浅谈计算机组成与系统结构设计论文

2017-03-06

浅谈计算机组成与系统结构设计论文篇一

解析计算机组成原理实验系统的设计与实现

摘要：本文首先对系统的硬件设计进行了论述和实验，实验一起所采用的是单元式的结构，包括整个的计算机部件的单元电路，用户可以根据自己所设计的模型计算机结构方案对用户的连接方式进行改变，从而构造出结构不同、复杂程度不同的原理性计算机，用此实验对学生们进行教学指导，从而使学生能够清楚的认识到计算机的组成机构及组成系统。本文在对计算机组成原理课程教学的基础上，掌握了相关技术，并设计和实现了计算机的组成原理实验系统。

关键词：计算机组成原理实验系统;设计与实现

中图分类号：TP301-4

当今时代，是商业的时代，计算机组成原理实验系统中系统的设计与实现技术并没有得到公开，然而，面对现代教学的要求，用不完善的计算机组成原理实验系统设计与实现进行实验，并不利于增强学生对计算机组成原理的认识。针对学生的层次及自身能力的不同，一套结构简单、易于实现的组成原理实验系统的设计很有必要，不仅可以使学生对实验有更加深入的了解，同时还能培养学生学习和了解计算机的相关技术，提高自身的理论与实践结合能力。

1系统硬件的设计

系统的硬件可以为学生们提供实验的平台，即原理实验仪，由单片机和构成计算机组成的微程序控制器、运算器、输入输出、存储器等基本单元模块组成。

1.1系统的硬件组成

实验仪的组成部分如图1所示：

图1实验仪的组成结构图

实验仪的硬件是以微控制器ATMEL AT89C52为中心，然后再配合其他的各个部件，实现对计算机组成原理的实验教学功能。

1.2MCU AT89C52资源分配

AT89C52资源分配具有一定的标准功能，即8k字节Flash闪速存储器，256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位定时计时器，一个6量两级中断结构，单个全双工串行通信口，片内震荡及时钟电路等。同时，AT89C52可以通过静态逻辑操作降到最低的0Hz，并选用两种软件进行节电的工作。当空闲时，可以停止CPU的运行工作，但是可以允许RAM、计数器、串行通信口等系统的继续工作。下面具体的对系统中MCU资源在端口的分配情况进行了介绍。

通常，AT89C52有四个并行的端口，且每个端口都有8条端口线，可以用于数据的传送和接受工作。在对系统进行设计时，数据缓存器可以用于传送数据，而且P0口也可以对存储器进行访问，片外微控制存储器28C16。其中，P1作为普通的端口，可以对系统的开启和停止进行控制，还可以对数据缓存、地址寄存器等进行相应的控制。

2系统软件的整体设计

2.1微控制程序的整体设计

整个系统的硬件核心就是微控制器，微控制器的主要的功能就是利用实验仪对各项实验的原理进行实验。实验仪通常分为脱机运行和练级运行两种运行模式，所以微控制器的作用就是保证实验仪能够脱机运行，同时又能使实验仪以联机的方式运行。系统设计的主要的内容就是实验仪的联机运行。微控制器程序的编写工作有一定的步骤，即从系统的初始化开始，完成系统初始化之后再进行下一步的工作。系统程序主要采用的是模块化的设计方式，想要实现的功能要能够独立出来，并通过模块的形式提供相应的调用，以达到软件设计结构的清晰要求。各模块之间的关系可以用图表示出来，如图2所示：

图2微控制器程序中各个模块的关系

其中，主控模块的作用就是进行系统的初始化，对通信模块进行管理，协调和定义各个模块之间的工作;通信模块主要是作为PC机和实验仪通信的桥梁;微控制存储器操作模块主要是实现对微控制存储器28C16读写操作的功能，并把相关的指令传送到PC机上。

2.1.1微控制器程序的总体流程设计

实验系统的每一次复位，首先都要运用微控制器程序对实验仪进行各项脱机工作的设置，然后再进行初始化的串口，进入系统程序等待用户的交互操作，串口通信模块实现与PC机串口的交互，进而实现命令的接受、解析等。

