计算机组成原理组课设

计算机组成原理组课设（通用8篇）

1.计算机组成原理组课设 篇一

合肥学院

课 程 论 文

题

目 系

部 专

业 班

级 学生姓名 学

号

计算机组成原理论文 计算机科学与技术 计算机科学与技术 10计本（2）班

2012 年 5 月 16 日

计算机组成原理课程综述

内容概要: 《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心的专业必修课程。从课程的地位来说，它是先导课与后续课之间的重要衔接课程。随着计算机技术的飞速发展，必须保证课程教学内容及实现手段的先进性，才能确保课程教学效果的优秀。因此，在课程教学大纲的制定上，主要依据就是：既要保证学生理解和掌握课程的基本理论和基本概念，又必须保证教学内容的先进性，同时还要注重学生实际动手能力和创新能力的培养和训练，为后续课程的学习奠定坚实的基础。进一步加深了学生对计算机组成结构和工作机理的认识，提高了学生的实际动手能力与创新设计能力。

一：计算机组成原理课程综述

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。它的主要教学任务是要求学生能系统地理解计算机硬件系统的逻辑组成和工作原理，培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计及开发能力。它既有自身的完整理论体系，又有很强的实践性。该课程具有知识面、内容多、抽象枯燥、难理解、更新快等特点。

这本书摆脱了传统，死板的编写方法，采用从整体框架入手，自顶向下，由表及里，层层细化的叙述方法，通过对计算机系统概述，总线系统等的深入剖析和详细讲解，使我们能形象的理解计算机的基本组成和工作原理。而且为了适应计算机科学发展的需要，除了叙述基本原理外，书中还增加了新的内容，书中举例力求与当代计算机技术相结合。

二：课程主要内容和基本原理

本课程只要的知识点有常用的组合逻辑器件，如译码器、数据选择器、编码器、alu原理；常用的同步时序电路，如寄存器、移位寄存器、计数器的原理、参数及使用方法；可编程逻辑阵列：rom，pla，pal及门阵列的原理与使用。数字化编码，数制及数制转换，数据表示，检错纠错码；数据的算术与逻辑运算，运算器的功能、组成与设计；教学机的运算器实例。计算机指令系统综述，指令格式与寻址方式；教学计算机的指令系统与汇编语言程序设计；控制器的功能、组成与设计，教学机的控制器实例。

多级结构的存储系统综述，主存储器的组成与设计，教学机的内存储器实例，cache存储器的运行原理，虚拟存储器的概念与实现，磁盘设备的组成与运行原理，磁盘阵列技术；光盘机的组成与运行原理，磁带机的组成与运行原理。计算机输入/输出设备与输入/输出系统综述，显示器设备，针式打印机设备，激光印字机设备；计算机总线的功能与组成，输入/输出系统的功能与组成；教学机的总线与输入/输出系统实例。几种常用的输入/输出方式，中断与dma的请求、响应和处理。

计算机组成原理是计算机专业的基础课。这门课对于使我们了解现代计算机的各个组成部分及其工作原理具有重要作用，对于我们后续课程的学习无疑也具有积极的意义。

三：实际应用

随着微型计算机的迅速普及和发展，人们对计算机的功能要求已不再是限于单纯的计算和数据处理了，而是向着融合图像、声音、文字为一体的多媒体机和大型娱乐型机发展，在这一发展过程中，存储器逐渐成为了人们关注的热点，这里，我们将对存储器的有关知识做进一步详细的介绍。存储器是计算机系统内最主要的记忆装置，能够把大量计算机程序和数据存储起来，既能接收计算机内的信息（数据和程序），又能保存信息，还可以根据命令读取已保存的信息。存储器按功能可分为主存储器和辅助存储器，按存放位置又可分为内存储器和外存储器。存储器的性能指标主要由容量、存取速度、可靠性和性能/性价比决定。

存储器的分类:存储器按功能可分为主存储器（简称主存）和辅助存储器（简称辅存）。主存是相对存取速度快而容量小的一类存储器，辅存则是相对存取速度慢而容量很大的一类存储器。

主存储器，也称为内存储器（简称内存），内存直接与CPU相连接，是计算机中主要的工作存储器，当前运行的程序与数据存放在内存中。

辅助存储器也称为外存储器（简称外存），计算机执行程序和加工处理数据时，外存中的信息按信息块或信息组先送入内存后才能使用，即计算机通过外存与内存不断交换数据的方式使用外存中的信息。

一个存储器中所包含的字节数称为该存储器的容量，简称存储容量。存储容量通常用KB、MB或GB表示，其中B是字节（Byte），并且1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。例如，640KB就表示640×1024=655360个字节。

这里简单介绍一下半导体存储器的组成：它一般由存储体、地址选择电路、输入输出电路和控制电路组成。

1、存储体

存储体是存储1和0信息的电路实体，它由许多个存储单元组成，每个存储单元一般由若干位(8位)组成，每一位需要一个存储元件，每个存储单元有一个编号，称为地址。存储器的地址用一组二进制数表示，其地址线的根数n与存储单元的数量N之间的关系为：2n = N

2、地址选择电路

地址选择电路包括地址译码器和地址码寄存器。地址译码器用来对地址译码。设其输入端的地址线有n根，输出线数为N，则它分别对应2n个不同的地址码，作为对地址单元的选择线。这些输出的选择线又叫做字线。地址译码的方式有两种：(1)单译码方式

它的全部地址码只用一个电路译码，译码输出的字选择线直接选中对应的存储单元。这一方式需要的选择线数较多，只适用于容量较小的存储器。(2)双译码方式（或称矩阵译码）

它将地址码分为X与Y两部分，用两个译码电路分别译码。X向译码称为行译码，其输出线称为行选择线，它选中存储矩阵中一行的所有存储单元。Y向译码又称为列译码，其输出线称为列选择线，它选中一列的所有单元。只有X向和Y向的选择线同时选中的那一位存储单元，才能进行读写操作。由图可见，具有1024个基本单元的存储体排列成32×32的矩阵，它的 X向和Y向译码器各有32根译码输出线，共64根。若采用单译码方式，则要1024根译码输出线。因此，双译码方式所需要的选择线数目较少，也简化了存储器的结构，故它适用于大容量的存储器。

3、读写控制电路

读写控制电路包括读写放大器、数据寄存器（三态双向缓冲器）等。它是数据信息输入输出的通道。外界对存储器的控制信号有读信号RD、写信号WR和片选信号CS。

四：心得体会

自从上了大学后，进入这个专业后才能这么经常的接触到电脑，才能学到有关电脑方面的知识。正因为接触这类知识比较的晚，所以学习这方面的知识感觉到吃力。学习了这门课后觉得，计算机组成原理确实很难，随着计算机技术和电子技术的飞速发展。计算机内部结构日趋复杂和庞大而且高度集成化。这使的我们普遍感到计算机组成原理这门课难学、难懂、概念抽象、感性认识差。在计算机技术快速发展的今天，新技术、新理论从提出到实际应用的周期大大缩短。我们很难在有限的教学时间内．在理解掌握基本知识技能的基础上。学习新知识、新技术，很难增强我们的学习兴趣。也就更谈不上能够利用基本原理解决在学习过程中所遇到的新问题。

