計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向精選(九篇)

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第1篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),使得學(xué)生能夠掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思想和方法,提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,增強(qiáng)專業(yè)素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。同時(shí),通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠理解計(jì)算機(jī)幾十年快速發(fā)展的內(nèi)在推動(dòng)力,掌握發(fā)展規(guī)律,從而進(jìn)一步把握計(jì)算機(jī)技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學(xué)存在如下問(wèn)題:(1)教學(xué)內(nèi)容涉及數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等專業(yè)課,綜合性強(qiáng),概念多而抽象;(2)教材內(nèi)容無(wú)法與新技術(shù)發(fā)展同步;(3)實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏。上述三個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致了教師授課難和學(xué)生學(xué)習(xí)難的兩難局面。為此,本文將基于理論講授、專題討論和開放性實(shí)驗(yàn)的“三位一體”教學(xué)法引入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的授課過(guò)程中。利用精心組織的課堂講授解決授課內(nèi)容綜合性強(qiáng),概念抽象的問(wèn)題;在授課過(guò)程中穿插專題討論,讓學(xué)生立足于經(jīng)典的設(shè)計(jì)方法,探討新技術(shù)的發(fā)展;合理安排開放性實(shí)驗(yàn),理論與實(shí)踐相結(jié)合,進(jìn)一步提高教學(xué)效果。

1授課內(nèi)容安排和授課方法探討

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)組成原理在課程內(nèi)容上有一定的重疊,明確兩門課程的授課內(nèi)容,既避免內(nèi)容上的重復(fù),又保證課程之間的無(wú)縫銜接,是提高授課質(zhì)量的前提。計(jì)算機(jī)組成原理主要研究計(jì)算機(jī)各功能部件的組成和工作原理,以及各部件之間的協(xié)同工作。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)著重介紹如何最佳、最合理的實(shí)現(xiàn)軟硬件的功能分配。計(jì)算機(jī)組成原理強(qiáng)調(diào)部件細(xì)節(jié),而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)全局,重點(diǎn)闡述高級(jí)語(yǔ)言、編譯、操作系統(tǒng)和硬件結(jié)構(gòu)的關(guān)系,及性能分析中各方面的影響,避免對(duì)軟件層面的忽視[4]。

合理安排系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程的授課過(guò)程是提高授課質(zhì)量的重點(diǎn)。根據(jù)授課經(jīng)驗(yàn),各知識(shí)模塊的安排順序如下:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)、指令系統(tǒng)、流水線處理技術(shù)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、多處理機(jī)技術(shù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)中主要介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念,包括經(jīng)典定義和廣義定義;計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的量化方法,包括Amdahl定律、常見事件優(yōu)先原則、程序的局部性原理等。指令系統(tǒng)中主要明確指令集在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的位置;指令集設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則,重點(diǎn)介紹RISC和CISC設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和特點(diǎn)。流水線處理技術(shù)中重點(diǎn)介紹流水線性能指標(biāo)及計(jì)算方法;流水線設(shè)計(jì)時(shí)遇到的一些相關(guān)和沖突問(wèn)題,闡述這些問(wèn)題產(chǎn)生的原因、造成的性能損失和相應(yīng)的解決方法。存儲(chǔ)系統(tǒng)中主要介紹存儲(chǔ)層次存在的原因;衡量存儲(chǔ)層次的性能指標(biāo);Cache優(yōu)化技術(shù),包括從失效率、失效開銷、命中時(shí)間等三個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化的,并在實(shí)際中廣泛采用的技術(shù);采用一個(gè)實(shí)例如Alpha 21064或者Opteron介紹經(jīng)典的存儲(chǔ)層次,對(duì)前面所闡述的各種存儲(chǔ)技術(shù)和思想進(jìn)行總結(jié),加深同學(xué)們的理解。輸入輸出系統(tǒng)中重點(diǎn)介紹輸入輸出系統(tǒng)的重要性以及RAID。多處理機(jī)系統(tǒng)重點(diǎn)介紹Cache一致性問(wèn)題。

采用適當(dāng)?shù)氖谡n方法,運(yùn)用合理的教學(xué)手段是提高授課質(zhì)量的靈魂。由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程綜合性較強(qiáng),概念抽象,難以理解。采用傳統(tǒng)教學(xué)方式,學(xué)生會(huì)感到枯燥無(wú)味,無(wú)法維持學(xué)習(xí)興趣。因此在教學(xué)過(guò)程中采用了各種方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如對(duì)于在講解存儲(chǔ)系統(tǒng)中Cache的映像規(guī)則時(shí),同學(xué)們對(duì)于“直接映像”、“組相聯(lián)”、“全相聯(lián)”這幾種映像規(guī)則相聯(lián)度越高,利用率越高,但是查找越復(fù)雜的特點(diǎn)不好理解。此時(shí),可以用同學(xué)們進(jìn)入教室時(shí)是按照學(xué)號(hào)入座還是隨便坐的例子來(lái)很方便的理解這些特點(diǎn)。

2穿插專題討論

本課程中引入專題討論主要基于一下兩方面原因。

一方面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展很快,方向很多。但是不可能在原有授課體系中加入過(guò)多新技術(shù),也沒有更多的課時(shí)來(lái)系統(tǒng)講授新技術(shù)。另外,教學(xué)內(nèi)容中對(duì)新技術(shù)的補(bǔ)充有時(shí)是把“雙刃劍”,教學(xué)內(nèi)容既要跟上技術(shù)的發(fā)展,是知識(shí)不致落伍,又有保證教給學(xué)生的是立足于經(jīng)典知識(shí)的思維方法,而不是熟練某些技術(shù)細(xì)節(jié)[4]。為了解決這個(gè)問(wèn)題,我們可以采用專題討論的形式。每當(dāng)完成某一章或者某一部分的講解之后提出相關(guān)知識(shí)的討論題目,同學(xué)們基于已經(jīng)學(xué)習(xí)的基本技術(shù)、基本思想,查閱參考資料,對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)進(jìn)行探究,思考,乃至預(yù)測(cè)其發(fā)展方向,并以文獻(xiàn)綜述、調(diào)研報(bào)告的形式總結(jié)自己的觀點(diǎn),然后在課堂上交流討論。題目的選擇要適當(dāng),既新穎又要注意知識(shí)的銜接,比如在微處理器結(jié)構(gòu)方面的“指令融合”、“間接轉(zhuǎn)移預(yù)測(cè)”;存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)方面的“混合寫回策略”;多處理機(jī)結(jié)構(gòu)方面“高性能計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)發(fā)展”等。

另一方面,這也是大學(xué)教育中以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)思想的具體體現(xiàn)。并且計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程開設(shè)在大三下學(xué)期或者大四上學(xué)期,具有了一定的專業(yè)基礎(chǔ)。通過(guò)引入專題討論,可以啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考,發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。而當(dāng)學(xué)生經(jīng)過(guò)認(rèn)真的思考,對(duì)討論題目深入理解后,他樂(lè)于將自己的成果與同學(xué)們分享,從而感染其他學(xué)生進(jìn)一步提出自己感興趣的問(wèn)題參與討論。這樣就可以加深學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握程度,提高學(xué)習(xí)興趣[6]。

3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程理論性較強(qiáng),課程中的流水線技術(shù)及相關(guān)問(wèn)題、指令動(dòng)態(tài)調(diào)度、存儲(chǔ)層次等內(nèi)容比較抽象,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中難以理解,影響學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行量化分析,從而更好理解相關(guān)內(nèi)容,是國(guó)際上流行的一種方法。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外存在多種實(shí)驗(yàn)方法和手段。有的使用硬件,有的使用軟件;有的側(cè)重I/O部分,有的側(cè)重流水部分;有的側(cè)重實(shí)際設(shè)計(jì),有的側(cè)重理論理解。通過(guò)多年的教學(xué)研究,本課程組傾向于實(shí)驗(yàn)中主要使用模擬器進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生理解抽象的理論內(nèi)容,對(duì)于流水線、Cache設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行講解后由學(xué)生課下完成。

對(duì)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,以幫助理解理論內(nèi)容為目的,根據(jù)本文第二部分中闡述的課程內(nèi)容進(jìn)行安排,主要包括流水線沖突、指令調(diào)度、分支延遲、Cache性能分析、Cache一致性協(xié)議等。對(duì)于具體實(shí)驗(yàn)步驟,本文不再展開。

4結(jié)語(yǔ)

綜上,通過(guò)引入三位一體教學(xué)方法,在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐相統(tǒng)一,以教師為主導(dǎo)和以學(xué)生為主體相統(tǒng)一,新知識(shí)新技術(shù)與經(jīng)典思想相統(tǒng)一,較好的解決了該課程教學(xué)中存在的部分問(wèn)題,提高了該課程的教學(xué)質(zhì)量。

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第2篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

關(guān)鍵詞：CP；CA；教學(xué)內(nèi)容；內(nèi)容重復(fù)

中圖分類號(hào)：G642　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1　引言

“計(jì)算機(jī)組成原理”(CP)是高校計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的一門必修的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，它不僅可使學(xué)生剖析和體驗(yàn)計(jì).算機(jī)的基本組成和工作原理，掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)技術(shù)，而且可培養(yǎng)學(xué)生分析和解決數(shù)字系統(tǒng)實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)也是培養(yǎng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成技術(shù)人員的一個(gè)有效的教育環(huán)節(jié)。它在整個(gè)專業(yè)課的教學(xué)中，起到了承上啟下的作用，是“微機(jī)接口技術(shù)”、“匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”、“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”等后繼課程的基礎(chǔ)。該課程以計(jì)算機(jī)5大部件內(nèi)容為主線，以內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理為重點(diǎn)，介紹計(jì)算機(jī)內(nèi)部各功能部件的結(jié)構(gòu)和工作原理及其構(gòu)成整機(jī)的原理。

“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”(CA)是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的一門重要學(xué)科，它強(qiáng)調(diào)從總體結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)分析這一角度來(lái)研究計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。學(xué)習(xí)本課程，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)地、自上而下地分析和解決問(wèn)題的能力和抽象思維能力有著非常重要的作用。本課程通過(guò)講解計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的新發(fā)展，把國(guó)內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)方面比較成熟的研究成果和關(guān)鍵技術(shù)融入課程當(dāng)中，并把前續(xù)的“數(shù)字邏輯”、“計(jì)算機(jī)組成原理”、“操作系統(tǒng)”、“編譯原理”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”等課程中所需的軟硬件知識(shí)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而建立起計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的完整概念。

由此可見CP與CA有著緊密的聯(lián)系，在現(xiàn)有的教材中甚至出現(xiàn)了比較多的重復(fù)，在學(xué)生中引起比較大的反應(yīng)。本文主要針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究，擬在理順這兩門課的關(guān)系，調(diào)整好兩門課程的教學(xué)內(nèi)容。

