解和实验,使学生掌握计算机的运算特征;通过指令系统的相关知识,使学生掌握计算机系统汇编级的结构特征和基本操作描述方法;通过存储系统的详细讲解和实验,使学生能从容量、速度和成本的角度理解多层次存储系统的组织结构和工作原理;通过CPU及控制单元的功能和结构的详细分析,结合指令执行控制的深入讲解和实验,使学生理解计算机系统指令执行的实质和控制单元的基本实现方法;通过总线、输入输出接口及外部设备等知识的讲解,使学生了解计算机系统内部、计算机系统与外部的交互方式。
2教学方法探讨
2.1教学内容设计
通过对大纲及其所涉及的知识点的分析来看,“计算机组成原理”考研大纲首先要求学生了解各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式,具有完整的计算机系统的整机概念。也就是要求学生既能够从全局或宏观的角度掌握计算机硬件系统的整体结构和工作原理,又能从局部或微观的角度理解计算机各个部件的工作过程和交互方式。任课教师不但要使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,还要使学生对所学内容具有清晰的脉络和思路,这对学生全面地掌握本课程的知识具有十分重要的作用。因此,有必要研究并实践一种有效的教学模式,使学生从微观层面掌握课程知识单元、从宏观层面建立该课程知识体系,进而培养学生关于计算机硬件系统的认知能力、设计能力和创新能力[1]。
在实践中,我们从知识与能力两个层次,课堂与实验两个环节对“计算机组成原理”课程与实验体系进行了详细设计,采用自顶向下的教学思路,建立了一种从整体功能推进到局部组成、从微观实现抽象到宏观结构的层次化课程内容设计模式。通过提出问题、分析问题、分析功能需求、探讨解决思路、总结功能特征、介绍设计与实现细节的教学内容展开模式,分别对存储系统、计算单元、控制单元和输入输出系统的教学内容进行设计,贯彻局部组成体现整体功能、微观实现体现宏观结构的教学内容设计思路,同时突出“功能分析”和“结构设计”两条主线。
2.2教学方法
在实际教学过程中,有些学生,甚至老师认为各硬件课程之间的衔接并不紧密,互不相干。有的教师讲到的知识点如果用到了前导课程的知识,很多老师在这里就只是一笔带过,没有将前导课的知识点和本课程衔接和过渡起来,而知识之间的贯穿、联系去靠学生自己去领悟,这样的教学效果可想而知。因为课程与课程之间的联系内容对同学们对旧知识的加深和对新知识的理解起着非常重要的作用,教师明确将这种衔接和过渡告诉学生,学生才能在大脑里形成一个严密完整、一环扣一环的硬件体系[2]。
在培养学生对计算机硬件的系统级认知能力的基础上,我们通过对运算部件、存储系统、指令系统、控制单元、整机硬件系统的设计方法等知识的讲解,结合相应设计实验,培养学生对计算机硬件系统的理解和设计能力。在设计能力培养的具体方式上,可通过课堂讲授、课后练习、配套实验等形式分层次实现。如课堂讲授可重点介绍系统和部件的设计方法和设计过程等内容;课后练习可进行框架性设计;配套实验可围绕规范、典型的模型系统,从功能部件的实现开始,直至最终设计出一台具备基本运算能力和存储能力、支持有限指令集的计算机设备。从而达到验证功能部件和系统的功能,掌握必要的硬件描述语言、设计工具及仿真环境,体验计算机硬件系统的设计过程,掌握相关硬件设计技术与方法等目的。
课堂教学和实验应着力培养学生的创新意识和创新能力,在培养学生认知和设计能力的基础上,通过对计算机硬件系统不同阶段面临的问题及其技术发展的分析和探讨,体会在特定的技术条件下的创新思维;针对计算机硬件系统面临的新问题和新需求,结合新技术向学生介绍该领域的技术发展趋势,引领学生突破思维定势,以此培养学生的创新意识。通过集成计算机组成原理、操作系统、编译技术等课程知识内容的综合课程设计,培养学生的基本创新能力。
3教学方法实践
在教学中笔者还有意识地运用以下一些方法。
3.1多媒体教学
“计算机组成原理”传统的教学方法是采用粉笔加黑板的教学方式,教学手段单一。很多工作过程都发生在芯片内部,看不见也摸不着,内容很抽象,而且电路图、时序图也非常多。如果总是空讲或是单凭老师在黑板上画是远远不能满足授课需要的。要解决这个问题,就得充分利用现代的多媒体手段,上课的时候通过多媒体课件,使同学们有一个直观的、感性的认识,同时扩大学生的知识面。比如:要讲解CPU执行指令的时候,最好制作一个能反映 CPU每一步工作流程的动画,动画生动地反映了计算机指令被执行的详细过程,指令如何流动,数据如何获取,结果如何存放。这样就能使同学们直观地获得感性认识,同时也加深了大家对理论知识的理解和记忆。
