計(jì)算機(jī)組成原理參考論文
計(jì)算機(jī)組成原理參考論文
計(jì)算機(jī)組成原理課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門核心課程，也是全國計(jì)算機(jī)專業(yè)碩士研究生入學(xué)試必考的科目之一，它在整個計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系中具有承上啟下的作用。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的計(jì)算機(jī)組成原理參考論文，希望大家喜歡!
計(jì)算機(jī)組成原理參考論文篇一
《計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討》
摘 要：本文首先分析了當(dāng)前計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)環(huán)節(jié)的重要作用，然后提出了計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革思路，最后進(jìn)行了總結(jié)。
關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué) 計(jì)算機(jī)組成原理 實(shí)驗(yàn)安排 實(shí)驗(yàn)教改
Abstract：This paper analyzes the important role of the current computer composition principle experiment teaching situation and existing problems，experimental teaching in teaching computer organization，and then propose a computer composition principle experiment teaching reform ideas，and finally summarized.
Key words：experimental teaching;computer organization;experimental arrangement;experiment Reform
本文主要闡述了計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革思路。以全面提高教學(xué)質(zhì)量為宗旨，以創(chuàng)新設(shè)計(jì)模式為主要指導(dǎo)思想，將硬件描述語言、先進(jìn)的EDA開發(fā)工具和技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)中，逐步更新傳統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)中的陳舊內(nèi)容、模式及其實(shí)驗(yàn)平臺，將成為計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)的一個發(fā)展趨勢。改進(jìn)后的計(jì)算機(jī)組成實(shí)驗(yàn)將實(shí)用性、技術(shù)的前沿性和實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的趣味性很好地結(jié)合，對課程的內(nèi)容有很好的對應(yīng)性。從而提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提升了學(xué)生的就業(yè)競爭力。
1 計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在問題分析
計(jì)算機(jī)組成原理課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門核心課程，也是全國計(jì)算機(jī)專業(yè)碩士研究生入學(xué)試必考的科目之一，它在整個計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系中具有承上啟下的作用[1]。計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)是“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的配套實(shí)驗(yàn)，屬于涉及計(jì)算機(jī)內(nèi)部工作機(jī)制的硬件類實(shí)驗(yàn)。在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，硬件的理論知識只有通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)才能加深理解，實(shí)驗(yàn)?zāi)苁箤W(xué)生掌握計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)等多方面的技能，訓(xùn)練學(xué)生動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力及認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)。
《計(jì)算機(jī)組成原理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)是組成計(jì)算機(jī)的基本部件，包括存儲器、運(yùn)算器、控制器、輸入輸出系統(tǒng)和連接它們之間的系統(tǒng)總線的構(gòu)成、組織方式和工作原理;該課程的難點(diǎn)是如何掌握以控制流和數(shù)據(jù)流為主線，將計(jì)算機(jī)的各大部件聯(lián)系起來，建立整機(jī)概念。所以，該門課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法起到了至關(guān)重要的作用[3]。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法是：首先教師講解實(shí)驗(yàn)，學(xué)生再按照指導(dǎo)書的實(shí)驗(yàn)步驟，利用現(xiàn)成實(shí)驗(yàn)箱按部就班地進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，最后教師檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄。這種教學(xué)方式使學(xué)生不求甚解，根本無法直觀、形象地描述計(jì)算機(jī)內(nèi)部組成的工作過程和原理。
2 計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路
針對目前計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的普遍問題，作者根據(jù)在教學(xué)中曾進(jìn)行過的有效嘗試提出了一些改革思路。