2　教學(xué)內(nèi)容的研究

在cP與CA系列教材中，兩門課程出現(xiàn)重復(fù)的內(nèi)容有：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能指標(biāo)；浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的表示、尋址技術(shù)、指令格式的優(yōu)化設(shè)計(jì)、復(fù)雜指令系統(tǒng)(CISC)和精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)(RISC)：高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)和虛擬存儲(chǔ)器工作原理和地址的映像與變換；輸入輸出系統(tǒng)的原理和方式、中斷系統(tǒng)的工作原理：流水線工作原理。重復(fù)的結(jié)果不僅占用了CA課程寶貴的課時(shí)，而且使學(xué)生產(chǎn)生了厭學(xué)情緒。CP與cA兩門課程究竟如何分工?該不該重復(fù)?又該怎么重復(fù)?是教學(xué)中值得研究的問(wèn)題，也是亟待解決的問(wèn)題。

在課程內(nèi)容的選擇上，以教學(xué)大綱為依據(jù)，按照學(xué)科知識(shí)體系的完整性和適時(shí)性原則組織課程內(nèi)容。在內(nèi)容上做到?jīng)]有知識(shí)的簡(jiǎn)單重復(fù)、沒有重要知識(shí)的缺失，同時(shí)要?jiǎng)h除已過(guò)時(shí)知識(shí)，并補(bǔ)充新知識(shí)，從內(nèi)容方面激發(fā)、吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。本文重點(diǎn)研究分析重復(fù)內(nèi)容的必要性、可完善性和創(chuàng)新性。

對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，在CP中作為概述來(lái)介紹，以了解微程序在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)中的位置，可以更好地理解軟件、硬件、固件的地位和作用；而在CA里則是從概念和功能上將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)看成多級(jí)層次結(jié)構(gòu)，這樣有益于理解各種語(yǔ)言的實(shí)質(zhì)和實(shí)現(xiàn)途徑，探索虛擬機(jī)新的實(shí)現(xiàn)方法和新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。所以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)的概念在CP課程和CA課程中是必需的內(nèi)容。

關(guān)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能指標(biāo)，由于在CP中講述的是馮?諾依曼體系結(jié)構(gòu)各組成部分的工作原理，所以了解各組成部分的性能指標(biāo)是必要的；而在CA課程中用性能指標(biāo)來(lái)衡量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，所以有必要更深入分析CPU時(shí)間、MIPS、MFLOPS和成本指標(biāo)。

對(duì)浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的表示，在CP課程中介紹了浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的表示格式和表示范圍，在CA課程中不必再重復(fù)，只需介紹浮點(diǎn)數(shù)的基數(shù)的選擇、表數(shù)精度和表數(shù)效率，然后介紹浮點(diǎn)數(shù)的IEEE 754表示；當(dāng)然對(duì)于高級(jí)數(shù)據(jù)的表示，在CA課程中是必需的。

對(duì)于指令系統(tǒng)，在CP中介紹指令的格式、尋址方式和操作碼的擴(kuò)展編碼方式，最后介紹CISC和RISe的概念和示例；在CA課程中主要介紹指令格式的優(yōu)化，CISC和RISC設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。

輸入輸出系統(tǒng)的原理和方式、中斷系統(tǒng)的工作原理在兩門課程中是重復(fù)最多的一部分，CA較CP多出了通道處理機(jī)和輸入輸出處理機(jī)簡(jiǎn)介，可以歸入CP課程。但考慮到中大型計(jì)算機(jī)的輸入輸出系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中是很重要的部分，所以可以將通道處理機(jī)和輸入輸出處理機(jī)在CA中介紹，同時(shí)將CP中的系統(tǒng)總線簡(jiǎn)介也歸于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度去介紹。

高速緩沖存儲(chǔ)器和虛擬存儲(chǔ)器工作原理以及地址的映像和變換在兩門課程中也是重復(fù)較多的。在CP中可以僅介紹其工作原理；而在CA課程中重點(diǎn)在于其性能分析，深入學(xué)習(xí)替換算法及其實(shí)現(xiàn)，分析提高存儲(chǔ)器系統(tǒng)命中率和性能的方法。

對(duì)于流水線工作原理，在CP中僅介紹了流水線、數(shù)據(jù)相關(guān)和控制相關(guān)的概念，但在CA中要學(xué)習(xí)流水線處理機(jī)、超標(biāo)量處理機(jī)與超流水處理機(jī)，其中包括先行控制技術(shù)、流水線原理、流水線性能分析、非線性流水線的調(diào)度方法、局部數(shù)據(jù)相關(guān)和全局?jǐn)?shù)據(jù)相關(guān)、超標(biāo)量超流水超長(zhǎng)指令字處理機(jī)和向量流水和向量處理機(jī)，其內(nèi)容遠(yuǎn)多于CP，因此這部分內(nèi)容完全歸入CA比較合理的。

在CA與CP中的未重復(fù)的內(nèi)容，比如向量處理、SIMD并行計(jì)算機(jī)、SIMD計(jì)算機(jī)的互連網(wǎng)絡(luò)、多處理機(jī)將作為重點(diǎn)內(nèi)容在CA中介紹。而在以上分析中，由于CA課程的內(nèi)容部分歸入了CP，所以可以在CA課程中添入新的內(nèi)容，比如多處理機(jī)算法，包括并行搜索算法、串行算法到并行算法的轉(zhuǎn)換、同步并行算法和異步并行算法，并行程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及其實(shí)現(xiàn)方法。最后可以介紹計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的新發(fā)展，包括數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)與知識(shí)庫(kù)機(jī)以及面向函數(shù)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的歸納機(jī)。

以上對(duì)CP與CA兩門課程的重復(fù)內(nèi)容進(jìn)行了分析研究，擬在理清兩門課程的關(guān)系，合理解決兩門課程的內(nèi)容重復(fù)問(wèn)題。

3　解決方案

解決該兩門課程內(nèi)容重復(fù)的宗旨在于把握CP注重原理介紹，而CA注重高性能設(shè)計(jì)和并行處理。通過(guò)對(duì)兩門課程的內(nèi)容的研究和分析，調(diào)整后的內(nèi)容如表1所示。

將表1中CP的第2、5章與CA的第2章、CP的第7章與CA的第3章、CP的第4章與CA的第4章分別進(jìn)行比較，雖然在章名上有些類似，但其內(nèi)容并沒有重復(fù)。一個(gè)注重原理，另一個(gè)側(cè)重系統(tǒng)性能、并行處理系統(tǒng)以及進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)性能的新技術(shù)。CP是CA的基礎(chǔ)，CA是CP的擴(kuò)展，從提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能的角度出發(fā)，從單處理機(jī)走向并行處理機(jī)，走向新型體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)，這正是CA的研究方向，展示了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的美好前程。

第3篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

《虛擬機(jī)：系統(tǒng)與進(jìn)程的通用平臺(tái)》一書的作者James E. Smith& Ravi Nair敏銳地觀察到了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)的這一重大變化，從計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)研究者的角度，以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口抽象層次中兩個(gè)最重要的接口――應(yīng)用的二進(jìn)制接口(Application Binary Interface, ABI)和應(yīng)用程序接口(Application Program Interface, API)為邊界，將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的各種虛擬化技術(shù)劃分為進(jìn)程虛擬機(jī)和系統(tǒng)虛擬機(jī)兩大類展開討論，清晰地展現(xiàn)了虛擬化技術(shù)各種方法的各個(gè)層面和各類應(yīng)用。

教材結(jié)構(gòu)：

第1章首先引入了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口的抽象定義，討論了虛擬化與各層接口的關(guān)系。然后從計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的概念出發(fā)，對(duì)各種不同類型的虛擬機(jī)進(jìn)行了分類總結(jié)，將虛擬機(jī)分為兩個(gè)主要類型：進(jìn)程虛擬機(jī)和系統(tǒng)虛擬機(jī)。

第2章至第6章側(cè)重討論進(jìn)程虛擬機(jī)。第2章討論在目標(biāo)指令集體系結(jié)構(gòu)(Instruction Set Architecture, ISA)上仿真源指令集體系結(jié)構(gòu)的相關(guān)問(wèn)題，并以一種CISC源指令集Intel IA-32、一種RISC目標(biāo)指令集IBM PowerPC為例來(lái)說(shuō)明；然后以Shade系統(tǒng)為例介紹了二進(jìn)制翻譯技術(shù)。第3章討論進(jìn)程虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，包括指令集的仿真和主機(jī)操作系統(tǒng)接口的仿真，最后介紹實(shí)例FX!32系統(tǒng)。第4章討論通過(guò)代碼優(yōu)化獲得更好的仿真性能的技術(shù)，包括各種程序剖析技術(shù)，此外還討論了代碼重排序技術(shù)，最后介紹了Dynamo動(dòng)態(tài)二進(jìn)制代碼優(yōu)化器。第5章介紹高級(jí)語(yǔ)言虛擬機(jī)的體系結(jié)構(gòu)，特別是它們支持面向?qū)ο缶幊毯桶踩奶卣?，這一章介紹了當(dāng)今兩個(gè)重要的面向?qū)ο筇摂M機(jī)――Java虛擬機(jī)和微軟的CLI。第6章進(jìn)一步討論高級(jí)語(yǔ)言虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題，并以Jikes RVM作為實(shí)例研究說(shuō)明本章的概念。

第7章至第9章側(cè)重討論系統(tǒng)虛擬機(jī)。第7章介紹協(xié)同設(shè)計(jì)虛擬機(jī)，并以Transmeta Crusoe處理器和IBMAS/400處理器的實(shí)例研究結(jié)束本章。第8章涉及經(jīng)典的系統(tǒng)虛擬機(jī)及其實(shí)現(xiàn)方法，包括本地虛擬機(jī)和宿主虛擬機(jī)。此外還討論對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)三個(gè)主要資源：處理器、存儲(chǔ)器、I/O的虛擬化技術(shù)，以及如何用硬件來(lái)提高虛擬機(jī)的性能。本章給出的研究實(shí)例包括：VMware和Intel VT-x(Vanderpool)。第9章討論多處理器系統(tǒng)的虛擬化問(wèn)題，包括對(duì)不同指令集的客戶和主機(jī)平臺(tái)多處理器系統(tǒng)的虛擬化。

第10章介紹了虛擬機(jī)技術(shù)新興的應(yīng)用領(lǐng)域，重點(diǎn)介紹了在安全領(lǐng)域(討論入侵檢測(cè)系統(tǒng)的原理以及虛擬機(jī)在系統(tǒng)攻防方面的應(yīng)用潛力)、移動(dòng)計(jì)算環(huán)境(討論了商業(yè)上的應(yīng)用：VMware的VMotion)、以及計(jì)算網(wǎng)格(展示典型的系統(tǒng)虛擬機(jī)對(duì)新興網(wǎng)格系統(tǒng)出現(xiàn)的重要作用)方面的應(yīng)用。

