时间：2023-05-30 09:04:30
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计算机理论计算机组成原理
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摘 要：本文主要探讨了计算机专业主干课程“计算机组成原理”的课程实现问题，分析比较了University of California at Berkeley、Carnegie Mellon University、清华大学和我校等几所大学“计算机组成原理”课程的教学情况，探讨了作为“计算机组成原理”的重要实践环节的“计算机设计与实践”课程的综合性、创新性实践教学模式，有助于提高“计算机组成原理”课程的教学质量。
关键词：计算机组成原理；计算机设计与实践；实践教学；综合能力
中图分类号：G642 文献标识码：B
1 引言
“计算机组成原理”是硬件系列课程中的核心课程，是计算机专业重要的专业基础课，它对其它课程有承上启下的作用，它的先修课程为“汇编语言”、“数字逻辑”，它又与“计算机系统结构”、“操作系统”、“计算机接口技术”等课程密切相关。主要教学任务是培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计和开发能力。“计算机设计与实践”课程作为“计算机组成原理”课程的后续课程和实践环节，将计算机组成原理课程的教学内容深化到应用实践，教学过程中不仅仅传授有关硬件设计的课本知识，更重要的是重视理论知识与实践过程的结合，实践教学内容不仅要将组成原理知识应用到实践中，还需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[1]。
本文主要探讨“计算机组成原理”的课程实现问题，对University of California at Berkeley、Carnegie Mellon University、清华大学和我校等几所国内外知名大学所开设的“计算机组成原理”课程进行多方面的比较、分析研究，以期为“计算机组成原理”这门重要课程的课程设置和教学实践提供借鉴，提高课程的教学质量，与国际化接轨。
2 国内外教学情况
2.1 UC Berkeley
UC Berkeley大学的课程名称为“Machine Structures[2]”，选用教材为Patterson和Hennessy的“Computer Organization and Design: The Hardware Software Interface, Third Edition”。参考教材为Kernighan和Ritchie的“The C Programming Language, Second Edition”。
课程从机器结构高层设计的抽象描述到基本逻辑部
件的CPU设计，用C语言和MIPS汇编语言来介绍机器的抽象描述。课程内容主要有数的表示、C语言简介、存储管理、MIPS、浮点表示、输入输出、中断、磁盘存储、网络、缓存系统、虚拟存储器、逻辑设计、CPU结构，包括CPU数据通路、CPU控制等和流水线技术。
对应教学内容，都有相关的实验教学，培养学生编写和调试C和汇编语言的编程能力和用硬件描述语言模拟硬件的能力。相应的作业和设计题目强化学生对机器结构和实现的理解，简单的设计包括用C语言写的机器语言解释器，缓存模拟器和一个CPU模拟器。
UC Berkeley大学的课程主要讲授C和汇编语言编程，高级语言如何转换为机器语言，计算机的体系结构，中断，缓存，地址映射，CPU设计等，课程内容较广。
2.2 Carnegie Mellon University
Carnegie Mellon University大学的课程名称为“Computer Architecture[3]”，选用教材也是Patterson和Hennessy的“Computer Organization and Design: The Hardware Software Interface”，参考教材为Donald Thomas的“The Verilog Hardware Description Language, Fifth Edition”。
课程讲授如何选择和连接硬件元件来创建一个满足功能、性能和成本需求的计算机，介绍了现代计算机的基本的硬件结构，如何用Verilog语言设计处理器的控制单元和数据通路，如何使机器指令同时执行，以及怎样设计快速存储系统。
教学形式包括课堂讲授、作业、实验和报告。
为了培养学生的计算机系统设计和实现能力，实验要求学生用Verilog实现一个具有缓存和分支功能的超标量流水线处理器，处理器实现MIPS指令集的一个子集。
成绩评定方式为作业占10%(共有10次作业)，实验占30%(共有5次实验)，两次期中考试(各占15%)，期末考试占30%。
2.3 清华大学
清华大学的课程名称为“计算机组成原理[4]”，选用教材为王诚的《计算机组成与设计》。
课程主要介绍简单、完整、单处理器计算机的基本组成原理和内部运行机制，主要讲授数据表示、运算和运算器部件，指令、指令系统和控制器部件，多级结构的存储器系统，输入/输出设备与输入/输出系统等。课堂教学48学时，实验32学时，其中16个课内学时和16个课外学时。实验分为两部分，第一部分为原理验证性实验，第二部分为工程设计项目，采用教学计算机TEC-2000实验平台。验证性实验题目为“TEC-2000-16位机教学计算机的简单用法与运算器实验(2学时)”和“TEC-2000-16位教学计算机的控制器实验(2学时)”，工程设计项目题为“设计与实现TEC-2000 8位教学计算机系统(28学时)”，要求学生在实验中，以16位教学计算机及其软件模拟系统为基础，独立设计和实现一台8位的计算机。
考核方式包括作业、验证实验，大实验、学习报告和期末考试。
3 我校“计算机组成原理”教学情况
我校的课程“计算机组成原理”，选用教材为唐朔飞的《计算机组成原理》。
课程旨在使学生掌握计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术，建立计算机系统的整体概念，主要讲授系统总线、存储器、输入输出系统、数的表示、计算机的运算方法和运算器、指令系统、CPU的结构和功能、控制单元和控制单元的设计。课堂教学52学时，实验16学时。为更好突出对学生能力的培养，做到教师与学生按1:15的比例，体现了个性化教学的思想。共有6个实验题目，包括存储器实验(设计型，3学时)、基本输入输出实验(综合型，3学时)、中断实验(验证型，2学时)、运算器实验(综合型，2学时)、控制器实验(设计型，3学时)和综合设计(综合设计型，3学时)。实验成绩根据预习、表现、报告等方面综合打分。
成绩评定由三部分组成，.期末考试占总成绩的80%，平时作业占总成绩的10%，实验能力占总成绩的10%。
为了进一步提高学生的动手能力和独立创新地解决实际问题的能力，除了实验课外，还增设了实践性很强的“计算机设计与实践”课，作为计算机组成原理的必要补充。该课程是一门以应用为视角，进一步提高学生硬件方面的实际动手能力和设计能力的课程。课程采用理论和实践相结合的方法进行教学，以实践为主(18学时授课/60学时实验)，要求学生掌握有关硬件设计工具的功能和用法，初步掌握计算机部件和CPU的设计方法和调试方法，极有利于提高学生的动手能力和创新能力。
计算机设计与实践课程对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与科学实践能力具有特殊的作用，着重培养学生的以下能力。
系统级的认识能力。建立整机概念，掌握自顶向下的问题分析能力，既能理解系统各层次的细节，又能站在系统总体的角度从宏观上认识系统，然后将系统很好的分解为功能模块。这种理解必须超越各组成部分的实现细节，而认识到计算机的软件系统和硬件系统的结构以及它们建立和分析的过程，这一过程是应该以深入理解计算机组成原理为基础的。
培养学生理论联系实际的能力。计算机实践教学是计算机课程的重要环节，学好计算机仅靠理论知识是不够的，课堂讲授是使学生掌握计算机的基本知识和基本技能，而计算机实践教学的目的是要通过实际操作将所学到的知识付诸实际，是课堂教学的延伸和补充[5]。计算机设计与实践就是从理论、抽象、设计三个方面将计算机系统内部处理器、存储器、控制器、运算器、外设等各个部分联系起来，达到互相支撑、互相促进的目的。
培养学生完成工程项目能力。计算机设计与实践课程不仅仅是对理论的验证，重要的是技术训练和能力培养，包括动手能力、分析问题和解决问题的能力、书写能力和表达能力、团队协作能力等的培养，也就是要注重学生的工程能力，培养学生完成项目实践的能力。
在计算机设计与实践课程中，对学生来说，要求学生完成的设计内容是一个相对较大的设计项目，这样的项目涉及到不同课程中所学原理的应用，从而可以使学生把各阶段所学的内容都联系起来，达到综合应用的目的。
4 教学分析
从上述几所学校的课程教学情况可以看出，目前“计算机组成原理”课程的教学基本上都是采用“课堂教学+课程项目实验”的模式，课堂教学讲授基本概念和理论知识，项目实验主要是为了加深对基本概念和理论知识的理解及培养动手能力。教学的主要内容包括数据信息的表示，运算器，指令流程，微程序控制，组合逻辑控制，存贮系统，I/O，基本外设等。国外大学侧重于系统结构，侧重于软硬件接口，而国内大学侧重于组成，侧重于逻辑实现。比较而言，国外的教材在新技术的介绍、教材的更新换代方面较有优势。
从实验内容的设计上，基本都涵盖了验证型、设计型和综合型实验内容，最终都以实现一个处理器作为综合设计型实验内容。我校在“计算机组成原理”课程之后更开设了一门实践性为主的“计算机设计与实践”课程，来加强实践教学。
从考核方式看，考核形式都比较多样，包括作业、实验、报告和考试等。在考核方式上，我校的计算机组成原理课程略显单一，主要以期末考试成绩为主。
通过以上各学校课程教学情况的分析，可以看出，我校的计算机组成原理课程在教学模式、教学内容和实验内容上都基本与国外一流大学接近。