当进入第四章，存储器的学习时，各种问题就不断的出现，尤其在进行存储器容量扩展时，很多的问题都是似懂非懂的，在做题目时，也是犯各种各样的错误。在第五章的学习中，对于I/O设备与主机交换信息的控制方式中的程序查询方式，程序中断方式和DMA方式有了点了解。最难的就要数中央处理器和控制单元了。对于计算机运算方法，这个没太搞懂，像定点运算中的乘法运算和除法运算，又是用的什么原码一位乘、原码两位乘、补码一位乘、补码两位乘。总之，我是被绕晕了。还有就是控制单元的设计方法微程序设计，这个知识点也是不太懂，总的来说这门课程，学得不是很好。可是通过这门课的学习，我也学习到了很多以前不知道的知识：计算机都有些什么硬件，都有哪几类总线，总线在计算机中又扮演着什么角色。计算机中的存储器有哪些等等。让我对计算机有了一个大致的了解。至少我不再像以前那样对计算机什么也都不懂。

结语

在这一学期的课程学习中，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。

参考文献

1、《计算机组成原理》第二版，唐朔飞 编著，高等教育出版社，2008.1

2、《微型计算机原理与应用》肖金立 编著，电子工业出版社，2003-1

3、计算机组成原理实验指导书与习题集》（王成，周继群，蔡月茹著）清华大学出版社出版

4、《计算机组成原理学习指导训练》（旷海兰，刘彦，蒋翰洋等编著）中国水利水电出版社出版

2.计算机组成原理组课设 篇二

1 课程现状

本课程能使学生系统地理解计算机硬件系统的组成结构和工作原理, 帮助学生建立整机概念, 培养学生分析、应用、设计和开发的能力。因此, 在课堂教学过程中使用传统教学方法往往很难达到预期的教学目标。如何通过改进教学方法来保证预期的教学质量, 是我们日前必须解决的问题。通过对国内外多所高校中《计算机组成原理》课程教学质量的研究分析, 发现国内外教学存在着较大的差异。

1.1 国外教学现状

国外的教学大多采用学生自主学习的方式, 如给学生指派研究型课题、仿真模拟性课题、阅读类题目等[1,2,3,4,5,6]。教师通过这种将理论与实践紧密结合的教学方式, 使学生在学习的过程中有利于树立工程理念、培养工程素养, 能取得较好的教学效果从而达到实现本课程的教学目标。

1.2 国内教学现状

国内普遍采用理论教学和实验教学相结合的教学模式。目前许多《计算机组成原理》的实验平台是商业化产品, 系统的设计与实现屏蔽了很多细节[1,2,3,4,5,6], 而学校的教学资源建设又相对落后, 缺乏适用的教材及实验设备, 不能满足老师和学生有效结合工程实践理念进行设计和实现计算机系统的实验, 这种理论和实践脱节的教学模式, 导致教师难以达到《计算机组成原理》课程预期的教学目标。另外, 学生对《计算机组成原理》课程的认识存在偏差, 更加加重了这种问题的突出。

随着我国高等教育体制的改革, 学生的理论知识和动手实践相结合能力的提高引起了教育部和各高校的高度重视。以下就从改革理论教学方法和完善实践教学两个方面进行了探索与实践。

2 针对理论教学, 寻求有效的教学方法

教学质量必须通过开展相关的教学工作来提高, 笔者从合理选取教学内容、对教学方法的改革及如何合理安排实验三个方面对提高教学质量进行了探索与实践。

2.1 合理组织教学内容, 增加内容的趣味性

目前, 我校计算机专业开设该课程的是本科生, 使用由科学出版社出版, 白中英主编的教材。本教材既强调了基本概念和基础知识, 又注意与实际应用相结合, 并且对许多新技术和新的发展方向做了不同程度的介绍。同时, 它是许多院校考研的制定参考书。本书的各章节中分别介绍了计算机的五大部件构成, 在教学过程中存在学生将各章节的学习独立化、不善于总结和贯穿全书内容的现象。教师可以采取学习完每一章节后, 让学生来总结整个章节的内容的方式来消除这种现象。另外, 教师还可以在讲课的过程中, 联系实际生活中的例子, 让学生对知识点的理解化抽象为具体。

2.2 灵活运用多种教学方法, 充分利用多种教学手段

1) 采用启发式教学方法。启发式教学方法指教师根据学生的实际学习情况和教学任务以启发学生的思维为中心, 注重学生对问题的思考能力的培养, 以此来调动学生的学习主动性。这种教学方法强调了学生是学习的主体, 教师通过设置与课堂内容相关的问题来组织课堂教学。授课过程中, 教师在阐明一个问题时, 应该将这个大的问题拆分为多个与之相关联的小问题, 教师通过这种引导学生一起思考、一起解决相关问题的方式, 让学生对教学内容有了由浅及深的了解和认识。课后, 教师还应该给学生设置相关的研究探讨性问题, 让学生通过查阅资料、自主实验、合作探讨等途径来解决这些问题, 从而加深了对教学内容的理解。

2) 采用互动式教学方法。改进教学方法是为了提高课堂教学质量, 教师在课前应该充分备课, 对教学内容要有深刻的理解。在授课过程当中, 教师应积极组织学生开展课堂讨论, 让学生真正成为课堂教学过程中的主体, 充分发挥教师的引导作用。进行课堂动画、实物演示, 让学生对部分难以理解的知识点有一个动态的直观感受, 帮助学生减少对抽象知识点的疑惑。例如, 在“外围设备”章节的教学中, 采用分组的方式, 让学生自己制作PPT, 然后每组选出一名代表对外设的基本概念进行介绍, 一些典型的外设, 如硬盘、键盘、鼠标、显示器、打印机等的讲授交给其他学生完成, 采用自愿报名、每人负责一项讲解的方式, 介绍其工作原理、最新技术和产品。最后, 教师对介绍的不完整的内容进行补充性演示和指导。在此过程中, 应注重老师演示、学生参与和学生演示、老师指导相结合的方式进行, 不断激发学生的学习积极性和改变学生习惯被动听课学习的状况, 从而营造一个良好的学习氛围, 引导学生找到适合自己的学习方法来提高学习效率。

3) 充分利用多媒体辅助教学手段。随着科学技术的不断进步, 教学方式逐步变得丰富起来。在教学的过程中可以使用多媒体辅助教学, 这种教学手段已经在教育教学中发挥了举足轻重的作用, 教学过程中使用的多媒体演示可以对宏观和微观的事物进行模拟, 对抽象、无形的事物进行生动、直观的表现等等[3]。例如:在本课程中数据通路、指令周期等比较抽象的概念, 如果在黑板上画图, 就会太过于繁琐且会占用大量的课堂教学时间, 如果使用多媒体FLASH动画方式, 便可以节省大量画图时间, 而且通过生动形象的动画效果进行教学演示, 可以极大地改善本课程带给大家的枯燥印象, 同时教师也有时间可以观察学生的反应, 增加师生互动环节, 使整个课堂气氛生动、活泼。只有这样才会取得高效率、高水平的教学效果。