我院所用的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)器材是復(fù)旦大學(xué)研制的FD-CES多功能計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，主要包括運(yùn)算器、控制器、存儲器、總線四個部件實(shí)驗(yàn)和一個整機(jī)實(shí)驗(yàn)。以前做實(shí)驗(yàn)基本上都屬于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課時，教師先講一下實(shí)驗(yàn)原理，然后學(xué)生就按照廠家配備的實(shí)驗(yàn)板和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行連線和操作，很多學(xué)生只是機(jī)械的按實(shí)驗(yàn)步驟連線和操作，根本不明白每步操作代表什么含義，有什么作用。為了提高學(xué)生獨(dú)立思考和解決問題的能力，我們將運(yùn)算器、存儲器和總線實(shí)驗(yàn)由原來的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)改成設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)前一周，教師首先在課堂上對實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行講解，然后再把實(shí)驗(yàn)電路板的線路圖復(fù)印給學(xué)生，讓學(xué)生事先對整個電路詳圖有一定的了解，實(shí)驗(yàn)時，教師再結(jié)合實(shí)驗(yàn)板和線路圖講清實(shí)驗(yàn)板上各個芯片和信號的作用，最后由教師引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟并完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中我們引入了一種新的實(shí)踐教學(xué)方法，發(fā)揮現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)，結(jié)合計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助實(shí)踐教學(xué)。這種教學(xué)方法將計(jì)算機(jī)中比較抽象的工作原理和工作過程以動畫的形式演示出來，讓學(xué)生能清楚地了解數(shù)據(jù)流動的過程和最終結(jié)果，更好地掌握整機(jī)的概念。采用這種教學(xué)方式更直觀、更形象、更具有吸引力。這樣能夠進(jìn)一步發(fā)揮學(xué)生的能動性、提高學(xué)習(xí)興趣。
3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)安排
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的安排按照由淺入深，循序漸進(jìn)的方式進(jìn)行，合理選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，盡量避免過多過雜。內(nèi)容選擇注意舉一反三，即以啟發(fā)思維為主，對設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)只要能完成預(yù)定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)即可，不苛求實(shí)驗(yàn)過程與步驟的統(tǒng)一。實(shí)驗(yàn)教師在實(shí)驗(yàn)中主要起到引導(dǎo)的作用，實(shí)驗(yàn)前的講解以重點(diǎn)、難點(diǎn)和注意事項(xiàng)為主，而不需要面面俱到?？梢韵忍岢鲆恍﹩栴}，讓學(xué)生帶著問題去做、去觀察、去思考。實(shí)驗(yàn)中，則應(yīng)以學(xué)生為主體，讓每個同學(xué)通過操作行為感受計(jì)算機(jī)的物理過程。鼓勵學(xué)生自己修改實(shí)驗(yàn)，有時學(xué)生對自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒有把握，一旦經(jīng)過操作實(shí)踐后就清楚了。他在實(shí)驗(yàn)一起上修改實(shí)驗(yàn)步驟，觀察修改后的結(jié)果，實(shí)際上就是了解改動部分在整個操作過程中所起的作用，這種作用的認(rèn)識和理解不是通過說教得來的，而是切身經(jīng)歷的、看到的，學(xué)生對它的理解、記憶就要深刻的多。
具體實(shí)驗(yàn)具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)覆蓋計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)中的各重要方面：計(jì)算器，存儲器，時序部件，總線和整機(jī)實(shí)驗(yàn)。類型分為選作和必做。每個實(shí)驗(yàn)分屬驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型或綜合型。根據(jù)以上思考，我們在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)文檔的組織等諸方面都做了精心的考慮和安排，嘗試為“計(jì)算機(jī)組成原理”課程編寫了《計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》?，F(xiàn)列舉幾個必做實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下。
3.1 實(shí)驗(yàn)一：運(yùn)算器部件實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)類型。
設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。
(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
?、僬莆?位函數(shù)發(fā)生器74181，先行進(jìn)位發(fā)生器74182，以及多功能8位移位寄存器74198的工作原理和使用方法。
?、谡莆?6位串/并運(yùn)算器的工作原理及設(shè)計(jì)方法。
(3)實(shí)驗(yàn)要求。
?、儆盟钠?位并行算術(shù)邏輯運(yùn)算單元74181、一片先行進(jìn)位發(fā)生電路74182、兩片74198及兩片74377等，組裝一個組間進(jìn)位并行/串行可變的16位運(yùn)算器(每組四位)。
②驗(yàn)證集成電路74181、74198的功能。