3.2启发式教学
启发式教学是指教师有意识地提出一些现象或问题去引导学生思考。例如,讲解加法器的时候引导学生思考:ALU内部有加法器,那么有减法器吗?教师进一步引导:补码出现的意义是什么,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。
3.3类比教学
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:为了便于理解指令寻址方式,用生活事例类比:你想找张三,如果张三与你在同一办公室,在办公室可直接找到他,这相当于立即数寻址;如果张三与你不在同一单位,但你知道他的家庭地址。根据地址到张三家可以找到他,这是直接寻址:如果你不知道张三的地址,但是你知道李四的地址,而李四知道张三的地址,可以通过李四找到张三,这就是间接寻址。再如,把存储层次中的映像规则与阅览室的位置分配进行类比;把局部性原理与衣柜里存放什么衣服以及电脑的桌面放什么图标相关联;把流水线技术与工业流水线进行类比等[3]。
还有在讲述计算饥存储系统时,学生对Cache在计算机系统中的作用不能准确把握,此时可以列举:假没学生要找一个同学的电话号码,一个途径是从整个城市的电活号码薄中去查,另一个途径是在自己随身携带的手机通讯录中去查,显然在手机通讯录中去查会快得多。这例子形象地说明了在Cache中获取数据会比在主存中获取数据更快,另外也说明了Cache的另一个特点:虽然存储容量有限,但所存储的信息是较常用的。又例如教学总线宽度的慨念,可借助于城市道路宽度来类比说明。
3.4根据教材内容补充最新的实用知识
计算机技术的迅速发展和教材的出版周期的不协调,使得教材中部分知识显得较老或过时,这也是造成学生学习兴趣不高的原因之一。因此,教学过程的每一环节,都尽量补充一些当前最新技术的发展情况和新型元器件的介绍。让学生不但能在该课程中学习到理论知识,还能开阔眼界并学习到实用的知识,从而有效提高学习积极性[4]。如:在讲述内存的存储单元工作原理和读写工作周期时,也可以补充一些与当前流行的计算机内存的相关知识,如SDRAM、DDR、DDRII等,以及内存工作参数如PC150、DDR266、DDRII800等。又如:讲存储器时,也可以补充ROM、PROM、EPROM、EEPROM,使学生在比较中了解这几种存储器的区别和发展历史。在输入输出系统教学中,需要指出哪些技术和设备已经过时,让学生清楚了解输入输出系统的发展过程。同时补充一些当前最新的输入输出设备的发展、技术和性能,如 U盘和串行硬盘存储系统、液晶显示系统等。由于这些最新的技术和产品是学生经常接触到的,相关知识容易吸引他们的兴趣,让学生清楚地理解教材内容究竟有哪些实际应用,可以让学生在学习理论知识的同时也学到一些与实践和应用相关的知识。这样,使学生对知识的记忆不再孤立,而能进行关联记忆,产生较好的教学效果。
4结语
总体来说“计算机组织原理”课程的难度还是较高,在计算机专业课里占到45分。在学习的时候要特别注意以下几点,第一要正确理解大纲的基本概念,掌握概念的一些要点;第二把概念和原理联系起来,不要孤立学习某一部分,要关联起来,因为计算机各个部件之间本来就是一个相互联系的整体;第三要把握重点、难点,主次分清。
以上是笔者在多年“计算机组成原理”教学改革摸索过程中的一些心得体会,归纳起来就是:通过合理组织硬件课程的知识内容,使它们详略得当,突出重点;充分结合实际,引入当前的许多实例来丰富学习的内容,提高同学们的学习兴趣;采用新的教学方法,使用多种教学工具充分调动同学们学习的积极性和主动性,提高学生对计算机组成的实际分析、设计和动手操作能力。通过以上这几个方面来提高课程的教学水平和教学质量,促进课程的建设与发展。在教授知识的同时,作为教师也应该不断学习提高,加强学科科研,立足教学,只有这样教师才能把“计算机组成原理”课程讲好,学生才能更加深入地理解和掌握课程内容,对考研大纲所要求的各个知识点才能更加融会贯通,当然也能够取得较为理想的考试成绩。
参考文献:
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Discussion of Teaching Method to the Principles of Computer Organization
under the Environment of National Unified Exams
WANG Ding-lei
(Anyang Normal University, Anyang 455002, China)
计算机的组成和工作原理范文4
关键词：计算机；瓶颈；兼容性
中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)12-2805-01
1计算机各硬件工作原理
计算机按工作原理分为：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。这样的分类，难以理解，通俗点来说，整个计算机的工作流程是：由输入设备接受到外界信息，然后交由运算器和控制器（称为CPU）处理信息，运行的临时数据存储在内存里，而应用程序和用户数据则存储在外存设备（如硬盘）里，再由输出设备将处理结果送到外部设备。
2计算机应用的需求
这个应用的需求分为专业用户和一般用户，专业用户对于硬件的要求是有独特性的；比如图形处理专业用户对于显卡的性能要求比较高，一般都选择专业显卡比较合适。而一般用户对于硬件的要求是偏向于商务和娱乐两个方面的。虽然并非专业，但是现在铺天盖地的3D游戏，全高清视频，对计算机硬件性能的要求也并不低。
3计算机各设备如何搭配问题
首先，计算机的重要三大件:CPU、内存、硬盘。如果只是一般用户，现在的新款CPU大概都能满足需求，而内存早已经是白菜价格，2G以上的容量似乎是标配，至于硬盘，瓶颈就在于此。很多人不明白还是在一味的强调CPU的性能，硬盘速度跟不上，结果整体的性能并没有得到发挥。传统机械硬盘的速度早已被内存的速度甩的远远的，而SSD（固态硬盘）价格普遍比较高昂，但是性能绝对比机械的硬盘要好很多倍以上。所以我们可以选择小容量的SSD搭配大容量的机械硬盘来组成外部存储器，这样一来，SSD可以作为系统盘，而庞大的数据存储在机械硬盘，整体性能就得到很大的提高。除此之外，显卡和主板也很重要，显卡决定了图形性能，而主板更加是为整个硬件系统的稳定运行提供保障。显卡应根据自己的需求而酌情选配，主板应该选择同性能级别中做工中上乘以上的型号，绝对不可以忽视了它的重要性。
4计算机硬件兼容性问题
1）从U谈起——那些在售CPU的接口。
如今主流CPU接口分为四大类：LGA 1155接口、FM1接口、LGA 2011接口、Socket AM3+接口，这四种接口分别对应相应型号主板：LGA 1155接口推荐选配H61主板、H67主板、Z68主板；APU系列处理器，原生FM1接口设计，FM1新接口让上代AMD 8系列主板无法兼容，所以APU整合平台需要选用兼容APU接口的A55/A75主板；LGA 2011接口兼容的主板型号是X79；Socket AM3+接口需要搭载AMD 890主板。
2）独显很重要——显卡兼容看尺寸。
独立显卡发展至今其处理器图像的性能成指数增长，如今高端非公版、公版独立显卡尺寸只能用巨大来形容。显卡散热量也是一个需要考虑的问题，无论是组建显卡交火、SLI多卡的都需要注意显卡的热量排放空间、排放效率。大尺寸机箱是独立显卡首先应该考虑的，大尺寸机箱内拥有保障显卡正常散热的风道。显卡与显卡风扇的兼容性问题也是需要关注的。显卡风扇在显卡运行时会保持非常高的转速运行这也导致显卡散热器损耗。尤其是在灰尘大的地区显卡风扇寿命会进一步缩短，选择一个兼容显卡的显卡散热器是值得注意的。显卡散热器要综合机箱空间、机箱风道等因素进行选择，必要时可以选择给显卡使用水冷散热器。
3）内存不可或缺——内存兼容分型号。
阅读CPU、主板说明书（查看其支持的内存型号），摸清支持的内存型号频率，再挑选内存。如今DDR3内存价格非常便宜，再加上Windows 7、Windows 8系统内存占用率高于XP系统，建议以4G容量作为起步。
4）杜绝小马拉大车——电源需匹配。
如果整机搭配一款输出功率小于本机最低需求的功率时，该机器在运行游戏、软件时都会出现运行不稳定现象（自动重启、蓝屏）；小马拉大车机器长期运行甚至可以导致机器原件损坏，主板、显卡、硬盘寿命与电脑电源供电稳定性有很大关系。