4) 利用网络平台增强互动。随着网络在各个领域的应用, 网上学习已经成为人们学习的一种快速、有效的学习方式。教师可以通过建立自己的教学网站或个人博客, 在网站中发布相关的教学课件、教学视频及拓展资料, 来指导学生利用网络平台进行学习, 形成一个规范化、科学化和综合化的个人教学网站。在网站中, 逐渐形成相关试题库、资料库供学生查阅资料和进行自学。另外, 设置专门的网上答疑区, 学生在第一时间将学习中遇到的问题反馈给教师, 有好的建议也可以随时与教师进行交流和探讨, 提高学生的学习主动性[6]。教师还可以尝试运用无纸化考试来促进考核的客观性与公平性, 同时节约了教师的出题、阅卷时间。

3 重视实践、将实验与课题训练相结合

实践教学可以深化课堂教学效果, 让学生对课堂教学的内容理解的更加深刻。更是锻炼学生动手操作能力、培养创新意识的重要手段[7]。但是部分高校对《计算机组成原理》课程的实验教学缺乏足够的重视, 甚至没有相关的实验设备。为了更好地达到实践教学的目的, 笔者从实验课程的设置、实验过程的管理及改革实验考核方式三方面进行了科学的设计, 以提高实验教学效果。

3.1 强化实验课程设置

在设置实验内容时应遵循合理性、应用性、综合性等方式, 有效的选取实验内容, 将实验内容分为验证性实验、应用性实验、综合性实验, 让学生在实验过程中对相关的原理进行验证, 充分理解。如实验项目主要包括运算器实验、存储器实验、控制器实验、总线实验和模型机实验。

3.2 加强实验过程管理

实验过程是实践教学的核心, 教师应该把握好上课和实验的时间比例。首先, 学生要理解实验中涉及到的功能部件的工作过程, 教师再演示实验;其次, 学生自己完成实验内容, 经过调试得到正确的设计结果, 并记录实验结果。在实验过程中, 学生要严格遵守实验规则, 教师应在实验的难点和重点部分给予相应的指导讲解;实验结束后, 学生应总结实验过程与实验结果, 写好实验报告[8]。

3.3 改革实验考核方式

对于《计算机组成原理》实验教学的考核方式应该多样化, 仅从实验过程和实验报告评价实验是不全面的。实验报告中存在多数学生相互抄袭;实验过程反映了学生是否认证完成了实验任务, 可以从实验过程中增设实验答辩, 加深学生对实验的理解记忆, 也可避免学生在做实验的过程中浑水摸鱼。

实验课程的设置、实验过程的管理及实验考核方式的改革是能否达到《计算机组成原理》教学目标的关键环节, 要充分认识到这三个环节的重要性, 对实验课程设置中存在的不足及时进行改进, 不断严格实验过程管理和逐步改革实验考核方式, 从而真正实现实验的目的。

4 结语

《计算机组成原理》课程是计算机类专业的核心课程, 但近年来教学效果不明显。本文就如何提高该课程的教学质量, 分别从教学内容、教学方法及实践教学等方面提出来一系列的改革思路和方法, 对教学质量的改进具有一定的理论指导和实践性作用, 能让学生在学习的过程中对该课程建立一个完整的学习架构, 不断提高学生的动手能力与创新能力, 达到相应的教学目的。

摘要：《计算机组成原理》是一门研究计算机的基本硬件组成和内部运行原理的课程, 对计算机专业各专业课的学习具有重要的作用。但是, 部分老师和学生没有充分认识到该科目的重要性, 使得教学质量下降。本文通过对该科目的现状进行研究分析, 从改进教学方法的角度来探讨如何提高教学质量。

关键词：计算机系统结构, 《计算机组成原理》教学方法,教学质量

参考文献

[1]Jovan D, Bosko N, Aleksandar M.Flexible web-based educa tional system for teaching computer architecture and organi zation[J].IEEETransactionsonE ducation, 2005, 48 (2) :264-273.

[2]Anguita M, Fernandez B.Software optimization for improving student motivation in a computer architecture course[J].IEEE Transactions on Education, 2007, 50 (4) :373-378.

[3]马达灵.王顺利.《计算机组成原理》教学改革探索[J].集宁师专学报, 2010 (4) :52-54.

[4]Bo?ko N, Nenad G, Jovan.The visual simulators for architec ture and computer organization learning[J].Journal of Auto matic Control, 2010, 19 (1) :31-34.

[5]Carpinelli D.Computer systems organization&architecture[M].New Jersey:Pearson Education, 2002:1-25, 302-375.

[6]吕秀荣, 张忠生.《计算机组成原理》课程导学探讨[J].山东广播电视大学学报, 2009, (2) :34~37.

[7]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:自然科学版, 2003 (1) :79-82.

3.计算机组成原理组课设 篇三

关键词：计算机组成原理；实验教学；改革

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)12-21702-02

Discussing the Teaching Model of The Organization Principle of Computer in Computer Experiment Course

HAI Lin-peng,CHEN Feng

(Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454003,China)

Abstract:The paper discusses the teaching model of The Organization Principle of Computer in computer experiment course, and puts forward a few methods to improve the teaching effect by analyzing the present condition which exists in many Chinese universities. All of these can promote the development of teaching of The Organization Principle of Computer in Chinese universities.

Key words:The Organization Principle of Computer;experiment lesson;reform

“計算机组成原理”是工科计算机及其相关专业的一门重要的专业基础课程。它是讲述计算机的一般结构、组成、原理的课程。本课程从计算机的基本概念、基本组成及基本功能着手，对计算机的各个基本组成部件的工作原理进行讨论，使学生掌握有关硬件的基本知识，尤其是各基本组成部件如何有机连接构成整机系统的技术，为培养学生对硬件系统的分析、设计、开发和使用能力打下基础。本课程的基础课是数字电路、离散数学等，后继课程有计算机系统结构、微机原理等。学生通过这门课的学习，要掌握计算机的基本组成与运行原理的基本知识(主要是运算器和控制器)，计算机硬件设计、制造、调试和运行维护等多方面的基本技能。为此，这门课的实验环节就显得尤为重要。在开展好理论教学的同时, 对实验教学环节必须给予足够的重视。通过实验教学，使学生具有较强的分析问题和解决问题的能力，以适应科学技术的飞速发展。

1 “计算机组成原理”课程实验教学的现状及存在的问题

目前, 计算机组成原理课程的教学基本上都是采用理论教学+实验的方式， 这种方式被国内外大学普遍采用。课堂教学讲授基本概念和理论知识，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。我国的计算机组成原理实验教学基本采用“计算机组成原理实验箱+ PC机仿真终端”共同完成实验的方式。一般来说，这种结构的教学机的硬件部分都在实验箱上实现。我院教学主要采用的的是清华大学研制的TEC-2实验系统。TEC-2实验系统是清华大学专门为《计算机组成原理》课程的教学实验而研制的。该系统的硬件和软件完整，配备合理。 TEC-2机的主体，包括计算机的运算器、控制器、存储器三个功能部件 ，配备了两个串行接口电路，可以接终端、 PC 机或另一台 TEC-2机，装置上还设置了 20 余个钮子开关、两个十二位的微型开关、多个按键和 16 个发光二极管，用于手动方式的实验。此外，还配有多种实验接口板用 50 芯扁平电缆与接口机进行联机，学生可以在接口板上搭接线路，完成硬软件的调试实验。该实验设备从这门实验课开设之初到现在为计算机组成实验的教学立下了汗马功劳。 但是, 随着计算机技术的发展，它已经不能满足我们的教学目标，在这几年的教学实践中，我们发现了几点不足。