在教学内容上，我们应适当引进介绍当前计算机发展的新技术，或指定一两本课外参考书，使学生除了掌握计算机的基本原理和理论外，还能了解当前计算机的新进展、新技术。
在考核方式上适当增加实验的比重，增加大作业、报告等考核形式，使考核形式更多样化。
参考文献
关键词：计算机；虚拟化技术；原理；应用
人们对计算机处理信息的速度要求不断提高，计算机应用中出现了虚拟化技术。这种技术作为一种高新技术，能够在计算机和网络支持下实现对物理世界和现实世界的联系，满足人们对信息的各种需要。计算机虚拟化技术的应用原理是将计算机的运算能力、存储功能和应用程序等资源进行抽离，实现对成本的降低，提升计算机硬件容量，提高计算机系统本身的吞吐量。计算机技术在人们日常工作生活中扮演着越来越重要的角色，这使得计算机虚拟化技术特点、功能、优势、原理等实现了普遍性认识，对促进社会发展发挥了重要作用。为此，文章对计算机虚拟化技术原理和其在各个领域的相关应用进行研究。
1 计算机虚拟化技术概述
1.1 内涵
计算机虚拟化技术是一门能够对物理计算机资源进行有效分配的技术，具体表现为将物理计算机中应用程序和相关组件从各自所属的硬件系统中分离出来，之后根据重新提供的资源信息，在一定逻辑视图作用下将这些物理意义上存在的事物进行重新逻辑化抽象组合。通过应用计算机虚拟化技术，能够给用户带来多个PC终端在同时运行的感官效果，且这些终端彼此之前具备不同的物力资源，能够进行联系、共享资源。
计算机虚拟化技术过去就有原形，比如虚拟局域网络、虚拟内存等。在计算机技术的发展下衍生出了计算机虚拟化技术，在计算机硬件和软件设施上实现了不同程度的发展。
硬件虚拟化主要是指在计算机原件上进行虚拟化处理，通过虚拟化处理将硬件盘的容量扩充，简化软件资源配置流程。在虚拟化技术的作用下能将CPU实现一个到多个的同时运行，各个程序系统之间相互独立又密切联系。软件虚拟化是指一种很抽象化的虚拟层，实现了虚拟层和物理硬件的分离处理，提升了计算机工作效率。
1.2 工作原理
计算机虚拟化技术应用的重要前提是要具备能够实现可虚拟化的机器。计算机最下层的机器有的可实现虚拟化，有的不可，对于这些不支持下层的机器需要通过系统化管理来实现。系统管理往往是计算机平台硬件和计算机操作系统抽象形成的，是一项完整的操作系统，也被人们称作主机操作系统（虚拟机）。
不同型号的虚拟机彼此之间相互隔离，最下层的机器是自己机器，但也不是所有硬件都能够支持不同型号虚拟机，如最早出现的X86处理器不会根据特定指令来产生对应结果。计算机系统程序需要在受到保护的安全环境中执行工作。
1.3 类型
1.3.1 计算机服务器虚拟化
计算机服务器虚拟化是硬件级的虚拟模式，为计算机操作系统运行提供了虚拟化的兼容硬件。服务器虚拟化能够实现物理服务器上设备的虚拟，在同一个服务器的应用下能够对很多套的虚拟机进行配置处理。服务器虚拟化技术的实现是物理逻辑系统重要文件备份、文件丢失之后重新恢复的重要基础，节省了工作的时间，提高了工作的效率。
1.3.2 计算机网络虚拟化
现阶段，计算机网络虚拟化发展还不成熟，怎样实现计算机网络虚拟化成为有关研究人员着重思考的问题。根据现阶段的软硬件设施情况，通过对应用网络的划分，能够在同一个系统下实现对各个子网络的管控，提升交换机功能和使用效率。
1.4 工作方式
第一，桥接模式。桥接模式主要是利用虚拟软件在局域网上建立的一种新型虚拟服务器，进而为局域网的用户提供相应的网络服务。在桥接模式下，虚拟系统被当作一台主机使用，并能够和其他设备进行连接。桥接模式下，虚拟系统在和其他设备联合使用时需要为它提供相应的网络地址、网络安全码等。第二，网络地址转换模式。网络地址转换模式应用实施NAT模式，通过这种模式的应用实现接入网络的简单化操作，同时在操作时还不需要安排额外的配置，只需要保证网络能够互相进行网络即可。
2 计算机虚拟化技术的应用
2.1 计算机虚拟化技术在网络设备中的应用
在传统的计算机网络配置上，路由器和交换器是计算机系统中的必备设备。但在计算机系统的实际应用中，路由器和交换器的价格费用较高且使用寿命低，一些使用者无力承担这些费用，在设备应用方面存在很多问题。应用计算机虚拟化技术之后，在网络仿真软件的作用下能够实现计算机虚拟网络资源的合理优化配置。比如，常见的计算机BOSONNETSIM软件的应用中，能够对计算机系统网络资源合理优化配置，构建虚拟化的路由器和交换器交换系统，在不需要交换的情况下，根据各自需要实现对网络环境的有效配置。可见，在计算机系统中应用计算机虚拟化技术之后，能够在很大程度上提升计算机网络资源配置效率，节省资源应用成本。
2.2 计算机虚拟化技术在教育教学中的应用
社会科技的发展也推动了教育事业改革，表现为教育手段上开始注重对网路技术的应用。计算机虚拟化技术在教育领域的应用能够在很大程度上提高学科课堂教学效果，增强学生对学习的兴趣。计算机虚拟化技术在教育教学中的应用可以表现为：教师应用网络技术对所要讲授的教学内容进行查询、设计，节省备课查找资料所需要的时间；同时，教师还可以应用计算机虚拟化技术创设学生喜爱的教学情景，实现轻松化、趣味化的课堂教学。
计算机虚拟化技术的应用能够为一些理工科教学提供实验操作的支持，加强学生对实验的理解。如在物理课程电子电路的教学中，教师可以对电子机械设备、电子电路原理等进行模拟，通过一些直观化的物力模拟实验，加强学生对课本理论知识的直观化、清晰化理解，弥补传统实验教学的弊端，提升课堂教学效率。在计算机虚拟化技术的支持下，虚拟光碟应运而生，学生通过使用虚拟光碟加强了对现代知识的掌握和理解，最为明显的应用实际是现代远程教育。在计算机虚拟化技术的支持下，虚拟化教室为学生的学习提供了更为自主化的学习环境，在虚拟化教室中，师生之间能够通过文字、声音、图片、视频等进行及时性学习交流，在积极的互动中提高学生学习效率。
传统的《计算机组成原理》课程的教学，大多是以教师为中心，一般采用理论讲授的教学方式，实验项目也大部分以验证性实验为主，学生对这门课普遍感到既抽象又枯燥，造成的结果是教师难教和学生畏学。基于以上问题，我们进行了课程教学改革，主要解决的问题是：在教学大纲规定的有限课时内，紧紧把握课程的主线和重点，以培养应用型人才为目标，充分激发学生的主观能动性，彻底改变当前计算机专业学生存在的怕硬件的现象，使学生不仅掌握计算机系统各部件的工作原理，而且具备较强的实践动手能力。
1 吃透教材，合理组织教学内容
目前，高校《计算机组成原理》课程普遍存在教学内容多、课时少的特点。作为计算机科学与技术及相关专业研究生全国统考的必考课程之一，为了让学生全面掌握《计算机组成原理》的考研知识点，挑选一本内容条理，组织得当的教材非常重要。按照我院教学计划的安排，本着考研第一的教学理念，我们选择了唐朔飞教授的编写的《计算机组成原理》作为主要教材。
在教学内容的编排上，从计算机系统整体概念出发，以计算机五大组成部件为主线，按照教学大纲，对每一章的知识点都进行分类，哪些是重点，哪些是难点，哪些要精讲，那些要选讲，在备课的过程中都做了详细安排。精讲的内容主要由教师讲授，对于一些细节一定要讲透，让学生彻底掌握。同时要求教师要了解与本课程有关的前沿知识，在课堂上作为知识的补充。这样既提高了学生的学习兴趣，又弥补了教材的不足；对于选讲部分，可让学生利用课外时间进行自学或讨论，教师安排专门的时间进行总结，既弥补了课时不足的缺点，又能培养学生的自学能力。
2 以学生为主体、采用理论推导为主的教学方法
上世纪九十年代以后，建构主义的教学模式逐渐发展起来。这种教学模式提倡以学生为教学主体，在整个教学过程中，教师的作用是组织者、指导者、帮助者和促进者，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。
《计算机组成原理》是一门基础理论课，内容多而抽象，学生理解起来较难，很多学生在学完整个课程后仍似懂非懂，不得要领。究其原因，主要是学生在学习过程中处于被动地位，他们被动地听老师讲课，被动地记忆一些知识点，被动地做题，而不是主动地参与到学习过程中去。所以对于知识点学生不能很好地整体把握，不能形成计算机系统的整体框架。
因此，在教学过程中，我们必须遵循建构主义的教学思想，让学生作为教学过程的主体，采用理论推导为主的教学方法来彻底改变的教学效果。
在具体实施过程中，对于每一个新内容，教师在讲授前都要对该内容作简明扼要的介绍，关键要把该内容与课程体系的关系告诉学生，帮助学生对新学知识点进行定位。接下来承前启后地提出每一节课将要解决的问题以及解决该问题要采用的方法，对于某些知识点，还可以渐进地帮助学生分析用这种方法解决问题所存在的缺点，进而提出还有哪些更先进的方法。把这些作为每节课的任务布置给学生。学生就有了明确的学习目标和知识定位，就会在学习过程中充分发挥自己的主观能动性。这样既节省了时间，又提高了学习效率，还能培养学生的自学能力和创新能力。
3 改变教学手段，提高学习效率
目前，大部分《计算机组成原理》教材虽然都配套多媒体教学课件，但只是对课本内容的罗列，知识点较乱，重点不突出，实用性差。因此，要求教师在课下必须大量查阅相关资料，把了解和掌握的计算机科学发展的前沿技术作为必要的知识补充。备课时，教师要对计算机体系结构进行重新梳理和归纳，按照自己的理解补充课件内容，这样才能充分发挥多媒体课件的优势，创造一个良好的学习环境。
在实施过程中，我们以导学为主，以任务驱动法、启发式教学法、案例教学法等多种方法相结合为辅，贯穿于理论教学、课堂讨论、集体答疑、实践活动等各个教学环节。在多媒体课件的辅助下，教师不再照本宣科，课堂教学不再枯燥无味，而是变得更加生动形象，学生的学习兴趣提高了，学生的积极性调动起来了。同时，教师还必须加强对学生课外学习的辅导和督促，要督促学生独立地完成作业和实验，教师要及时进行评分并反馈给学生，对表现好的同学要表扬，强化他们学习自主性的意识，对表现不好的学生要多鼓励和帮助，引导他们自主学习。
4 建立试题库，夯实教学质量