附錄為本書的主要章節(jié)提供了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的背景資料，討論了處理器、存儲(chǔ)器、I/O在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用。

第4篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)組成原理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);可編程器件;實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

計(jì)算機(jī)組成原理課程是計(jì)算機(jī)學(xué)科的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,主要內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)構(gòu)成及其各個(gè)部分如何協(xié)調(diào)工作[1]。在整個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系中,計(jì)算機(jī)組成原理是起著承上啟下的作用[2-3],它以數(shù)字邏輯課程為基礎(chǔ),而自身又是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、編譯原理、操作系統(tǒng)等課程的基礎(chǔ)。同時(shí)計(jì)算機(jī)組成原理又是一門與實(shí)踐結(jié)合很緊密的課程,課程實(shí)驗(yàn)一直是教學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn),各高校也很重視,在實(shí)驗(yàn)上投入了大量的精力。

2009年11月在南京召開了“計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)課程群”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會(huì),會(huì)上討論了國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)展和不足,本文立足于此次會(huì)議,結(jié)合各校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),以計(jì)算機(jī)組成原理課程為例,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行研究。

1課程設(shè)置

目前,國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校都將計(jì)算機(jī)組成原理作為第一門專業(yè)課程安排在數(shù)字邏輯課之后,主要內(nèi)容包括:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本概念、指令系統(tǒng)、處理器組成(運(yùn)算器、控制器等)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、流水線技術(shù)等[1,4]。組成原理一般會(huì)安排在大二下學(xué)期甚至大三上學(xué)期,這樣就不可避免地造成與其他專業(yè)課程同時(shí)開課,使得學(xué)生在沒有掌握計(jì)算機(jī)組成之前就開始更高層次的專業(yè)課學(xué)習(xí),這樣無(wú)法體現(xiàn)計(jì)算機(jī)組成原理的專業(yè)基礎(chǔ)課作用。

為了解決這些問(wèn)題,一些學(xué)校在課程設(shè)置上學(xué)習(xí)了國(guó)外大學(xué)的做法,開設(shè)了一門計(jì)算機(jī)入門性質(zhì)的課程,如清華大學(xué)和中國(guó)科技大學(xué)開設(shè)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)導(dǎo)論課程,課程系統(tǒng)地介紹了計(jì)算機(jī)專業(yè)的一些入門知識(shí):最底層的器件邏輯門電路微結(jié)構(gòu)指令集結(jié)構(gòu)程序算法問(wèn)題域。這樣,學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)有了概括性的基礎(chǔ)知識(shí),這樣就可以避免課程安排的問(wèn)題了,同時(shí),教師在計(jì)算機(jī)組成原理課上就可以更加深入地介紹計(jì)算機(jī)的組成和工作原理了。

各校一般都在計(jì)算機(jī)組成原理課程中安排試驗(yàn)[4-5],課程的總課時(shí)中有專門的實(shí)驗(yàn)課時(shí),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課的同時(shí)完成實(shí)驗(yàn),這樣做的好處是讓學(xué)生能夠?qū)⒗碚搶W(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作同時(shí)進(jìn)行,加深對(duì)知識(shí)的理解,但是由于進(jìn)度安排的問(wèn)題,綜合性的大實(shí)驗(yàn)(如處理器設(shè)計(jì))只能被安排在學(xué)期后段,學(xué)生需要短時(shí)間內(nèi)投入大量精力才能完成。對(duì)于一些無(wú)法單獨(dú)在組成原理課程中實(shí)現(xiàn)的更大規(guī)模的課程設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),需要學(xué)生掌握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、編譯原理、操作系統(tǒng)等課程的知識(shí),也需要更多的實(shí)驗(yàn)課時(shí),為此,一些學(xué)校開設(shè)了專門的計(jì)算機(jī)綜合實(shí)踐課程,如東南大學(xué)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)、中國(guó)科技大學(xué)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原型設(shè)計(jì)等,這些課程綜合了計(jì)算機(jī)學(xué)科多方面的知識(shí),以計(jì)算機(jī)組成原理為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),進(jìn)一步拓展了實(shí)驗(yàn)的領(lǐng)域。

中國(guó)科技大學(xué)華夏班在課程設(shè)置上參考了國(guó)外大學(xué)的一些方案,面向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)學(xué)科發(fā)展前沿,強(qiáng)調(diào)前瞻性、先進(jìn)性和實(shí)踐性,探索出了計(jì)算機(jī)組成課程群課程設(shè)置(見表1)的新方向。

從課程設(shè)置中我們可以看出實(shí)驗(yàn)在總課時(shí)和總學(xué)分中所占的比重很大,幾乎占到了二分之一,并且計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原型設(shè)計(jì)是一門實(shí)驗(yàn)課程,分為A和B兩個(gè)部分,A為CPU設(shè)計(jì),B為系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),二者結(jié)合起來(lái)就是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原型。清華大學(xué)在課程設(shè)置上也與其類似,只是沒有專門的實(shí)驗(yàn)課程,內(nèi)容也簡(jiǎn)化很多,主要著重于計(jì)算機(jī)組成原理的相關(guān)內(nèi)容。

2實(shí)驗(yàn)設(shè)置

目前國(guó)內(nèi)的計(jì)算機(jī)組成原理課程實(shí)驗(yàn)都已經(jīng)逐

漸向處理器設(shè)計(jì)這一方向靠攏,差別只在于實(shí)驗(yàn)的方式和難度。表2是參加此次會(huì)議的幾個(gè)學(xué)校課程實(shí)驗(yàn)設(shè)置情況。

從表2可以看出,計(jì)算機(jī)組成原理課程的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)由以前的驗(yàn)證性部件實(shí)驗(yàn)逐漸過(guò)渡到處理器設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)搭建這一層次上,具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1) 使用可編程邏輯器件作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[2],這樣能夠大大提高實(shí)驗(yàn)的靈活性和可操作性,根據(jù)學(xué)生能力的不同安排不同層次和難度的實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式上不斷創(chuàng)新,同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生的興趣,實(shí)驗(yàn)樣式也不再呆板和單調(diào)。但是,這樣需要有更加完善的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)機(jī)制,做到公平和公正;還需要學(xué)生掌握硬件描述語(yǔ)言和相應(yīng)的EDA工具軟件,這些就需要對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或者得到先修課程的支持。

2) 指令集基本上都是MIPS或者類MIPS的,其好處是指令系統(tǒng)成熟,格式規(guī)整,有很好的技術(shù)和文檔支持。使用這類的指令系統(tǒng),學(xué)生能夠更好的掌握和理解,設(shè)計(jì)出來(lái)的處理器結(jié)構(gòu)也更加規(guī)范,而且有很多相應(yīng)的設(shè)計(jì)文檔和實(shí)例可供參考;其次,如果想要進(jìn)行更高層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,就需要相應(yīng)的編譯器等工具的支持,MIPS指令系統(tǒng)在這一點(diǎn)有很大的優(yōu)勢(shì),有了這些工具開發(fā)難度能夠大大降低。因此目前來(lái)看采用MIPS指令系統(tǒng)是一個(gè)很好的方案。不過(guò)這樣也有一些缺點(diǎn),采用統(tǒng)一的指令系統(tǒng)限制了學(xué)生在指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的靈活性,使得設(shè)計(jì)出來(lái)的處理器過(guò)于類似,過(guò)多的設(shè)計(jì)資料也使得學(xué)生可以更加容易偷懶,使得實(shí)驗(yàn)效果降低。

3) 基本上將流水線等知識(shí)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)之中[5]。由于各個(gè)學(xué)校都在不同程度的推進(jìn)計(jì)算機(jī)組成原理課程改革,普遍將流水線、高速緩存等內(nèi)容加入了教學(xué)計(jì)劃中,實(shí)驗(yàn)中也相應(yīng)的加入了這些內(nèi)容;同時(shí)MIPS指令系統(tǒng)能夠很好的支持流水線的設(shè)計(jì),現(xiàn)有的資料和教材大多也是圍繞著流水線處理器設(shè)計(jì)展開的,因此流水線處理器的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了各個(gè)學(xué)校實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容。在清華的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)中并沒有規(guī)定一定要實(shí)現(xiàn)流水線,要求學(xué)生完成多周期或者流水線處理器的設(shè)計(jì),僅過(guò)幾輪實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生普遍選擇了流水線處理器的設(shè)計(jì),因?yàn)槎嘀芷谔幚砥鞯脑O(shè)計(jì)并不比流水線處理器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單很多,而且相應(yīng)的設(shè)計(jì)資料較少。不過(guò)有一點(diǎn)是值得商榷的,就是為了組成原理實(shí)驗(yàn)有更好的顯示度,在實(shí)驗(yàn)中加入了不少其他課程的內(nèi)容,比如編譯、操作系統(tǒng)等內(nèi)容。這些內(nèi)容安排在單獨(dú)的綜合實(shí)驗(yàn)課程中還可以,放到組成原理課程實(shí)驗(yàn)中就有些喧賓奪主了,學(xué)生會(huì)投入太多的精力在這些內(nèi)容上,組成原理實(shí)驗(yàn)還是應(yīng)該以理解計(jì)算機(jī)組成及工作原理為目的,不需要完成其他課程的內(nèi)容,只有少數(shù)能力較強(qiáng)的同學(xué)在完成了基本內(nèi)容后,才值得鼓勵(lì)去做這些事情。

4) 實(shí)驗(yàn)規(guī)模較大,需要多個(gè)同學(xué)分工協(xié)作來(lái)完成。在以往的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)中大多數(shù)是以驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)為主,學(xué)生往往可以獨(dú)立完成,但是處理器設(shè)計(jì)這一類的實(shí)驗(yàn)單靠個(gè)人完成對(duì)學(xué)生的壓力太大,這就需要學(xué)生組成一個(gè)駝隊(duì)來(lái)完成實(shí)驗(yàn),這樣不僅能夠減輕學(xué)生的工作量,還可以培養(yǎng)他們團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。一個(gè)團(tuán)隊(duì)規(guī)?？刂圃?～3人比較合適,人數(shù)太多會(huì)造成有人懈怠,達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

3實(shí)驗(yàn)管理和評(píng)價(jià)

由于計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式的更新,具體的實(shí)驗(yàn)管理方式和評(píng)價(jià)機(jī)制也有了很大的改動(dòng)。以前是以實(shí)驗(yàn)室為主的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)室安排的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和時(shí)間來(lái)完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn);現(xiàn)在則是實(shí)驗(yàn)室根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和需求,提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)支持,包括設(shè)備、場(chǎng)地以及人員等。