③分別測試16位運(yùn)算器組間串行進(jìn)位和并行進(jìn)位情況下的最大進(jìn)位延遲時間。
3.2 實(shí)驗(yàn)二：存儲部件實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)類型。
設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)(給定實(shí)驗(yàn)方案，自行設(shè)計(jì)硬件連線和實(shí)驗(yàn)步驟)。
(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
?、僬莆瞻雽?dǎo)體靜態(tài)RAM6116的特性和使用方法。
②掌握多片存儲器的擴(kuò)展技術(shù)和片選技術(shù)。
(3)實(shí)驗(yàn)要求。
?、儆脙善?116(2K×8)構(gòu)成一個4K×8bit 的RAM。
②測量6116的讀/寫時間。
3.3 實(shí)驗(yàn)三：時序電路部件實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)類型。
驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。
(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
?、僭鰪?qiáng)對計(jì)算機(jī)時序系統(tǒng)的認(rèn)識。
②掌握使用中小規(guī)模集成電路研制計(jì)算機(jī)時序電路的方法。
(3)實(shí)驗(yàn)要求。
驗(yàn)證一個性能如下的計(jì)算機(jī)時序電路如下。
①能產(chǎn)生四個機(jī)器周期狀態(tài)：M0，M1，M2，M3。
②每個機(jī)器周期狀態(tài)均含有四個節(jié)拍電位：T0，T1，T2，T3。
?、勖總€節(jié)拍電位中含有三個完整的時鐘脈沖：CP1，CP2，Φ。
3.4 實(shí)驗(yàn)四：總線傳輸實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)類型。
設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。
(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
?、偻ㄟ^一個簡單的8位總線傳輸線路了解總線傳輸控制技術(shù)。
?、谑煜追N常用的三態(tài)輸出期間的性能和使用方法。
(3)實(shí)驗(yàn)要求。
給定實(shí)驗(yàn)部件，試設(shè)計(jì)連線和試驗(yàn)步驟，構(gòu)成一個8位單總線系統(tǒng)，利用它完成存儲器和寄存器的讀寫，并通過總線實(shí)現(xiàn)內(nèi)存和存儲器之間的數(shù)據(jù)交換。
3.5 實(shí)驗(yàn)五：整機(jī)實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)類型。
綜合型實(shí)驗(yàn)。
(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
①了解多累加器計(jì)算機(jī)的特點(diǎn);
?、诹私鈳追N尋址方式的控制過程;
③掌握微程序控制的計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方法，加深了解微程序的特點(diǎn);
?、芡ㄟ^設(shè)計(jì)和調(diào)試了解計(jì)算機(jī)如何執(zhí)行指令，如何控制I/O設(shè)備工作。
(3)實(shí)驗(yàn)要求。
對實(shí)驗(yàn)儀資源進(jìn)行剪裁，自行研制一臺實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)。要求實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)具有以下特點(diǎn)。
①有外部設(shè)備。
?、谶\(yùn)算器采用單累加器結(jié)構(gòu)(KA、KB、KC、KR分別置于左、右、右、左)。
③操作數(shù)采用直接地址方式。
④外設(shè)和主存統(tǒng)一編址，當(dāng)a10=0，訪問主存;a10=1，訪問外設(shè)。
?、葑跃幬⒅噶罡袷胶臀⒊绦?。
⑥自編調(diào)試程序及應(yīng)用程序。
4 結(jié)語
改進(jìn)后的計(jì)算機(jī)組成實(shí)驗(yàn)將實(shí)用性、技術(shù)的前沿性和實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的趣味性很好地結(jié)合，對課程的內(nèi)容有很好的對應(yīng)性，具有鮮明的特點(diǎn)和極強(qiáng)的針對性，使學(xué)生不僅能親手觸摸到如今高速發(fā)展的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)主流應(yīng)用的開發(fā)技術(shù)，還能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提升學(xué)生的就業(yè)競爭力。
總之，以全面提高教學(xué)質(zhì)量為宗旨，以創(chuàng)新設(shè)計(jì)模式為主要指導(dǎo)思想，將硬件描述語言、先進(jìn)的EDA開發(fā)工具和技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)中，逐步更新傳統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)中的陳舊內(nèi)容、模式及其實(shí)驗(yàn)平臺，將成為計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)的一個發(fā)展趨勢。
參考文獻(xiàn)
[1] 王青峽，許文林，任蜀焱.連鑄連軋課程教學(xué)改革探討與實(shí)踐[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報：社會科學(xué)版，2012(5)：185-186.
[2] 于湛麟.Multisim在計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].電子設(shè)計(jì)工程，2012(15)：15-17.
[3] 白明，張健.基于GEF的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)仿真[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010(9)：81-84.
[4] 陳輝，周自立.基于QuartusⅡ的ALU的實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2012(4)：67-70.
點(diǎn)擊下頁還有更多>>>計(jì)算機(jī)組成原理參考論文