计算机组成原理课程介绍.ppt

精品课程建设中的体会精品课程建设中的体会 计算机组成原理课程介绍计算机组成原理课程介绍精品课程建设中的体会精品课程建设中的体会n 课程目标和定位课程目标和定位n 课程内容课程内容n 教材建设教材建设n 教学方法教学方法n 教学手段教学手段n 实践教学实践教学n 教学队伍教学队伍计算机组成原理课程计算机组成原理课程一、课程目标和定位一、课程目标和定位 同一名称的课程，不同的学校，不同的培养目标，不同一名称的课程，不同的学校，不同的培养目标，不同的学生基础，在课程的深度和广度上应该不同。同的学生基础，在课程的深度和广度上应该不同。计算机组成原理课程计算机组成原理课程 哈工大是国家哈工大是国家“985”重点建设的大学，哈工大计算机重点建设的大学，哈工大计算机科学与技术学科被认定为国家一级重点学科，我们的人才科学与技术学科被认定为国家一级重点学科，我们的人才培养理念是培养理念是“研究型、个性化、精英式研究型、个性化、精英式”人才。人才。一、课程目标和定位一、课程目标和定位 本课程围绕单本课程围绕单CPU计算机硬件系统的基本组成和工作计算机硬件系统的基本组成和工作原理，系统地讲述计算机硬件系统及其功能部件的内部结原理，系统地讲述计算机硬件系统及其功能部件的内部结构、功能特征、工作原理、交互方式和基本设计方法，通构、功能特征、工作原理、交互方式和基本设计方法，通过课堂教学和实践环节，使学生系统地过课堂教学和实践环节，使学生系统地理解理解计算机计算机硬件系硬件系统统的的组织结构组织结构和和工作原理工作原理，掌握掌握计算机硬件系统的计算机硬件系统的基本分基本分析与设计方法析与设计方法，为进一步学习计算机系统结构、操作系统，为进一步学习计算机系统结构、操作系统等后续课程，全面培养对计算机软硬件系统的等后续课程，全面培养对计算机软硬件系统的 认知认知、设计设计 与与 创新创新 能力奠定良好的基础。能力奠定良好的基础。计算机组成原理课程计算机组成原理课程一、课程目标和定位一、课程目标和定位计算机组成原理课程计算机组成原理课程n认知能力：通过对计算机组成原理的分析、讲解和配套认知能力：通过对计算机组成原理的分析、讲解和配套实验，培养学生计算机硬件的系统级认知能力。实验，培养学生计算机硬件的系统级认知能力。n设计能力：掌握必要的硬件描述语言、设计工具及仿真设计能力：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，达到验证功能部件和系统功能的目的。设计技术与方法，达到验证功能部件和系统功能的目的。n创新能力：体会前人在特定的技术条件下的创新思维，创新能力：体会前人在特定的技术条件下的创新思维，结合新技术的介绍，大胆畅想未来的技术发展趋势，引结合新技术的介绍，大胆畅想未来的技术发展趋势，引领学生突破思维定势。领学生突破思维定势。二、课程内容二、课程内容计算机组成原理课程计算机组成原理课程 符合教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员符合教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会发布的会发布的高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识高等学校计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程体系与课程和和高等学校计算机科学与技术专业实践教高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系和规范学体系和规范二、课程内容二、课程内容计算机组成原理课程计算机组成原理课程 重点：计算机几大部件（存储器、运算器、控制器、重点：计算机几大部件（存储器、运算器、控制器、输入输出系统及总线）的内部结构、组织方式和工作原理，输入输出系统及总线）的内部结构、组织方式和工作原理，以及部件和单元电路的设计思想。以及部件和单元电路的设计思想。难点：如何以控制流和数据流为主线，将计算机各大难点：如何以控制流和数据流为主线，将计算机各大部件联系起来，建立整机概念。