5结束语
了解计算机的工作原理，根据自己的需求，合理的去搭配各硬件的组成，分析各设备之间的兼容性问题，从而使一部完整计算机发挥出最大的性能潜力，更好的帮助我们去完成各项工作。
参考文献：
计算机的组成和工作原理范文5
关键词：计算机组成原理；教学改革；教学实践；实验教材
0 引言
“计算机组成原理”是普通高等院校计算机科学与技术专业本科生必修的核心骨干课程之一，在先修课（数字逻辑）和后续课（计算机系统结构、微计算机接口技术）之间起着重要的承上启下作用（见图1）。一方面，通过“计算机组成原理”（以下简称组成原理）课程的学习，把“数字逻辑”课程中的基本数字逻辑单元组合成具有一定独立功能的计算机部件；另一方面，从微处理器数据通路设计角度引入指令集及软硬件功能分界面的概念，对学生理解计算机系统的软件和硬件设计思想产生深刻的影响，从而为后续的“计算机系统结构”分析系统性能优化所需硬件支持，并在系统复杂度、性能、成本问进行折中等内容提供知识准备。
当前的计算机内部结构日趋复杂、庞大和集成化，学生普遍感到组成原理难懂、概念抽象、感性认识差。在教学中，仅仅使用传统的教学方法和手段很难实现教学目标，如何改革组成原理教学过程、吸引学生兴趣、改善教学效果和效率并紧密结合计算机技术的发展趋势成为任课教师亟待解决的问题。经过多年的教学改革实践，我们探索出一些激发学习兴趣、提高理论知识的掌握与理解程度、增强实践动手能力的教学改革措施。
本文剖析了当前组成原理课程教学中面临的教与学、多样化教材和统一考试、重实用和重基础几个方面的挑战，阐述了在教学内容、方法、手段、实验教材编写等方面进行教学改革的思路和方法。
1 “计算机组成原理”教学中面临的挑战
1.1难教与难学的困境
计算机微体系结构的不断发展使得新概念、新技术层出不穷，为了确保授课内容贴近本领域技术发展的前沿，任课教师需要不断地跟踪学习国内外相关技术文献，以掌握微处理器设计的核心技术并渗透于教学内容中，大大增加了备课的难度。从学生的角度来说，由于组成原理中类似离散数学的证明、推导较少，也缺乏类似数据结构中的算法，学生觉得组成原理课“理论性、规律性不强”，“知识点零散”，“复习时无从下手”等，而且，在学习计算机各组成部分的硬件电路及其工作原理时，有时要用到数字电路、数字逻辑等先修课程的相关知识，学生对这些知识掌握得不够深入、基础薄弱，综合运用时就会感到吃力，因而兴趣不高。这种双方面的困难造成了组成原理课程既难教又难学的困境，往往教师课外花费大量的时间备课，课堂教学时却很难真正引起学生的兴趣。
1.2多样化教材与全国统考的矛盾
目前，国内主流的“计算机组成原理”教材很多，侧重点各有不同。自2009年计算机专业研究生入学考试改为全国统一考试以来，在专业基础综合卷中所占比重较大的课程，如“数据结构”和“操作系统”，分别拥有比较经典的、被国内大多数高校广为采用的教材，而组成原理课程的教材仍然是处在群雄混战的局面。经过认真分析考试大纲，发现其中的知识点涵盖了多本相关教材，并不局限于某一本教材。在目前考研人数居高不下的形势下，如何精心选择一本适合的教材并兼顾其他，使学生广采众家之长，在就业和考研竞争中占有优势，是任课教师在教学中面临的又一个难题。
1.3“重实用”与“重基础”的矛盾
上课时经常遇到学生提问：学习本课程对以后工作有什么用处？对此，需要教育学生重视夯实专业基础，不要为流行一时的应用技术迷惑，只有真正理解和掌握了计算科学的实质才能在今后的研究和工作中选准方向。当前国内计算机硬件人才培养弱化，软件人才需求旺盛且待遇较高的现实情况，也造成了学生“重软件、轻硬件”的认识。在课堂教学中，要注意纠正学生的这种偏见，强化软件性能取决于软件设计者对系统中硬件的理解程度、操作系统的设计者也需要有较强的计算机组成与设计的背景知识等意识。
2 教学改革与实践
经过多年来对组成原理课程进行的教改实践，为达到培养学生具有扎实的理论基础和良好的动手能力的教学目的，本文从以下几个方面对该课程的教学进行了一些有益的探索。
2.1合理组织教学内容
在教学内容的安排上，将“计算机组成原理”课程的重点放在指令系统、运算器、控制器的设计上，对于重点内容讲深、讲透，其他部分则通过学生自学或讨论课讲授。对于核心教学内容，按照基本原理、简明示例、真实计算机系统举例3个层次逐层递进安排。