2.1.2微控制存储器操作模块的设计

实验仪所运用的微程序设计技术，使微控制存储器存储微指令。首先，在系统正常运行之前，要提前把微指令存储到微控制存储器28C16中;其次，在时序信号的作用下，可以进行微指令的读取，进而对程序指令进行解释。

微控制存储器28C16操作模块的作用主要是对微控制存储器28C16进行相应工作的读取。在对系统进行联机操作设计之后，进行实验时可以下载微指令，通过MCU完成微控制存储器的读写工作。相应的，也可以通过联机进行微控制存储器中数据的读取。根据PC机的命令字，再通过通信模块，可以将PC机中接收的微指令存放在微控制存储器中。

2.2PC机仿真程序的总体设计

PC机方针程序的设计目标是为了使实验能够拥有良好的可视化界面，让用户通过合理的PC结构布局更形象的了解计算机的组成和指令的具体执行情况。

PC机的实际应用软件设计由以下多种模块组成：用户界面。用户界面是在Windows系统的基础上进行设计，所运用的是图形化界面，操作简单，任务窗口较多。通信模块。通信模块的设计所采用的Mod bus协议，此协议在通信模块中的应用使模块更加的标准化，通讯等更加的快捷、可靠，可以任意的进行重接等。文件下载。把程序指令和微指令通过串口发送到实验仪的相关存储器中。

3实验仪微控制器程序的实现

3.1主控模块的实现

实验仪单片机程序的控制中心就是主控模块。想要使系统的主控模块实现，就要对实验仪进行初始化，使其在脱机的情况下运用手动的方式进行运行，等到系统通电之后，通过MCU对实验仪进行手动操作，进而来对相关锁存器、寄存器等控制信号进行设置。随后，对串口进行初始化设置，来等待串口中断情况的发生，此时，实验仪再根据所接受的各种命令对串口中断的程序进行处理。

3.2通信模块的实现

通信模块的实现首先要完成三个方面的工作，即串口初始化、读、写串口。

其中，串口出示化是为实现通信功能的必备条件，所以，首先要对通信模块进行初始化。串行通信的初始化主要是对串行通信控制寄存器、定时器及相关的波特率等进行的设置。

串行通信数据的接收主要是利用实验仪采用中断方式接受PC机传来数据。

串行通信数据的发送主要是运用实验仪对所发送的数据进行查询。

4总结

综上所述，本系统的设计主要是根据串口通信方式，实现了计算机组成原理实验仪与PC机的联机操作。在对计算机组成原理实验系统的设计与实现进行分析时，其组成原理的实验系统是一个开放性的系统，实际的应用过程中学生可以根据实验仪的硬件设计来完成自己的微程序和实验案例。

参考文献：

[1]郑玉彤.《计算机组成原理》课程实现的比较研究[J].中央民族大学学报,2008(12):33-36.

[2]赵硕.计算机组成原理课程的设计性实验[J].高师理科学刊,2008(02):96-99.

[3]唐薇.一种监控系统数据传输[J].计算机工程,2009(19):67-75.

浅谈计算机组成与系统结构设计论文篇二

EDA技术应用于计算机组成与结构实验教学

【摘要】计算机组成与结构实验课程是计算机专业以及相关专业学生要学习的一门必修课程，在这门课程中应用EDA技术进行教学，不仅能加深学生对计算机组成与结构课程的理解，也将有利于提高学生进行自主学习的能力以及创新的综合设计能力。正是符合了该课程的预期目的。

【关键词】计算机组成与结构;EDA技术;实验;应用

计算机及其相关专业的学生在学习过程中，除了要对理论知识加以了解，更重要的是要提升自己的动手能力。计算机组成与结构实验教学，就是计算机专业学生的必修课，通过课程设计把理论知识运用到实践中，可以起到拓展知识的作用。

一、EDA技术概述

EDA也就是电子设计自动化，EDA技术的发展经历了计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助测试以及计算机辅助工程。EDA技术的工具就是计算机，在EDA软件平台上，设计者常常用硬件描述语言HDL来完成具体的课程设计文件，然后再在计算机平台上自动完成逻辑编译、分割、优化、布局、仿真等多个步骤。