如部件联系起来，建立整机概念。如CPU与存储器、与存储器、CPU和和I/O、存储器与、存储器与I/O之间的逻辑关系，控制器如何控制每一之间的逻辑关系，控制器如何控制每一条指令的执行过程，控制单元的设计思想和实现方案等。条指令的执行过程，控制单元的设计思想和实现方案等。三、教材建设三、教材建设计算机组成原理课程计算机组成原理课程 贯穿贯穿激发激发学生主动探求知识的理念，采用从整体框架学生主动探求知识的理念，采用从整体框架入手，自顶向下，由表及里，层层细化的分析方法，详述入手，自顶向下，由表及里，层层细化的分析方法，详述计算机组成原理，诱发学生主动思索、激励学生主动探求计算机组成原理，诱发学生主动思索、激励学生主动探求解决各类问题的途径和手段。解决各类问题的途径和手段。计算机组成原理第计算机组成原理第 2 版版（唐朔飞编著，高等教育（唐朔飞编著，高等教育出版社）是出版社）是“十一五十一五”国家级规划教材，自国家级规划教材，自 2008 年年 1 月月出版至今，已印刷出版至今，已印刷 5 次，共次，共 90000 余册。余册。四、教学方法四、教学方法计算机组成原理课程计算机组成原理课程填鸭似的填鸭似的 灌入式灌入式学生参与思索的学生参与思索的 启发式启发式激发学生主动探求答案积极性的激发学生主动探求答案积极性的 激发式激发式老师授课时老师授课时在每个章节处安排疑点在每个章节处安排疑点在每一堂课的前后连接处提出悬念在每一堂课的前后连接处提出悬念激发激发学生学习的兴趣和探索的学生学习的兴趣和探索的欲望欲望，引导学生主动思考，引导学生主动思考 五、教学手段五、教学手段计算机组成原理课程计算机组成原理课程n配套的电子课件（随书出版）配套的电子课件（随书出版）n辅助教材辅助教材 计算机组成原理计算机组成原理 学习指导与习题解答学习指导与习题解答 （唐朔飞，高教出版社（唐朔飞，高教出版社 2005 年出版）年出版）化解课程中遇到的重点和难点，达到化解课程中遇到的重点和难点，达到“自检自检”学习的效果学习的效果 n试题库试题库 为教师提供试题参考为教师提供试题参考n教学网站教学网站 提供教学大纲、教学设计、教学日历、学习指导、实验大纲、提供教学大纲、教学设计、教学日历、学习指导、实验大纲、习题精选、互动论坛等习题精选、互动论坛等 各种教学资源集成发展各种教学资源集成发展 有助于学生消化、吸收、理解、掌握课程内容有助于学生消化、吸收、理解、掌握课程内容六、实践教学六、实践教学计算机组成原理课程计算机组成原理课程n第一阶段第一阶段 基本技能的培养基本技能的培养n第二阶段第二阶段 部件综合设计能力的培养部件综合设计能力的培养n第三阶段第三阶段 系统设计能力的培养系统设计能力的培养 通过实验课，结合实验台完成验证型、设计型、通过实验课，结合实验台完成验证型、设计型、综合型三种实验，进一步加深课堂教学的感性认识综合型三种实验，进一步加深课堂教学的感性认识 通过课程设计或通过课程设计或“计算机设计实践计算机设计实践”后续课完成后续课完成 通过通过“计算机设计与实践计算机设计与实践”后续课完成后续课完成六、实践教学六、实践教学计算机组成原理课程计算机组成原理课程 “计算机设计与实践计算机设计与实践”是一门实践性很强的计算机组是一门实践性很强的计算机组成原理的后续课程，实践环节占成原理的后续课程，实践环节占80%。要求学生学会一种。要求学生学会一种硬件描述语言，硬件描述语言，熟练使用熟练使用指定的芯片级开发工具和相应的指定的芯片级开发工具和相应的调试手段，调试手段，掌握掌握系统级设计的过程和深入系统级设计的过程和深入领会领会芯片级设计芯片级设计的层次化思想，的层次化思想，设计并实现设计并实现指定功能的处理器芯片，再利指定功能的处理器芯片，再利用该芯片搭建一个系统，完成访存控制操作和基本用该芯片搭建一个系统，完成访存控制操作和基本 I/O 控控制操作，建立制操作，建立整机概念整机概念。六、实践教学六、实践教学计算机组成原理课程计算机组成原理课程 通过计算机部件设计和处理器设计，培养学生的系统通过计算机部件设计和处理器设计，培养学生的系统分析与设计能力以及运用知识求解问题的能力。