2.1.1基本原理是基础
基本原理是学习和理解计算机组成与运行机制的核心知识，具有稳定性和通用性，是学生一定要掌握的内容。例如，对于“冯·诺依曼计算机的基本组成”这一基本原理的讲解，设计了如下的教学步骤：首先说明计算机系统是对人脑功能的模拟；然后分析人脑具有的感知、存储、分析、输出和协调能力，从而引出冯·诺依曼计算机与上述功能对应的5个主要功能部件：输入设备、存储器、运算器、输出设备和控制器；接下来，在后续章节的教学中，不仅分析各功能部件的组成方式，还注重介绍各部件之间的联系和相互影响，使学生能够牢牢抓住本课程的基本原理，不至于淹没在繁复的细节中。通过精心设计教学步骤，将计算机的组成与人脑自身的功能形成类比，学生觉得概念和原理都鲜活了起来，理解更加深入和持久。再如，在介绍寻址方式时，强调所谓“寻址就是根据指令中的地址码信息找到操作的对象的过程”这一基本原理，从操作数可能的存储位置出发分析各种寻址过程，突出寻址方式与数据通路设置的相互作用关系，从而引出计算机内部两种主要信息流之一——“数据流”的概念。
2.1.2模型计算机作为简明示例
模型计算机系统处于基本原理和真实计算机系统两个层次之间，具有基本的计算机系统功能而删减了性能、成本等，优化了技术细节，学生运用所学习的基本原理知识就可以完成模型机的设计和分析。通过设计实现一台简单的模型计算机系统，增加学生对所学知识的理解深度和应用能力。例如，在介绍寻址方式的概念后，通过拟定模型计算机指令系统、设计模型计算机数据通路的实践，学生对指令格式与寻址方式、寻址方式与数据通路设计之间作用关系的理解更加深刻，在印证理论知识的同时加深了对基本原理的理解。
2.1.3以真实计算机系统作为实例
以真实的计算机系统举例，不但可以运用课堂所学的基本原理，还可以贴近计算机硬件设计的技术发展前沿。在教学中，我们分别以精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）两种处理器架构的代表MIPS和Pentium为例，说明不同的计算机系统设计理念产生了不同的寄存器设置、内部数据通路设计、时序控制方式及中断等外设控制方式。例如，在寻址方式部分，通过x86系列计算机和MIPS计算机的机器指令集的具体示例，深刻揭示CISC架构和RISC架构计算机的区别，为后续的系统结构课程学习打下良好基础。一方面提高了学生的学习兴趣，另一方面弥补了教材与实际系统的缝隙，既注重基础又体现了时代特性。
2.2灵活运用多种教学方法
根据组成原理课程特点，我们采用了以下教学方法，取得了较好的教学效果。
2.2.1课堂教学多采用问题驱动
在讲授新的单元内容之前，先对上一个单元进行简单扼要的总结，然后利用“接下来的内容将要解决的是什么问题”或者“还有什么更先进的方法”等问题引起学生兴趣，导出新的教学单元。例如，在讲授补码加减法时，教师通过分析原码加减法操作过程中需要比较操作数绝对值大小，使学生认识到原码表示法不适合于加减运算，从而引入补码表示法和补码加减运算的内容；同理，在介绍乘除法器设计时，也通过设问方式，让学生自主选择适合的机器数表示形式及运算方法。通过提问，促使学生主动思考问题，进而比较自己的解决方法和已有方法的不同，发现好的思维方法，促进学生学习的主动性。
2.2.2突出理论知识的实际应用
在教学过程中，讲授计算机基本组成和工作原理的同时，注意使所学的理论知识用于指导实践操作，激发学生学习的积极性和主动性。例如，在讲授控制器内容时，教师在讲授完控制器的基本组成和工作原理后，可以通过一个只能执行几条指令的最简单模型机的示例来说明控制器设计的5个基本步骤：拟定指令系统、确定数据通路、安排时序、编写微操作时间表和微命令序列、控制逻辑实现。然后，让学生独立完成对该模型机的功能扩展，通过实践比较不同方式实现可扩展性的难易程度。
2.2.3合理设置课后习题
为方便学生课后复习，我们遵循验证所学、启发思考的选题思路，选取有代表性的习题编辑成《计算机组成原理知识要点及习题解析》。习题主要包含两部分：一是针对理论课教学中一些比较抽象的、容易混淆的基本概念和基本原理而设计的习题；二是针对基本理论的运用和应用而设计的习题。教师通过了解第一类习题的完成情况，可以及时发现教学中的问题，对于学生普遍掌握不好的内容可以采取适当的方法进行补充，以达到单元教学的目的；对第二类习题，教师组织学生讨论，进行集体学习，在各种解决方案的提出、论证、分析以及评估过程中，通过解决已有问题并提出新的问题的学习活动，使学生们的独立思考能力得到很大的锻炼和提高。
