计算机组成原理综述论文

计算机组成原理综述论文（精选9篇）

计算机组成原理综述论文 第1篇

计算机组成原理综述论文

前言：计算机组成原理是一门很重要的基础课，特别对于考研的同学来说就更为重要，因为计算机组成原理和这学期一起学习的数据结构与算法都是考研的必考科目！而且计算机组成原理也是我们这学期学习的主要课程之一！这门课程我们用的教材是唐朔飞的第二版教材，按照系列教材总体规划的要求，本书侧重与讲授计算机基本部件的构造和组织方式，基本运算的操作原理以及部件和单元的设计思想等！本书突出介绍计算机组成的一般原理，不结合任何具体机型，在体系结构上改变了过去自底向上的编写习惯，采用从外部大框架入手，层层细化的叙述方法，即采用自顶向下的分析方法，详述了计算机组成原理，这将使读者更容易形成计算机的整体概念！如今已到学期末，对这门课程我也有了一定了解！所以在老师的要求下我写了这篇综述论文！

主题：计算机组成原理主要注重原理的介绍，把我们经常接触到的有关计算机的功能，将其内部原理进行了科学的介绍！通过这门课程的学习使我们懂得了不少知识，那就是对于计算机知识的理论水平，只有明白其中原理和规律，在应用时才能真正得心应手，所以在今后的学习中，我将努力做到理论与实践相结合！所以下次做计算机组成原理的实验时我一定会提前好好预习，把每个问题都搞懂，并在做实验时与实际相结合，以进一步深刻的了解计算机组成的原理！

详细来讲，该课程主要讲解简单、单台计算机的完整组成原理和内部运行机制，包括运算起部件、控制器部件、存储器子系统、输入/输出子系统（总线与借口等）与输入输出系统设备，围绕各自的功能、组成、设计、实现、使用等知识进行介绍；此外，该课程的工程性、实践性和技术性比较强，还强调培养学生的动手动

脑能力、开创与创新意识、实验技能，这些要求更多的是通过作业、教学实验等环节完成，要求学生有意识地主动加强这些方面的联系与锻炼。

本课程的理论教学主要从计算机系统概论、运算起和运算方法、存储系统、指令系统、中央处理器、总线系统、外围设备和输入输出设备这八个方面讲解计算机基本组成原理和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，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；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、响应和处理的设计方法。培养学术基本的分析问题和解决问题的能力！

总结：通过这门课程的学习，我掌握了单台计算机硬件系统各部件的组成及工作原理，知道了各部件组成整机的工作原理，较好地建立了计算机的整体概念。所谓整机概念，简单地说，就是在脑子里有一台运转起来的计算机。它包括运转起来的计算机各部件组成整机的方法及执行指令过程各部件之间的信息流动（空间概念）和各

部件在时间上的密切配合及协调工作（时间概念）。并总结了一些本课程 学习方法：

1.学习本课程必须弄清硬件系统各部件的组成及工作原理，要在理解的基础上记住有关的原理、概念和术语。

2.解决各章的顺序渐进学习和各部件紧密相关的问题，解决的方法主要是通过听课和不断的学习、复习，有意识有目的地围绕“整机概念”这一最大的难点主动地学习。

3.理论联系实际，实践出真知。

4.认真听课，依时按质完成一定量的习题，解决似懂非懂的问题。

当然在这门课程的学习中，我也碰到了一些问题，在学到第六张的时候，由于内容有点难，而老师又上的比较快，使得我有时还没听懂，老师就去讲下一个内容，等我反应过来，已经不知老师讲什么东西了！不仅我如此，同学们也普遍反映第六章过后就开始学得很吃力了，所以我建议老师前面章节老师能讲快点，这样后面较难的章节就可以讲慢点了，这样教起来估计效果会更好

计算机组成原理综述论文 第2篇

计算机组成原理

综述论文

题 目

计算机组成原理综述

系 部 计算机科学与技术系 专 业 网络工程 班 级 网工（2）班 学生姓名 邓传君 指导教师 张向东

2014 年 12 月 24 日

计算机组成原理课程综述 内容摘要：

计算机组成原理(COMPUTER ORGANIZATION)是依据计算机体系结构，在确定且分配了硬件子系统的概念结构和功能特性的基础上，设计计 算机各部件的具体组成，以及它们之间的连接关系，实现机器指令级 的各种功能和特性，这点上说计算机组成原理是计算机体系结构的逻辑实现。

关键词：存储、指令、CPU、控制器、微命令

一、计算机组成原理课程综述

计算机组成原理是计算机应用和计算机软件专业以及其他相关专业必修的专业基础课，它主要讨论计算机各组成部件的基本概念、基本结构、工作原理及设计方法。教学实践证明，通过对该课程的学习，对于建立整机概念，研究各功能部件的相互连接与相互作用，进行各功能部件的逻辑设计，都有着重要的意义。组成原理是计算机类专业的一门主干必修课程，它以层次结构的观点来叙述计算机各主要功能部件及组成原理；以数据信息和控制信息的表示、处理为主线来组织教学。课程内容按横向方式组织，即不是自始至终介绍某一特定计算机的组成和工作原理，而是从一般原理出发，结合实例加以说明。

二、计算机组成原理内容和基本原理

下面是我对这门课程知识点的理解：

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。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。