为了让学生更好地把握重点和难点，根据教材及大纲要求，建立了《计算机组成原理》课程的试题库。试题库共30份，包括填空题、选择题、判断题、简答题和计算题5种题型。我们教学的目的是让学生掌握每一个知识点，所以试题库要向学生公开。试题库基本涵盖了大纲规定的所有知识点，尤其是重点和难点，要从不同题型体现，才能让学生真正掌握。学生如果对试题库中的题目真正做到会选择、会回答、会判断、会计算，我们的教学目的就达到了。在期末考试试卷中，为了避免少数学生死记硬背题库中的试题，在试卷中除了一部分题库的试题外，还必须补充一定比例的新题。通过建立试题库，学生明确了自己的学习目标，教师减轻了工作量，教学质量也得到了保证。
5 理论和实践相结合，培养创新能力
长期以来，我们一直都重视课程的知识传授，而对于培养学生的创新能力、提高学生的综合素质却做得远远不够。而创新能力的培养，综合素质的提高，需要实验教学环节的加强。为此，经过多方的调研，我们从2004年开始陆续购买了北京精仪达盛科技有限公司生产的《计算机组成原理》实验系统，逐渐建立并完善了《计算机组成原理》实验室，同时把《计算机组成原理》的课程教学分为理论教学、实验教学、课程设计三大模块。
理论教学模块包含的内容如表1所示。
由于课时及相关知识欠缺等原因，对于《计算机组成原理》的课程设计，结合我系学生实际情况，我们在《计算机组成原理》相关课程全部开设后，在大三第二学期开设一门《硬件课程综合设计》实践课，旨在让学生对硬件类课程的内容梳理融合，进行一些设计性试验。
由于学生基础较弱，完成以上设计性实验的难度很大，大部分同学在规定的课时内不能按时完成，所有我们必须充分利用周六和周日来开放实验室，让学生有更多的时间完成实验，这样就有效地解决了课时和能力培养之间的矛盾。
关键词：多媒体课件；教学设计
中图分类号：G624.0 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 12-0000-01
Computer Composition Principle Courseware Design Study
Zhao Lei
(Liaoning Electric Power Co.,Ltd.Jinzhou Training Center,Jinzhou121001,China)
Abstract:This article is a combination of secondary vocational schools,Computer Composition Principle real practical issues of teaching,carrying out a full analysis of teaching,instructional design,system design,based on the behaviorism,cognitivism,constructivism,humanism,etc.a variety of learning theory to guide the design of"Computer Composition Principle "course of multimedia courseware.
Keywords:Multimedia courseware;Teaching design
一、引言
随着计算机技术的飞速发展，越来越多的人体验到计算机辅助教学的精彩。在计算机辅助教学中起关键作用的是课件，它已越来越受到教育界各阶层人士的重视。但是如何设计开发出优秀的多媒体课件，并应用于每一堂课上，这是整个教育界一直在探索的问题。本文以中等职业学校《计算机组成原理》课程为例，针对传统教学中的不足之处，改进教学手段，将全书内容进行重新整合和划分，针对不同的课程内容，运用不同的教育教学理论为指导，借助计算机多媒体的优势，设计开发了《计算机组成原理》多媒体教学课件，以期能够达到化繁为简、化难为易、化抽象为具体、化艰涩为通俗的效果，提高教学效率和教学质量。
二、《计算机组成原理》多媒体教学课件的实现
《计算机组成原理》教学课件是一个比较庞大、复杂的系统，在对内容进行分析、教学对象分析、把握教学目标的基础上，进行知识结构设计，然后再来实现课件。
（一）课件的界面设计
1.界面布局
画面视觉规律的心理学研究表明，画面的左上部和中上部被称为“最佳视域”，也就是最优选的地方。在教学课件制作中应把教学中的重点、难点及主要内容放在画面的“最佳视域”。画面产生主体与整体的对比，增强视觉审美空间，达到学生注意力集中效果。
2.色彩选择
教学课件的目的就是要准确、高效的传递教学信息，提升教学效果。色彩是制作教学课件时不可回避的一个因素。在本课件的设计中，采用了蓝色并带有过渡效果的颜色作为主色调和背景色。
3.文字选择
在众多的文字字体中，宋体字字形是美术字里最美的一种，黑体字具有结构严谨，笔划单纯，浑厚有力，朴素大方和引人注目的优点，在本课件的设计制作中，大部分采用了宋体字和黑体字。
（二）课件的首页制作
课件首页有课件的名称，即“计算机组成原理”，这几个字采用动画由远到近，由小变大的效果出现，以引起学习者的注意。页面的右下方放两个按钮，即进入学习和退出学习按钮。文字动画要简洁、美观、大方，不能太复杂或持续时间过长，否则，浏览的速度会很慢，影响学习者的学习积极性。另外在首页可加入内容、颜色搭配适当的图片，也可增强画面的吸引力。
（三）课件的超链接和导航的制作
课件的内容通常都比较多，需要多个页面才可能表示清楚，要想把多个页面多方面的内容系统地有机地联系起来，最好的方法就是使用超链接。本课件设计过程中用到的超链接有两种：一种是因为课件的内容较多，较长，一页放不下，因此在进行课件设计的时候，把一个大问题划分成几个部分，当单击超链接时，在当前页面会以下级菜单或书签的形式显示各个部分的小标题或内容提纲，这种超链接称为页面内的超链接。
另外一种用于在各个页面间进行切换的方法就是使用导航。通过导航系统，使用者可以在整个学习过程中保持清晰的思路，实现从当前内容向其它所有相关内容的跳转，为学习者指明学习路径、学习内容之间的关系。
（四）多媒体效果的制作
1.图形、图像的制作
图形和图像具有形象、直观、生动表达信息的特点。同时，友好的界面、背景、插图及图标的设计、按钮的设计等也都需要简洁美观的图像的支持。在本教学课件中，对图形和图像的获取和处理主要是用Fireworks、Photoshop和AutoCAD等图形工具对所使用的图像进行制作和压缩处理，如课件中涉及到的一些电路图，设备图片等。
2.二维动画的制作
本课件中，有许多部分都运用到了动画效果，如片头动画是课件片头中必不可少的构成要素；有些课件内容在很多知识点的讲授有时也需要动画效果来支持，如一些程序的执行过程，可以使学生一日了然，思路清晰；还有一些部分为了增加学生的积极性和学习动机也要用支动画，如在习题部分，显示做题结果时的动画。虽然有些课件的制作工具本身具有完成简单动画的功能，但复杂的动画，却需求助专门的动画软件，如Flash等。
3.音频的制作
多媒体课件一般都会用到大量的音频信息，适当地运用音频信息能起到文字、图像、动画等媒体形式无法替代的作用，大大地增强课件的生动性、可观赏性、实用性，直接影响着多媒体课件的整体效果，如调节课件使用者的情绪，引起使用者的注意等。在本课件中，也在不同的位置运用了音效。如在课件片头，使用了动感比较强的音乐，以便吸引学生的注意，迅速进入到上课的状态。在习题中用不同的声音来表示正确还是错误，能起烘托视觉体验，增强交互性的作用。本课件中的音频一种是MIDI格式，另外一种是WAV格式。在音频的使用上，不仅要注意音频信息的选择，另外还要对音频进行设置，如音量在大小，开关等。
三、结束语
本课件结合目前多媒体教学课件的现状，根据《计算机组成原理》课程的教学计划和教学大纲的要求，界定了本教学课件各种功能。我们会从多方面对课件不断的进行修改、补充和完善，力争使该课件真正成为教师的好帮手，学生学习的好工具。
参考文献：
关键词 计算机控制技术 特点 设计
中图分类号：TP273.5 文献标识码：A
1计算机控制系统的组成
计算机控制系统由硬件和软件两大部分组成。计算机控制系统的硬件构成将自动控制系统中的控制器的功能用计算机来实现，就组成了典型的计算机控制系统。计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。生产过程包括被控对象、测量变送、执行机构、电气开关等装置。软件系统是控制机不可缺少的重要组成部分。只有在适当的软件系统支持下，控制机才能按设计的要求正常地工作。控制机的软件系统包括系统软件和应用软件两大类。系统软件是用于计算机系统内部的各种资源管理、信息处理相对外进行联系及提供服务的软件。应用软件是用来使被控对象正常运行的控制程序、控制策略及其相应的服务程序。应用软件是在系统软件的支持下编制完成的，它随被控对象的特性和控制要求不同而异。通常应用软件由用户根据需要自行开发。随着计算机过程控制技术的日趋成熟，应用软件正向标准化、模块化的方向发展。标准的基本控制模块由制造厂家提供给用户，用户只需根据控制的要求，经过简单的组态过程即可生成满足具体要求的专用应用软件，大大方便了用户，缩短了应用软件的开发周期，提高了应用软件的可靠性。
2计算机控制系统的特点
计算机控制系统中除测量装置、执行机构等常用的模拟部件之外，其执行控制功能的核心部件是数字计算机，所以计算机控制系统是模拟和数字部件的混合系统。其具有以下几种特性：
（1）计算机控制系统中除了包含连续信号外，还包含有数字信号，从而使计算机控制系统与连续控制系统在本质上有许多不同，需采用专门的理论来分析和设计；
（2）计算机控制系统中，修改一个控制规律，只需修改软件，便于实现复杂的控制规律和对控制方案进行在线修改，使系统具有很大灵活性和适应性；
（3）计算机控制系统中，由于计算机具有高速的运算能力，一个控制器经常可以采用分时控制的方式而同时控制多个回路；
（4）采用计算机控制，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高；
（5）对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入，对采集到的被控量进行数据分析和处理，并按已定的控制规律决定进一步的的控制过程，根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完成控制任务。
