考研知识点在计算机组成原理日常教学中的应用

　　摘要：作为硬件系统的核心课程，计算机组成原理不但是计算机本科阶段的专业基础课程，而且在研究生计算机专业基础课统考中所占分值也很重。本文分析了计算机组成原理考研大纲与最近两年的考研真题，初步确立了考研知识点相对于课程内容的一个具体分布情况，并以此为依据，提出有重点、分步骤地将这些考研知识点融合到日常教学实践中。使计算机组成原理的日常教学与研究生统考实现一种双赢模式。
　　关键词：考研；计算机组成原理；教学模式
　　
　　计算机组成原理[1]是计算机本科阶段的专业基础课程。从2009年计算机考研专业基础课统考实施以来，它的分值接近1/3。尽管这门课程的学习目标和研究生大纲中的考查目标比较一致，但是作为一门专业课程，各个学校的具体教学内容和方法会根据本校的专业课程设置、学生的知识结构具体确定，不同教师在教材的选择上也有偏好，没有统一标准。因此，很多学校在课程的日常教学内容上，即具体知识点的分布和侧重方面，与研究生入学考试大纲中的考点分布以及具体考试内容的侧重点都不吻合。这种不一致性可能会导致很多备考学生去寻找一些校外的辅导班。因此，在教学内容不完全符合的情况下，如何将考研知识点有机的融合到日常教学中，实现一种教学效果与考试成绩并重的双赢模式，已经成为计算机组成原理这一课程教学研究与探索的重要问题。
　　通过分析计算机组成原理考研大纲与考研真题，笔者掌握了考研知识点的具体分布情况，并将这些考研知识点融合到日常教学实践中。具体实践过程包括：教学内容对照，考研真题应用，扩充考核题型等。
　　1组成原理考研大纲分析
　　1.1考查目标
　　考查目标共有三条如表1所示，分别从硬件整机角度、软件指令角度、计算和设计角度出发，说明计算机组成原理科目应该掌握的内容。这些考查目标和大多数学校的计算机组成原理课程学习目标是一致的，都符合从具体到抽象的认知规律。第一条目标是将一台计算机裸机解剖研究后，再还原成一个整体；第二条目标开始为裸机设计能“出席”各种场合的“衣服”，并结合解剖得到的知识，学习这些“衣服”的基本设计和实现方法；最后一条目标是要求学生从学徒成长为一个师傅，并学习掌握作为一个评判者的基本技能，如分析、计算、评估和高层设计。
　　表12011年计算机专业研究生入学组成原理科目考查目标
　　考查目标考查角度
　　1．理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念。硬件整机
　　2．理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。软件指令
　　3．能够运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行简单设计。分析、评估、计算、设计
　　
　　1.2知识点分布
　　计算机组成原理课程内容除了包括计算机系统硬件五大组成部分和他们的连接部件(运算器、控制器、存储器、输入系rRl6oYZZeEQ9S4yWXKrlUw==统、输出系统、总线)外，还包括软件核心内容(指令系统与数据表示)。考虑到知识之间的关联和知识体系的完整性，这些内容在多数教材中被分成了七个部分。考研知识点的分布也遵循这样的组织安排。表2是通过分析和简化得到的2011年考研大纲[2]中考点分布和重点内容总结。
　　22009—2010年考研真题分析
　　考试大纲是对特定考试科目的总体要求和说明，内容比较宽泛。而历年的考试真题更能真实的反映各知识点的分布和侧重。表3 是2009—2010年计算机专
　　
　　业研究生入学统考真题中计算机组成原理知识点和所占分值的分布情况。这是一个大致的统计结果，数据可能涉及主观因素。例如，有些题可能是综合类的，同时需要几部分的知识，这种题的归属很大部分取决于我们的理解。