(1)实验设备的可维护性不好。TEC-2实验箱是上世纪90年代末的产品， 所采用的主要器件的型号比较老。现在这些芯片在市面就很难买到。过了厂家的保修期后，维护起来就比较麻烦。由于操作实验箱的的学生好多都不太熟练，难免有操作错误的时候，损坏芯片是常有的事。由于缺少相应软硬件支持，使得维修周期比较长，影响了实验课程的正常开设。

(2)实验的交互性不足。在实验课上, 教师通常会按着实验目的、实验内容、实验结果的思路给学生讲解, 然后演示。但是部分学生理解能力有差异，在课堂上往往掌握的不太好, 到了实验室面对实验箱经常不知所措，影响实验效果。如果有一个好的仿真软件, 教师在课堂上可以通过多媒体教学设备先模拟一下,让学生看到实验效果，那么实验的效果会好一些。

(3)实验的扩展接口太少。TEC-2实验箱厂家在设计的时候,根据需要用到了少量可编程器件, 这些都是有固定作用的, 学生不能改动其中的程序，整体功能还不强大，所以学生只能在实验箱上面做验证性实验，相对的提高性的实验完成起来就比较困难。

在教学过程中，我们还发现传统的实验教学模式也有几个问题值得注意。传统实验教学模式一般由这样几个步骤完成: 首先由老师简单讲解课堂实验的内容及原理。然后学生按要求的实验步骤完成实验项目。最后老师检查实验数据记录。这种传统实验的教学中，少了一个重要的环节，就是学生对本节实验课理解程度以及创新能力的考查。所以实验过程中经常有下面几种情况发生。

第一, 实验过程中不求甚解。现在上实验课，大部分学生在实验过程中, 只是按老师安排好的实验步骤完成实验，而对于步骤的原因及电路结构根本不假思索，对于芯片及电路的作用也不去考虑。实验做完了还是什么都不知道。这样做实验, 根本无法真正做到理论与实际的结合，也很难培养出动手能力强、有创新能力的学生。

第二, 学生对实验的主动思考能力没有调动起来。作为教师，在实验过程中我们不能只是等着学生来提问，而因该主动的去激发学生学习积极性。为此我们需要为每个实验设置一些要求学生动脑筋的思考点，激发学生对实验的思考，从而让学生真正掌握试验中所包含的知识。

2 相应的改进思路

(1)更新实验仪器设备。鉴于原有试验设备已经老化，我们申请购置一批新型的实验设备，主要包括TEC-XP实验系统。TEC-XP是16位的教学实验系统，它有自己的指令系统和监控程序，能够与终端或PC机相连，可以进行联机操作和执行比较完整的程序。实验系统分成主要的两个部分：一部分采用模块化的结构(运算器、控制器、主存储器、I/O接口和中断)构成一台完整的模型计算机，支持组合逻辑控制器和微程序控制器两种控制器方案，两种控制器紧凑合理，完成教学实验方便高效；另一部分采用先进的FPGA芯片，学生可自行设计CPU(流水和CACHE)。系统的软硬件配置完整，技术资料齐全，支持的实验项目多达14项，比现有设备多了许多。有了这套设备，我们就可以让学生体验更多的教学内容，锻炼学生的动手能力和自主创新能力，提高实验教学效果。

(2)加强与数字电路技术实验的衔接。“数字电路技术”是计算机组成原理这门课的重要的先导课，在教学过程中我们发现好多学生数字电子技术学得不好，直接影响到计算机組成原理这门课程的学习。在进行计算机组成原理实验时, 最难就是控制器部分的实验，它和数字电路技术中的组合逻辑电路设计和时序电路设计紧密相关。如果在上述试验中引入相关加法器的内容，则为学生学习组成原理实验打下了良好的基础。

(3)改革实验教学模式。为了改变学生在实验课上不求甚解得情况，我们决定改革实验教学模式。我们将实验分为三个阶段：基础性实验，验证性实验和设计性实验。在基础性实验阶段，学生将学习实验设备的使用，基本实验方法和技术，实验机系统结构的组成等。通过设计小实验的验证和应用，要求学生掌握实验系统中每个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；在验证性实验阶段，我们将要求学生掌握实验箱中指定的基础性实验项目。在实验以前，学生要先预习实验内容，并填写预习报告。我们在预习报告中将提出一些与实验有关的问题，要求学生作答。教师在确认学生预习报告合格后方可让学生进入实验室做实验。这样可以迫使学生必须去思考实验内容，从而为实验内容打基础；在设计性实验阶段，我们将利用实验设备的强大功能，让学生自行设计一些题目并加以实现，或指定一些题目。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体思想，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，整体素质将得到很大的提高。

3 结束语

计算机组成原理是一门非常重要的专业基础课，其实验教学过程尤为重要。我们希望通过我们的努力，能使学生学好这门课程，达到融会贯通，动手能力得到进一步的提高，为以后的课程的学习打下良好的基础。

参考文献：

[1]任春明,刘军.计算机组成原理实验教学的思考与改进[J].实验技术与管理,第23卷,第10期,2006年10月.

[2]杜根远,李娟.关于计算机组成原理课程及实验教学的探讨[J].实验室科学,2006年6月第3期.

[3]李彩虹,屈志毅,刘刚,马俊.“计算机组成原理”实验课教学模式探讨与实践[J].高等理科教育,2006年第2期.

4.计算机组成原理心得 篇四

计算机组成原理综述 内容摘要

计算机从产生到今天不过短短的60多年的时间。但它已经深入到人类生活的每一个角落，现在人类的生活如果离开了计算机是难以想象的。个人计算机（PC）已经是我们日常办公和娱乐的工具。计算机科学与技术也成为了很热门的专业，对于一个计算机科学与技术专业的学生来说，计算机组成原理的学习是至关重要的，作为计算机科学与技术专业的基础课程，这门课会告诉我们计算机的基本组成及其主要部件的工作原理。通过这门课程的学习可以让我们建立计算机系统的整机概念，理解软硬件的关系和逻辑的等价性；了解计算机各部件的组成原理，工作机制以及部件之间的相互关系；加强硬件分析和设计的基本技能和方法，提高硬件方面专业素质和发展潜力；培养和提高计算思维能力。

一、计算机组成原理课程综述

计算机组成原理是计算机科学与技术专业的基础课程之一，它主要告诉我们计算机单系统组成结构，计算机各组成部件内部的运行机制以及相关的基本理论，硬件分析和设计的基本技能和方法。

二、计算机组成原理的主要内容 根据冯·诺依曼机的特点我们知道：

1.计算机有运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成。2.指令和数据以同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访。3.指令和数据均用二进制数表示。

4.指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置。

5.指令在存储器内按顺序存放。通常，指令是顺序执行的，在特定条件下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。