以清華大學(xué)的組成原理課程實(shí)驗(yàn)為例,前兩個(gè)驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)安排在實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一完成,幫助學(xué)生熟悉軟件工具和實(shí)驗(yàn)設(shè)備,然后再安排課程大實(shí)驗(yàn)。大實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)將實(shí)驗(yàn)設(shè)備發(fā)放給學(xué)生,讓學(xué)生能夠在宿舍進(jìn)行實(shí)驗(yàn),同時(shí)實(shí)驗(yàn)室保證一定的開放時(shí)間,方便學(xué)生來(lái)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。在整個(gè)過(guò)程中安排三次集中的實(shí)驗(yàn)課程,實(shí)行小班教學(xué),目的是能夠更好的掌握學(xué)生目前的實(shí)驗(yàn)情況,控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和解決學(xué)生遇到的一些實(shí)際問(wèn)題。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,實(shí)驗(yàn)室的主要作用就是后勤保障和監(jiān)督進(jìn)度,協(xié)助和督促學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。

由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式的變化,實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不能簡(jiǎn)單的通過(guò)檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)定一個(gè)實(shí)驗(yàn)完成的程度,需要從多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于我們的大實(shí)驗(yàn),首先會(huì)提供一套標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試程序,通過(guò)這些程序來(lái)檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確;然后學(xué)生需要針對(duì)自己的處理器提供自測(cè)程序來(lái)體現(xiàn)自己設(shè)計(jì)的處理器的特點(diǎn),這些測(cè)試都是需要教師或助教現(xiàn)場(chǎng)檢查的,檢查的同時(shí)會(huì)詢問(wèn)他們?cè)谠O(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中是否獨(dú)立完成以及各自的分工,以便確定是否存在抄襲現(xiàn)象、工作量分配是否合理。對(duì)于完成較好或者有所創(chuàng)新的小組給與加分獎(jiǎng)勵(lì)[7],并鼓勵(lì)其在實(shí)驗(yàn)總結(jié)課上展示自己的成果。將這些匯總?cè)缓蠼Y(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告及平時(shí)實(shí)驗(yàn)情況,就能夠給出一個(gè)比較全面公平的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果。

在這種實(shí)驗(yàn)管理模式和評(píng)價(jià)機(jī)制下,能夠很好的提高同學(xué)的積極性和對(duì)實(shí)驗(yàn)的整體把握程度,教師也能夠掌控好實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和學(xué)生掌握情況,達(dá)到很好的實(shí)驗(yàn)效果,不過(guò)這需要教師和助教通力合作,所花費(fèi)的精力也比較多。

4結(jié)語(yǔ)

隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷進(jìn)步,計(jì)算機(jī)組成原理課程實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容和形式上已經(jīng)發(fā)生了很大的變化,各個(gè)高校都有著自己的發(fā)展思路,但是大的方向是一致的,總體說(shuō)來(lái)就是實(shí)驗(yàn)已經(jīng)由驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)過(guò)渡到設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),內(nèi)容也變成了在可編程芯片上進(jìn)行處理器設(shè)計(jì),進(jìn)而形成一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),可以說(shuō)是計(jì)算機(jī)組成原理課程實(shí)驗(yàn)已經(jīng)由驗(yàn)證計(jì)算機(jī)各部分功能逐漸過(guò)渡到設(shè)計(jì)及搭建計(jì)算機(jī)系統(tǒng)這一層面上。

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Investigation and Research on the Experiment Teaching of Computer Organization Course

LI Shan-shan, QUAN Cheng-bin

(Lab for Computer Education, Tsinghua University, Beijing 100084, China)

第5篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

關(guān)鍵詞： 江南大學(xué) 《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》 實(shí)踐教學(xué) 實(shí)踐現(xiàn)狀 應(yīng)對(duì)方案

一、引言

當(dāng)前，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，嵌入式技術(shù)已成為信息產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的計(jì)算機(jī)技術(shù)之一，被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通信、消費(fèi)電子、醫(yī)療電子、工業(yè)控制和交通系統(tǒng)等領(lǐng)域。資料顯示，在2009年中國(guó)軟件業(yè)收入的9513億元中，嵌入式占了將近20%，而且每年都以近40%的速度增長(zhǎng)。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心的軟硬件混成專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，需要設(shè)計(jì)人員統(tǒng)籌考慮軟硬件設(shè)計(jì)，以最大限度地適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、成本、體積、功耗、可靠性等方面的要求。傳統(tǒng)的軟件、硬件分別進(jìn)行的設(shè)計(jì)方法難以滿足嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，而需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行軟硬件的綜合考慮和協(xié)同設(shè)計(jì)。

然而和上述趨勢(shì)對(duì)應(yīng)的是，目前計(jì)算機(jī)類本科專業(yè)軟件方面的教學(xué)和實(shí)踐都實(shí)施得較好。學(xué)生除了課堂學(xué)習(xí)外，還可以利用學(xué)校和自己的計(jì)算機(jī)充分進(jìn)行軟件編程的實(shí)踐和訓(xùn)練。而且軟件類課程C語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)等相對(duì)直觀和容易理解，容易入門。但對(duì)于硬件類的課程尤其是計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，學(xué)生普遍反映內(nèi)容較為抽象，如果沒有適合的實(shí)踐環(huán)節(jié)將課堂概念和實(shí)際工程聯(lián)系起來(lái)，學(xué)習(xí)效果將難以得到保障。因此，探索適合計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)踐教學(xué)工具、教學(xué)方法和配套機(jī)制，加強(qiáng)學(xué)生理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的聯(lián)系，建立形象直觀、便于理解的學(xué)習(xí)途徑至關(guān)重要。本文重點(diǎn)討論江南大學(xué)計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)踐教學(xué)實(shí)施現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出改進(jìn)方向，為增強(qiáng)計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的教學(xué)效果作有益探討。

二、《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀分析

當(dāng)前國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)類本科專業(yè)硬件主干課程設(shè)置有兩種模式：一種是數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)（技術(shù)基礎(chǔ)課）計(jì)算機(jī)組成原理（專業(yè)基礎(chǔ)課）計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)（專業(yè)課）。大多數(shù)重點(diǎn)院校采用這種模式。另一種是數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)（技術(shù)基礎(chǔ)課）計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)（專業(yè)基礎(chǔ)課）。江南大學(xué)及國(guó)內(nèi)其他許多本科高等學(xué)校采用第二種課程設(shè)置模式。

《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程綜合了《計(jì)算機(jī)組成原理》和《計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)》兩門課程的要求，要求學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)部件的組成原理，最終從系統(tǒng)、整機(jī)的角度理解計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)與組成，是計(jì)算機(jī)類本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，以及計(jì)算機(jī)硬件與結(jié)構(gòu)方向非常重要的一門課程。這門課程的建設(shè)與教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系到人才培養(yǎng)中計(jì)算機(jī)硬件與結(jié)構(gòu)方向教育的成效。尤其是在當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)日益流行，軟硬件一體化設(shè)計(jì)需求不斷擴(kuò)大的背景下，計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程能否達(dá)到預(yù)期效果顯得更為重要。

目前在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生普遍反映該門課程內(nèi)容較為抽象，難以和一個(gè)具體的可見的系統(tǒng)相聯(lián)系理解整個(gè)的運(yùn)行過(guò)程，學(xué)習(xí)效果欠佳，依然停留在為應(yīng)付考試的習(xí)題練習(xí)為主的方式上，通過(guò)課程的學(xué)習(xí)無(wú)法鍛煉搭建完整電路系統(tǒng)的能力。這些問(wèn)題急需通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)有針對(duì)性地解決。

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)組成原理采用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是在開放的電路板上用插線的方式搭建邏輯，學(xué)生通過(guò)將對(duì)應(yīng)的引腳互聯(lián)起來(lái)構(gòu)成特定的數(shù)據(jù)通路。這種方法無(wú)需編寫程序，可以直觀地顯示計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行情況，但對(duì)學(xué)生的影響僅僅停留在實(shí)驗(yàn)室階段，不能和企業(yè)的實(shí)際開發(fā)相結(jié)合，沒有更多的實(shí)用價(jià)值。

隨著硬件可重構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)課采用了基于FPGA的實(shí)驗(yàn)裝置?；贔PGA的優(yōu)點(diǎn)在于學(xué)生可以通過(guò)自己的邏輯設(shè)計(jì)得到專用芯片，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)板上的I/O觀察芯片的運(yùn)行情況，更接近實(shí)際CPU的運(yùn)行狀態(tài)。目前，根據(jù)不同學(xué)校學(xué)生能力的強(qiáng)弱，基于FPGA的組成原理實(shí)驗(yàn)采用了兩種不同的輸入方式。

一種是基于原理圖的設(shè)計(jì)方式。學(xué)生通過(guò)連接原理圖的方式，構(gòu)成自己想要的邏輯電路。將該電路下載到FPGA芯片后構(gòu)成特定的芯片，通過(guò)實(shí)驗(yàn)板上的I/O觀察芯片內(nèi)部的運(yùn)行情況。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是直觀、易于理解。缺點(diǎn)是隨著系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，原理圖輸入的方式耗費(fèi)時(shí)間太長(zhǎng)，連線也容易出錯(cuò)，不太可能用于搭建復(fù)雜的系統(tǒng)。

另一種是基于硬件描述語(yǔ)言VHDL/Verilog的設(shè)計(jì)方式。優(yōu)點(diǎn)是可以利用現(xiàn)有的資源搭建較為復(fù)雜的系統(tǒng)，甚至多級(jí)流水線的CPU，可以極大地提高學(xué)生的硬件設(shè)計(jì)能力。缺點(diǎn)是對(duì)學(xué)生的要求比較高，需要有硬件描述語(yǔ)言的基礎(chǔ)。

三、《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》實(shí)踐教學(xué)工具的選擇

通過(guò)上述分析，可以看出基于硬件描述語(yǔ)言和FPGA的組成原理實(shí)驗(yàn)方式由于可與將來(lái)的企業(yè)實(shí)際開發(fā)相結(jié)合，具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。學(xué)生可以通過(guò)VHDL搭建復(fù)雜和完整的硬件系統(tǒng)，對(duì)于理解計(jì)算機(jī)組成原理和計(jì)算機(jī)的運(yùn)行情況有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。關(guān)鍵問(wèn)題是，應(yīng)該如何選擇適當(dāng)?shù)幕贔PGA的開發(fā)環(huán)境和教學(xué)方法，以適應(yīng)不同水平的學(xué)生的具體需求。