1．随机存储器

存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。

1）静态存储单元（SRAM）

存储原理：由触发器存储数据

单元结构：六管NMOS或OS构成

优点：速度快、使用简单、不需刷新、静态功耗极低；常用作CACHE

缺点：元件数多、集成度低、运行功耗大

2）动态存储单元（DRAM）

存贮原理：利用MOS管栅极电容可以存储电荷的原理，需刷新（早期：三管基本单元；现在：单管基本单元）

刷新(再生)：为及时补充漏掉的电荷以避免存储的信息丢失，必须定时给栅极电容补充电荷的操作

刷新时间：定期进行刷新操作的时间。该时间必须小于栅极电容自然保持信息的时间（小于2MS）。

优点： 集成度远高于SRAM、功耗低，价格也低 缺点：因需刷新而使外围电路复杂；刷新也使存取速度较SRAM慢，所以在计算机中，DRAM常用于作主存储器。

2.存储容量的扩展

A.位扩展：增加存储字长。

B.字扩展：增加存储器的数量。

输入输出系统

1.I/O系统功能：为数据传输操作选择I/O设备，连接I/O设备与主机，完成数据交换

2.I/O系统组成

软件：可由系统软件（OS）或应用软件承担；输入输出过程控制：发送读写指令，检查设备状态等；用户界面。

硬件：I/O接口，主机与外设之间通信：速度匹配、同步、指令、状态、差错控制；数据缓存。

3.I/O与主机信息传送的控制方式

程序查询方式：由CPU通过程序不断查询I/O设备是否已做好准备，从而控制I/O设备与主机交换信息。

程序中断方式：CPU在启动I/O设备后，不查询设备是否已准备就绪，继续执行自身程序，只是当I/O设备准备就绪并向CPU发出中断请求后才予以响应。DMA方式：主存与I/O设备之间有一条数据通路，主存与I/O设备交换信息时，无须调用中断服务程序。若出现DMA和CPU同时访问主存，CPU总是将总线占有权让给DMA，通常把DMA的这种占有称为窃取或挪用。

指令系统

指一台计算机中所有机器指令的集合，是表征计算机性能的重要因素。

1.寻址方式

A.立即寻址：操作数本身设在指令字内。

B.直接寻址：指令字中的形式地址就是操作数的真实地址。

C.隐含寻址：指令字中不明显地给出操作数的地址，其操作数的地址隐含在操作码或某个寄存器中。

D.间接寻址：指令字中的形式地址不直接指出操作数的地址，而是指出操作数有效地址所在的存储单元地址。

E.寄存器寻址：地址码字段直接指出寄存器编号，操作数在寄存器内。

F.寄存器间接寻址：寄存器中存放操作数所在主存单元地址。

G.基址寻址：操作数有效地址等于指令字中的形式地址和基址寄存器中的内容相加。

H.变址寻址：操作数有效地址等于指令字中的形式地址与变址寄存器的内容相加。

I.相对寻址：有效地址是将程序计数器的内容与指令字中的形式地址相加而成。

3.CPU

1.CPU基本功能

指令控制：程序的顺序控制，称为指令控制；控制器： PC、IR、ID

操作控制：管理并产生每条指令的操作控制信号，并把操作控制信号送往相应的部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。

时间控制：对各种操作实施时间上的定时，称为时间控制。数据加工：对数据进行算术运算和逻辑运算处理。

2．控制器的主要职能

（1）取指令（2）分析指令（3）执行指令

（4）控制程序和数据的输入与结果的输出（5）对异常情况和某些请求的处理

3．指令周期

指取出并执行一条指令的时间。由若干个CPU周期组成。CPU周期： 通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定CPU周期。一个CPU周期包含若干个时钟周期。

时钟周期：是CPU处理操作的最基本单位。

4．微命令 指控制部件通过控制线向执行部件发出的各种控制命令是构成控制信号序列的最小单位。

微操作 ：执行部件接受微命令后所进行的操作，是计算机硬件结构中最基本的操作。

微周期：从控存中读取一条微指令并执行相应的一步操作所需的时间。

微指令：由每个微周期的操作所需的控制命令构成一条微指令。微指令包含了若干微命令信息。

微程序;即一系列微指令的有序集合，可以控制实现一条机器指令。

5．控制方式

同步控制方式： 以部件中最长的操作时间作为统一的时间间隔标准，系统中各部件的微操作都由这个统一的时间间隔来同步。异步控制方式： 系统中没有统一的时间标准，各部件按本身的操作有各自自己的时钟信号，各个微操作的进行是采用应答方式进行的。联合控制方式： 部件内部采用同步控制方式，各部件之间采用异步方式。

三、实际应用

以通道方式 I/O 通道为例：

通道方式 I/O 通道是计算机系统中代替 CPU 管理控制外设的独立部件,是一 种能执行有限 I/O 指令集合——通道命令的 I/O 处理机。在通道控制方式下,一个主机可以连接几个通道.每个通道又可连接多台 I/O 设备,这些设备可具有不同速度,可以是不同种类.这种输入输出系统增强了主机与通道操作的并行能力以及各通道之间,同一通道的各设备之间的并行操作能力.同时也为用户提供了增减外围 设备的灵活性。

采用通道方式组织输入输出系统,多使用主机—通道—设备控制 器— I/0 设备四级连接方式.通道通过执行通道程序实施对 I/O 系统的统一管理和控制,因此,它是完成输入输出操作的主要部件.在 CPU 启动通道后,通道自动地去内存取出通道指令并执行指令。直到数据 交换过程结束向 CPU 发出中断请求,进行通道结束处理工作。

I/O 通道的种类: 根据多台设备共享通道的不同情况,可将通道分为三类:(1)字节多路通道(低速,分时)字节多路通道(MULTIPLEXOR CHANNEL)是一种简单的共享通道, 在时间分割的基础上,服务于多台低速和中速面向字符的外围设备。字节多路通道包括多个子通道,每个子通道服务于一个设备控制 器,可以独立地执行通直指令。每个子通道都需要有字符缓冲寄存器,I/O 请求标志/控制寄存器,主存地址寄存器和字节计数寄存器.而 所有子通道的控制部分是公共的,由所有子通道所共享。通常,每个通 道的有关指令和参量存放在主存固定单元中.当通道在逻辑上与某一 设备连通时,将这些指令和参量取出来,送入公共控制部分的寄存器中使用。字节多路通道要求每种设备分时占用一个很短的时间片,不同的设备在各自分得的时间片内与通道建立传输连接,实现数据的传送。

(2)选择通道(高速,独占)选择通道每次只能从所连接的设备中选择一台 I/O 设备的通道程 序,此刻该通道程序独占了整个通道。当它与主存交换完数据后,才能 转去执行另一个设备的通道程序,为另一台设备服务。因此,连接在选 择通道上的若干设备,只能依次使用通道与主存传送数据.数据传送 是以成组(数据块)方式进行,每次传送一个数据块,因此,传送速率很高。选择通道多适合于快速设备(磁盘),这些设备相邻字之间的传送 空闲时间极短。