2.3充分利用多种教学手段
组成原理课程中介绍的很多工作过程都发生在芯片内部，内容很抽象。本文利用计算机动画演示各部件连接关系、数据流、控制流以及工作时序等内容，不仅能把高度抽象的知识直观地显示出来，而且借助于声音、图像的多重作用帮助学生加深理解。例如，通过动画演示指令执行的全过程，包括取指、分析译码及在微命令控制下各部件执行指令流程等内容，使学生迅速地了解CPU的整个工作过程并且课下还可以反复观看，提高了知识传授效率。此外，还建设了组成原理课程网站，把讲课的视频、相关资料和自测系统放到教学网站上，方便学生课后学习和进行自我评价。另外，提供一些相关的硬件知识网站和论坛的链接，鼓励学生通过网络自主学习，扩大知识面。
2.4加强实践教学环节
“计算机组成原理”属于工程 性、技术性和实践性都很强的课程，因此在开展理论教学的同时，也要非常重视实践教学环节。哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院的组成原理教学团队一直致力于计算机硬件系列课程教学内容的研究，并在原有讲义的基础上编写了系列实验教材。
2.4.1实验课程设置
实验教学内容可分为3个层次：基础验证型实验、设计应用型实验和综合设计型实验。3类实验难度依次递增，分别在组成原理实验箱和FPGA开发板上进行（见图2）。
1）基础验证型实验。
该类实验利用计算机组成原理教学实验箱完成，包括运算器实验、存储器实验、总线传输实验和微程序控制器实验，实验目的是让学生掌握实验系统单元模块的内部结构及相关集成电路芯片的基本逻辑，理解单元模块的工作原理及该模块在整机系统中的作用。通过基础验证型实验，学生加深了对理论课教学内容的理解。
2）设计应用型实验。
该类实验要求学生利用硬件描述语言VHDL进行功能部件的逻辑设计，在计算机上功能仿真通过后，再下载到可编程逻辑器件中进行物理测试。例如，在基于FPGA的运算器设计实验中，学生设计并实现一个16位运算器，实现基本的算术和逻辑运算，完成后下载到FPGA开发板上测试。学生对于这类实验课的积极l生很高，提出了一些独特的设计方案。
3）综合设计型实验。
在前面已完成的各功能部件逻辑设计的基础上，要求学生设计一个16位RISC架构的模型计算机，并在FPGA开发板上实现。该类实验帮助学生掌握微程序控制计算机的设计方法，加深了解微程序的特点，理解指令流和数据流的流动过程，建立起整机概念。微程序设计技术是计算机组成原理理论教学中的一个难点，核心内容是理解在微程序的控制下处理器如何完成基本数据的通路操作。内容涉及时序安排、微指令编码方式、微程序设计等许多概念，学生感觉难以理解。综合设计实验使学生从微观角度分析微程序执行的整个过程，并通过亲手解剖一个小小的“麻雀”来了解微程序控制单元的设计方法。
2.4.2实验教材
课程组教师在实验课程讲义的基础上，整理编写了《基于FPGA的硬件系统设计实验与实践教程》，该书已由清华大学出版社出版发行。该书基于可编程逻辑器件开发平台，配合“数字逻辑”、“计算机组成原理”和“计算机系统结构”等课程的实验内容，通过浮点运算电路、有限状态机、RISC模型机设计等实验用例的训练，使学生了解数据在计算机中的表示、传输、处理，以及控制信息是如何完成对计算机系统进行控制的，建立起计算机系统的整机概念。采用FPGA芯片实现硬件设计实验，具有开发速度快、方便、可靠等优点，并且基于SRAM工艺的FPGA芯片可以反复编程，几乎没有器件损耗，大大降低了实验室的维护成本。另一方面，基于FPGA的计算系统设计已经在无线通信、工业控制等诸多领域得到实际应用。在计算机专业硬件课程的实验教学环节中引入相关内容，对于提高学生实际动手能力和就业竞争力都有非常大的帮助。
计算机的组成和工作原理范文6
关键词：计算机组成原理 教学大纲 实验内容
《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门专业核心课程，在整个专业课的教学中起到了承上启下的作用。通过对这门课的学习可以使学生掌握计算机硬件的基本设计与分析方法，建立起计算机整机工作的概念。