　　从这两年的真题分布我们可以看出，所占分值大于10的内容包括：存储系统、指令系统、CPU和输入输出系统；此外比较重要的部分是数据表示，分值一般在5分左右；所占分值较少的是总线部分，一个选择题占2分；概述一般不单独命题，但是有些题中会用到这一部分的知识。
　　3考研知识点在日常教学中的应用
　　了解了考研知识点的分布情况，我们结合日常教学计划，将这些知识点有重点、分步骤地融合到日常教学实践中，具体方式包括教学内容对照、考研真题应用、扩充考核题型等。
　　3.1教学内容对照
　　尽管我校计算机组成原理这门课程的学习目标和研究生大纲中的考查目标是一致的，但是具体知识点分布却有些差异。考研知识点的范围要大于我们日常教学所包含的内容，涵盖了我校开设的两门专业课程内容，一门是计算机组成原理，另外一门是计算机系统结构。这两门课程原本就隶属于一个课程群[3]，其具体内容也是对同一个计算机系统的不同层次和角度的描述，有些内容之间难免会有重叠。系统结构是机器语言级的程序员所了解的计算机的属性，即外特性；而计算机组成则是计算机系统结构的逻辑实现。为了让学生清楚地了解这些特性，我们将具体的考研知识点和这两门课程涉及到的具体内容作了一个对照(如表4所示)。并在两门课程开始时对同学们作了明确的说明。这样做的目的，相当于为那些备考的学生画了一幅清晰的路线图，帮助他们针对性地学习和复习。
　　3.2考研真题在课堂教学和课后作业中的应用
　　从历年真题我们可以看出，存储系统、CPU和指令系统是组成原理的重要内容，除了概念外，很容易出一些计算和设计题。这几部分内容也是计算机组成原理和系统结构的重点，课堂教学中经常需要用到一些实际例子来复习和巩固所学知识。这些教学实例一般都针对特定情境设计，相对比较单一，缺少变化，学生在学习掌握这些例题时，自己思考和提升的余地很少。而考研真题的特点正是多变，如果能将这些考研真题有针对性地引入课堂，作为教学实例，必然能激发学生的思考和学习兴趣。例如2009年的44题“某计算机字长16位，采用16位定长指令字结构，部分数据通结构如图所示……”就可以作为CPU那章中，讲解微程序和微指令设计后，让同学们综合考虑的一个典型例题。
　　通常情况下，考研真题一般涵盖同一章中很多知识点，直接照搬不太适合用作课堂教学的例子。例如，2009年关于输入输出系统的第43题“某计算机的CPU主频为500MHz，CPI为5……”，这道题涉及到查询，中断，DMA三种典型的输入输出模式。这样的真题很适合作为相应内容的课后作业，锻炼同学们的综合思考能力。在作业讲解时，教师结合学生的作业情况，分析这些习题所涉及到的知识点与目前学生的掌握情况，帮助学生认识不足，逐渐建立一种系统和整体的解决问题能力。
　　
　　3.3扩充考核题型
　　作为一门内容变化不大的专业基础课，考核的重点内容和形式相对固定。同时，为了杜绝学生的背题式复习，每次考试时都要避免出现以前考过得原题。这些因素都加重了考试出题的难度。有了研究生统考后，历年的考研真题都可以作为题库，为出题老师提供了大量可供参考的题型和实例。只要考查的是同一知识点，课程考核时出题教师就可以将考研真题中以选择题型出现的题变换成填空题型或简答题型。计算题型和设计题型也可以如法炮制。考研真题一般都是一些知名教师经过讨论和研究，花费大量心血设计出来的，对知识点的考核比较全面客观。这些优点正是一个或几个任课教师很难做到的。通过借鉴和参考考研真题，计算机组成原理课程考核的客观性和全面性将得到提升，正好满足教学上一直提倡和实施地考教分离的要求和初衷。
　　
　　4结语
　　有重点、分步骤地将这些考研知识点融合到课程日常教学实践中，提升了组成原理课程教学的效果，得到了学生的积极评价。很多备考学生反映课程知识比较实用，通过有效地利用考研真题，缩短了课堂教学和统考内容之间存在的差异，实现了计算机组成原理的日常教学与研究生统考中的双赢。
　　
　　参考文献：
　　[1]