(3)数组多路通道(综合)数组多路通道把字节多路通道和选择通道的特点结合起来.它有 多个子通道,既可以执行多路通道程序,像字节多路通道那样,所有子通道分时共享总通道；又可以用选择通道那样的方式传送数据.数组多路通道具有多路并行操作能力,又具有很高的数据传送速率,赢得了吞吐率的较大提高。它的缺点是增加了控制的复杂性。

四、心得体会

学习这门课程，首先接触的是关于计算机系统的概论，我们知道了计算机是由硬件和软件组成的，硬件又包括运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备等；同时软件也是计算机系统结构的重要组成部分。计算机系统是一个由硬件和软件组成的多层次结构，它通常由微程序级，一般程序级，操作系统级，汇编语言级，高级语言级组成，每一级都能进行程序设计，且得到下面各级的支持。随着学习的越来越深入，老师也教我们学习了运算方法和相关的运算器，对于这部分的学习，我感到很吃力，对于运算方面的事情很不在行的我来说，学习运算相关的知识是很艰难的，我可能会比其他的同学要多听好几遍才能理解的，好在老师很有耐心，一遍一遍的给我们讲解，直到我们弄明白为止。因此特别感谢张向东老师对我们的教导，虽然老师偶尔会有点凶，但我们都明白老师是为了我们好，为了让我们多学点知识，也特别感谢老师在带给我们知识的同时，也带给了我们很多的生活常识。

通过对这门课程的学习，让我更进一步地接触计算机，对它从内到外有了一定的初步了解。说实话，以前我对计算机的认识只是表面的那些东西，可现在不同了，它使我进一步地了解了计算机的各个组成部分及其工作原理，对于我们后续课程的学习无疑也具有积极的意义。对于这段时间的学习有成长的快乐，有丰收的喜悦，有不懂的遗憾，还有即将结束这门课程的不舍。这学期的学习真的给我太多的感受，这学期的学习让我一生都受用无穷。将成为我人生旅途中最宝贵的收获。

五、结语

在做完这次课程论文后，让我再次加深了对计算机的组成原理的理解，对计算机的构建也有更深层次的体会。计算机的每一次发展，都凝聚着人类的智慧和辛勤劳动，每一次创新都给人类带来了巨大的进步。计算机从早期的简单功能，到现在的复杂操作，都是一点一滴发展起来的。这种层次化的让我体会到了，凡事要从小做起，无数的‘小’便成就了‘大’。在学习过程中也是碰到了很多问题，主要就和老师说的一样，课后没有看书，导致一些知识点没有掌握完全，概念问题有很多细节不懂。这些都要尽量弥补，才能让这门课的学习达到目的。

六、参考文献

《计算机组成原理》教学探讨 第3篇

其先导课程是数字逻辑, 学生应已具备数字逻辑的基本知识, 并掌握数字系统的一般设计方法后才能很好的理解本课程的相关理论。其后继课程是微机原理及应用、接口技术、汇编语言程序设计、计算机体系结构等。通过学习本课程, 能理解计算机一般组成原理与内部运行机制, 才能为后继课程和进行与硬件有关的技术工作打好基础。

一.目前教学中存在的困难和建议

1.1 学时量有限、联系面广

任课教师要想在课时内把本门课程教好有难度, 学生要想在学时内学好这门课, 也是一个挑战。在课程的学习过程中要涉及数字电路、数字逻辑等课程的内容, 而这些内容学生可能就没学好, 也就使得这门课难教难学。

建议:安排数字逻辑课程时一定要让学生有很深刻的认识, 学好数字逻辑才能学好组成原理, 才能为后续的专业课打下良好的基础, 同时本课程任课教师还要和数字逻辑任课教师在教学当中要相互配合, 相互学习。

1.2内容抽象。

由于本课程涉及到各个部件的工作原理、信息加工处理及控制过程的分析, 是对计算机内部进行深入细致的学习与研究, 可是对学生来说基本上是看不见摸不着的。所以学生学起来感到枯燥无味、抽象难懂, 学习积极性下降, 掌握这门课就更加困难。

建议:在安排本门课程的实验课时可以根据理论课的教学进度来进行, 这样以实验课上的实际操作为基础来理解理论课上的知识会更有效。

二.教学方法探索

教学方法的改进是提高教学质量的必要条件, 计算机组成原理在教学过程中抓住三个环节:课前预习, 课中讲解, 课后复习。在这三个环节中教师要起关键的引导作用。

2.1精选内容, 大胆取舍, 适当补充

教学内容的选择是决定教学效果的关键, 根据具备的教学条件、学生的实际水平, 对教材里的内容进行梳理, 要对一些关键技术突出重点, 讲清难点, 对这部分内容必须要精讲多练, 适当的布置一些练习来检验学生对知识点的掌握情况;对教材中一些过时的技术、在后续课程中有详细展开讲解的内容比方说虚拟存储器技术要大胆的舍弃或者只做简单的介绍;由于本门课程所设计到的内容技术更新升级很快, 所以在讲解相关内容时一定要把所产生的新技术有选择的进行介绍, 比方说在讲CPU时, 把市面上流行的CPU的多核结构, 多级Cache的新技术进行介绍, 这样可以让学生感觉到教师没有照本宣科, 而是理论联系实际的组织教学内容, 也可以激发学生的学习热情。

2.2严把学风, 抑制懒散

由于本门课程的难学而又重要的特点, 所以在对待这门课程时一定要严格把关, 做到对学生负责, 为将来的后续课程打好基础.在教学过程中可以对班级学生进行分组, 这样也可以形成小组之间相互竞争力争上游的学习氛围, 每次学完一个章节后可以进行一次章节测试, 这样可以让学生做到心中有数, 老师和小组成员也可以帮助没有完成学习目标的学生做到查漏补缺.实践证明这样的方式取得了很好的教学效果。

2.3更新教学手段, 提高教学效率

由于本门课程中的内容抽象, 所以必须要借助形象思维方式来让学生理解相关的知识点, 随着教学条件的改进, 可以借助多媒体教学中的动态方式来向学生展示计算机内部传递、控制状态传递等信息加工处理过程, 这样学生也就能够容易理解和掌握相关的知识点。当然多媒体教学只能做为教学手段中的一种, 而不能作为唯一的一种形式, 对于一些理论推理过程还是要借助在黑板上演示的模式进行。不过网络资源的优势也要充分的利用, 在学习知识点, 练习知识点, 检验知识点的过程中都可以利用网络资源, 可以大大的提高我们的工作和学习效率。总之, 教学手段不要死板, 要根据知识点的性质和特点灵活选取。