EDA技术最大的优势在于用软件的方法来实现硬件的实际功效。一项设计最重要的部分是仿真和调试，采用EDA技术进行设计时，从设计的高层次上对设计进行全局纵览，有助于早期改造结构设计上的毛病，避免工作量的增加，也可以减少进行逻辑功效仿真的工作量，增加设计的成功率。

二、将EDA技术应用于计算机组成与结构课程设计

计算机是一个典型的复杂数字系统，如果在计算机设计系统开发中加入EDA技术的软硬件设计平台，不仅可以提高系统设计与调试的敛率，也可以节约硬件开发成本，缩短设计周期。因此在计算机组成与结构的实践教学中，要不断提高学生利用现代化的电子技术手段进行设计的能力。当然，EDA技术将成为计算机组成与结构实验教学的发展方向。

(一)课程的实施方案

课程设计是要完成模型计算机的设计以及FPGA的实现，而课程实验则是用来验证计算机的各个组成部件以及其具体的逻辑功能的。这两种课程内容都是为了让学生能够掌握计算机的硬件系统中各个部件的具体组成原理、逻辑实现方法及其具体的设计方法，从而建立一种整体的概念，提高学生在学习过程中进行独立分析设计的能力。计算机组成与结构的课程设计中运用了多门课程，比如计算机组成原理、VHDL、汇编语言程序设计等，这些课程都能对学生的自学能力有很好的提高。因为该课程设计不仅在理论上要求学生有扎实的理论基础，在实践上则要求学生具有电路分析与设计、能进行完整实验的能力。

(二)课程设计的内容

计算机组成与结构实验教学中，进行课程设计的内容主要有以下几个方面。首先是进行系统的总体设计，画出模型机的数据通路框图;其次是设计微程序控制器或者硬联线控制器的逻辑结构框图;开始设计机器指令格式和指令系统;由给出的课程题目和设计指令系统来编写相应的汇编语言，进行仿真等。

三、将EDA技术应用于计算机组成与结构课程实验

进行课程设计之后就可以进行具体的课程实践。在进行课程实践之前，要掌握具体的设计方法。计算机的CPU包含基本的功能模块以及与基本功能模块相连的数据通路。在进行课程设计实践时要掌握基本功能模块的具体功能以及各自的特点，再对每个模块进行设计、调试、软件仿真和硬件设计等。计算机组成与结构课程设计实验中采用的CPU采用大多是单总线系统结构的16位CISC CPU，EDA软件大多是可编程逻辑器件设计工具软件。

(一)基本模犁计算机的设计

在具体的课程设计中，为了保证清晰的系统结构，一般在系统的顶层结构采用原理图输入法，而在其他的模块都采用VHDL语言进行设计。对各个模块进行处理时要在文本编辑器中输入每一个单元模块所对应的VHDL源程序，并且要对各个源程序进行编译，可以产生相应的图元，供顶层的电路调用使用。各个模块的图元可以生成图元库，运用EDA技术进行实验课程，很重要的一步就是要进行软件仿真，而仿真的元器件就来源于图元库。在图形编辑器中可以对图元库中的各种图元进行调用，再根据数据通路的总体框架图连接成顶层电路图，就可以进行电路的仿真。计算机组成与结构实验所设计的CISC模型机的顶层电路图中有很多基本器件模块，比如时序信号发生器、程序计数器、算术逻辑运算单元、移位寄存器、指令寄存器、比较器、地址寄存器、一个控制单元等。而这些模块也共用一组16位的三态数据总线。

系统结构中的存储模块是一个重要的组成部分，存储元件由嵌入式阵列块构成，通过调用宏模块并设置模块相关的参数来实现存储功能。系统的各个部分都承担了不同的功能，其中，存储CPU主要是对指令和数据进行执行，具体的过程是处理器从存储元件中读取相应的指令，CPU再执行指令来运行下行的各种程序，整个过程中的指令都被存储在指令寄存器中。译码过程由控制单元完成，控制单元主要是控制相应的信号进行相互作用，并且控制各个处理单元来执行这些指令。