6.机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。典型的冯·诺依曼机是以运算器为中心的，现代的计算机已转化为以存储器为中心：

1.运算器用来完成算术运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器内。

2.存储器用来存放数据和程序。

3.控制器用来控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果。4.输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式。5.输出设备可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式。

三、知识点解析

在计算机组成原理方面，主要考查计算机系统基础知识、数据的表示和运算、存储器层次结构、指令系统、中央处理器、总线、输入输出系统。

1、计算机系统概述

学习计算机组成原理之前，我们先要了解计算机的发展历程，搞清楚计算机的系统层次结构，包括计算机硬件的基本组成（五大部件的构成）、计算机软件的分类，以及计算机的基本工作过程。

从体系结构上来看，有多种不同类型的计算机，那么这些不同的计算机谁好谁坏？如何评价？所以，还需要我们了解计算机性能评价指标和相关参数，包括吞吐量、响应时间；cpu时钟周期、主频、CPI、cpu执行时间；MIPS、MFLOPS等。

2、数据的表示和运算

我们日常所使用的是十进制数据，但在计算机中，除了十进制数据外，还有二进制、八进制、十六进制表示方法，我们要掌握这些进位计数制及其相互转换的方法，要搞清楚真值（实际的数值）和机器数（计算机中表示的数值）之间的关系，特别是负数的各种表示。另外，还要理解BCD码、字符与字符串的编码方法，以及数据的校验码（奇偶校验、CRC冗余校验等）。

不管是哪种进制和校验方法，计算机中数据的表示有原码、反码、补码等方法，我们要搞清楚它们之间的关联与区别。

在计算机中对数据进行计算，分为定点表示和浮点表示。

在定点数的表示和运算方面，我们要掌握定点数的表示（无符号数的表示，有符号数的表示）和定点数的运算，包括定点数的位移运算、原码定点数的加/减运算、补码定点数的加/减运算、定点数的乘/除运算、溢出概念和判别方法。在浮点数的表示和运算方面，我们要掌握浮点数的表示（浮点数的表示范围和IEEE754标准）和浮点数的加/减运算。

本知识点的最后一个考点就是算术逻辑单元ALU，我们要掌握串行加法器和并行加法器、算术逻辑单元ALU的功能和结构。

3、存储器层次结构

从整个计算机的存储体系来看，可以看成是一个“Cache—内存—外存”三级结构，在这个层次化结构中，我们要掌握存储器的分类以及各类存储器的基本工作原理，包括半导体随机存取存储器（SRAM、DRAM）、只读存储器（ROM），掌握主存储器（内存）与cpu的连接和数据交换、双口RAM和多模块存储器，还有就是外存储器（在输入输出系统知识点中，做具体讲解）。

在存储器这个知识点中，2个很重要的考点是高速缓冲存储器（Cache）和虚拟存储器（在操作系统课程中，也会讲解有关虚拟存储器的知识点）。

在cpu和内存之间增加一层Cache，其目的是为了解决cpu和内存的速度匹配问题。在这一点，我们要掌握程序访问的局部性原理（时间局部性、空间局部性）、Cache的基本工作原理（命中率）、Cache和主存之间的映射方式、Cache中主存块的替换算法，以及Cache写策略。

虚拟存储器的重点在于“虚拟”二字，我们要掌握虚拟存储器的基本概念及种类，包括页式虚拟存储器、段式虚拟存储器、段页式虚拟存储器、TLB（快表）等，理解这些虚拟存储器的基本原理、碎片的处理，各种方法的优点和缺点。

4、指令系统

在指令系统知识点中，我们要掌握指令的格式（包括指令的基本格式、定长操作码指令格式、扩展操作码指令格式）和各种寻址方式，还要能够区分数据寻址和指令寻址的区别。

本知识点的另外一个重要考点就是CISC（复杂指令系统计算机）和RISC（精简指令系统计算机），我们要掌握它们的基本概念、特征，以及它们之间的主要区别。

5、中央处理器

中央处理器，也就是我们常说的cpu。在这个知识点，我们要掌握cpu的功能和基本结构，以及工作原理，具体包括指令执行过程、数据通路的功能和基本结构、控制器的功能和工作原理（硬布线控制器、微程序控制器）。特别是在微程序控制器考点中，要掌握微程序、微指令和微命令，微指令的编码方式，以及微地址的形式方式。

在这个知识点中，一个最重要的考点是流水线（主要是指令流水线）。我们要搞清楚流水线的基本概念（包括超标量和动态流水线），为什么需要流水线，流水线有哪些优势，哪些因素会影响流水线，等等。在这一点，有可能出现计算题，例如，求流水线的周期、求指令的执行时间。有关流水线，还有一些评价指标，例如流水线的吞吐率、加速比等。

6、总线

总线就是一组进行互连和传输信息（指令、数据和地址）的信号线，我们要掌握总线的基本概念，总线的分类，以及总线的组成和性能指标（例如，各类总线的宽度会影响哪些部件的性能等）。

其次，就是要掌握总线仲裁方法（包括集中仲裁方式和分布仲裁方式）和总线操作和定时（包括同步定时方式和异步定时方式）。

最后，就是要对总线的标准（正式标准和工业标准）有所了解，总线标准主要规定总线的机械结构规范、功能结构规范和电气规范。

7、输入输出系统

在输入输出（I/O）系统知识点，我们首先要掌握I/O系统的基本概念，理解各种外部设备，其中包括输入设备（键盘、鼠标、扫描仪等）、输出设备（显示器、打印机等）、外存储器（硬盘存储器、磁盘阵列、光盘存储器等）。要理解这些设备的基本工作原理和常见的性能指标。例如显示器的分辨率、磁盘的读写时间等，特别是磁盘的有关读写过程（寻道时间、等待时间等），是一定要掌握的。

从上面我们大概的了解了计算机的基本的组成和原理。下面来具体介绍下五大部件，不过在介绍五大部件前我们先介绍一下总线，它是连接五大部件的传输线。

总体来说我看的是指令系统，CPU。刚才看了输入输出，觉得了解了输入输出的实现方式，接口的位置，怎样实现数据的交换。认识了中断程序的源起到执行终端服务程序到返回的一些列过程，与调用的区别。（调用是实现编好的，调用往往和主程序有关，等等。而中断是随机的，中断想断掉，还是接回来。中断可以屏蔽。CPU内都设置一个中断触发器，还有在外部中断源的接口，一般设立中断屏蔽触发器）共同决定一个中断程序是否被执行。而且在指令执行时是不能被允许的，还有同时操作共享的数据区时，就不允许(中断嵌套）。而且IO组织（主机与外设之间的信息交换方式）中DMA式，是通过暂停CPU，借权通过数据总线传输数据实现。