2.4重视实验, 提高学生综合能力

“计算机组成原理”是一门理论性很强的课程, 相关的概念需要在实际操作中来理解和验证。因此在授课过程中, 必须重视实验环节, 充分利用实验室的实验系统, 通过实验达到使使学生能够更加深入地理解计算机的工作原理, 从而提高学生对计算机系统的设计和分析能力.在组织实验内容时要按照以更好的理解理论知识为指导方针来编排实验教材, 合理安排学生进行实验, 在实验过程中当然可以采取分组的形式进行, 教师在实验过程中要起到很好的引导作用。分组的形式并不是为了让小组成员共做一个实验, 目的是以小组为单位来处理和讨论实验过程中遇到的问题, 让他们自主的分析问题出现的原因, 找到处理问题的答案, 每做完一次实验, 小组间都要进行总结汇报, 这样学生的动手能力, 分析解决问题的能力都能得到锻炼和提高。实践证明分组实验的方式很好的提高了学生做实验的积极性。

三.总结

计算机组成原理课程的教学改革需要长期的探索和实践, 通过对目前此课程实际教学中存在的问题分析, 给出建议, 分别从教学内容、教学手段、实验环节等提出了一系列的改革思路, 以提高教学质量。达到教学目标。

摘要：计算机组成原理课程是计算机专业极其重要的核心课程, 内容多而且难度大, 在教学过程中却存在着一些问题。本文从教学内容的组织、教学方法、学习方式, 实验安排等几个方面进行了探讨和研究, 以提高教学质量。

关键词：计算机组成原理,教学方法,分组学习

参考文献

[1]蒋本珊.计算机组成原理[M].清华大学出版社, 2008-9

[2]王爱英.计算机组成与结构[M].清华大学出版社, 2001

计算机组成原理实验教学探索 第4篇

计算机组成原理论文 第5篇

课 程 论 文

题

目 系

部 专

业 班

级 学生姓名 指导教师

计算机组成原理课程综述 计算机科学与技术系

嵌入式 11级计本（2）班

*** 张向东

2013 年 5 月 20 日

计算机组成原理课程综述

内容摘要

计算机组成原理是计算机科学与技术系嵌入式专业中非常重要的基础专业课程，是以“数字逻辑”等专业基础课程为基础的一门课，同时也是“计算机系统结构”、“操作系统”、“计算机接口技术”等专业课程学习的基础课程。在当下网络横行的年代，计算机组成原理有着十分广泛的应用，也与我们的日常生活密不可分。日常生活中的科学计算与数据处理就是其最为广泛的应用之一，又如，电子商务，网络教育，人工智能等现今热门的领域也都是以其为基础的。作为计算机系的学生，我们必须学好计算机组成原理这门课程。本文旨在对这门课程的学习上进行一些讨论。

为此，我们需要从计算机的基本概念、计算机系统的基本组成及基本功能着手, 学习计算机的各个基本组成部件及控制单元的工作原理,掌握有关软、硬件的基本知识,尤其是各基本组成部件有机连接构成整机系统的方法,为培养自身对计算机系统的分析、设计、开发和使用能力打下基础。

一． 计算机组成原理课程综述

计算机组成原理这门课程主要介绍了计算机系统的基本组成，计算机硬件系统，中央处理器和控制单元。课程主要研究CPU、主存储器、I/0接口和输入/输出以及总线的结构和功能。通过对本门课程的学习,可以在自己的脑中建立计算机的整机概念，深入了解计算机的工作原理，掌握计算机组织与实现的技术和方法，以及计算机系统分析和系统设计的方法，从而为计算机专业以后要上的专业课的学习打下坚实的基础。

计算机组成原理从内容上看有以下几个特点：一是虽然计算机的五大部件自成体系，较为独立，但是从整机来看，整个课程具有明显的整体性；二是某些设计思想可应用于不同部件，具有相通性，比如并行性思想；三是课程内容相对固定，但也有新的技术理论不断出现，需要关注新技术的发展。

二． 课程主要内容和基本原理

（一）计算机系统

计算机系统是由“硬件”和“软件”两大部分组成。所谓“硬件”，是指计算机的实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件，各类光、电、机设备的实物组成，如主机、外部设备等。所谓“软件”，它看不见摸不着，由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。此外，冯·诺依曼认为，计算机由运算器.存储器.控制器.输入设备和输出设备五大部件组成。

（二）计算机系统的硬件结构

在这一章节中我们需要掌握的有系统总线，存储器和输入输出系统。在系统总线这一章节中，我们要重点掌握的有计算机总线的功能与组成，总线的概念、连接方式、总线的仲裁、总线的定时以及总线接口的概念和基本功能。总线是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。总线可以分为片内总线，系统总线和通信总线。

而在存储器这一章节中，应重点掌握随机读写存储器的字位扩展情况，主存储器的组成与设计，cache存储器的运行原理以及虚拟存储器的概念与实现。

在输入/输出系统中，输入/输出系统的功能与组成，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、响应和处理是我们要着重学习的。

（三）中央处理器

中央处理器这一单元是我们这学期学习的重点，需要重点掌握的有计算机的运算方法，指令系统，CPU的功能与基本组成等。计算机的运算方法中定点运算尤为重要，其中补码运算需要重点掌握。在指令系统里指令的一般格式和寻址方式是重点。而CPU的功能与基本组成中的中断系统则应好好学习。

（四）控制单元

这章介绍了控制单元的功能和设计，其中要对微程序和微操作应做为重点掌握。

三． 实际应用

自ENIAC问世后将近30余年的时间里，计算机一直被作为大学和研究机构的娇贵设备。在20世纪70年代中后期，大规模集成工艺日趋成熟，微芯片上集成的晶体管数一直按每3年翻两番的Moore定律增长，微处理器的性能也按此几何级数提高，而价格也以同样的几何级数下降，以至于以前需花数百万美元的机器（如80M FLOPS 的 CRAY）变得价值仅为数千美元(而此类机器的性能可达200M FLOPS)，至于对性能不高的微处理器芯片而言，仅花数美元就可购到。正因为如此，才使得计算机走出实验室而渗透到各个领域，乃至走进普通百姓的家中，也使得计算机的应用范围从科学计算，数据处理等传统领域扩展到办公自动化，多媒体，电子商务，虚拟工厂，远程教育等，遍及社会，政治，经济，军事，科技以及个人文化生活和家庭生活的各个角落。