随着计算机技术快速发展，计算机的硬件不断更新换代，《计算机组成原理》课程呈现知识面广、内容多、更新快的特点，学生普遍感到这门课程难学、概念抽象、感性认识差。学生在学习上表现为一是兴趣不足，二是方法不当，三是自控能力弱。本文就如何开展计算机组成原理的教学与实践，进行一些粗浅的尝试与探讨。
一、因材施教，制定特色的教学大纲
教学大纲是规范教学工作、科学严谨地指导教学的一个重要依据。教学大纲制定的好坏，直接关系到教学执行情况和教学质量的优劣。制定出切实可行的教学大纲，是课程建设的重要工作之一。在教学过程中，笔者尝试从教学内容的改革、课程时间的分配、实践内容的修改三个方面来制定合适的大纲。
1.教学内容的改革
本课程的基本教学内容主要讨论了计算机单机系统的组成原理及其内部工作机制，包括各大部件的工作原理、逻辑实现、设计方法及其互连构成计算机整机的技术。主要强调计算机的基本原理、基本知识和基本技巧的训练。通过本课程的学习，要求学生掌握计算机硬件的设计与分析方法，建立起计算机整机工作概念。要实现教学内容改革要以基本教学内容为基础，针对本课程的特点和学生特点来进行。
由于课时从80学时减少为56学时，这就要求教师以课程的基本要求和课程的重难点为出发点，在有限的时间内精炼教学内容，从而完成教学大纲的要求。例如：两位乘法运算和除法运算可以根据教学进度少讲或不讲。由于计算机组成原理和计算机网络两门课程都有循环冗余校验码的内容，在教学时，循环冗余校验码的内容重点可放在计算机网络课程中，计算机组成原理在课程中可少讲。
2.课程时间的分配
课程时间的安排要体现一些原则，重点、难点内容应该加大时间和比重，尤其对习题课比重需加大。加重习题课的比重，一方面能够提高学生理解能力和创新能力，另一方面能够提供丰富的教学反馈信息。
在习题课上主要针对理论课教学过程中学生尚未理解透彻、容易混淆的概念及学生自学中没有解决的问题，进行分析和讨论。通过一题多解和分析，加深学生对基本概念和基本理论的理解，起到了举一反三、触类旁通的作用，有助于学生在以后的课程设计中结合实际进行具体应用。在讨论问题的同时，学生又会提出新的问题，如此良性循环，学生的独立思考能力可得到培养和锻炼。
3.实践内容的修改
实践内容对于培养应用型人才至关重要，是培养动手能力的主要手段。主要从三个方面着手：精心选择实践项目，合理设置实践思考，增加实践预习环节。
首先，精心选择实践项目，对实践内容合理调整。例如：减少复杂模型机的实践项目，加重基本模型机的实践项目，虽然总体上降低了难度，但是通过巧妙设计实验内容，加重实践设计能力，提高学生动手能力的培养，引导学生在实验中创新能力的培养。
其次，在实验中合理设置实践思考，要求学生在实验过程中对实践思考点做出回答。通过回答这些思考点，培养学生独立思考能力和创新能力，拓展学生的知识面。带着问题做实验并且鼓励学生自己发现问题，能够调动学生的积极性，激发他们的学习兴趣，让他们自己学会解决问题。
再次，增加实验预习环节，在预习环节中设置一些与实验内容相关的基础问题。这些问题的设置，能加深他们对实验内容的理解。在实验过程中，既加深了感性认识，又理解了抽象的概念，对理论教学也起到了一定的促进作用。
二、多样化的教学方式，提高教学效果
1.充分利用类比方法，培养学生理解能力。
类比法是以相似比较为基础的一种科学研究方法，是利用两种事物之间某种相似关系而进行的推理。运用类比的方法，能将抽象、难以理解的模型的某个特性的理解转换为对比较具体、形象的容易理解的模型的对应特性的理解，可以使学生加强对内容的理解，也是培养学生学习方法的一种重要手段。通过类比方法可以发现它们的共性和异性，这会使学生更好地加深对教学内容的理解和掌握。
讲授CPU章节过程中，为了帮助学生建立数据通路的概念，可借助于城市自来水管网模型，它们之间有很多共性：水流通路和数据通路之间有很多类似的地方。
讲解轮询和中断两种程序控制方式时，借助于教师依次收作业和科代表收齐作业的事例来帮助学生理解这两种方式的特点。
2.适当介绍本学科新技术，拓展学生的知识面。
因为计算机发展迅速，课本知识更新速度不快，所以有必要在课堂上补充新技术。例如：组织学生讨论如何购买计算机，需要考虑哪些因素，在他们讨论中适当引导，将硬件新技术融入到讨论中。然后，布置学生查找计算机硬件发展状况的文章。通过这次作业，学生查找文献的能力提高了，对计算机硬件的兴趣提高了，对当前新技术也有所了解了。