系统结构中的控制模块其实是一个状态机，它主要控制CPU的各项动作之间的顺序，比如取指令、译码、执行指令，控制模块进行操作时要针对各个动作发出具体的时序控制信号，使得计算机内部的各个动作都能进行协调的工作，进而完成各个指令的具体功能。这种方法与微程序设计方法不同，微程序设计法主要在控制存储器中写入微指令，通过控制微程序来执行具体的控制指令。

(二)软件设计

当系统CPU得到一个复位信号后，系统即开始进行复制操作，复位信号是使CPU内部状态复位的一个信号操作。一般说来，系统的每个寄存器都有不同的功能，寄存器1主要存放模块的的起始地址，寄存器2主要存放系统目标区的起始地址，而寄存器6则主要存放被复制模块的末地址。在具体的操作过程中要判断数据模块的复制工作是否已经结束，若已经满足结束条件则可以停止运行，否则要继续记数直至数据模块复制完成。

将设计的程序输入并且进行编译之后，还有一个重要的步骤就是仿真，仿真也是对设计进行验证的一个重要步骤，若在仿真中发现不符合要求的地方，则要及时找出原因进行改正，以保证最终结果的正确性。

结语

计算机组成与结构课程是锻炼学生积极思考以及提升其思维能力的重要课程，不同的设计对象和内容导致设计的具体内容完全不同，这也考验了学生独立思考的能力，由于EDA技术与计算机输入技术、逻辑编程和仿真等方面都有紧密的联系，而且在硬件实验之后有具体的图像可以进行对比，因此在实验教学中具有很好的灵活性和可操作性。也能提高学生进行软件开发的能力，可以达到课程设计的效果。

参考文献

[1]陈智勇.计算机原理课程设计的改革与实践[J].电气电子教学学报,2005,27(5):71—73

[2]周华,王斐.EDA技术的特点与发展趋势[J].西安航空技术高等专科学校学报,2009(03)：98-99

[3]张亮.应用EDA技术改革“计算机组成原理”课程设计[J].计算机教育,2009(19)：:753

浅谈计算机组成与系统结构设计论文篇三

计算机组成和体系结构课程教学改革的探索与实践

[摘要] 结合近年来在计算机组成和体系结构类课程方面的教学实践，对该类课程的教学方法进行了研究，提出建立计算机组成与体系结构课程群的课改思路，并对相关课程进行了教学改革实践。建立了一种在课程群的教学过程中引导学生进行创新性主动学习的教学思路。

[关键词] 课程群;主动学习;计算机组成与结构

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2013)02-0064-04

0 引言

在计算机硬件教学课程体系中，“计算机组成原理”是基础课，它主要以顺序执行为主要特征，从部件到整机介绍冯诺依曼结构计算机的基本组成。而“计算机体系结构”则是一门专业基础课，它把当前主流的、先进的计算机设计和实现过程中的一些较为典型的思想和方法提取出来作为教学内容讲授。因此在实际教学过程中，无论是对于计算机组成还是对于计算机体系结构，一般都普遍认为理论和概念多、教学抽象、教师授课时教学内容部分有重复，因而学生听起来感觉单调、乏味，也比较困难。因此，如何提高学生的学习兴趣，使学生系统而全面地掌握计算机组成和系统结构的基本理论、方法，提高该类课程的教学效率和教学效果，近年来引起人们的广泛关注，很多老师根据自己的实践经验，对该类课程的教学进行了有益的探讨和研究[1-9]。

图1是美国UC Berkeley 大学2009年关于计算机组成及其体系结构的课程设置情况[1]。从图1中可以看出，在这一类课程的教学设置中，UC Berkeley大学在保留了传统课程内容的同时，也加强了基于FPGA 的硬件设计能力的培养。此外，还在本科教学中加深了并行体系结构方面的教学内容。