3计算机控制系统的设计
3.1系统方案设计
我们依据设计任务书进行总体方案设计，对体系的硬件、软件的构造考察它的要求，推算出合适的系统，组成一个新的系统。设计人员也可以组织自己设计的模式，但是要控制体系结构，包括微型的处理器、存储器、选择好接线口、传感器、硬件的设计与调试的基本内容。
3.2控制任务
我们要对超控设备进行调研和研究，了解工作程序的要求，了解需要接收的任务，涵盖体系的终极目标，数据流量还有准确度，现场的要求，时间的控制，要严格按照计划说明操控，实现整个系统操作。
3.3软件设计
计算机软件的设计要依据体系规划的总意见，确定体系下所要完成的各种功能及完成这些系统性能的推理和时差序关系，并用合理组成部件表格画出来。它们是根据体系组成表格不同的功能，分别规划出相应的控制体系所需要的软件。例如仿真的量输入和仿真量输出及数据处理还有互联和打字版处理格式等。每一种表格都可以单独进行实验调试，各种表格分别实验调试好以后，再按工作路线图推理和时间顺序关系将它们正确组合、互相连接、实验和调试。
3.4现场安装调试
首先要按设计计划合理组装，对体系结构进行大体的演练和比较准确的演练，结合演练的结构数据重置体系和储存数据进行软硬件的调试，他们的构件组成都可以在演练数据下用对演练数据进行试研的办法同时进行，同时他们要进行统一的实验及推理，仿真物体是这个体系验证的最基本要求，而好的体系数据调整试验要在现场进行。
在计算机控制系统中，用计算机代替自动控制系统中的常规控制设备，对动态系统进行调节和控制，这是对自动控制系统所使用的技术装备的一种革新。总之，随着计算机软件技术的逐渐发展，计算机的操作控制正逐步进入到生产的各个领域。
数制及其相互转换问题一直是学生学习过程中的难点。学生学习起来比较费力，并且不容易记住，在考试中也常常丢分，而且它也是学生进一步学习计算机语言的基础，如何把这部分内容用通俗易懂的方式展示给学生呢？ 结合自己的教学经验，我得出以下教学方法和技巧。
一．巧妙的引用数制的概念，并采用“数数法”介绍各种数制。
1.自然且巧妙的引入数制
借助于学生熟悉的十进制，自然引入数制、基和位权等基本概念，强调十进制“逢十进一”的特点，并理清这些概念间的关系。
日常生活中，人们主要使用十进制，但在某些时候也使用其它进制，如十二进制（如1年有12个月、1打物品有12件），六十进制（如1小时有60分钟、1分钟有60秒），24进制（如一天有24小时）等等。这样举例去讲解数制会激发学生研究其他进制的兴趣和急切心理。从而进一步理解了：数制就是从低位向高位的进位规则。
2. 用“数数”法来巩固学生对数制的认识
一般来说，学生在刚刚学习数制时思路很难转换过来，因为长期的十进制进位习惯根深蒂固，怎样高效而且有趣的去学习用别的数制计数呢？联想学前儿童最初理解数字时采用的老方法就是“数数”。不妨让学生也从“数数”开始认识其它数制，逐渐养成用其它数制计数的习惯。
“数数”时，应该是后面的数始终比前面的数大1，数制不同，但进位的思路基本相同。比如二进制这样数：0,1,10,11,100,101,110，111,1000,1001,1010,1011,1100,1101,1110,1111，10000
……,八进制可以这样数：0,1,2,3,4,5,6,7,10,11,12,13,14,15,16,17,20,21,22,23,24,25,26,27,30……
在几个要进位的关键位置可以短暂停留以示强调，或者作为陷阱先让学生出错再给出纠正，
这样更能加深学生对数制概念的理解。
由于“数数”的游戏性，所有同学基本都能主动参与，就在这种游戏中学生自然而然的征服了难懂的各种数制，理解了不同的计数方法。实践证明这种方法是轻松而有效的。
二．采用“口诀法”介绍和总结数制转换方法（传统方法）
把某种数制下的数据转换成另一种数制下与其等值的数据，这种转换被称为数制转换。
1. 非十进制到十进制的转换（包括二到十，八到十，十六到十这三种转换）：都是用按权展开式展开并相加求和，所得的和就是相应的十进制数。
例：二→十转换101.11b=(101.11)2=1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-2=(5.75)10
2 十进制到非十进制的转换（包括十到二，十到八，十到十六这三种转换）：都是整数部分和小数部分两部分分开进行转化，整数部分转换的口诀：除基取余，由下到上，注意要除到上0为止。小数部分转换口诀：乘基取整，由上到下，注意要用小数部分去乘基。
例：十→二转换 (68.3125)10=( ? )2
先转换整数部分，显然转换方法就是“除2取余，由下到上，注意要除到上0为止”。
2 68余数
2 34 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄0 低位
2 17 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄0
2 8 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1
2 4 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄0
2 2 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄0
2 1 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄0
0 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄1 高位
即 (68)10＝(1000100)2
小数部分的转换方法则是“乘2取整，由上到下，注意要用小数部分去乘基”。
整数
0.3125 ×2 = 0 .625 0 高位
0.625 ×2 = 1 .25 1
0.25 ×2 = 0 .5 0
0.5 ×2 = 1 .01 低位
即 (0.3125)10 =(0.0101)2
所以，(68.3125)10=(1000100.0101)2
3二，八，十六三种数制间直接转换（包括二进制到八、十六进制的转换，也包括八、十六进制到二进制的转换）。
由于1位八进制对应于3位二进制，1位十六进制对应于4位二进制。所以同样大小的数，二进制数位多，八、十六进制数位少。口诀整理如下：
（1） 二进制到八(十六)进制：三（四）合一
例二到八: (1011010.1)2=( ? )8(001 011 010.100)2
(1 3 2 . 4)8即，(1011010.1)2=(132.4)8
转贴于
（2） 八（十六）进制到二进制：一拆三（四）
例八到二: (572.3)8=( ? )2
( 5 7 2. 3)8 = (101 111 010 .011)2 即，(572.3)8=(101111010.011)
三． 转换中的常见问题及解决方法：
1． 对于比较常见的数的数制转换， 解决方法：可以专门记忆，灵活运用
常用的一些对应关系整理如下：
100……0(n个0)=2n 111……1(n个1)=2n -1
21=1,22=4，23=8,24=16,25=32,26=64,27=128,28=256,29=512,
210=1k=1024，220=1m，230=1g
2．把十进制数转换为二进制数的时候,如果一个十进制数比较大的话,那么计算的过程将会很长,结果也很容易出错。解决方法：“按权值拆分”
“按权值拆分”,不需要进行计算,只要补充对应的权值位。例:将十进制数9转换成二进制数。
解:9=8+1,而我们又知道,二进制数从低位到高位的前四位的权值分别是1、2、4、8。所以,我们只要把对应位上的数补1其他位补0即可,即9d=1001b。
例：将十进制数253转换为二进制数。
解:253=255-2 我们知道,8位二进制数所表示的最大十进制数是255,即11111111b=1×27+1×26+1×25+1×24+1×23+1×22+1×21+1×20=128+64+32+16+8+4+2+1=255d。
所以,我们只要把255的二进制数的权值为2的对应位上换0即可,即253d=11111101b
利用上述权值拆分的方法,我们根本不需要进行计算,只要把8位二进制数各位的权值记住,然后按最大值拆分原则进行拆分即可。
3. 把二进制数转换为十进制数的时候,如果这个二进制数很长,展开式的计算过程同样很长,容易算错。解决：我们提供的方法是先把较长的二进制数转换成对应的十六进制数,再求该十六进制数的按权展开式的和,得到它对应的十进制数。例:将二进制数11100111011010101转换为十进制数。解:这么长的数,如果按求展开式的和的方法来做,将会非常麻烦,要数各自的位数,而且式子非常繁长。那么我们先将它转换成十六进制,有效地缩短了式子的长度,再转换成十进制就相对简单多了。1 1100 1110 1101 0101=1ced5h1ced5h=118485d
关键词：编译程序；编译技术；编译原理；课程改革
中图分类号：G642 文献标识码：B 文章编号：1672-5913(2009)04-0061-02
随着信息技术的迅猛发展及其应用领域的不断深化，几乎所有专业的研究与应用都离不开信息技术。信息化浪潮对高等教育也带来非常直接的变化，各专业课程设置无不将计算机知识教育作为其课程设置的组成部分。几乎所有专业的大学毕业生，都要求掌握基本的计算机操作技能，非计算机专业学生需要通过计算机等级考试，而一些和信息技术密切相关的专业，如电子信息、信息管理、电子商务等，课程设置上与计算机专业更是大量重叠，计算机知识教育在各专业中的渗透程度日渐加剧。
1 计算机专业面临的新挑战
在计算机知识正在成为各专业基本教育内容的背景下，计算机专业学生的专业优势受到很大的挑战，以往在软硬件知识和应用能力上的独特优势似乎在逐渐弱化，与具有特定专业背景的学生相比就业压力越来越大，由此也引发计算机专业到底学什么、专什么的现实思考，我们必须面临的问题是：计算机专业的学生专业优势体现在哪里?