四． 心得体会

计算机科学与技术的发展日新月异，可是，不管它如何发展，都离不开计算计组成原理的理论支撑。而对于计算机组成原理的学习，我认为重点是理解，老师也常常教导我们不要死记硬背，而要理解，这样学习效率才会提高。例如，定点运算中的补码运算，如果光靠死记硬背的话，我想学起来是十分痛苦的。但是，如果理解之后再去运算那就容易很多了。

此外，我觉得任何一门工科课程都要有动手实验的环节，计算机组成原理实验也是十分重要的。可是我觉得这个学期开设的组成原理实验课程太少了。通过实验，我们可以能够更加深入地了解计算机的组成、结构和工作原理，从而提高对计算机系统的分析和设计的能力。再者，实验更是我们创新思维的源泉，是培养高素质创新型计算机专业人才的重要保障。通过实验可以加强我们的动手能力，加深对课程的认识，加大学习的热情和兴趣。总之，我觉得实验是课程学习重要环节之一。

五． 结语

刚开始学习这门课程的时候，觉得这门课程应该是一门特别简单的基础理论课程，就像计算机导论一样，所以开始时，对待这门课的态度其实也没有那么认真。不过因为张老师是个十分认真的老师，所以上课的时候还是蛮认真听讲的。在开实验课之前，我还没有对这门课有兴趣，但是开了实验课之后，我觉得计算机组成原理也挺有意思的，就有了兴趣。只是可惜，实验课开的太晚了，而且也不多。此时的我，也慢慢意识到了计算机组成原理这门课的重要性。同时，我坚信，这门课程对我以后的学习会有很大的帮助。

六． 参考文献

计算机组成原理论文 第6篇

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

2012 年 5 月 16 日

计算机组成原理课程综述

内容摘要

计算机组成原理是计算机科学与技术专业的主干硬件专业基础课，本书突出介绍计算机组成的一般原理，不结合任何具体机型，在体系结构上改变了过去自底向上的编写习惯，采用从外部大框架入手，层层细化的叙述方法，即采用自顶向下的分析方法，详述了计算机组成原理，使读者更容易形成计算机的整体概念。此外，为了适应计算机科学发展的需要，除了叙述基本原理外，本书还增加了不少新的内容，书中举例力求与当代计算机技术相结合，考虑到不好学校不设外部设备课程，故本书适当地增加了外存和外部设备的内容。通过本书的学习，可以对计算机的原理有个整体的概念，能有个大概的了解，对待不同的机型以后也会好掌握的。

计算机组成原理课程综述

在计算机普及的今天，现代信息技术飞速发展，计算机的应用在政治、经济、文化等方方面面产生了巨大影响。而计算机的知识更新的速度非常的快，这就使得我们这些学计算机的面临着要不断的更新自己关于计算机的知识，以适应市场的需要。其实在大学四年里，我们并不能学到很多的知识，我们学习的只不过是如何学习的能力，大学就是培养学生各种能力的地方。在大学里学到的知识很多是你以后走上社会用不到的。这就要求我们在学习课本上的理论知识的同时，还应从中学习到学习的能力。

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。

课程主要内容和基本原理

(一)本书的主要内容 该课程主要讲解简单、单台计算机的完整组成原理和内部运行机制，包括运算器部件、控制器部件、存储器子系统、输入/输出子系统（总线与接口等）与输入/输出系统设备，围绕各自的功能、组成、设计、实现、使用等知识进行介绍。

(二)本课程的特点

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。

而且该课程的工程性、实践性、技术性比较强，还强调培养学生的动手动脑能力、开创与创新意识、实验技能，这些要求更多的是通过作业、教学实验等环节完成，要求学生有意识地主动加强这些方面的练习与锻炼。(三)本课程的作用

计算机组成原理课，对于许多必须学习这门课的学生来说都会感到困难和不理解，为什么要学习这门课，本人在这里可以打个比喻。在过去每个人都会造人，但是都不清楚他的详细过程，现在由于科学家的工作，使得我们都清楚了他的过程，就使得我们能够创造出来比较优良的人来了。用计算机的过程和这个差不多，当我们明白了计算机的组成和工作原理以后，我们就可以更好的使用好计算机，让它为我们服务。

实际应用

首先我认为在《计算机组成原理》这本书中学到的有关计算机原理方面的知识，对我们以后了解计算机以及和计算机打交道，甚至在以后应用计算机时，都可能会有很大的益处，计算机原理的基本知识是不会变的，变也只是会在此基础上，且不会偏离这些最基本的原理，尤其是这本计算机组成原理介绍的计算机原理是一种一般的计算机原理，不是针对某一个特定的机型而介绍的，下面我们来谈谈系统总线的发展和应用。

定义 总线，英文叫作“BUS”,即我们中文的“公共车”，这是非常形象的比如，公共车走的路线是一定的，我们任何人都可以坐公共车去该条公共车路线的任意一个站点。如果把我们人比作是电子信号，这就是为什么英文叫它为“BUS”而不是“CAR”的真正用意。当然，从专业上来说，总线是一种描述电子信号传输线路的结构形式，是一类信号线的集合，是子系统间传输信息的公共通道[1]。通过总线能使整个系统内各部件之间的信息进行传输、交换、共享和逻辑控制等功能。如在计算机系统中，它是CPU、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过主机相连接，外部设备通过相应的接口电路再于总线相连接。

工作原理

系统总线在微型计算机中的地位，如同人的神经中枢系统，CPU通过系统总线对存储器的内容进行读写，同样通过总线，实现将CPU内数据写入外设，或由外设读入CPU。微型计算机都采用总线结构。总线就是用来信息的一组通信线。微型计算机通过系统总线将各部件连接到一起，实现了微型计算机内部各部件间的信息交换。一般情况下，CPU提供的信号需经过总线形成电路形成系统总线。系统总线按照传递信息的功能来分，分为地址总线、数据总线和控制总线。这些总线提供了微处理器(CPU)与存储器、输入输出接口部件的连接线。可以认为，一台微型计算机就是以CPU为核心，其它部件全“挂接”在与CPU相连接的系统总线上。这种总线结构形式，为组成微型计算机提供了方便。人们可以根据自己的需要，将规模不一的内存和接口接到系统总线上，很容易形成各种规模的微型计算机。分类：