由于現(xiàn)在基于硬件描述語(yǔ)言已有許多公開源代碼的資源可以加以利用，因此在進(jìn)行計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學(xué)和實(shí)踐中，可以圍繞某一種有代表性的CPU進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)。如國(guó)內(nèi)外有一些學(xué)校選擇以MIPS處理器作為教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的對(duì)象。學(xué)生可以根據(jù)自己的掌握程度借鑒或自己設(shè)計(jì)某個(gè)模塊，最終形成完整的CPU。同時(shí)還可以在此基礎(chǔ)上通過(guò)匯編程序進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這樣的方式，學(xué)生可以將課堂講解的內(nèi)容完全與實(shí)際的CPU系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來(lái)，從而為將來(lái)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)。而且由于所選用的開發(fā)語(yǔ)言和環(huán)境都和企業(yè)實(shí)際使用的一樣，可以縮短將來(lái)的工作中的學(xué)習(xí)時(shí)間。

四、《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》實(shí)踐教學(xué)機(jī)制探討

選定了適當(dāng)?shù)膶?shí)踐語(yǔ)言和工具之后，還要有適合的配套管理和運(yùn)作機(jī)制才能保證實(shí)踐教學(xué)的效果?，F(xiàn)在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室都是學(xué)校購(gòu)買設(shè)備后由實(shí)驗(yàn)室人員管理和維護(hù)，并配合任課老師在上課時(shí)間為學(xué)生提供實(shí)踐教學(xué)服務(wù)。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)和上課時(shí)間有限，學(xué)生并不能完全完成和理解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。因此，我認(rèn)為可以采取多種方法改善這一狀況。

1.Xilinx/Altera等FPGA提供商建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，隨時(shí)可獲得提供商提供的一些最新資料和技術(shù)服務(wù)，同時(shí)確保實(shí)驗(yàn)室可以在課外對(duì)學(xué)生開放，可以借鑒以往機(jī)房的管理方式，讓感興趣的學(xué)生付費(fèi)使用設(shè)備。

2.為學(xué)生配備或鼓勵(lì)學(xué)生購(gòu)買低價(jià)FPGA設(shè)備，將實(shí)驗(yàn)室?guī)Щ厮奚?，隨時(shí)可以進(jìn)行FPGA系統(tǒng)的開發(fā)和調(diào)試。

3.企業(yè)建立培訓(xùn)協(xié)議，抽出整段時(shí)間送學(xué)生到專門的FPGA企業(yè)進(jìn)行集中強(qiáng)化訓(xùn)練，積累實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。

將上述幾種方法相結(jié)合，可以使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)效果達(dá)到現(xiàn)在軟件開發(fā)的學(xué)習(xí)效果，為嵌入式系統(tǒng)軟硬件的開發(fā)培養(yǎng)合格的人才。

五、結(jié)語(yǔ)

本文分析了江南大學(xué)《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的一些具體困難，并從幾個(gè)方面提出了應(yīng)對(duì)方案。當(dāng)然，這些方法依賴于計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)考核方式的相應(yīng)改變。只有在教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐形式和方法、體制和具體實(shí)施等多方面協(xié)調(diào)一致，整體推動(dòng)，才能取得預(yù)期的結(jié)果。

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第6篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)應(yīng)用 技術(shù)

中圖分類號(hào)：TD235.4+7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：TD 文章編號(hào)：1009914X（2013）34035701

當(dāng)今社會(huì)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用涉及到了數(shù)據(jù)處理、家庭和辦公自動(dòng)化、遠(yuǎn)程信息控制和信息系統(tǒng)構(gòu)建等多中領(lǐng)域，分別需要不同的技術(shù)支撐和技術(shù)應(yīng)用范圍。而如何有效的掌握知識(shí)，促進(jìn)能力，拓展創(chuàng)新，是推廣和使用信息技術(shù)的必由之路。

從計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程看，也是知識(shí)和技術(shù)應(yīng)用不斷推陳出新和過(guò)程，隨著多媒體技術(shù)和信息高速公路技術(shù)的出現(xiàn)使用，計(jì)算機(jī)的功能更大的被發(fā)掘出來(lái)，甚至在某些方面取代了人工，成為重要的角色。

一、全面掌握應(yīng)用知識(shí)，提高應(yīng)用技術(shù)能力

所有計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用是以掌握相關(guān)的知識(shí)為前提的，這種知識(shí)可以使理論的，也可以是操作的，可以集中學(xué)習(xí)，也可以邊學(xué)邊做。在當(dāng)前計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，關(guān)乎到日常工作和生活的有很多，像計(jì)算機(jī)教學(xué)、平面設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)與應(yīng)用、信息工程師和系統(tǒng)管理等，除了要求掌握基本通用的知識(shí)外，專業(yè)方面的知識(shí)也甚為關(guān)鍵。

每個(gè)計(jì)算機(jī)工作的技術(shù)應(yīng)用人員，需全面系統(tǒng)的掌握計(jì)算機(jī)知識(shí)應(yīng)用的理論體系，以完整夯實(shí)的基礎(chǔ)帶動(dòng)應(yīng)用能力的發(fā)展，遵照社會(huì)需求，確定自己的發(fā)展方向和目標(biāo)，反復(fù)鞏固基本的應(yīng)用知識(shí)，反復(fù)操練應(yīng)用技能，將理論和實(shí)踐相結(jié)合。

知識(shí)的掌握和能力的運(yùn)用，在實(shí)際工作中，會(huì)面臨到很多新的情況，這就需要能融會(huì)貫通，隨機(jī)應(yīng)變，通過(guò)知識(shí)的變式和創(chuàng)新，能力的在發(fā)展去解決工作中的問(wèn)題，計(jì)算機(jī)知識(shí)和能力的變通性和替代性很強(qiáng)，沒有單一的要求，需要計(jì)算機(jī)應(yīng)用操作人員觸類旁通。

二、以重點(diǎn)為核心，以多元化發(fā)展為方向

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用技術(shù)的分工日漸細(xì)密，而且各個(gè)工種是相互配合和合作的形勢(shì)展開，每個(gè)人只需重點(diǎn)掌握一項(xiàng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用就可大有作為，成為自己的關(guān)鍵，每個(gè)人根據(jù)自己的情況當(dāng)確立重點(diǎn)，在不同的工作領(lǐng)域確定不同的自我應(yīng)用技術(shù)。

以重點(diǎn)為核心，以多元化發(fā)展為方向，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)性和全面性是相輔相成，不可分割的，因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)本身都存在有本質(zhì)的和密切的聯(lián)系，不存在單一技術(shù)領(lǐng)域，都是知識(shí)某一部分的合成，像在平面設(shè)計(jì)方面，同時(shí)運(yùn)用到了“辦公自動(dòng)化、網(wǎng)頁(yè)制作和PS”等基本知識(shí)，您只懂得平面的創(chuàng)意或設(shè)計(jì)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須有相關(guān)的技術(shù)支持，這樣才能達(dá)到目的。

應(yīng)用型和技術(shù)型是互相統(tǒng)一的，要理論知識(shí)和技術(shù)并重，重點(diǎn)突出和全面發(fā)展兼具，這樣才會(huì)有效的發(fā)揮出個(gè)人應(yīng)用技術(shù)的效能。

三、有效拓展能力，推動(dòng)應(yīng)用創(chuàng)新

在當(dāng)前計(jì)算機(jī)教育中，應(yīng)用人才的培養(yǎng)與學(xué)術(shù)研究和市場(chǎng)需求存在一定矛盾，從某種程度上說(shuō)，只重視理論而忽視技術(shù)能力和創(chuàng)新實(shí)踐的培養(yǎng)，這樣的應(yīng)用僅僅停留在知識(shí)應(yīng)用的表層，無(wú)法深入到技術(shù)能力深處，無(wú)法推動(dòng)應(yīng)用創(chuàng)新。

在實(shí)際工作中，遇到實(shí)踐操作和技術(shù)應(yīng)用的問(wèn)題，往往不能有效迅速的解決，這就是確乏經(jīng)驗(yàn)的表現(xiàn)，經(jīng)驗(yàn)是學(xué)不到的，是在實(shí)際應(yīng)用工作中感悟到的，是個(gè)人的自我思考和體會(huì)。

在知識(shí)學(xué)習(xí)和運(yùn)用的同時(shí)，必須輔之以計(jì)算機(jī)的實(shí)踐操作，感受能力的體現(xiàn)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高應(yīng)用技術(shù)的熟練度，方能化繁為簡(jiǎn)，形成真正的能力，這是從現(xiàn)實(shí)中磨礪出來(lái)的。在能力提高的同時(shí)，通過(guò)完善理論體系和能力體系，完全會(huì)有自己獨(dú)特的創(chuàng)新和感悟，來(lái)解決日常生活中遇到的主要問(wèn)題。而知識(shí)和能力應(yīng)用的嵌入式和混合式發(fā)展，要求計(jì)算機(jī)從業(yè)者有著全面的知識(shí)底子和互通的理論融合。針對(duì)某一問(wèn)題的解決，做到多樣化和多重性，以求可以找到更好的解決問(wèn)題的措施，而且能起到熟練技能和選擇優(yōu)化的效果。

四、計(jì)算機(jī)技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的內(nèi)容非常廣泛，可粗分為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)器件技術(shù)、計(jì)算機(jī)部件技術(shù)和計(jì)算機(jī)組裝技術(shù)等幾個(gè)方面。計(jì)算機(jī)技術(shù)包括：運(yùn)算方法的基本原理與運(yùn)算器設(shè)計(jì)、指令系統(tǒng)、中央處理器（CPU）設(shè)計(jì)、流水線原理及其在CPu設(shè)計(jì)中的應(yīng)用、存儲(chǔ)體系、總線與輸入輸出。計(jì)算機(jī)作為一個(gè)完整系統(tǒng)所運(yùn)用的技術(shù)。主要有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)、系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)等。計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中所運(yùn)用的技術(shù)方法和技術(shù)手段。計(jì)算機(jī)技術(shù)具有明顯的綜合特性，它與電子工程、應(yīng)用物理、機(jī)械工程、現(xiàn)代通信技術(shù)和數(shù)學(xué)等緊密結(jié)合，發(fā)展很快。

第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)ENIAC就是以當(dāng)時(shí)雷達(dá)脈沖技術(shù)、核物理電子計(jì)數(shù)技術(shù)、通信技術(shù)等為基礎(chǔ)的。電子技術(shù)，特別是微電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生重大影響，二者相互滲透，密切結(jié)合。應(yīng)用物理方面的成就，為計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展提供了條件：真空電子技術(shù)、磁記錄技術(shù)、光學(xué)和激光技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、光導(dǎo)纖維技術(shù)、熱敏和光敏技術(shù)等，均在計(jì)算機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。機(jī)械工程技術(shù)，尤其是精密機(jī)械及其工藝和計(jì)量技術(shù)，是計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的技術(shù)支柱。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)各自的進(jìn)步，以及社會(huì)對(duì)于將計(jì)算機(jī)結(jié)成網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)資源共享的要求日益增長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)也已緊密地結(jié)合起來(lái)，將成為社會(huì)的強(qiáng)大物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。離散數(shù)學(xué)、算法論、語(yǔ)言理論、控制論、信息論、自動(dòng)機(jī)論等，為計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展提供了重要的理論基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)在許多學(xué)科和工業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展，又在幾乎所有科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)