计算机学科是一门技术性、工程性和应用性很强的学科，并有其基础理论支撑的科学体系。计算机也是一种使用工具，但那种把工具使用等同于计算机专业的狭隘认识，其思维实际上和十多年前认为“会用计算机打字就是会用计算机”如出一辙。计算机专业学生的优势应该在于：通过系统的专业原理性知识的学习与训练，熟练掌握基本的应用技能，并能够“知其然，且知其所以然”，为此专业基础课程的熏陶必不可少。而编译原理就是一门介绍这种原理性知识的综合性专业基础课程。
2 编译原理是计算机专业必不可少的基础知识
计算机专业的理论基础对培养学生的计算机专业素养具有非常重要的作用。
在众多的原理性学习课程中，编译原理主要承担了语言实现原理、方法和技术的介绍。人们借助计算机减轻自己的劳动强度，提高生产率，完成一些人类无法进行的危险、高难度工作。然而所有这些工作都必须借助程序设计语言书写的程序来指挥计算机。非机器语言程序功能的实现必须由翻译程序来完成。正是有了编译程序、解释程序、汇编程序等翻译程序，人们才可以使用自己习惯的语言将需要计算机做的事情描述成程序，并通过这些翻译程序的工作让计算机理解并执行。可以说，没有翻译程序，计算机不可能象今天这样得到如此广泛的普及，网络也不会有今天这样大的吸引力，我们的生活、学习和工作将会是另一个样子。
包括编译程序在内的翻译程序承担了实现语言的功能，它所涉及的知识包括形式语言、自动机理论等语言定义、翻译与实现的基础知识，这些知识可以让学生领悟到计算机理论的精髓，可以让学生从实现的角度重新审视软件的开发，有助于学生对软件的真正认识，对于今后从事应用软件、语言开发平台、编译系统甚至操作系统开发等都是非常有好处的。同时，编译原理是许多课程的一个综合性的实践，它进一步加深了学生对程序设计语言课程中语言基本单位的定义和作用的理解。例如，编译程序使用的一些数据结构和算法是“离散数学”、“数据结构”以及“算法设计与分析”等课程相关知识的典型应用；编译程序对目标代码的存储组织与分配功能的实现原理又与“操作系统”的相关内容相互渗透；编译程序对中间代码的优化功能的实现则是数学、逻辑学、结构程序设计和优化理论的综合应用和专门化。因此，编译的原理性研究、学习和实践，可以多角度提高学生的逻辑思维能力、实践动手能力、编程调试及综合应用能力，有助于切实有效地提高学生的专业素质。另外，编译课程中介绍的知识也是后续许多课程的基础。所以，编译原理是计算机专业学生必须掌握的基本原理，编译原理课程是计算机专业非常重要的专业课程。
尽管经过计算机专业人员的大量努力，大量的工具软件为我们提供了极大的便利，以至于人们只需要通过若干次点击鼠标左键就可以方便地完成很多工作，但这并不是说所有问题都已经解决，还有很多深层次的工作需要计算机专业人员去完成。如果我们的计算机专业毕业生也只会“点击左键”，很难想象他们会开发出更好的工具，或对计算机技术的发展作出应有的贡献。
专业理论基础的学习，可以培养学生的思维方式和洞察力。计算机技术的更新是非常快的，系统的理论基础可以让学生在将来更好地适应新技术，可以让他们在理论框架的指导下寻找解决问题的方法，朝不同的方向发展!因此，“编译原理”课程应该是计算机专业必须的重要基础课。
3 编译技术的应用及需求
编译原理课程的重要性，不仅仅是因为它所介绍的知识是计算机专业理论知识的重要组成，也在于编译程序所使用的一些原理、方法和技术在非编译系统的实际应用中也发挥了很大作用。
例如我们常用的文本编辑工具的实现，涉及到的字词、语法正确性等内容就是编译里介绍的词法分析、语法分析技术的具体应用；又如现在大家上网必不可少的搜索引擎，在处理用户输入的查询要求、对文档资源的特征分析、提取与描述等工作中都用到编译的相关知识：一些特定的应用也可以用到编译中的方法来解决问题，比如用正规表达式描述网络上某种信息的特征等。
随着消费类电子产品的大量开发，嵌入式系统的应用需求也不断增加。在这种情况下，搭建适合的交叉编译环境的工作日益重要，急需掌握编译器构造相关原理、方法和技术的从业人员。这不仅说明了编译知识的生命力，同时也给高等学校计算机专业的编译课程设置带来了新的要求。
现实告诉我们，目前的问题不是计算机专业要不要开设编译原理课程，而是该如何改进编译原理的内容与教学方式，以更好地适应社会的需求。
4 国内外编译相关课程的设置情况
我们查阅了国外一些著名的大学计算机专业的课程设置情况，研究了其中与编译相关的课程安排，发现他们对与编译相关知识的介绍是非常重视的。
美国麻省理工学院的计算机专业课程设置中，与编译相关的课程就有Structure and Interpretation of ComputerPrograms，Computer Language Engineering(包括基本概念、编译器的功能和结构、基本程序优化技术、理论和实践的交互作用以及使用工具编制软件)，Mulfithreaded Parallelism：Languages and Compilers加州大学伯克利分校工学院的计算机课程设置中，涉及编译的课程有Implarnentation ofProgramming Languages,Programming Languages and Compilers， Structure and Interpretation of Computer Programs等：英国剑桥大学的计算机科学课程与编译相关的有Compilerconstruction和Advanced compiler design等。
可以看到，这些学校的计算机专业课程有的设置了专门的编译课程，有的虽然没有设置专门的课程，但在不同的课程中都安排了专门的内容和相关的知识，不管课程设置的方式如何，编译在其中都占有很重要的分量。这足以说明国外在培养计算机专业的人材时，是非常看中其对编译相关知识的掌握的。
在国内，多年来编译原理一直是各校特别是教育部所属高校计算机专业的必修课，曾经也是计算机专业硕士入学考试的必考科目，现在某些学校的计算机专业硕士生入学面试和博士入学考试还必考编译原理。编译原理课程在我国计算机专业人材培养中起了很重要的作用，新形势下开发具有自主知识产权的计算机系统软、硬件，更需要编译原理课程继续发挥作用。
5 关于我国计算机专业编译原理课程设置的建议
一般认为，编译原理课程是计算机专业最难的课程之一，它是数据结构、语言、算法和软件设计等知识的综合体现，学生对这门课程的理解确实会有一定难度，但这正是教师工作需要解决的问题。实践证明，如果让学生认识到了课程内容的重要性，并辅之以合适的教学方法和教学手段，取得良好的教学效果是不难的。
为此，我们思考了新形势下编译原理课程所涉及内容的教学及课程设置的改革问题，如果必须改变现有的课程设置模式，我们建议在编译原理课程的设置上，可以考虑采取以下两种模式：
(1)课程分解式将编译原理课程根据内容分成两门课：一门为必修，可命名为“编译技术”，主要介绍一些为满足基本应用而需要学生掌握的基础知识、方法、技术，以达到语言实现理论基础介绍的目的；另一门为选修，可命名为“编译理论”，主要介绍偏重原理性的、更深层次的内容，方便有进一步深造需要的学生学习。
(2)内容分解式
可以不单独设置一门编译课程，可将课程的内容根据其深浅，涉及到的具体问题，及与其他课程内容的相关性等分解到不同的课程中去，使学生在不同课程的学习中逐步掌握相关知识。
关键词：微型计算机原理；教学内容；大纲；改革；实践
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)05-10913-03
1 引言
随着高等职业教育的发展和教学改革的不断深入，如何把握理论够度为原则的高职教育，处理好理论与实践之间的关系，各高职院校都纷纷对原理性课程提出了更高、更新的要求，教学内容上更加注重应用性、实用性和针对性，更进一步突出实践能力的培养，为此就必须针对原有理论课程进行重组整合，对教学内容和教学方法进行相应改革。《微型计算机原理》是计算机专业的基础理论课程之一，它是在原有本科或高职中几门课程的重组整合形成的。