总线分类的方式有很多，如被分为外部和内部总线、系统总线和非系统总线等等，下面是几种最常用的分类方法。按功能分

最常见的是从功能上来对数据总线进行划分，可以分为地址总线、数据总线、和控制总线。在有的系统中，数据总线和地址总线可以在地址锁存器控制下被共享，也即复用。

地址总线是专门用来传送地址的。在设计过程中，见得最多的应该是从CPU地址总线来选用外部存储器的存储地址。地址总线的位数往往决定了存储器存储空间的大小，比如地址总线为16位，则其最大可存储空间为216（64KB）。

数据总线是用于传送数据信息，它又有单向传输和双向传输数据总线之分，双向传输数据总线通常采用双向三态形式的总线。数据总线的位数通常与微处理的字长相一致。例如Intel 8086微处理器字长16位，其数据总线宽度也是16位。在实际工作中，数据总线上传送的并不一定是完全意义上的数据。

控制总线是用于传送控制信号和时序信号。如有时微处理器对外部存储器进行操作时要先通过控制总线发出读/写信号、片选信号和读入中断响应信号等。控制总线一般是双向的，其传送方向由具体控制信号而定，其位数也要根据系统的实际控制需要而定。按传输方式分

按照数据传输的方式划分，总线可以被分为串行总线和并行总线。从原理来看，并行传输方式其实优于串行传输方式，但其成本上会有所增加。通俗地讲，并行传输的通路犹如一条多车道公路，而串行传输则是只允许一辆汽车通过单线公路。目前常见的串行总线有SPI、I2C、USB、IEEE1394、RS232、CAN等；而并行总线相对来说种类要少，常见的如IEEE1284、ISA、PCI等。按时钟信号方式分

按照时钟信号是否独立，可以分为同步总线和异步总线。同步总线的时钟信号独立于数据，也就是说要用一根单独的线来作为时钟信号线；而异步总线的时钟信号是从数据中提取出来的，通常利用数据信号的边沿来作为时钟同步信号。发展简史

计算机系统总线的详细发展历程，包括早期的PC总线和ISA总线、PCI/AGP总线、PCI-X总线以及主流的PCIExpress、HyperTransport高速串行总线。从PC总线到ISA、PCI总线，再由PCI进入PCIExpress和HyperTransport体系，计算机在这三次大转折中也完成三次飞跃式的提升。与这个过程相对应，计算机的处理速度、实现的功能和软件平台都在进行同样的进化，显然，没有总线技术的进步作为基础，计算机的快速发展就无从谈起。业界站在一个崭新的起点：PCIExpress和HyperTransport开创了一个近乎完美的总线架构。而业界对高速总线的渴求也是无休无止，PCIExpress2.0和HyperTransport3.0都将提上日程，它们将会再次带来效能提升。在计算机系统中，各个功能部件都是通过系统总线交换数据，总线的速度对系统性能有着极大的影响。而也正因为如此，总线被誉为是计算机系统的神经中枢。但相比CPU、显卡、内存、硬盘等功能部件，总线技术的提升步伐要缓慢得多。在PC发展的二十余年历史中，总线只进行三次更新换代，但它的每次变革都令计算机的面貌焕然一新。

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

通过学习这门课程，我们能够从中得到有关计算机方面的知识，但是更多的是这门课程可以培养我们以下能力： 系统级的认识能力。建立整机概念，掌握自项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。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、互相促进进。

参考文献

[1] 唐硕飞 主编计算机组成原理 高等教育出版社

计算机组成原理课程论文 第7篇

课 程 论 文

题

目 系

部 专

业 班

级 学生姓名 指导教师

计算机组成原理课程综述

计算机科学与技术 计算机科学与技术 11级计本（2）班

张向东

2013 年 5 月 27 日

计算机组成原理课程论文

内容摘要：

论文主要论述冯-诺依曼型计算机的基本组成结构器件与其控制单元的构建方法，一台计算机的核心是中央处理器，中央处理器的核心就是他的控制单元，控制单元相对于计算机而言类似于人的大脑，人体的各种行为取决于大脑的指令控制，计算机的各种操作方式取决于控制单元的指令，控制单元直接影响着指令系统，它的格式不仅直接影响到机器的硬件结构，而且也直接影响到系统软件，影响机器的适用范围。

关键词：冯诺依曼型计算机的组成，中央处理器，控制单元，指令系统，微指令

一、计算机组成原理课程综述：

本课程的教学采用从整体入手，层层深入细化的方法详细的阐述了计算机的组成以及各部件的工作原理和工作方式，先是介绍计算机的基本组成，发展和展望。后面分阶段详述了存储器，输入输出系统，通信总线，中央处理器的特性结构和功能，包括计算机的基本运算，指令系统和中断系统，并专门介绍了控制单元的功能和设计思路和实现措施。

二、课程主要内容和基本原理：

（一）计算机系统的硬件结构：

计算机的系统包括系统总线、存储器和输入输出系统 1.总线：

总线是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。总线是一种内部结构，它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。在计算机系统中，各个部件之间传送信息的公共通路叫总线，微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的。2.存储器：

存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。按用途存储器可分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存）,也有分为外部存储器和内部存储器的分类方法。外存通常是磁性介质或光盘等，能长期保存信息。内存指主板上的存储部件，用来存放当前正在执行的数据和程序，但仅用于暂时存放程序和数据，关闭电源或断电，数据会丢失。

存储器的主要功能是存储程序和各种数据，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。

存储器是具有“记忆”功能的设备，它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。这些器件也称为记忆元件。在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制来表示数据。记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0”和“1”。日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中。计算机中处理的各种字符，例如英文字母、运算符号等，也要转换成二进制代码才能存储和操作。3.I/O系统：

I/O系统是操作系统的一个重要的组成部分，负责管理系统中所有的外部设备。计算机外部设备。在计算机系统中除CPU和内存储外所有的设备和装置称为计算机外部设备（外围设备、I/O设备）。I/O设备：用来向计算机输入和输出信息的设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。