图2给出了中国科技大学2010年关于计算机组成及体系结构的课程设置情况[2]。由图2可见，中国科技大学在保留传统课程内容的同时，在本科教学中加强了CPU设计能力的培养。

论文还对Stanford[3]、MIT[4]等其他多个美国著名大学和南京大学[5]、国防科技大学[6]等国内著名高校在相关课程方面的教学情况进行了分析。分析发现，这些大学在计算机组成与体系结构等相关课程教学理念、教学思路，甚至教学内容方面都有很多相似之处，如都以典型的流水线CPU设计技术和存储器层次化结构为核心内容，都是站在计算机系统的高度阐述计算机组成原理及硬件系统的结构和设计思想，强调学生对并行体系结构、并行程序设计等技术的掌握。

通过对国内外一些著名高校的相关课程教学方法进行分析总结，本文结合笔者近年来在该类课程方面的教学实践，对该类课程的教学方法进行了研究，提出建立计算机组成与体系结构课程群及在教学过程中主动引导学生进行创新性学习的教学思路，并在相关课程教学中进行了探索和实践。

1 计算机组成与结构课程群的建设

在对国内外著名高校计算机组成与体系结构相关课程设置情况深入研究分析的基础上，论文对笔者所在的西安理工大学计算机科学与工程学院的计算机科学与技术及相关专业开设的所有课程的教学内容进行了梳理，发现由于课程间缺乏统一规划和协调，教学存在内容大量重复或缺失、课程之间内容脱节等问题。针对该问题，结合西安理工大学计算机专业相关课程教学内容特点及要求，并借鉴国内外有关院校的经验[5-9]，对原有专业课程设置进行了调整。将原先模拟电子技术部分内容合并到数字逻辑电路设计中，形成数字逻辑与数字系统课程;将原先的计算机组成原理和计算机系统结构内容合并，形成计算机组织与结构课程;同时开设了一门新课――高级计算机体系结构。通过对相关课程的调整，构建了以“计算机组织与结构”为核心的课程群(如图3所示)，对相关课程的教学体系进行了统一规划。

其中，计算机技术导论主要从宏观上介绍计算机系统涉及到的各个层次的内容，让学生从整体上了解计算机系统的全貌和相关知识体系;数字逻辑与数字系统围绕组合逻辑设计和时序逻辑设计两大核心内容，在逻辑门到功能部件这两个层次展开;计算机组织与结构从寄存器传送级以上层次介绍单处理器计算机系统设计的基本原理;微机原理与接口及嵌入式系统分别定位为计算机组织与结构的基本原理在PC 及嵌入式系统方面的实例化;高级计算机体系结构则主要在更高层次上介绍多核CPU、多处理机系统、集群系统等不同粒度和规模的多处理器并行计算机系统的工作原理、实现方式及其应用领域。上述课程中，计算机技术导论、数字逻辑与数字系统、计算机组织与结构为必修课，微机原理与接口、嵌入式系统、高级计算机系统结构为选修课。

针对不同课程在教学体系上的关联知识点，采用了如下的处理思路。

1)关于进位计数制及相互之间的转换、ASCII 码表示、逻辑数据表示、汉字编码、无符号数表示、带符号数表示，在计算机技术导论课程中进行详细讲解，而在后继课程中作为“回顾”内容，不再详细介绍;补码特性和浮点数的表示则在计算机组织与系统结构中详细介绍。

2)逻辑门电路、半加器、全加器、加法器、比较器、编码器、译码器、触发器、寄存器、移位器、内存储器的实现技术及相关电路设计内容在数字逻辑与数字系统中详细介绍;计算机组织与系统结构课程则直接使用这些基本电路来构建更大的功能部件。

3)关于存储器的相关方法、原理主要在计算机组织与系统结构中详细介绍;计算机系统概论课程仅作概要说明;微机原理和接口技术中不再讲。

4)关于I/O接口，计算机技术导论课程从计算机硬件系统组成的角度简单提一下常用的外部设备的功能及接口;计算机组织与结构主要介绍各种外设抽象出来的一个通用结构，以及外设控制器的通用结构;微机原理与接口技术则具体介绍PC机所用的一些接口电路、I/O 总线及其互连。