2 《微型计算机原理》课程教学内容及大纲改革制定
2.1 课程教学内容的改革
教学内容的改革必须针对专业的培养目标进行分析，选用合适的教材，精选教学内容，并注重计算机发展的特征及趋势融入到教学中。通过高职教育计算机专业培养目标的分析，《微型计算机原理》课程主要讲解的是计算机内部各功能部件的结构和工作原理，并相应融入指令系统及汇编语言的知识。该课程涵盖了《计算机组成原理》和《汇编语言》两个课程知识内容，将计算机组成原理与微型机结构原理有机结合，全面了解计算机基本原理的基础上，掌握微型机的应用技术。如何在有限的教学时数内，又必须把握理论够用的原则，把基础知识讲清，使学生能够利用基本原理解决后续学习过程中所遇到的新问题，以增加学生的学习兴趣，感到学有所用，是教学内容改革的关键所在。
硬件方面我们以计算机五大部件内容为主线，讲授了运算器、控制器、存储器、输入和输出设备等微型计算机的组成及工作原理；软件方面讲授了计算机指令系统及汇编语言基础，从而使学生能够清楚理解微型计算机的结构和工作流程，为计算机专业学生建立起硬件系统和软件系统有机结合的概念，提高对计算机系统的认识，为后续课程奠定相关计算机理论基础知识。
2.2 教学大纲的制定
在确定好教学内容的基础上，我们就必须制定和完善课程的教学大纲。传统的学科教法中，通常以教学大纲为基准，以教材为基础，以教材的章节顺序为教学进度，这必然会依赖于教材，而又无法加入计算机新技术、新理论科学等知识内容。因此教学大纲必须结合专业的特点、培养方向制定切实可行的教学大纲，不能拘泥于教材。在对课程性质定位中，我们就将《微型计算机原理》定位为专业基础理论课程，服务于整个专业课程体系；在教学内容要求、学时分配上，对各个知识点进行了严格要求，例如“了解”、“掌握”和“理解”，让教师在教学和学生在学习过程中都有指导作用。同时我们对教学大纲的制定没有严格按照教材章节顺序及内容来制定，而是对教材内容进行相关处理，例如我们就将“Intel 80x86微处理器”中8086的引脚信号、工作模式及操作时序等教学内容进行删减，而增加了Intel微处理器各个发展阶段的典型CPU介绍。
3 《微型计算机原理》课程教学方法与手段的改革
3.1 采用启发式教学方法
启发式教学方法是通过教师启发学生积极思考，使学生能主动地掌握知识，引导学生进行学习。为了达到较好的教学效果，我们进行了充分的备课，一方面对《微型计算机原理》课程的地位、作用牢牢把握，吃透教学大纲，另一方面又认真研究教材，弄清微型计算机原理的基本理论。在讲课过程中，我们对整个内容进行整体把握，对每一章的内容都提出相应的问题，从而让学生跟随教师的讲课进行思考，启发学生在将来一章将涉及那些内容。例如，在讲计算机系统概论中，我们就一改过去，直接给学生提出了“什么是计算机”、“什么是电子计算机”、“什么是微型计算机”，有些同学马上会想到计算机就是电脑，但实际上这只是狭义上的一个定义，而广义上应该说“能够计算处理的机器”，这样我们不失时机地提出后续问题，引导学生积极思考。这种教学方法，让学生带着问题去听讲学习，不仅提高了学生的学习兴趣，更重要的是，培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的意识和能力。
3.2 突出理论知识的实际应用
作为专业基础理论课，由于《微型计算机原理》课理论性强，重点、难点多，具有很强的抽象性，因此如何改进教学方法，使学生树立起浓厚的学习兴趣，提高课堂教学效果是很大的关键。而理论结合实际，将抽象的理论转化为具体的实际应用，这样既能激发起学生兴趣，又能引导学生进一步去学习专业基础理论。例如，在讲存储系统中，很多教材都会着重存储器的工作原理，而大学本科中也会花很大时间去讲授这些非常抽象的理论知识，我们经过仔细研究教学大纲并结合实际，对教材进行了较大的处理。首先，我们结合当前计算机的所有存储器，理论与实际相结合进行讲解存储器的特点、作用；其次，在对存储器系统的结构分析时，我们引入Windows操作系统中大家比较熟悉的虚拟存储技术及预存取技术，这样自然引导了学生的对理论知识学习的兴趣；最后，在对存储器扩充时，我们自然地提出大家熟悉使用到的内存或显存中由多个存储芯片组成，提出了存储器容量和位宽的扩展，而容量和位宽正是我们选择存储器中的两大重要性能指标。
3.3 讲与练相结合，引入学生讨论环节
在理论教学中，针对一些理解性又需掌握性的知识，采用传统应试教育中的多做多练也是一种好办法，教师通过课程内容的讲解，然后布置适当的练习，在习题中进行分析和讨论。通常教师必须做到选题具有代表性，它既不是难题也不是繁题，而是具有一定的讨论和引申的内容，是在大纲要求学生掌握理解的内容。通过习题的练习和讨论，加强加深学生对基本概念和基本理论的理解，起到举一反三、触类旁通的作用。在讨论环节中，学生可能会提出新的问题，而正是这些新的问题，又可以培养和锻炼学生独立思考的能力。在《微型计算机原理》课程中，我们基本做到每次课都有课内和课外作业，通过讲与练结合学习原理性知识。
3.4 加强实践环节，重视实验实训
为了使学生加深对基础理论的理解，我们加强了实践环节，对实验实训尤其重视。在此，我们精心设计了每一个实验实训项目，编写了相应的实验指导书，通过实验模拟使学生熟悉掌握整个微型计算机系统的软、硬件及其之间的关系。微型计算机从硬件原理组成来分有CPU（由运算器、控制器两者集成）、存储器、输入/输出部分组成，实验中通过运算器芯片、寄存器芯片、半导体存储芯片、输入开关、输出指示灯进行模拟连接，实现对整机认识和理解。而对微型计算机软件，我们通过微机指令与汇编部分实验实训来加深了解。
3.5 多媒体辅助教学及幻灯片的引入
计算机原理具有很强的抽象性和技术性，其教学内容难于通过传统的教学手段实现对计算机直观、形象的描述，因此我们引入了多媒体教学手段，将所有的教学内容制作成幻灯片形式，对比较抽象的工作原理和工作过程以动画的形式表现出来。采用这种教学手段，使得更加直观、形象和易于理解，具有较强的吸引力，提高学生的学习兴趣。为了便于学生的观看和自习，我们将所有课件都发给学生，供课后的学习。
4 《微型计算机原理》课程的教学实践分析
《微型计算机原理》课程在我院从05级计算机应用技术专业整合重组后开设，今年又在06级继续开设。通过两年多的教学实践，在深化教学改革中，我们将教学大纲、教材、多媒体辅助教学及课件、实验指导等提供给学生共享。在严格把好学生考试关的情况下，我们对学生不进行任何试卷的泄漏和复习，要求学生按照教学大纲以及相关资料进行复习，对05、06级学生成绩统计分布如图所示。
对上图看出，06级基本上符合正态分布，成绩分布主要50－79分之间，且在该分数段06级比05级增加了17人，总体成绩06级学生成绩也明显好于05级。而由于我院05级计算机应用（2）班中接近一半学生是属于五年一贯制（共48人，五年一贯制学生共23人），因此假如进行适当修正，从50分－100分段的学生也能正态分布。
5 结束语
综合课程教学实践情况，我们在提高教学水平，完善教学质量同时，课程的建设与发展已经取得了一定的成就，对培养学生在硬件系统和软件系统的实际问题解决能力中起到积极的作用，对培养学生在计算机体系结构思想上提高了认识。但是教学的改革与实践并不能一蹴而就，需要一个不断的深化过程，就如同样的我们统计分析中，同样的教学教法，06级要好于05级。因此教学的改革与实践涉及的方面比较多，科学技术及知识在不断的发展，不光是教学内容、教学方法、教学手段以及教学实践进行发展和改革，而广大的学生和教师也需要自身的发展及改革，这样才能推动整个教学质量和效果的提高。
参考文献：
[1]徐爱萍，刘建英，吴松海．计算机组成原理课程教学改革研究[J]．高等建筑教育，2004,(03).
[2]郭英．《微型计算机原理及应用》课程教学方法改革[J]．科技咨询导报，2004,(14).