I/O设备与主机交换信息有三种控制方式：程序查询方式，程序中断方式，DMA方式。

（二）中央处理器

1.计算机的运算方法：

计算机的内部形式为0和1组成的各种编码参与各类数据的运算，这里详细的解读了计算机在自动解题过程中数据的加工处理流程。在计算机中参与运算的数分为有符号数和无符号数两种，相关的有数的定点表示和浮点表示以及定点浮点的相关运算。2.指令系统：

指令系统是计算机硬件的语言系统，也叫机器语言，它是软件和硬件的主要界面，从系统结构的角度看，它是系统程序员看到的计算机的主要属性。因此指令系统表征了计算机的基本功能决定了机器所要求的能力，也决定了指令的格式和机器的结构。对不同的计算机在设计指令系统时，应对指令格式、类型及操作功能给予应有的重视。

计算机所能执行的全部指令的集合，它描述了计算机内全部的控制信息和“逻辑判断”能力。不同计算机的指令系统包含的指令种类和数目也不同。一般均包含算术运算型、逻辑运算型、数据传送型、判定和控制型、输入和输出型等指令。指令系统是表征一台计算机性能的重要因素，它的格式与功能不仅直接影响到机器的硬件结构，而且也直接影响到系统软件，影响到机器的适用范围。根据指令内容确定操作数地址的过程称为寻址。一般的寻址方式有立即寻址，直接寻址，间接寻址，寄存器寻址，相对寻址等。

一条指令实际上包括两种信息即操作码和地址码。操作码用来表示该指令所要完成的操作（如加、减、乘、除、数据传送等），其长度取决于指令系统中的指令条数。地址码用来描述该指令的操作对象，它或者直接给出操作数，或者指出操作数的存储器地址或寄存器地址（即寄存器名）。3.运算器：

计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、比较和传送等操作，亦称算术逻辑部件（ALU）。

运算器由：算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。与运算器共同组成了CPU的核心部分。

（三）控制单元：

控制单元负责程序的流程管理。正如工厂的物流分配部门，控制单元是整个CPU的指挥控制中心，由指令寄存器IR、指令译码器ID和操作控制器0C三个部件组成，对协调整个电脑有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序，依次从存储器中取出各条指令，放在指令寄存器IR中，通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作，然后通过操作控制器OC，按确定的时序，向相应的部件发出微操作控制信号。操作控制器OC中主要包括节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等控制逻辑。1.微指令

在微程序控制的计算机中，将由同时发出的控制信号所执行的一组微操作称为微指令。所以微指令就是把同时发出的控制信号的有关信息汇集起来形成的。将一条指令分成若干条微指令，按次序执行就可以实现指令的功能。若干条微指令可以构成一个微程序，而一个微程序就对应了一条机器指令。因此，一条机器指令的功能是若干条微指令组成的序列来实现的。简言之，一条机器指令所完成的操作分成若干条微指令来完成，由微指令进行解释和执行。微指令的编译方法是决定微指令格式的主要因素。

三、心得体会：

学习了这门课程后，我加深了对计算机的组成原理的理解，对计算机的构建也有更深层次的体会，使我以前对于计算机的好奇心得到了充分的满足，对于计算机的迷茫也得到了解决，并且使我对计算机的兴趣更加浓厚了，我有信心和兴趣对计算机进行更深入的探索。计算机的每一次发展，都凝聚着人类的智慧和辛勤劳动，每一次创新都给人类带来了巨大的进步，计算机的发展一直都代表着人类最高科技的进程。所以我们要时刻保持着自己的求知欲，只有永不倦怠的学习才会不被社会淘汰，才会在计算机领域内有所作为。当然我也十分期待未来的计算机带给人们更大的惊喜和进步。

四、结语：

自从1945年世界上第一台电子计算机诞生以来，计算机技术迅猛发展，CPU的速度越来越快，体积越来越小，价格越来越低。微型计算机走进千家万户也成为了现实，然而这并不是终点，还有着更多的难题等待着我们去突破去研究，越来越多的专家认识到，在传统计算机的基础上大幅度提高计算机的性能必将遇到难以逾越的障碍，从基本原理上寻找计算机发展的突破口才是正确的道路。近年来很多专家探讨利用生物芯片、神经网络芯片等来实现计算机发展的突破，但也有很多专家把目光投向了最基本的物理原理上，因为过去几百年，物理学原理的应用导致了一系列应用技术的革命，他们认为未来光子、量子和分子计算机为代表的新技术将推动新一轮超级计算技术革命。

五．参考文献：

《计算机组成原理》 唐朔飞 高等教育出版社

《计算机组成原理》教学改革研究 第8篇

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。

实验教学模块包含的项目如表2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。

6 结束语

《计算机组成原理》的课程教学和实验室的建立完善在我校都还是一个新的探索,几年地努力,几年的实践, 让我们深深体会到深化教学改革, 提高教学水平, 促进了实验室的建设与发展, 对学生工程技术能力的培养起到了的积极作用。今后,我们还需要不断地努力进取,才能使其日臻完善。

摘要：结合《计算机组成原理》课程的特点和作者的教学实践,提出:从整机概念出发,以计算机五大组成部件为主线的教学思想,以学生为主体;注重理论推导和强化实践的教学过程;改变教学手段,提高学习效率;建立试题库,夯实教学质量;理论和实践相结合,培养创新能力等观点。

关键词：计算机组成原理,建构主义,启发式教学

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(自然科学版),2003,12(1):79-82.

[2]蔡文伟.《计算机组成原理》教学实践中的几点思考[J].肇庆学院学报,2004(4):73-76.