分析与设计能力以及运用知识求解问题的能力。通过硬件描述语言的学习和开发工具的使用，训练学通过硬件描述语言的学习和开发工具的使用，训练学生的系统开发与调试能力，培养理论联系实际的能力，提生的系统开发与调试能力，培养理论联系实际的能力，提高工程素质。高工程素质。七、教学队伍七、教学队伍计算机组成原理课程计算机组成原理课程 教师队伍的建设是能否确保教学事业持续发展和不断教师队伍的建设是能否确保教学事业持续发展和不断创新的根本保证。创新的根本保证。强调教师队伍的知识结构。强调教师队伍的知识结构。注重培养年轻教师的能力，要求他们不仅会注重培养年轻教师的能力，要求他们不仅会“教教”，还要求他们还要求他们 会会“导导”，参与本课程的各个环节，（听课、，参与本课程的各个环节，（听课、答疑、批改作业、讲习题、指导实验等），贯彻老带中、中答疑、批改作业、讲习题、指导实验等），贯彻老带中、中带新，层层有指导，有督察。带新，层层有指导，有督察。精品课程建设中的体会精品课程建设中的体会n 课程目标和定位课程目标和定位n 课程内容课程内容n 教材建设教材建设n 教学方法教学方法n 教学手段教学手段n 实践教学实践教学n 教学队伍教学队伍计算机组成原理课程计算机组成原理课程计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学唐朔飞唐朔飞20092009年年1010月月3030日日计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计n 课程的内容体系课程的内容体系n 教材选择教材选择n 课程讲授课程讲授n 作业安排作业安排n 实验环节实验环节n 考题设计考题设计n 成绩评定成绩评定一、课程的内容体系一、课程的内容体系 1基本描述基本描述计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计课程名称：计算机组成原理课程名称：计算机组成原理课程英文名称：课程英文名称：Principles of Computer Organization课程性质：计算机科学与技术专业必修的核心专业基础课课程性质：计算机科学与技术专业必修的核心专业基础课总学时：总学时：68 讲课学时：讲课学时：52 实验学时：实验学时：16先修课程：计算机导论、数字逻辑设计、汇编语言程序设计先修课程：计算机导论、数字逻辑设计、汇编语言程序设计后续课程：计算机接口技术、计算机系统结构、操作系统等后续课程：计算机接口技术、计算机系统结构、操作系统等一、课程的内容体系一、课程的内容体系 2教学定位教学定位计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计 计算机组成原理是计算机科学与技术专业本科教学中的一门计算机组成原理是计算机科学与技术专业本科教学中的一门重要专业基础课，在计算机科学与技术专业的教学计划中占有重重要专业基础课，在计算机科学与技术专业的教学计划中占有重要地位和作用。学习本课程旨在使学生要地位和作用。学习本课程旨在使学生掌握掌握计算机硬件各子系统计算机硬件各子系统的的组成原理组成原理及及实现技术实现技术，建立计算机系统的，建立计算机系统的整体概念整体概念，对培养学，对培养学生生设计开发设计开发计算机系统的能力有重要作用。该课程为今后学习接计算机系统的能力有重要作用。该课程为今后学习接口技术、计算机系统结构、嵌入式系统、操作系统、计算机网络口技术、计算机系统结构、嵌入式系统、操作系统、计算机网络等后续课程，全面培养学生计算机软硬件系统等后续课程，全面培养学生计算机软硬件系统认识认识、设计设计与与创新创新能力奠定良好的基础。能力奠定良好的基础。一、课程的内容体系一、课程的内容体系计算机组成原理教学设计计算机组成原理教学设计（1）计算机系统的基本概念（）计算机系统的基本概念（3 学时）学时）计算机软硬件概念；计算机系统的层次结构；计算机的基计算机软硬件概念；计算机系统的层次结构；计算机的基本组成；冯本组成；冯诺依曼计算机的特点；计算机的硬件框图及工作过诺依曼计算机