引言
人类社会一直从自然界获取、处理、分析、交换、传递和利用信息。在经济全球化深入发展的今天，信息化已成为社会生产力发展和人类文明进步的重要动力，信息技术已成为社会经济增长的“命脉”。因此，当今世界许多国家都加强了信息技术人才的培养。而“通信原理”这门课程主要讲述了信息的传输、交换的基本原理，具有很强的实践性、应用性，所以根据我国培养信息技术人才的要求，在信息与通信类专业高等教学大纲中，“通信原理”被设置为一门大学必修、考研必考的专业基础课程。而且由于通信技术和计算机技术的不断交叉融合，计算机类专业也把“通信原理”作为一门重要的专业课。但是计算机类专业毕竟不同于通信类专业，许多与“通信原理”课程相关的前续课程（如高频电路、信号与系统等）计算机类专业的学生可能并没有学过，所以两个专业的“通信原理”教学不能使用相同的教学方法。2008年下半年我给本校计算机科学与技术专业的同学讲授了 “通信原理”这一课程，通过这次教学实践，我对计算机类专业的“通信原理”教学方法和教学内容有了一些感
受，下面就此谈些体会。
一、激发学生的学习兴趣
“通信原理”是计算机类专业学生接触到的一门通信类课程，由于不是计算机领域最基础的内容，而且课程内容也比较难，学生可能会缺乏学习动力。而学生的学习兴趣等内部动机因素，会促使学生积极主动地学习，所以如何能够让学生们在课程学习过程中绕有兴趣地学习相对乏味的基础理论是教学中的关键问题。经过实践，我总结出以下几点：
（1）介绍计算机专业为什么要学习通信原理。“通信原理”是一门通信类专业基础课程，计算机类专业学生可能会认为这与他们所学的专业并没有什么联系，这样他们可能会对这门课程的学习不重视，从而影响学习效果。对此，在课程学习之前，我就首先大概地给学生介绍一下现代通信技术和计算机技术的交叉融合，让他们认识到通信技术已经越来越多地渗入到计算机领域当中，不懂通信技术的计算机类专业毕业生不符合国家培养人才的要求，也不符合社会工作的要求。而且现在高等大专院校的计算机类专业和通信类专业有许多相同的或相类似的专业课程，很多用人单位在招聘工作人员时也并不区分计算机类专业和通信类专业的毕业生。关于这一点，为了引起学生的兴趣，我以当前学生比较关心的公务员考试为例，指出公务员报考简章里专业要求栏一般都将计算机类专业和通信类专业作为同一专业对待。
（2）例举与计算机专业相关的例子。为了激发学生学习本课程的兴趣，应将知识点多与计算机专业的内容相联系，多例举一些与计算机专业相关的例子。譬如，在讲解数字基带传输系统时，介绍完数字基带传输系统的基本框图之后，提出通过网线连接的计算机通信系统就是一个典型的数字基带传输系统的例子。由于这个例子是计算机类专业的学生所熟知的，所以他们可以进行比较思考，从而更好的理解什么是数字基带传输系统，学习这种通信系统的兴趣也可以被激发出来。
（3）提高学生学习的成功感。“通信原理”课程对于通信类专业学生来说已经具有相当大的难度和理论深度，所以计算机类专业学生肯定更容易觉得这门课程难学。为了消除学生的这种心理，教师要密切关注学生的学习态度，对于学生的进步和成长点，给予适当的鼓励。例如，在课堂上提出一些比较简单的问题引导学生回答，在学生回答出正确答案后，要立即表示由衷的肯定和内心的喜悦，这样学生们学习的成功感会被激发。从而学习兴趣和学习积极性也会大为高涨。
二、确定适合的教材及教学内容
（1）认真选取教材。教材的好坏直接影响到教学质量，目前通信原理国内的教材繁多，但以西安电子科技大学樊昌信教授的“通信原理”（国防工业出版社出版）最为经典。这本教材内容丰富、详尽，知识点覆盖面广，理论体系也比较完整。但这本教材是针对通信类专业的，它要求学生先修过电子电路、高频电路、信号与系统等电类基础课，而计算机类专业学生并不符合它的要求。在分析比较了几种教材的基础上，我选取了中国通信工程学院沈振元教授的“通信系统原理”，这本教材的最大特点是增加了确知信号的分析这一章内容，由于计算机类专业的学生没有学过信号与系统，所以他们没有建立频域的概念，而通信系统的分析推导方法往往从时域和频域同时展开，确知信号的分析这一章介绍了傅立叶变换的基本概念和性质，可以弥补学生在这一方面知识的不足。而且这本教材里的基本概念和基本原理解释得都非常清楚，没有先修课程背景的计算机类专业的学生比较容易理解。在确定主体教材的基础上，同时可以建议学生将西安电子科技大学樊昌信教授的“通信原理”作为参考书，这样可以给学生业余学习提供便利，真正做到主辅教材的有机结合。
（2）优化教学内容。通信原理内容涉及范围比较广泛，针对计算机类专业的特点，有必要对教学重点、时间长短进行适当的调整，也体现了因材施教的原则。例如, 在数字频带传输系统分析中, 选择2ask、2fsk、2psk、2dpsk等基本的数字调制技术作为必学内容,要求学生掌握这些典型数字调制技术的实现、解调、带宽分析、画图分析和抗噪声分析等内容。而将多进制调制技术和现代调制技术列入知识提高部分, 仅进行简单的介绍, 以知识扩展为目的, 不做应会要求。
三、采取适合计算机类专业的授课方式
“通信原理”原本是通信类专业的专业基础课，把它引入到计算机类专业的教学时，应该采取与通信类专业不同的教学方式。开课之初应该先向学生介绍一下通信发展简史，使学生对通信有个大概的了解。简述通信的过去、现在和未来, 从最原始的通信手段讲到最先进的通信手段,可以使学生被通信的丰富内涵深深吸引。这样学生可以轻松愉快地了解整个课程体系的结构, 认识到学好这门专业课对后续学习和今后参与工作的重要性。另外对于课程所选教学内容，也要基于计算机类专业学生的基础有所侧重点，因为计算机类专业课中并不考虑噪声的问题，所以我们讲解各种通信系统时应该把重点放在原理讲解上，抗噪性能的分析只要学生了解就行了。
四、改进考核方式
课程考核是教学工作的重要组成部分，也是学生最关注的一个环节。从我的教学实践看来，有部分学生在平
时上课时根本不认真听讲，他们往往只在考前一个星期左右“突击”，这种为了应付考试的“临时抱佛脚”的学习方法，不仅很难掌握通信原理的基础知识。而且时间一长，便全遗忘了。我们教学的目的不是让学生为了考试而学习，而是为了学生在学得知识的基础上，培养他们分析问题和解决问题的能力。因此，为了端正学生的学习目的，以达到课程的教学目标，就必须改进课程考核方式。在这次通信原理的教学实践中，我将书面考试成绩和平时成绩按一定百分比计入总体考核成绩，其中书面考试成绩占80%，包含平时作业、出勤率和课堂回答问题情况在内的平时成绩占20%，这样可以鼓励那些基础虽差但平时学习认真努力的学生。上面的考核方式中，书面考试成绩还是占了主要地位，所以课程书面考试上的题型也要认真考虑。为了避免学生死记硬背，不求甚解，我们应该减少客观题题量，加大需要理解基本概念的这些主观题题量。以考核模拟调制系统这部分为例，我们应该让学生思考“什么是调制制度增益”、“调制制度增益的物理意义是什么”这些基本问题，而不是让学生去死记各种模拟调制系统的调制制度增益结果，这样即使他们将结果记得再准确，不理解基本概念，对学习该门课程也没有丝毫的帮助。
五、结束语
以上只是我在计算机类专业通信原理课程教学中的一些体会，但在具体的教学实践过程中，还可能存在很多
关键词： 《计算机组成原理》 硬件实践教学 课程体系 教学方法 工程化实践教学
在我国大多数高校的计算机课程教学中，《计算机组成原理》作为一门重要的理论和硬件基础课程，其中的实践环节（硬件实践实验）占较大的比重。目前，不少高校的计算机专业在《计算机组成原理》的理论教学和实践实验中普遍存在“重软轻硬”现象[1]，使得学生对计算机组成的理论和硬件的结合理解流于表面，特别是在理论和硬件实践教学中，教学内容和硬件实验设备严重落后于当前工业界的最新技术发展，使得培养出的学生严重不符合社会企业的需求，即无论是在理论理解方面，还是在硬件实践方面，都不足以承担计算机硬件方面的设计与开发工作。因此，如何适应工业界对毕业生理论和实践能力不断增强的需求，改革《计算机组成原理》及相关课程体系，提高计算机理论和硬件教学水平，提高学生对理论的理解和实践动手能力已成为当前高校计算机专业教学面临的重要课题。
1.当前《计算机组成原理》课程教学存在的主要问题
当前，我校在计算机类、电子类、物联网类、软件工程类专业均开设了《计算机组成原理》课程，理论教学内容、目标基本一致，但硬件实践教学存在问题，主要表现在以下三个方面：
（1）偏重理论教学，忽视或轻视硬件实践教学，硬件实践课时被迫删减。
在《计算机组成原理》课程中，理论是基础，但是要深入理解计算机基本原理及体系结构等理论必须结合硬件实践[1]。但是硬件实践实验教学由于培养目标、培养方案、教学大纲及硬件实践教学设备等，很多高校普遍在计算机专业的教学中轻视硬件实践教学的建设，理论教学占很大比重，总学时确定后，硬件实践教学课时只能被迫删减，以至于无法保证硬件实践教学的质量，导致学生学习硬件知识和动手实践的积极性不高，最终的结果就是理论和实践相分离，理论知识没有深入的理解，实践能力没有得到很好的培养。
（2）理论和实践教学内容陈旧，课程计划没有与时俱进。
当前，大多数国内高校的计算机类专业，硬件系列课程均包含如下课程：《数字逻辑电路》、《计算机组成原理》（《计算机组成与结构》）、《微机原理及接口技术》、《计算机体系结构》等。这些课程开设选用的教材大多内容相近，部分理论仍停留在5年甚至10年以前，知识陈旧，与当前工业界的实际应用脱节，和现代快速发展的计算机硬件研究和开发技术形成明显的差距。比如有的硬件课程教学中以74181等淘汰的部件芯片为教学模型，即使学会也只能在课堂上用到，对将来的工作没有什么作用，直接导致对学生缺少吸引力，教学效果不甚理想。另外，这一系列硬件相关课程之间重复的知识点较多，在课程系列安排计划上缺乏统一性和合理性。
（3）硬件实践教学环节不够重视，缺少工程化设计和开发能力及创新能力的培养。
现代计算机硬件设计和研发均已采用软件和硬件设计相结合的方式，并大量使用优秀的工具软件进行开发和仿真，以及使用硬件开发板进行验证和优化。在实际教学中，由于硬件实践教学比理论和软件仿真实验教学要复杂得多，因此很多教师在教学过程中仍沿用过时的软件仿真和硬件实验方法，并且学生在学习过程中除了进实验室外，在日常学习中无法进行硬件实验或为硬件实验做足够的准备。另外，目前大多数高校计算机专业的硬件实验设备仍停留在“插线板”时代，只能让学生手动连接铜线进行简单的验证性和基础性实验，如要进行相关创新能力培养的实验，其复杂度过高，绝大多数学生无法完成。