讲解校验码时，引入ECC（Error Checking and Correcting，错误检查和纠正）内存新技术的应用。讲到CISC（complex instruction set computer，复杂指令集计算机）和RISC（reduced instruction set computer，精简指令集计算机）指令风格时，注意介绍两个技术的最新应用，指出技术发展是交替发展的。
3.采用多媒体技术，激发学生的兴趣。
多媒体教学方式能够使教学形象化、生动化。《计算机组成原理》课程的教学内容具有较强的抽象性和技术性，相当一部分内容是用传统教学手段无法直观、形象地描述的。例如：计算机内部组成的工作过程和原理，这些内容难以通过课堂讲授完全让学生理解和掌握。所以，在教学准备过程中应精心制作多媒体动画，从而更好地提高教学效果。在指令执行的过程这一教学环节中，可以利用Flas形式让学生更清楚地看到读取指令、分析指令到执行指令的各种信息流的流动过程。
讲解IEEE754单精度浮点数标准时，课堂上利用多媒体演示在Visual C++6.0环境下单精度浮点数在计算机中的表现形式，如：float num=5.0/32，查看反汇编结果。从而让学生切身感受到IEEE754的应用。
讲解海明校验码的编码规则和校验时，先通过讲解一个8位二进制海明校验码的C语言实现的程序，然后让学生编制出一个7位二进制海明校验程序，不光将前后学过的知识融会贯通，又加深了对海明校验码这个知识点的理解。
多媒体手段可以运用精确、逼真、动态的图像、视频、声音等多种媒体全方位调动学生的积极性，激发学生的学习兴趣，强化学习效果。
4.借助网络技术，提高学生自学能力。
现代的社会是信息化社会，网络无所不在，已经融入到社会的各个方面。采用网络技术，组织教学自学延伸了教学活动。由于网络中有丰富的教学资源，在教学过程中，积极推荐学生课后上国家级精品课程网站，开展课后学习。在自学的过程中，学生的困惑可以通过电子邮件、QQ等形式与教师进行有效的交流。通过网络途径，不仅丰富了教学内容，而且弥补了教学的不足，提高了学生的自学能力。
三、多层次的实验内容设置，注重学生动手能力的培养
在实验进度安排上采用循序渐进的学习方式，形成三个层次的实验内容。将实验内容分为验证性实验、综合性实验、设计性实验，形成从部分到整体、从接受知识型到综合能力型逐级提高的实验内容。
1.验证性实验
验证性实验主要学习基本实验仪器的使用，掌握基本的实验方法和技术，了解实验机系统结构的组成。通过设计一系列小实验的验证和应用，要求学生掌握实验系统单元模块的内部结构及相关电子芯片的基本逻辑，理解单元模块的工作原理及该单元模块在整机系统中的应用。
2.综合性实验
综合性实验让学生建立整机思想，在掌握单元模块工作原理的基础上，掌握计算机整机系统地协调运行。为了达到这一教学目的，我们在教学内容中安排一定量的综合设计实验，要求学生通过一系列此类实验，掌握整机运行模式，让学生通过实践，建立牢固的整机思想，进一步深刻理论知识。
3.设计性实验
设计性实验是原理应用能力的培养阶段。通过这一阶段的系列实验，要求学生能利用在第二阶段建立的整机思想，对指导教师提出的课题任务，提出解决方案，陈述原理的应用，自主设计实验所用的单元模块以及实验步骤，进而通过实践得出实验结论。学生在这一阶段，通过自主实验的设计，从成功与失败交替中受到训练，得到整体素质提高。比如：指令系统的设计，要求学生根据设计中对计算机功能和组成的要求来完成对指令系统的设计。
总结
本文主要从教学大纲的制订、多种教学方式的融合、多层次实验内容设置三个方面进行了计算机组成原理教学与实践一些初步尝试。在教学过程中，应从培养学生的学习兴趣入手，加强学生学习动机的培养，以学生为中心，发挥教师和学生的积极性，提高计算机组成原理的教学质量，努力培养应用型、创新型人才。同时，我们也清楚认识到教学改革是一个逐步深化的长期过程，广大学生和教师自身的素质有待发展和提高。
参考文献：
[1]张功萱，顾一禾，邹建伟，王晓峰.计算机组成原理[M].清华大学出版社，2005，(9).
[2]刘芳，戴葵，刘芸，王志英.“计算机组成原理”中设计性环节的教学探讨[J].计算机教育，2007，(4).