通过这几天的学习，让我知道了计算机并不是那么不可捉摸的。都是人类智慧的结晶。以伟人冯。诺依曼的基本思想“实现将程序和数据存入存储器，在CPU的控制作用下，一步步取指令，分析指令，执行指令，接着下一个，直到所有程序执行完。”指令是编程人员编写的程序，它是命令。而计算机的任务就是执行命令。执行命令又要细化，讲每个指令细化成一个微程序，即由一个或多个微指令构成的微程序）微程序的过程就是机器硬件的具体实行过程。通过分析机器指令，完成相应的操作。同时我们还要知道，机器指令是及其唯一能直接识别的语言。而微程序的设计，则是由硬件到软件的中间过程，或者称之为“桥梁”。不同的计算机，微操作也各不相同。根据需要灵活运动。比如要不要有专门设的乘法器来完成乘法运算。还是通过加法器和移位器来运算。都可以根据需要自己选择。

各个部件也好，组成也好，系统也好，都随着计算机的发展不断优化。使用更方便，通用性也更强。当然，由于计算机的运用十分广泛，所以也不能笼统的说某个系统或逻辑组织是过时的，不可取的。因为各有利弊。所以权衡利弊，让计算机达到完美的组合式是我们永远的追求。比如双极导体和MOS导体。双极导体存取速度快，但是它的容量小，而且价格昂贵。而MOS导体刚好相反，而且MOS导体，可分为静态和动态两种静态只要有电不会变，而动态需要不断刷新（保持电荷。），所以静态存放中间变量等。而控制器也好，系统总线也好，输入输出也好都有了相应的提高。而且随着这些组成部分的发展，也为计算机带来新的思想，新的天地。比如输入输出中的中断程序。现在我们熟知的实时控制，硬件故障处理，并行处理，分时处理，都与之息息相关。

其次，我们要掌握I/O接口（I/O控制器）的功能和基本结构、I/O端口及其编址方式。

在I/O方式中，主要掌握程序查询方式、程序中断方式、DMA方式、通道方式的基本概念、工作原理和过程，以及这些方式之间的区别、各自的优点和缺点、应用场合。在这些方式中，以程序中断方式为考查重点，我们要掌握中断的基本概念、中断响应过程、中断处理过程、多重中断和中断屏蔽的概念。所以总结出;计算机不是神造的，不是不可知，不是那么遥不可及的。它只是运算速度比我们快，其他都是完成一些我们几岁就能做的动作，不断地组合。一点点累计出来的。高性能，可扩展性，高速度，高容量，低价等等，都是我们在计算机领域的追求目标。

5.计算机组成原理心得 篇五

这学期我们学习了计算机组成原理这门课，通过对这门课程的学习，让我对计算机的基本结构，基本组成与结构原理有了更加深入的了解。这门课对于我们了解现代计算机的各个组成部分及其工作原理具有重要作用，对于我们以后的学习也具有很多积极的作用。

计算机是二十世纪人类最伟大的发明创造之一，它的诞生、发展和应用既是科学技术的卓越成就，也是技术革命的基础，计算机对人类社会产生了巨大而深远的影响，并不断改变着人们的生活方式。计算机技术发展很快，现在已经进入了“无所不在的计算”时代，计算机的表现形态也多种多样，但它们都是以计算机基本体系结构为基础的。计算机组成原理是一门十分重要的理论与实践技术结合的专业基础课程。

计算机组成原理的第一章是讲计算机概论，简单的介绍了计算机的发展、分类、应用、工作过程、性能指标、基本组成和层次结构。第二章是介绍计算机中数据的表示。第三章介绍运算方法和运算器。第四章介绍的是指令系统，主要包括指令的格式、寻址方式、指令的种类、指令的执行方式等。第五章介绍了中央处理器。第六章介绍存储器，主要包括主存储器，高速缓冲存储器和虚拟存储器。第七章介绍了系统总线。第八章介绍了输入/输出系统。第九章介绍计算机外围设备，主要有输入设备、显示设备、打印设备等。

我觉得计算机组成与结构这门课有很多较难的知识点，到后来觉得所讲的更难了，尤其是微指令那块内容，对我来说是比较难的。但我在尽自己最大的努力学习和理解老师所讲的内容，也在认真的完成作业。

《计算机组成原理》是我们计算机专业一门很重要的专业基础课，在专业课程内起着承上启下的作用。通过这一学期老师细致全面的讲授，我现在对它有了一个系统的理解。对于计算机的基本结构，基本组成与结构原理，各功能部件在整机中的作用以及所要完成的任务，程序和数据在计算机中是如何存储的以及指令在计算机中的执行过程，计算机与外部设备之间的接口技术与原理和计算机外部设备的基本结构与工作原理等这些课程已经基本掌握。但是还有大部分的基础还是不太懂。

通过这几天的学习，让我知道了计算机并不是那么不可捉摸的，都是人类智慧的结晶。指令是编程人员编写的程序，它是命令。而计算机的任务就是执行命令。执行命令又要细化，讲每个指令细化成一个微程序，微程序的过程就是机器硬件的具体实行过程。通过分析机器指令，完成相应的操作。同时机器指令是及其唯一能直接识别的语言。而微程序的设计，则是由硬件到软件的中间过程。不同的计算机，微操作也各不相同。当然，由于计算机的运用十分广泛，所以也不能笼统的说某个系统或逻辑组织是过时的，不可取的。因为各有利弊。所以权衡利弊，让计算机达到完美的组合式是我们永远的追求。比如双极导体和MOS导体。双极导体存取速度快，但是它的容量小，而且价格昂贵。而MOS导体刚好相反，而且MOS导体，可分为静态和动态两种。静态只要有电不会变，而动态需要不断刷新，所以静态存放中间变量等。而控制器也好，系统总线也好，输入输出也好都有了相应的提高。而且随着这些组成部分的发展，也为计算机带来新的思想，新的天地。比如输入输出中的中断程序。现在我们熟知的实时控制，硬件故障处理，并行处理，分时处理，都与之息息相关。所以总结出;计算机不是神造的，不是不可知，不是那么遥不可及的。它只是运算速度比我们快，其他都是完成一些我们几岁就能做的动作，不断地组合。一点点累计出来的。高性能，可扩展性，高速度，高容量，低价等等，都是我们在计算机领域的追求目标。

6.计算机组成原理--实验报告 篇六

实验目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。

实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，将数据写入寄存器，这些寄存器包括累加器A，工作寄存器W，数据寄存器组R0..R3，地址寄存器MAR，堆栈寄存器ST，输出寄存器OUT。

实验电路：寄存器的作用是用于保存数据的CPTH 用74HC574 来构成寄存器。74HC574 的功能如下：

系统清零和手动状态设定：K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入“Hand......”手动状态。在后面实验中实验模式为手动的操作方法不再详述．

将55H写入A寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H

置控制信号为：

按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。将66H写入W寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据66H

将11H、22H、33H、44H写入R0、R1、R2、R3寄存器将 二进制开关K23-K16，置数据分别为11H、22H、33H、44H 置控制信号为：

K11、K10为10，K1、k0分别为00、01、10、11

并分别按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，这时寄存器R0、R1R2R3 的黄色选择指示灯分别亮，放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据被写入寄存器。注意观察：

1.数据是在放开STEP键后改变的，也就是CK的上升沿数据被打入。

2.K1(SB)，K0(SA)用于选择寄存器。

读寄存器

置控制信号为：K11、K10为01，K1、K0为00时，读R0，这时寄存器R0 的红色输出指示灯亮，R0 寄存器的数据送上数据总线。此时数据总线指示灯L7...L0为：00010001.00110011.01000100.寄存器MAR原理图