2.《计算机组成原理》课程建设和改革的具体措施
（1）引进计算机硬件的现代设计和研发技术，培养学生的工程化研发能力。
《计算机组成原理》课程一大部分教学内容围绕CPU的各个部件展开，但现有的教学内容严重落后于现代工业芯片研发技术。为跟上时代的步伐，我们引进当下大多数企业采用芯片研发流程和设计语言和工具。具体而言，针对CPU的各个部件教学，我们引进Logisim[2]和Verilog[3]教学，以仿真的方式向学生展示如何设计选择器、加法器、寄存器、存储器、控制器等部件，以及这些部件间如何组合及连接。在此基础上，我们进一步加入单周期MIPS[4]CPU工程化设计方法的教学，介绍如何组合选择器、加法器、寄存器、存储器、控制器等部件以构成简单但功能完善即能完成基本加减、移位、分支、跳转等功能的单周期CPU。
为进一步提高学生的工程化硬件实践能力，还引进Xilinx公司的FPGA开发板，加入如何使用FPGA开发板的实验教学内容，并指导学生把已完成的MIPSCPU设计下载到FPGA上，以真实的硬件实验验证自己的设计，并对现有的设计做相应的优化。
（2）加强理论和硬件实践教学的结合，提高学生对理论的理解和对硬件实践的能力。
在《计算机组成原理》课程教学中，理论和硬件知识是相辅相成的，但目前计算机教学中普遍偏重理论讲解，硬件实践仅仅是验证性实验，其对理论的深入理解并无多大帮助。特别是理论知识对学生来说是一个个单独的知识点，彼此之间不能够贯通起来加深对计算机整体硬件系统的理解[5]。比如，学生学习了选择器、寄存器、加法器、存储器等理论知识，但不知道如何使用Verilog等硬件编程语言在FPGA等开发板上实现这些部件。另外，学生在学习CPU控制部件理论后，无法用现有的老旧芯片如74181等把CPU各个部件组合起来，只能依赖现成的已把CPU各个部件组合连接好的硬件开发板，不了解如何用Verilog等硬件编程语言直接把CPU的各个部件组合以构成完整可运行的CPU。因此，在《计算机组成原理》教学中应注意理论和硬件实践开发间的结合，使学生掌握更完整的理论知识和硬件实践能力，通过硬件实践提高其对理论的理解，通过理论学习指导硬件实践实验，提高其计算机系统理论和硬件协同能力。
（3）调整计算机硬件系列课程的教学内容，优化课程体系和课程间的衔接。
为适应新加入的Logisim、Verilog、XilinxFPGA开发板等教学内容，我们适当调整计算机硬件系列课程之间的教学内容。比如对《数字电子技术基础》课程，经过学院硬件教学团队的协商沟通，适当加入Logisim，Verilog等硬件编程语言的教学内容，并在部分实验中加入Logisim和Verilog语言实现部分电路。在《汇编语言程序设计》课程教学中，针对MIPSCPU设计，加入MIPS汇编语言的学习。在实验安排中，加入适当的MIPS汇编练习。总而言之，为了适应新的教学内容和方法，加强硬件系列课程体系结构建设，完善教学计划，对硬件系列课程如《数字电子技术基础》、《计算机组成原理》、《微机原理及应用》和《汇编语言程序设计》等课程进行融合、优化，既避免知识点的重复教学，又加强课程间教学内容的衔接，保证计算机硬件教学的连续性和完整性[6]。
（4）探索硬件系列课程教学方法，提高教师团队的整体教学水平。
为加强计算机硬件系列课程教师团队的协调沟通和建设，使相互关联课程的授课教师有更多的合作和协作，定期开展硬件系列课程的教研活动，从整体上协商计算机硬件系列课程的教学，逐步形成一支由具有较高教学科研水平的教授领衔，并搭配有一定数量的副教授和讲师的计算机硬件系列课程教学团队[5]，从而保证计算机硬件系列课程建设的连续性。
为了充分发挥青年教师的主观能动性，我们积极改革传统的教学方法，借助扬州大学的网络教学平台，积极探索研究性教学，利用“任务驱动”的教学方法，将实际教学内容分成一个个具体的任务，并引导学生在网络教学平台上参与讨论和解决任务，使得学生在讨论和交流中解决问题，并逐步引导学生深入理解和掌握教学内容。该教学方法可以大大提高大部分学生的主动性、积极性及团体合作能力。此外，在网络教学中注重和学生的在线交流和互动，通过论坛交流和答疑、在线任务测试等多种手段，促进学生的彼此交流和学习，提高课堂教学效率。
（5）丰富教学资源建设，引进企业培训和提高教师实践教学能力。
在引进新的教学内容的同时，依托扬州大学网络教学平台，对《计算机组成原理》课程的教学资源如Logsim、Verilog参考资料、教学课件、教学视频、硬件实践实验指导资料、习题等全部加入网络教学平台，构建丰富的网络教学资源[6-7]，使得学生的学习不受时间和空间的限制，在课堂教学以外的时间根据自己的实际情况合理安排课程学习。
另外，围绕课程建设和教学内容的改革，我们积极联系相关硬件研发企业，邀请其到学校直接对学生进行指导。例如Verilog硬件编程语言学习和使用经验分享、XilinxFPGA开发板的使用讲解和现场指导，并且根据企业实际研发需求，向学生进行针对性的授课和指导。
3.结语
《计算机组成原理》课程具有很强的理论性、实践性和实用性，其中CPU相关的知识涉及本科和研究生各个层次，如何让该课程不再仅仅停留在理论知识的学习是该课程建设和改革必须解决的问题。通过引进符合工业界当前流行技术的教学内容和方法，积极引导学生通过自学和合作，接触当前最新的硬件编程语言、硬件设计软件和FPGA开发技术，并尝试调动学生学习的主动性，培养实践动手能力，让学生更好地协作、沟通，从而提高学生对理论知识的理解和硬件实践的能力。另外，近几年我院通过对计算机专业硬件系列课程进行优化和改革，解决硬件系列课程之间缺乏沟通、相互独立、知识点重复或者缺乏衔接等一系列问题[4]，加强硬件系列课程间的联系，保证计算机硬件系列课程间的连续性和完整性。
参考文献：
[1]陈辉，李敬兆，等.计算机专业硬件课程教学改革探索[J].计算机教育，2014（5），39-42.
[2]Logisim.https：///wiki/Logisim.
[3]夏宇闻.Verilog数字系统设计教程.北京航空航天大学出版社，2008.
[4]斯威特曼.MIPS体系结构透视.机械工业出版社，2007.
[5]刘昌华，管庶安，等.基于CC2005的计算学科硬件类课程教学改革探索[J].计算机教育.计算机教育，2009（10）.
[6]黄伟，冯径.《计算机硬件技术基础》课程教学改革探索[J].现代计算机，2011（5）：36-37.
[7]葛桂萍，李云，等.《微机原理及应用》精品课程建设的探索与研究[J].科技创新导报，2014（30）：151-152.
基金项目：
国家自然科学基金青年基金（编号：61502412），项目负责人，01/2016-12/2018。
江苏省自然科学基金青年基金（编号：BK20150459），项目负责人，07/2015-06/2018。
1 引言
《计算机组成原理》是一门偏硬的学科，是计算机与科学技术专业的一门核心专业基础课[1]，主要学习计算机内部的各部件的组成结构、工作原理及相互间的联系。随着计算机技术及电子技术的飞速发展，计算机内部部件的高度集成化，复杂化，很多学生普遍感觉《计算机组成原理》这门课程难学、难懂，概念抽象、感性认识差等，如果用传统的教学方法很难达到教学的目标；同时这门课程还是很多院校计算机专业研究生入学考试的考查科目，所以应该找到一种切合实际的教学模式，在达到本科教学目标的同时能够让学生们感觉研究生入学考试这门课程对于他们来说不是一种屏障。鉴于此，我们针对这门课程的特点，从教学内容、方法、手段及实践四个方面做了改革，并取得了较好的效果。
2 教学内容的改革
在教学内容上，主要遵循本科教学大纲来循序渐进该课程的讲授工作，同时要借鉴每年的考研大纲，找出其出入部分，重点内容要重点详尽地讲述，以典型例题来加深学生的理解，难点问题要找到切入点，让学生找到头绪，步步为盈，例如信息通路部分，可以先画一个单总线结构的计算机系统来讲解信息在各部件间的流动过程，然后再针对某一复杂具体机型的计算机来疏导它的信息通路，学生理解起来就会容易的多。对于考研与本科大纲的出入部分作为扩展内容讲解，主要针对有精力或是有考研目标的同学。例如输入输出部分的几种数据传输方式[2]，要深入到每种方式的具体实施过程，而不是局限于表面的了解。
3 教学方法的改革
在教学方法上，采用启发式教学和习题检测等相融合的方法，注重重点的突出、难点的突破。另外，留给学生实践作业，采用课堂鼓励等方式调动学生的兴趣及积极性。使学生能够理解单处理器计算机系统中各部件工作原理、组成结构及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法，最终能运用课堂所学理论知识对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算和分析，并能对一些基本部件进行简单设计。
4 教学手段的改革
教学手段上主要采用板书加多媒体及Proteus仿真软件并用的方式进行教学。板书尽量用言简意赅的词语来描述问题，让学生学起来达到简单易懂的效果。对于将计算机的比较抽象复杂些的内部结构可以采用多媒体课件及Proteus仿真软件将其工作原理和工作过程直观形象地演示出来。
5 实践教学环节的改革
实践教学环节主要由实验和课程设计两部分组成，因为实验学时有限，可以设计一定数量的实验项目、验证性实验，加深学生对各计算机部件的组成和工作原理的进一步理解； 在课程设计期间可以因材施教，让学生综合运用所学计算机组成原理知识，采用Proteus仿真软件，人为模拟各部件单元中的控制信号实现常用部件电路及之间的信息通路的设计，对于有能力且勇于创新的同学，可以利用EDA技术，自主设计一个组合逻辑控制器模型机，因为EDA技术很多学校计算机专业学生未开设此门课程，所以此实验需要学生有一定的EDA基础才能实现。通过实践教学环节，进一步加强学生理论知识与应用相结合的实践和锻炼，培养了学生分析问题、解决问题和设计的能力。