计算机组成原理综述论文 第9篇

关键词：计算机组成原理；教学改革；启发式教学

一

“计算机组成原理”是计算机专业的专业基础课，学生通过本课程的学习，可以从层次的观点掌握计算机组成和运行机制方面的基本概念、基本原理、基本设计和分析方法等系统知识，奠定必要的专业知识基础；可以从系统的观点，理解提高计算机整机的软硬件性能的各种可行途径，了解计算机系统中软件、硬件的功能划分和相互配合关系；从计算机系统结构的角度初步了解进一步提高系统性能的主体思想，能站在更高层次上思考和解决工作中遇到的问题。

本课程是计算机专业的核心课程之一，在整个计算机专业课教学中起着承上启下的作用，为后续课程的学习打下重要的基础。但是在实际教学过程中，往往不能达到预期的理想教学效果。主要包括以下一些问题：

一是课程内容比较抽象，学生不易理解，且课程的内容比较死板，往往无法激发学生的学习兴趣。

二是与其他相关课程联系紧密，在教学中往往会较多涉及其他相关课程的内容，而受到课时限制不可能讲授所有知识点。

三是课程有些内容相对陈旧，跟不上计算机技术发展的最新趋势，尤其实践教学环节薄弱。

二

对“计算机组成原理”课程教学进行改革，提高课程的教学质量、达到预期的教学效果是当前急需解决的问题。

1.合理安排教学内容

一方面，“计算机组成原理”课程的特点是内容较多、概念抽象，难学，难懂。为了搞好“计算机组成原理”的课程建设，教师必须与时俱进，改进教学内容，对于教材的内容做适当删减和补充。比如在“指令格式”举例中，教材所介绍的机型目前已经很少使用了，可以适当缩减内容；而对于一些应用比较多的机型的指令格式可以适当增加，这样学生既了解了不同机器指令格式设计上的差别，也对当前应用较多的机器指令格式有所认识，具有更好的实用效果。

再比如在讲解“存储器”这部分内容时，软盘存储器、磁带存储器等也已经很少被使用，对这些内容也可以适当删减，而补充闪存的存储原理，这样学生在学习理论知识的同时也学到与实践和应用相关的知识。

另一方面，“计算机组成原理”课程与其他一些专业课程密切相关，在安排教学内容时要尽量考虑与其先修及后续课程的融合。“计算机组成原理”课程的先修课程包括模拟电子技术、数字逻辑、汇编语言程序设计等；后续课为程操作系统、计算机网络、计算机体系结构，各专业课程知识之间是密切联系的，如果教学只局限于本课程，就会造成学生知识结构过于单一，不能很好地融会贯通，形成完整的科学体系，因此，讲授中应重视与其他相关课程的衔接与融合。比如讲解“虚拟存储器”时，可以与操作系统课程中的多任务管理相结合；讲解“指令系统”时，可以引用汇编程序设计课程中的一些80×86中的指令实例等。

2.采用启发式教学方法

启发式教学是教师启发学生积极思维，使学生主动掌握知识的教学方法。启发式教学应做到内容突出，通过问题引出重点和难点内容，然后分析问题并启发学生解决问题，达到更好的效果。比如在讲解“溢出”这部分内容时，如果只是简单介绍溢出的概念，学生就不容易理解。我们可以通过实际补码加减运算时两个正数相加结果为负数，以及两个负数相加结果却为正数来引入溢出的概念，引导学生分析溢出产生的原因是什么，这样就会收到更好的教学效果。

教师在授课时应与学生互动，避免教师一味讲解的情况发生，充分激发学生的主动性。对一些重点内容，教师可以多提出一些问题让学生思考，这样当教师再讲解答案时，学生可以有更深刻的印象。比如讲解“寻址方式”这部分内容时，可以让学生比较各种寻址方式的特点，然后再讲解各种寻址方式的主要应用领域，如此就容易记忆了。

“计算机组成原理”课程理论性强，概念比较多且比较抽象，由于计算机设计与实现的很多方法和技术就是来源于日常生活，因此，在讲解时可以尽量拿日常生活中的一些例子来进行类比，帮助学生理解概念。比如可以用钟表的时间校准来类比补码的实现；用宾馆的房间来类比存储器单元的编址；用交通道路来类比总线；用员工职务高低来类比优先级别等。教师对课程的内容做到充分掌握，讲课时就可以用一些通俗易懂的实例来解释复杂的概念，真正提高教学质量。

3.采用多媒体与黑板相结合的教学手段

充分采用多媒体的手段来授课是必要的，因为通过多媒体课件的演示，可以给学生一个感性、直观的认识，使学生集中注意力加深对内容的理解。比如在讲解“指令周期”的数據流时，通过一个工作流程动画的演示，从取指到分析译码到最后指令的执行过程一目了然，学生很容易理解整个过程。但是教师并不能完全依赖于多媒体手段，而是要与黑板讲授方式结合起来。因为某些推导过程如果通过多媒体课件来放映，不利于学生理解结果是如何推导出来的。比如Booth法，它是由校正法推导得来的，因此最好在黑板上讲解整个推导过程，学生才能有深刻的印象。

4.实验教学注重实用性

“计算机组成原理”这门课属于工程性、技术性和实践性都特别强的一门课。因此，在开展好课堂教学的同时，必须对实验教学环节给以足够的重视，要有充足的实验学时，提供实验性能良好的实验计算机系统或实验装置，能进行反映主要教学内容的、水平较高的实验项目。教学的整个过程中，在深化计算机各功能部件实验的同时，加强对计算机整机硬件系统组成与运行原理有关内容的实验；在坚持以硬件知识为主的同时，加深对计算机系统中软硬件的联系与配合的认识。因此，在实践教学中要注重做到：

（1）及时更新实验设备，实验设备的选择要考虑是否能利用计算机新的技术，是否能开发学生的实践能力。

（2）设置合理的实验项目，实验的内容应与课程重点内容相对应，除了运算器、存储器、数据通路等基本验证性实验外。还应适当增加设计性实验，以增强学生的实际动手能力。

（3）从根本上改变学生“重理论，轻实验”的态度，要求大家必须完整记录并整理实验数据，认真完成实验报告。

改进后的计算机组成原理实验教学将应用性、技术的前沿性和趣味性很好地结合在一起，与课程内容完全对应，使学生更容易理解相关理论知识。

计算机技术的发展日新月异，计算机教育也应该与时俱进，跟上计算机发展的步伐。作为一名教师，应该从课程的内容，授课方法，教学手段等多方面积极进行改革，从而提高教学质量，培养出优秀的计算机人才。

参考文献：

[1]唐朔飞.计算机组成原理(第2版)[M].北京：高等教育出版社,2008.

[2]解争龙.<计算机组成原理>课程教学改革探讨[J].教育与职业,2006.