连接线表 寄存器OUT原理图

寄存器MAR，ST，OUT写工作波形图

K14(MAROE)为0，MAR寄存器中的地址输出，MAR 红色输出指示灯亮。将K14(MAROE)置为1，关闭MAR输出。

将34H写入ST寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据34H

置控制信号为：

按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，这时寄存器ST 的黄色选择指示灯亮，表明选择ST 寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据34H被写入ST 寄存器。将56H写入OUT寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据56H

置控制信号为：

1实验电路：CPTH 中的运算器由一片CPLD实现，有8 种运算，通过S2，S1，S0 来选择，运算数据由寄存器A及寄存器W 给出，运算结果输出到直通门D。

连接线表

按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器W 的黄色选择指示灯亮，表明选择W寄存器。放开STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据33H 被写入W 寄存器。

置下表的控制信号，检验运算器的运算结果

注意观察：

运算器在加上控制信号及数据(A,W)后，立刻给出结果，不须时钟。实验心得：

实验三

PC 实验

实验目的：

1、了解模型机中程序计数器PC的工作原理及其控制方法。

2、了解程序执行过程中顺序和跳转指令的实现方法。

PC 原理图

在CPTH 中，PC+1 由PCOE 取反产生。当RST = 0 时，PC 记数器被清0

当ELP=1 时，LDPC=1，不允许PC被预置 当ELP=0 时，LDPC 由IR3，IR2，Cy，Z确定 当IR3 IR2 = 1 X 时，LDPC=0，PC 被预置

当IR3 IR2 = 0 0 时，LDPC=非Cy，当Cy=1时，PC 被预置 当IR3 IR2 = 0 1 时，LDPC=非Z，当Z=1 时，PC 被预置 连接线表

每置控制信号后，按一下STEP键，观察PC的变化。

实验心得

实验四 存储器EM 实验

实验目的：了解模型机中程序存储器EM 的工作原理及控制方法。

实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，实现程序存储器EM 的读写操作。实验电路：

存储器EM 由一片6116RAM 构成，是用户存放程序和数据的地方。存储器EM 通过一片74HC245 与数据总线相连。存储器EM 的地址可选择由PC或MAR 提供。

存储器EM 的数据输出直接接到指令总线IBUS，指令总线IBUS 的数据还可以来自一片74HC245。当ICOE 为0 时，这片74HC245 输出中断指令B8。

实验1：PC/MAR 输出地址选择

置控制信号为：

0，二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据01H 置控制信号为：

按STEP键, 将地址1 写入MAR

将数据22H写入EM[1] 二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据22H 置控制信号为：

按STEP键，将数据22H写入EM[1] 实验3：存储器EM 读实验 将地址0 写入MAR 二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据00H 置控制信号为：

按STEP键, 将地址0 写入MAR

5实验4：存储器打入IR指令寄存器/uPC实验 将地址0写入MAR 二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据00H

置控制信号为：

按STEP键，将地址0写入MAR

读EM[0]，写入IR及uPC

置控制信号为：

EM[0]被读出：11H 按STEP键，将EM[0]写入IR及uPC，IR=11H，uPC=10H

7实验五 微程序存储器uM 实验

实验目的：

1、了解微程序控制方式模型机的基本工作原理。

2、了解微程序存储器uM的控制方法。实验要求：利用CPTH 实验仪上的开关做为控制信号，实现微程序存储器uM 的输出功能。

实验电路：

存储器uM 由三片6116RAM 构成，共24 位微指令，采用水平型微指令格式。存储器的地址由uPC 提供, 片选及读信号恒为低, 写信号恒为高.存储器uM 始终输出uPC 指定地址单元的数据。

uM原理图

连接线表

实验1：微程序存储器uM 读出

置控制信号为：K0为1

uM 输出uM[0]的数据

按一次STEP脉冲键，CK产生一个上升沿，数据uPC 被加一。uM 输出uM[1]的数据

按一次STEP脉冲键，CK产生一个上升沿，数据uPC 被加一。uM 输出uM[2]的数据

实验2：使用实验仪小键盘输入uM

1．连接J1, J2

2．打开电源

1实验六

7.计算机组成原理组课设 篇七

1 系统需求分析

通过具体研究和分析,要求系统主要有以下栏目和功能:

1)要求有良好的人机界面,用户可以浏览信息,修改个人信息。

2)资源共享,用户可以根据需要而选择学习资料进行下载,也可以把自己的学习心得等资料上传,进行资源共享[1]。

3)留言板,让用户交流的平台,用户可以交流学习心得和聊天。

4)课程简介,让用户了解课程内容和大纲等相关信息。

5)管理员管理普通用户的详细信息:包括姓名、用户名、联系电话、联系地址等。

6)管理员通过公告,发布有关信息。

7)管理员管理系统后台,具备普通用户的所有权限。

2 系统功能模块

系统的功能模块包括:用户登录、个人信息和密码的修改、公告的发布、修改及删除、资料的上传和下载、留言板的管理等[2,3]。系统的功能模块图如图1。

3 系统详细设计与实现

《计算机组成原理》网上学习系统分为前台管理和后台管理系统。前台的用户是普通用户通过IE浏览器访问学习系统,后台是后台管理员通过IE浏览器访问的。前台主页分为:网站顶部为导航栏,左侧有公告栏、用户登录和注册、后台管理入口;整个前台首页主要的功能是介绍课程简介和资源共享[4,5]。首页如图2所示,后台首页如图3所示。

4 系统运行要求

用户界面:本系统采用VS 2008开发设计,用户交互界面采用的是基于B/S模式的浏览界面。

1)硬件配置

CPU:AMD AM2 X2 4200+

内存:至少为128MHZ

2)软件环境

操作系统:Windows 2003

开发环境:SQL SERVER 2005;Visual Studio 2008

5 结束语

《计算机组成原理》网上学习系统为大家提供一个学习的网络平台,一种方便学生或者其他用户学习计算机组成原理这门课程的系统。系统的各种资源为用户提供了很多学习的乐趣,比书上的知识更生动和灵活,用户可以在网络上交流学习的心得和想法等等。可以充分利用网络开展学习,提高了网络资源的利用率。

摘要：《计算机组成原理》网上学习系统为大家提供一个学习的网络平台,一种方便学生或者其他用户学习计算机组成原理这门课程的系统。《计算机组成原理》网上学习系统以Microsoft Visual Studio 2008作为开发平台,以Microsoft SQLSERVER 2005设计数据库,包括资源共享、互动平台、用户管理等三个主要功能模块。

关键词：计算机组成原理,网上学习,资源共享

参考文献

[1]盖天宇,孙明丽,邹天思.ASP程序开发范例宝典[M].北京:人民邮电出版社,2006.

[2]孔长征,姜岭.ASP+SQL SERVER—网站开发实例精讲[M].北京:人民邮电出版社,2007.

[3]陈伟,卫琳.ASP.NET3.5网站开发实例教程[M].北京:清华大学出版社,2009.

[4]吴晨,牛江川.ASP.NET2.0+SQL Server2005数据库开发与实例[M].北京:清华大学出版社,2008.