2 引导学生进行创新性主动学习的实践

为了进一步提高计算机组成及体系结构等相关课程的教学效果，在积极建设计算机组成与结构课程群的同时，还在相关课程的教学过程中，从以下三个方面对引导学生进行创新性主动学习的教学方法进行了探索和实践。 2.1 积极探索新的教学技巧，提高学生对相关课程的学习兴趣

计算机现在非常普及，各种部件学生也都熟知，只不过对各部件的工作原理以及相互之间的通信方式还不是太了解，所以有些无所适从。因此，在开始讲授这门课时，首先从培养学生的学习兴趣入手，引导学生运用自己以前所学的知识和了解到的一些市场行情，去写出一台计算机的配置，看看都需要哪些部件，怎样配置才是最优最合理的。这样可以使学生更直观、更全面、更深入地理解本课程的教学目的，然后再结合教学辅助软件将计算机的硬件进行分割、拆卸，如硬盘、软驱、光驱、主机、打印机、显示器等，将其内部结构展现出来，使学生能够更好地了解计算机功能部件的内部结构及其相互之间的联系。另外，利用适当的机会向学生介绍本学科发展的新动向、新技术，指出现在的整个技术发展大趋势是什么，这样有助于引导学生牢固树立为探求技术发展而努力学习的信心和决心。通过这种方式，学生们普遍感到计算机的组成结构原来离自己是很近的，消除了畏惧心理，从主观上开始重视该课程，并带着问题和兴趣去学习，这样就为讲好、学好该课程打下了基础。

为促使学生对课程学习产生更为持久的兴趣，还进行了如下探索和实践。

在教学内容的选择上，优化教学内容，突出重点，讲清难点。学生重点掌握的是计算机的运算器、存储器、控制器及I/O设备的基本组成和工作原理。因此在讲授运算器的运算原理及组成机制、各种存储器的构成及存储原理、CPU中微程序控制器的机理等内容时，分配了很多课时和精力，目的是让学生重点理解并掌握这些知识。其他部分内容可视课时的多少或让学生自学，或略讲，或讨论。

在授课过程中，将重点放在基本原理上，如对计算机的各个功能部件，应着重掌握它在整机中的作用，以及由此而分配给各部件所要完成的任务，从而正确选用或设计硬件，而不致被众多风格各异的计算机结构及组成所迷惑;以计算机五大部件内容为主线，重点讲述基本内容，如对计算机硬件结构的发展，只是重点讲述计算机系统的层次结构; 计算机指令系统不是本课程的重点，只介绍指令的寻址方式及一些典型指令;CPU部分只注重分析微程序控制器、微程序设计技术及流水CPU，其他部分内容可引导学生自学;对于需要重点掌握、但教材上没有详细介绍的基本内容应根据具体情况增加介绍，如教材介绍存储器扩展技术的字位同时扩展时，教材上只有不到60字的内容，而这部分内容又是重点，课后习题占了将近一半，故需增加课时，详细讲解。另外，对微程序控制计算机的基本工作原理和程序设计技术要求重点掌握，而教材中此部分内容介绍较少，如何写指令的微程序，如何确定微指令的结构，学生感到困惑，故需对微程序控制器进行详细的讲解。

在教学过程中尽量采用“形象教学法”，对适合课堂演示的动态模拟内容，比如像讲解“存储器的读写操作”时就采用直观的多媒体形式;而对于概念性和推理性很强的内容，比如像讲解“补码的加减法”时，则采用板书结合教师的手势和形体语言的方式，以吸引学生的注意力;对于难以理解的内容，用生活中的一些生动形象的具体实例加以解释说明。比如，中央处理器一章中的流水技术原理，初学者理解起来也比较困难，就举了一个“三人合作洗衣服”的例子：三个人分别承担洗衣、烘干、叠衣任务，合作完成洗衣服的任务，这样三个过程连续进行就可以完成洗衣服任务。这样学生就很容易理解，而且与流水线相关的概念比如吞吐率、流水效率、数据相关等也就可以迎刃而解了。