它的作用是使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)獲得良好的解題效率和合理的性能價(jià)格比。電子器件的進(jìn)步，微程序設(shè)計(jì)和固體工程技術(shù)的進(jìn)步，虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)以及操作系統(tǒng)和程序語(yǔ)言等方面的發(fā)展，均對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)產(chǎn)生重大影響。它已成為計(jì)算機(jī)硬件、固件、軟件緊密結(jié)合，并涉及電氣工程、微電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)理論等多學(xué)科的技術(shù)。

2.系統(tǒng)管理技術(shù)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理自動(dòng)化是由操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。操作系統(tǒng)的基本目的在于最有效地利用計(jì)算機(jī)的軟件、硬件資源，以提高機(jī)器的吞吐能力、解題時(shí)效，便利操作使用，改善系統(tǒng)的可靠性，降低算題費(fèi)用等。

3.系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)維護(hù)和診斷的技術(shù)。實(shí)施維護(hù)診斷自動(dòng)化的主要軟件為功能檢查程序和自動(dòng)診斷程序。功能檢查程序針對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各種部件各自的全部微觀功能，以嚴(yán)格的數(shù)據(jù)圖形或動(dòng)作重試進(jìn)行考查測(cè)試并比較其結(jié)果的正誤，確定部件工作是否正常。

4.系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛。程序設(shè)計(jì)自動(dòng)化和軟件工程技術(shù)是與應(yīng)用有普遍關(guān)系的兩個(gè)方面。程序設(shè)計(jì)自動(dòng)化，即用計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)計(jì)程序，是使計(jì)算機(jī)得以推廣的必要條件。早期的計(jì)算機(jī)靠人工以機(jī)器指令編寫程序，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，容易出錯(cuò)，閱讀和調(diào)試修改均十分困難。

綜上所述，在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和技術(shù)操作過(guò)程當(dāng)中，首先要夯實(shí)基礎(chǔ)，以此培養(yǎng)能力，提高技能，達(dá)到知識(shí)和能力的融會(huì)貫通和綜合應(yīng)用，從而提高素質(zhì)，然后以計(jì)算機(jī)主干核心知識(shí)構(gòu)造自己的應(yīng)用體系，確定目標(biāo)，將計(jì)算機(jī)的多功能化融會(huì)到日常生活當(dāng)中，有效解決各種為題，打造更廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

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第7篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

關(guān)鍵詞：課程體系建設(shè)；計(jì)算機(jī)硬件；教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2012）09-00××-××

在當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生中普遍存在這樣的問(wèn)題：對(duì)計(jì)算機(jī)硬件課程的學(xué)習(xí)不感興趣；認(rèn)為有些計(jì)算機(jī)硬件課程很抽象，不知道怎樣才能學(xué)好；與已經(jīng)從事計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)的畢業(yè)的同學(xué)交流后，認(rèn)為學(xué)校對(duì)計(jì)算機(jī)硬件課程的設(shè)置不合理，對(duì)將來(lái)從事計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)幫助不大，而對(duì)將來(lái)從事計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)幫助很大的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程學(xué)校反而不重視，教學(xué)時(shí)間太短，沒有深入地教學(xué)；④教學(xué)方式缺乏對(duì)本科學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力的培養(yǎng)。學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件課程的學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)效果差。高校的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生中重視軟件課程的學(xué)習(xí)，而輕視硬件課程的學(xué)習(xí)，其結(jié)果是許多學(xué)生的硬件能力比較差，不能勝任計(jì)算機(jī)硬件方面的技術(shù)設(shè)計(jì)。因此，對(duì)于如何設(shè)置計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件課程，已成為我們要重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科除了具有較強(qiáng)的科學(xué)性外，還具有較強(qiáng)的工程性，因此，它是一門科學(xué)性與工程性并重的學(xué)科。如何合理地調(diào)整計(jì)算機(jī)硬件課程設(shè)置，為計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生將來(lái)從事計(jì)算機(jī)硬件方面的相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)奠定具有發(fā)展?jié)摿Φ幕A(chǔ)，是擺在計(jì)算機(jī)專業(yè)老師面前的一個(gè)重要問(wèn)題。計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)開發(fā)時(shí)，普遍感到所掌握的計(jì)算機(jī)理論知識(shí)與實(shí)際工作能力存在不足。主要體現(xiàn)在沒有實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)；缺乏項(xiàng)目的開發(fā)能力；缺乏團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；缺乏與同事溝通方法。如何在計(jì)算機(jī)本科生教育階段培養(yǎng)和提高學(xué)生的素質(zhì)與能力，是老師重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師就是向?qū)W生傳播知識(shí)。而在現(xiàn)代教學(xué)模式中，教師不僅向?qū)W生傳播知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。為培養(yǎng)21世紀(jì)計(jì)算機(jī)硬件高技術(shù)人才就必須加強(qiáng)學(xué)生計(jì)算機(jī)硬件創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不斷完善計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)改革專業(yè)課程體系建設(shè)。

為此，本文針對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件課程設(shè)置存在的問(wèn)題，根據(jù)計(jì)算機(jī)專業(yè)各研究方向?qū)τ?jì)算機(jī)硬件課程建設(shè)，構(gòu)成完整的計(jì)算機(jī)硬件課程體系建設(shè)，對(duì)本科生教學(xué)方式教學(xué)改革，培養(yǎng)本科生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)進(jìn)行研究。

一、計(jì)算機(jī)硬件課程體系建設(shè)

（一）充分認(rèn)識(shí)計(jì)計(jì)算機(jī)硬件課程建設(shè)的重要性

計(jì)算機(jī)硬件及應(yīng)用技術(shù)已是IT領(lǐng)域不可缺少的支柱技術(shù)，已經(jīng)廣泛滲透到移動(dòng)通訊、消費(fèi)電子、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制和軍事國(guó)防等各行各業(yè)，無(wú)時(shí)無(wú)處不在影響每個(gè)現(xiàn)代人的生活。能夠綜合應(yīng)用軟件和硬件，系統(tǒng)研發(fā)的工程師成為計(jì)算機(jī)行業(yè)最為緊俏的人才，其培養(yǎng)也越來(lái)越受到高校、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)與培訓(xùn)中心的重視。

（二）計(jì)算機(jī)硬件課程體系建立

ACM和IEEE-CS共同推出了Computing Curricula 2001，系統(tǒng)地列出在計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生應(yīng)該掌握的課程，我們以此為藍(lán)本，并根據(jù)我院在計(jì)算機(jī)硬件研究領(lǐng)域和研究方向，建立計(jì)算機(jī)硬件課程體系中的主干課程：《計(jì)算機(jī)原理與匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》，講授計(jì)算機(jī)組織和工作原理，以及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；《微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)》，講授微型計(jì)算機(jī)的基本知識(shí)、基本組成、體系結(jié)構(gòu)和工作模式；《計(jì)算機(jī)控制》，講授計(jì)算機(jī)控制的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)技術(shù)；《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)》，講授單片機(jī)工作原理和編程方法、嵌入式系統(tǒng)基本概念和設(shè)計(jì)技術(shù)移植；《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》，講授計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本思想、基本概念、設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法與評(píng)價(jià)分析方法。由這5門課程構(gòu)成計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件課程體系。

當(dāng)今計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課程體系教學(xué)在成熟和穩(wěn)定的同時(shí)，要不斷加入新的內(nèi)容和新的技術(shù)。為此，必須對(duì)主干課程設(shè)計(jì)其課程的主線，并沿主線更新教學(xué)內(nèi)容、突出新技術(shù)。

二、改進(jìn)教學(xué)方法，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

人類具有學(xué)習(xí)的自然傾向或?qū)W習(xí)的內(nèi)在潛能，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者內(nèi)在潛能的發(fā)揮。所以教學(xué)的任務(wù)是為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)的一種有利于學(xué)生學(xué)習(xí)潛能發(fā)揮的情境。教師不應(yīng)該采用權(quán)威式的教學(xué)方式，不應(yīng)采用強(qiáng)制式的指導(dǎo)教學(xué)。教學(xué)活動(dòng)是教師和學(xué)生共同活動(dòng)的過(guò)程，教師在教學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著設(shè)計(jì)，主持，調(diào)整教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)作用，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性。學(xué)生是教學(xué)過(guò)程中認(rèn)識(shí)活動(dòng)的主體。在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，發(fā)揮著教師的主導(dǎo)作用。

第8篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

關(guān)鍵詞硬件軟件系統(tǒng)課程設(shè)置實(shí)踐操作應(yīng)用

1 引言

計(jì)算機(jī)越來(lái)越普及、電腦的家庭持有率越來(lái)越高、人們對(duì)電腦的依賴程度也越來(lái)越深，但電腦對(duì)于不少人來(lái)說(shuō)還或多或少存在一定的神秘感，大多數(shù)人對(duì)計(jì)算機(jī)硬件還具有畏懼感，不過(guò)大部分人對(duì)掌握計(jì)算機(jī)維護(hù)與維修知識(shí)都有越來(lái)越強(qiáng)的迫切感。

因此，開設(shè)“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”課就顯得日益重要。

2 同類教程中存在的不足

筆者參閱了“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”的同類教程，有以下的看法。

（1）不少“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”教程大約以三分之二的篇幅介紹具體的硬件，介紹市場(chǎng)上硬件產(chǎn)品的選購(gòu)。由于PC機(jī)硬件的更新速度極快，不少書中介紹的硬件產(chǎn)品在市場(chǎng)上往往已經(jīng)淘汰。這樣的教程在課堂上講授，給人有教程已老化的印象。

（2）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的論述不是采用系統(tǒng)的方法，而是分別介紹PC機(jī)的各個(gè)硬件，接著分別介紹各個(gè)硬件的維護(hù)和維修，這樣的論述不太符合教學(xué)規(guī)律。介紹一種硬件之后緊接著講述這種硬件的故障，顯得很孤立，系統(tǒng)性不足。計(jì)算機(jī)是一個(gè)系統(tǒng)，是否應(yīng)從系統(tǒng)的角度引導(dǎo)讀者去認(rèn)識(shí)故障、判斷故障的所在和故障的成因？