8.计算机组成原理组课设 篇八

关键词： 《计算机组成原理》 工程思维 教学探索

《计算机组成原理》是计算机科学与技术及信息类相关专业的一门核心课程，这门课程不针对具体机型，而是从计算机系统的组成和结构角度讲述计算机的基本原理，对计算机系统的硬件设计具有理论指导意义。这门课程涉及的基础理论、基本概念较多，有较强的理论性，如果采用一般的教学方法，学生学习起来感到难懂和枯燥，是公认的学习难度和教学难度较高的一门课程。

如何让学生提高对这门课程的学习兴趣、积极思考，努力投入的硬件知识的学习中，我在十多年的课程教学和科研实践中，探索从“工程思维”的角度引领课程教学，取得较好的教学效果，受到学生的欢迎。

一、《计算机组成原理》课程定位

首先，计算机科学与技术专业是一个工科类的专业，它是在计算机这个工业产品出现后，随着计算机软件、硬件技术飞速发展和广泛应用，从而诞生的一个新兴专业。计算机技术的理论、基本原理都和工程技术密不可分。《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业中有关硬件部分的核心基础课程。

从产品设计的角度看，计算机硬件设计本身就是一个工程项目或者工业产品，《计算机组成原理》涉及的理论、原理都是在计算机产品发展过程中总结、归纳、提升出来的。所以在学习这门课程时，不能用一种纯理论的学习方法学习，而是要用一种“工程思维”的方式学习。比如在工程设计过程中，不能只考虑产品的性能，而是要考虑产品功能的扩展性、可维护性、产品性价比。《计算机组成原理》课程中的总线技术、Cache技术都体现了这样一种设计思想和理念。同时计算机的硬件结构随着现代电子技术的不断进步在不断改变，《计算机组成原理》课程内容不断更新。

由于计算机硬件是和工程实际紧密相连的，作为指导计算机硬件设计的《计算机组成原理》这门课程就不能像《高等数学》、《数据结构》、《数字逻辑》等课程一样，只是偏重从理论上讲解，而是要从工程设计的角度讲解才能使得学生听得懂、有兴趣，同时也有更深刻的理解。

二、“工程思维”引领教学的具体实践

用工程思维的方式引领《计算机组成原理》课程教学，是指要求学生站在一个工程师的角度思考如何设计一个计算机系统？在设计一个计算机系统时需要解决哪些问题？把整个课程的知识点融入项目设计中。这样就带出目前计算机系统是如何解决这些问题的？通过老师在学生积极思考后的讲解，从而学到相关的理论和方法。

这种以“工程思维”作为引领的教学方法的好处是真正激发学生的兴趣，使得学生带着问题学习。在学习过程中不是死记硬背一些知识点，而是结合问题实质提出解决问题的方案，真正调动学生的主动性，增强学习效果。最重要的是，通过这种方法学生形成一种“工程思维”的方式，了解工程项目的设计思路和设计理念，为学生今后成为合格的工程师打好基础。

由于目前在校的大学生，都是从学校到学校，几乎没有任何工程设计实践的概念，所以在教学中要不断强化学生的这种意识。

下面我以计算机中数据表示这一节为例，具体介绍“工程思维”引领的教学方法。

在这节中我们首先会告诉学生计算机采用的是二进制。大多数学生知道计算机使用二进制，但到底是怎么回事是模糊的。这时我们结合计算机主板电路告诉学生：计算机使用二进制是因为二进制是最简单的数制，在电路上只要“0”和“1”两种电平状态表示，世界上第一台电子计算机设计时开始是用的十进制，是工程师们的不断实践，发现用二进制设计电路更简单、可靠，因而改进成二进制，这样生活中的十进制数，如果要用计算机处理，必须转换成二进制。

这时学生会疑惑，那计算机既然使用二进制，为什么要学习十六进制？我们接着会告诉学生：这是因为我们在实际研发计算机产品过程中如果书写二进制，一个简单的十进制数用二进制表示会很长，这样工程师在书写过程中很容易出错，转换成十六进制后书写简单得多，而且二进制和十六进制相互转换方法也简单。

我们会继续提问学生：生活中的十进制数可以通过转换成二进制由计算机处理，但生活中还有正数和负数呢？计算机又该如何解决符号问题呢？这样顺势讲解有符号数和无符号数在计算机中的表示。

计算机解决了符号问题，计算机的设计师们面临的问题如何解决小数点问题呢？我们又从这个角度讲解定点数和浮点数的表示，告诉学生工程师们是如何巧妙解决计算机中小数点的表示问题。

接下来讲解数据的原码、反码、补码时学生会疑惑：不是有二进制了吗？原码表示不是很好吗？为什么又要学习补码呢？这时我们会告诉学生：计算机开始设计时是用原码，但是发现，如果计算机用原码设计加法电路时会很麻烦，你必须先比较被加数和加数的符号，然后才能确定是做加法而是做减法，而且运算结果的符号要单独处理。如果在计算机的运算电路中采用补码，其加法、减法会统一成加法，符号位可以参与运算，在不溢出的情况下结果正确。在课堂上，通过一个原码加法和补码加法的例子，学生感到补码加法的神奇，激发浓厚的学习兴趣。

另外在《计算机组成原理》课程讲解“系统总线”一章时，我们结合实际产品中的PCI-E和USB总线，告诉学生如果产品设计过程中使用“总线”方法连接计算机各个部件比用“分散连接”方法连接各个部件，产品的扩展性、易维护性会好得多，这是会计算机系统会广泛采用总线的原因。这种从“工程思维”角度切入的教学，使得理论变得生动有趣，不再枯燥无味。

在讲授“存储器系统”一章的“存储器的层次结构”时，Cache技术涉及工程设计的思想，也就是说这些设计理论都是为了实现产品的性价比，解决存储器速度、容量、价格的矛盾。这些课程的讲解如果不结合“工程思维”，不强调工程设计意识，对于从未参与实际设计过产品的大学生们是很难理解和意识到的。

总之，如果我们带着学生以一个工程师的角色，学习和了解计算机硬件在发展过程中出现的理论、形成的概念和解决方案，这样学生在学习过程中的参与意识会强得多，学习兴趣会浓厚得多。这种站在更高角度来学习的《计算机组成原理》，可以培养学生工程设计的意识，为学生们毕业后从事产品设计、项目开发都打下良好的基础。

三、结语

根据美国工程教育协会的定义：工程是一种把科学和数学原理、经验、判断和常识用到造福人类的产品制造中的艺术，是生产某种技术产品或系统以满足特定需要的过程。计算机就是这样一种产品或系统。所以在和计算机有关的专业知识学习中应用“工程思维”引领是一种必然，我们需要探索“工程思维”在计算机硬件学习中的价值，以增强教学效果，同时使得学生通过课程学习获得未来工作中需要的工程思维方式和工程设计能力。

参考文献：

[1]姚爱红，武俊鹏，李丽洁，李静梅，张国印.“计算机组成原理”教学改革与实践[J].计算机教育，2011（10）：37-39.

[2]王荣良.信息技术课程之工程思维辨析[J].中国教育技术装备，2012（7）：24-26.