2.2 加强教学互动，以问促学，积极引导学生进行主动创新性学习

为了使学生能够带着问题对课程进行主动学习，培养学生的创新性学习能力，并实现教学互动，在授课过程中，故意设置一些问题“陷阱”，引导学生主动思考。例如，在存储系统一章中，讲述主存储器是由半导体读写存储器RAM 和半导体只读存储器ROM 组成，RAM 是易失性存储器，ROM 是非易失性存储器，RAM 又分为静态和动态两种。为什么静态RAM 不需要刷新，而动态RAM 需要刷新?为什么放大器读出的信息不会送到数据线上?将这样一系列的问题留给学生讨论，调动学生的积极性，让他们各抒己见，最后得出正确的答案。这样，不仅活跃了课堂气氛，提高了学习的趣味性，还便于教师及时发现学生存在的问题，达到教学相长的目的。

对一些简单的教学内容，一般要求学生自学，教师只针对自学内容提出几个具体问题，由学生讨论，自己解决。例如在讲授中央处理器一章中的传统CPU 一节时，考虑到学生前面已学习过CPU的基本组成和功能原理，这一节内容可要求学生自学，并且布置习题要求学生课下完成。

对教学中一些尚未透彻理解、容易混淆的概念以及学生自学中没有解决的问题，组织学生在课堂进行专题讨论。例如，存储系统一章中的存储器的字位扩展是一个非常重要的问题，学生在解题时很容易把字扩展和位扩展中的地址线画错。针对这个问题进行举一反三，通过仔细分析，加深学生对基本概念和基本理论的理解，达到触类旁通的效果，有助于学生解题能力的提高。

2.3 加强实践环节，培养学生解决问题的能力

计算机组成原理主要以单个计算机的基本组成和工作原理作为教学内容，概念多，特别是教学过程中的实践性比较强，因此课程教学与实验教学相结合非常必要。笔者共安排了32学时的实验，实验内容以验证性实验为主。通过这些实验，学生对计算机的内部结构有了更明确的了解，同时对计算机的硬件特性也有了比较全面的认识并巩固掌握了所学的理论知识。

计算机体系结构主要以现代并行计算机结构的设计和实现所涉及到的一些思想和方法为教学内容，课程的技术性更强。针对该教学特点，在课程的实验教学设置上强化了设计性实验内容。围绕相关实验内容，将所有学生分组，每4～6个学生安排为一组，进行专题设计性实验，实验题目在第一次开始上课时即作为任务布置给学生，让学生以小组为单位，通过各种信息渠道合作解决，收到了较好的教学效果。 3 结束语

经过几年来计算机组成与结构课程群的教学改革实践，相关课程教学内容的设置减少了重复，弥补了缺失，衔接更加合理。通过在教学过程中引导学生进行创新性主动学习的探索与实践，提高了学生对计算机组成与结构课程的学习兴趣与学习主动性，促进了学生对计算机组织与结构基本理论、方法的理解和掌握，提高了该类课程的教学效率和教学效果。

参考文献

[1]UC Berkeley.Computer Architecture and Engineering[EB/OL].(2009-05-07)[2012-11-15].http：//inst.eecs.berkeley.edu/-cs152/sp09/.

[2]中国科技大学.2010年关于计算机组成及体系结构的课程设置情况[EB/OL].(2010-03-09)[2012-11-15].http：//cs.ustc.edu.cn/jypy/bksjy/201006/t20100626_22938.html.

[3]Stanford University.Computer Organization & Systems[EB/OL].(2009-06-15)[2012-11-15].http：//www.stanford.edu/class/cs107/.

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[7]夏战国，葛欣，王凯.“计算机组织与体系结构”教学方法探讨[J].计算机教育，2008，(6)：94-95.

[8]王华，徐洁，王雁东，吴晓华.“计算机系统结构”课程改革与探索[J].计算机教育，2009，(10)：15-17.

[9]杨军，蒋慕蓉，武浩.面向创新实践的“计算机系统结构”教学改革探索[J].计算机教育，2009，(8)：32-34.

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