（3）適合高職高專用的“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”教程較多，講授純操作、講授純應(yīng)用。而適合本科生用，既介紹操作和應(yīng)用，同時(shí)又講授相應(yīng)的計(jì)算機(jī)理論，具有一定理論深度，采用上跟計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展介紹相應(yīng)理論知識(shí)的教程欠缺。

3 “計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”課程設(shè)置

“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”是一門實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)課，不論理科學(xué)生、工科學(xué)生，還是文科學(xué)生都需要學(xué)，都用得上。筆者認(rèn)為：

（1）“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”是大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的重要后續(xù)課程。

（2）“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”是微機(jī)原理課在實(shí)踐和操作方面的補(bǔ)充。

（3）“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”的重心在于結(jié)合操作和應(yīng)用講敘相應(yīng)的理論知識(shí)，應(yīng)做到讓學(xué)生知其然，并且知其所以然。

（4）應(yīng)站在普通用戶的角度認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件和軟件的關(guān)系。讓學(xué)生能把“微機(jī)原理”課中學(xué)到的理論知識(shí)與具體的計(jì)算機(jī)操作和應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，從應(yīng)用的角度理解理論，成功地分辨應(yīng)用中遇到的硬件問(wèn)題和軟件問(wèn)題，從而有效地解決它們。

3.1 為“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”的深入與提高

“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”定位于“大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課的深入和提高。所以，課程內(nèi)容應(yīng)緊扣計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)理論，相對(duì)地要跟上計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展，但又要做到不能成為產(chǎn)品介紹書；教程要把握計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向，結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)，以一定的理論深度、一定的前瞻性（硬件發(fā)展的方向）介紹計(jì)算機(jī)的硬件及其發(fā)展。

（1）強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的概念，計(jì)算機(jī)由主機(jī)和外部設(shè)備組成的概念，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成的概念。

（2）從眾多同類產(chǎn)品中總結(jié)出具有共性特征的產(chǎn)品予以介紹，盡量避免具體產(chǎn)品的介紹，最大限度減少PC機(jī)硬件快速改朝換代對(duì)教材建設(shè)帶來(lái)的負(fù)面影響。如主板，從架構(gòu)方面分類有Slot 和Socket架構(gòu)。Socket架構(gòu)的產(chǎn)品有Socket 370、Socket 432、Socket 478，Socket T（即LGA775）等。

（3）結(jié)合PC機(jī)的硬件產(chǎn)品的發(fā)展介紹計(jì)算機(jī)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向。如CPU的發(fā)展從X86到Pentium，從PⅡ、PⅢ、P4到雙核等。

（4）從用戶自然辨別的角度、直觀的方式將故障分為黑屏故障、藍(lán)屏故障、死機(jī)故障，以及安裝故障、啟動(dòng)故障、運(yùn)行故障、關(guān)機(jī)故障等，講述相應(yīng)故障的排除方法。

3.2 “微機(jī)原理”課操作實(shí)踐方面的補(bǔ)充

“微機(jī)原理”課程講述數(shù)制、控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口等計(jì)算機(jī)科學(xué)的理論知識(shí)，這些理論知識(shí)一般比較抽象?！拔C(jī)原理”課中所講述的數(shù)制有別于人們?nèi)粘Ｉ钪惺煜さ氖M(jìn)制，所講述的運(yùn)算原理不能從一塊CPU的外形看出其中的控制器和運(yùn)算器，無(wú)法感性地認(rèn)識(shí)輸入輸出的接口是如何完成數(shù)據(jù)的傳輸?shù)摹?/p>

“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”講述硬件和軟件的組裝。學(xué)生通過(guò)DIY可以直接接觸計(jì)算機(jī)的硬件，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件安裝的操作實(shí)踐，可以通過(guò)顯示器直觀、形象地瀏覽到軟件系統(tǒng)。若教程再能完好地結(jié)合計(jì)算機(jī)的硬件產(chǎn)品，以淺顯易懂的語(yǔ)言講解與該硬件相關(guān)的計(jì)算機(jī)理論知識(shí)，就能很好地做到幫助讀者理解深?yuàn)W的計(jì)算機(jī)理論，更好地應(yīng)用計(jì)算機(jī)去解決各種專業(yè)的問(wèn)題。如，結(jié)合CPU及其產(chǎn)品的介紹，講解摩爾定律、講解計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)；結(jié)合網(wǎng)卡講解數(shù)、模和模、數(shù)的轉(zhuǎn)換理論；結(jié)合聲卡及音響的輸出講解何為5.1聲道、7.1聲道等。這樣與硬件產(chǎn)品有機(jī)結(jié)合的講解，直觀性強(qiáng)、課程生動(dòng)、能很好地做到“微機(jī)原理”應(yīng)用實(shí)踐與補(bǔ)充的作用。

3.3 “計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”的重心在于理論敘述與應(yīng)用操作并重

計(jì)算機(jī)是人類腦力勞動(dòng)的工具，應(yīng)用離不開理論，學(xué)習(xí)應(yīng)貴在操作、重在實(shí)踐。所以“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”的重心應(yīng)定位于計(jì)算機(jī)理論的敘述與應(yīng)用操作并重。

（1）人們要順利地完成一件工作（操作），需要概念清晰、流程清楚。計(jì)算機(jī)的軟、硬件組裝操作包含的知識(shí)和內(nèi)容很多，必須要讓讀者建立起完整的、清晰的軟、硬件組裝流程的概念。

（2）計(jì)算機(jī)的主存由內(nèi)存條構(gòu)成，內(nèi)存管理知識(shí)有基本內(nèi)存、擴(kuò)展內(nèi)存，分頁(yè)、分段、保護(hù)模式管理，虛擬內(nèi)存、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換等。系統(tǒng)是否在優(yōu)化的環(huán)境下運(yùn)行與主存儲(chǔ)器的管理相關(guān)，內(nèi)存的管理通過(guò)操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)優(yōu)化的方法有減少內(nèi)存駐留程序、系統(tǒng)配置實(shí)用程序、虛擬內(nèi)存設(shè)置等，以此達(dá)到理論敘述與應(yīng)用操作并重的要求。

（3）當(dāng)前計(jì)算機(jī)最重要的外存儲(chǔ)器是硬盤，所以，結(jié)合硬盤實(shí)物（或圖片）講述磁存儲(chǔ)知識(shí)效果好。通過(guò)硬盤講述磁道、扇區(qū)、簇、文件系統(tǒng)以及文件的鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)等外存儲(chǔ)理論知識(shí)。結(jié)合外存理論的闡述，介紹硬盤分區(qū)、格式化等具體的應(yīng)用操作知識(shí)，對(duì)外存的介紹同樣達(dá)到理論敘述與應(yīng)用操作并重。

（4）與BIOS相關(guān)的計(jì)算機(jī)理論知識(shí)，主要涉及ROM和BIOS的功能和作用、BIOS在PC啟動(dòng)運(yùn)行中與系統(tǒng)的關(guān)系等。應(yīng)用操作則講述BIOS系統(tǒng)設(shè)置，以及不同版本BIOS的系統(tǒng)設(shè)置操作等。

（5）注冊(cè)表是PC機(jī)的管家。理論上，介紹注冊(cè)表所采用的樹狀數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，以主鍵、子鍵和值項(xiàng)的方式組織數(shù)據(jù)和管理信息。注冊(cè)表的應(yīng)用主要包括注冊(cè)表的備份與還原，注冊(cè)表編輯器的使用，創(chuàng)建、修改表項(xiàng)和值項(xiàng)等；由于注冊(cè)表是管家，所以注冊(cè)表還事關(guān)系統(tǒng)的安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

相對(duì)來(lái)說(shuō)，“計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)”是一門新課。筆者將其定位于微機(jī)原理課的實(shí)踐和補(bǔ)充的看法是否恰當(dāng)，理論敘述與應(yīng)用操作同等比例的定位是否合適，如何結(jié)合計(jì)算機(jī)的配件講解相關(guān)的理論、介紹相應(yīng)的操作應(yīng)用，能否做到以通俗易懂的語(yǔ)言講解計(jì)算機(jī)的理論知識(shí)等，都有待于實(shí)踐的檢驗(yàn)和有待于專家們的進(jìn)一步探討。

參考文獻(xiàn)

第9篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

1計(jì)算機(jī)技術(shù)概述

計(jì)算機(jī)技術(shù)就是在計(jì)算機(jī)方面使用到的技術(shù)方法及手段,其涉及的技術(shù)較為復(fù)雜且廣泛,大體上可以劃分成計(jì)算的系統(tǒng)技術(shù)、部件技術(shù)、器件技術(shù)和組裝技術(shù)等。

1)系統(tǒng)技術(shù)計(jì)算機(jī)之所以能夠運(yùn)行并發(fā)揮功能,其主要技術(shù)支持就是系統(tǒng)技術(shù)?？梢哉f(shuō)計(jì)算系統(tǒng)技術(shù)是計(jì)算機(jī)能夠當(dāng)做一個(gè)完整的系統(tǒng)而得到運(yùn)用的基礎(chǔ),其技術(shù)可以從結(jié)構(gòu)、管理、維護(hù)和應(yīng)用等幾方面分成不同的系統(tǒng)技術(shù),每項(xiàng)技術(shù)也相應(yīng)地具有不同的功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)的功能主要體現(xiàn)在功能的效率上和性價(jià)比上,也就是說(shuō)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)能為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供優(yōu)秀的計(jì)算效率和合理的性價(jià)比。系統(tǒng)管理技術(shù)則是表現(xiàn)在操作系統(tǒng)上,通過(guò)操作系統(tǒng)的管理能夠有效地加強(qiáng)計(jì)算機(jī)的吞吐量和計(jì)算效率,以提高操作的便捷性,為計(jì)算系統(tǒng)創(chuàng)造穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境,從而使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行成本降低。系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)主要由自動(dòng)維護(hù)與診斷技術(shù)組成,而其中自動(dòng)化是系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵,需要通過(guò)系統(tǒng)中的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn),包括功能檢查程序、自動(dòng)診斷程序等。系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)是目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用和開發(fā)最為廣泛的技術(shù),根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同,系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)也分成不同的技術(shù),但基本上其技術(shù)都與程序設(shè)計(jì)自動(dòng)化及軟件工程技術(shù)有著聯(lián)系,也主要是通過(guò)這兩方面來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的實(shí)踐與應(yīng)用。

2)部件技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)內(nèi)在的發(fā)動(dòng)機(jī),而部件技術(shù)則是保證“發(fā)動(dòng)機(jī)”能夠正常運(yùn)行的硬件條件。隨著科技的發(fā)展計(jì)算機(jī)的體積向著微型化發(fā)展,但其部件卻變得越來(lái)越復(fù)雜和精密。同時(shí),各個(gè)部件包含了眾多的信息內(nèi)容且相互聯(lián)系,這些部件產(chǎn)生作用主要就是通過(guò)信息存儲(chǔ)、信息輸入和輸出及信息的運(yùn)用和控制等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3)器件技術(shù)如果說(shuō)部件技術(shù)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的保證,那么器件技術(shù)則為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和誕生的過(guò)程中包含了許多復(fù)雜的邏輯線路,既有基層線路,也有高層線路?；鶎泳€路主要有三種,與線路、或線路和反相器,在基層線路的基礎(chǔ)上,高層線路又可以分為組合邏輯及時(shí)序邏輯。而兩層邏輯線路都需要通過(guò)電子器件才能得以實(shí)現(xiàn)。并且從計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史來(lái)看,其變革的標(biāo)志都體現(xiàn)在電子器件技術(shù)的革新。目前在計(jì)算機(jī)各項(xiàng)技術(shù)都成熟的前提下,計(jì)算機(jī)的變化和發(fā)展大部分都是在優(yōu)化電子器件技術(shù)。

4)組裝技術(shù)組裝技術(shù)在計(jì)算機(jī)技術(shù)中起著連接的作用,是各項(xiàng)技術(shù)構(gòu)成整體的紐帶,與計(jì)算機(jī)各方面性能有著重要的關(guān)系。例如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性、信息傳遞的時(shí)效性、維修和調(diào)試的便捷性及生產(chǎn)工藝性等。此外,計(jì)算機(jī)器件技術(shù)的變化發(fā)展對(duì)組裝技術(shù)影響意義極大,一旦計(jì)算機(jī)器件發(fā)生變革,其組裝技術(shù)必然隨之改進(jìn),目前組裝技術(shù)逐漸向著微型化趨勢(shì)轉(zhuǎn)變,這就對(duì)組裝密度提出了更高的要求。同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)性能的提高,其功耗和發(fā)熱情況也逐漸增加,組裝技術(shù)中制冷和散熱則成為時(shí)下計(jì)算計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展亟待解決關(guān)鍵問(wèn)題。

2通信及通信技術(shù)的發(fā)展概況

通信是自古就有,而為了工業(yè)發(fā)展的要求,通信才演變成為一個(gè)專門的行業(yè)。至今為止,通信業(yè)成為普遍性最高的行業(yè)之一,其業(yè)務(wù)類型紛繁復(fù)雜,通信方法也在不斷改進(jìn),變得越來(lái)越先進(jìn)。究其本質(zhì)而言,通信技術(shù)實(shí)際上就是為了實(shí)現(xiàn)信息在空間及時(shí)間兩個(gè)維度上的無(wú)失真?zhèn)鬟f,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將不同形式的信息利用通信網(wǎng)絡(luò)將發(fā)信者的信息快速安全、準(zhǔn)確有效地傳輸給收信者。

1)古代的通信方式古代通信方式主要是通過(guò)郵驛制度來(lái)實(shí)現(xiàn),此時(shí)的通信更多是為了方便國(guó)家的管理和軍事情況的上報(bào),正是由于這種通信制度的出現(xiàn),使古代的遠(yuǎn)距離信息傳遞變?yōu)榱丝赡?也為現(xiàn)代通信業(yè)的規(guī)范化和制度化起著積極的促進(jìn)作用。而郵驛制度之前,古代通信制度并沒有統(tǒng)一的規(guī)定,通信方式以方便性和明顯性為主,比如飛鴿傳書、烽火狼煙和非洲的鼓點(diǎn)接力等。

2)現(xiàn)代通信的誕生現(xiàn)代通信誕生的標(biāo)志是電報(bào)的發(fā)明,使人類的通信方式變得更加快速和方便,也促進(jìn)之后有線電報(bào)的誕生奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。而貝爾發(fā)明的電話機(jī)則是真正將人類的通信帶進(jìn)了一個(gè)全新的時(shí)代,其不僅從技術(shù)使人類通信的距離有了突破性的進(jìn)展,而且還促使通信向著一個(gè)行業(yè)發(fā)展,從而加強(qiáng)了通信的普及度。到了20世紀(jì),通信技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,使通信方式更加豐富,比如收音機(jī)和電視機(jī)的出現(xiàn)。而且為了加強(qiáng)通信技術(shù)的研究,也產(chǎn)生了許多通信的理論研究,比如控制論和信息論等。

3)20世紀(jì)80年代后通信技術(shù)發(fā)展20世紀(jì)80年代后通信技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)在三個(gè)方面,即數(shù)據(jù)傳輸通道、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和通信技術(shù)多方向。由于傳輸材料的革新與發(fā)展,數(shù)據(jù)傳輸通道不再僅局限于單一的通道傳輸,而是向著有更多材料可以選擇,例如電纜、雙絞線和光纖等。加上光波技術(shù)的發(fā)明,更使通信不再受到地理環(huán)境和距離的限制,可靠性更是得到長(zhǎng)足的發(fā)展。數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展使通信技術(shù)變得更為先進(jìn),也為通信的可靠性和安全性提供了保障,比如基帶傳輸和頻帶傳輸?shù)葘?shí)現(xiàn)了通信可以在不同數(shù)據(jù)傳輸通道中進(jìn)行傳遞,同步技術(shù)和多路復(fù)用技術(shù)等提高了通信傳輸?shù)乃俣?編碼和加密等技術(shù)增加了通信傳輸?shù)陌踩钥煽啃?數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和協(xié)議等技術(shù)則使通信技術(shù)可以與其他技術(shù)融合,促進(jìn)通信方式的先進(jìn)性和多樣性。通信技術(shù)的多方向就是傳統(tǒng)通信技術(shù)細(xì)化的同時(shí),新技術(shù)也在不斷產(chǎn)生。例如電報(bào)細(xì)分成用戶和智能兩類電報(bào),電話細(xì)分為自動(dòng)電話、可視電話和IP電話等,新技術(shù)包括移動(dòng)無(wú)線通信、數(shù)字電視和多媒體等各種通信技術(shù)。

3計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的融合

現(xiàn)代通信技術(shù)最顯著的特征就是通信技術(shù)中融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)。因?yàn)閷⒂?jì)算機(jī)技術(shù)廣泛地應(yīng)用與通信業(yè)中,現(xiàn)代通信的發(fā)展速度極速上升,同時(shí)也讓用戶體驗(yàn)到現(xiàn)代通信不同類型的優(yōu)質(zhì)服務(wù),也體現(xiàn)出了計(jì)算機(jī)技術(shù)在現(xiàn)代通信中的重要性。

1)計(jì)算機(jī)通信技術(shù)計(jì)算機(jī)通信技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融合的成果,與計(jì)算機(jī)計(jì)算的發(fā)展有著重要的聯(lián)系?，F(xiàn)階段,計(jì)算通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與多媒體的通信技術(shù)是計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的研究重點(diǎn)。計(jì)算機(jī)通信實(shí)際上就是將計(jì)算機(jī)作為通信的載體,從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)計(jì)算間、計(jì)算機(jī)及其終端間或者其他外接設(shè)備間數(shù)據(jù)交換。計(jì)算通信中交換的數(shù)據(jù)信息包括了眾多的形式,例如文件、圖片、視頻、語(yǔ)音、電子表格等。按照距離來(lái)講,計(jì)算通信可以分為近距離通信和遠(yuǎn)程通信,近距離通信一般可以滿足一些不太復(fù)雜的計(jì)算機(jī)通信

。因此,其技術(shù)要求并不高,只要計(jì)算機(jī)或者終端設(shè)備有串行口或者并行口,通信電纜的連接就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。而遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)通信則較為復(fù)雜,需要以計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)作為平臺(tái),然后根據(jù)既定的規(guī)則將多臺(tái)計(jì)算機(jī)與通信設(shè)備連接起來(lái),并以一定的通信介質(zhì)為載體,才能進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)。因此,計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都由一套系統(tǒng)構(gòu)成,包括數(shù)據(jù)的終端設(shè)備、通信設(shè)備、傳輸通道和通信軟件等。 2)信息技術(shù)21世紀(jì)是一個(gè)信息化的時(shí)代,其緣由就是信息技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的革新。在眾多的高新技術(shù)中,信息技術(shù)有著重要的地位。計(jì)算機(jī)技術(shù)也不例外,信息技術(shù)可以算是計(jì)算技術(shù)的核心,而計(jì)算技術(shù)則是將信息由技術(shù)轉(zhuǎn)為產(chǎn)品的“加工廠”。各種信息資源存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中,利用計(jì)算機(jī)的收集、整合和加工等功能,將資源轉(zhuǎn)為產(chǎn)品,從而為人們提供了新經(jīng)濟(jì)時(shí)代下的信息產(chǎn)品。因此,就計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)融合來(lái)講,前者可以算是人類身體中的神經(jīng)元細(xì)胞,而現(xiàn)代化的通信設(shè)備則相當(dāng)于神經(jīng)系統(tǒng),兩者的融合就構(gòu)成目前全球化的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在這種融合下,信息資源成為了行業(yè)甚至國(guó)家發(fā)展必爭(zhēng)的戰(zhàn)略資源,同時(shí),隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,信息傳輸?shù)姆秶鷮⒅饾u擴(kuò)大,而傳輸時(shí)間則會(huì)逐漸縮減,信息資源的重要性隨之加重。

? 3)WIFI技術(shù)WIFI技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)中一項(xiàng)重要的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù),目前也普遍應(yīng)用與通信技術(shù)。WIFI技術(shù)也就是IEEE802.11協(xié)議,其主要優(yōu)勢(shì)有傳輸速度極高、無(wú)線接入、成本低、組網(wǎng)方式簡(jiǎn)單、設(shè)備功耗低等。WIFI技術(shù)傳輸功能的實(shí)現(xiàn)主要是通過(guò)AP及無(wú)線網(wǎng)卡來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先,AP作為網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn),WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域作為熱點(diǎn)區(qū)域,然后為通信終端裝置無(wú)線網(wǎng)卡,只要終端在WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域內(nèi)就能由AP接入到互聯(lián)網(wǎng),從而實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。目前,城市中許多地方都安置了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由器,WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域也是不斷擴(kuò)大,許多行業(yè)都開始設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)都搭載了WIFI模板,尤其是在通信領(lǐng)域中。除了PC、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等通信產(chǎn)品外,家庭中的各種電器產(chǎn)品也相繼增添了WIFI功能。就目前的形勢(shì)來(lái)看,通信行業(yè)已逐漸向著4G時(shí)代邁進(jìn),通信信息的傳遞速度和效率也將走上更新的一個(gè)臺(tái)階,而WII技術(shù)作為一項(xiàng)無(wú)線、高速、成本地的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),必然將廣泛融合到新的通信時(shí)代下,今后WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋的面積也將隨之提升。