计算机组成原理课程建设研究
2014-12-01刘小洋
摘 要：计算机组成原理作为计算机专业学生的学科基础课程，是计算机专业课程体系中最接近计算机硬件底层的软件设计课程。分析了本课程在专业课程体系中的地位及课程之间的关系。针对现行教学大纲、理论教学和实践环节等课程建设的现状，提出了未来三年课程建设计划。
关键词：计算机组成原理 存储器 课程建设
中图分类号：G624 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（c）-0110-02
本课程主要讲述计算机硬件系统的逻辑组成，各部件的工作原理，部件的协同运行机制，分析计算机组成对系统性能的影响。课程实践设计一个具有特定功能的指令系统（部件）。
让学生建立计算机整机系统的概念，掌握计算机系统的基本设计方法，为学习系统结构、操作系统等课程打下坚实的基础。
本课程的培养目标为：培养系统地掌握计算机基础理论与基本技能、具有较强的计算机系统理解和分析能力、能够承担软硬件系统开发和管理工作的、具有高度社会责任心和国际化视野的、个性与人格健全的创新型计算机应用人才[1-2]。
1 本课程在专业课程体系中的地位及课程之间的关系
本专业的课程体系根据计算机系统的分层结构来设计，如图1所示，计算机科学与技术专业核心课程群由各层中的主干课程构成，包含五门课程，覆盖了计算机系统中硬件层、程序设计层、操作系统层、应用软件层的主要知识领域[3-5]，构成了计算机科学与技术专业课程体系的基本框架。
《计算机组成原理》课程处于计算机科学与技术专业课程体系的信息表示层及硬件层，是计算机科学与技术专业最核心的课程。该课程肩负着三大任务：一是通过讲授运算器、控制器、存储器、输入输出接口等计算机各硬件组成部件的基本原理，使学生掌握计算机硬件各子系统的基本组成及实现技术；二是通过讲授总线系统，使学生建立起计算机硬件层次的整机概念；三是通过CPU控制单元的讲授，使学生理解指令在计算机硬件上的执行过程，从而建立起计算机硬件-软件层次的整机概念。该课程的三大任务奠定了它在专业课程体系中的核心地位。
2 课程建设现状
2.1 现行教学大纲情况
本校《计算机组成原理》课程先后制定了3个版本的教学大纲，现在实施的是2011年编订的教学大纲。该教学大纲以2007年版本教学大纲为基础，吸纳了计算机硬件发展的最新研究成果、兼顾了后续课程及社会对计算机专业人才在计算机硬件方面的需求，是一个能够体现计算机科学与技术在硬件方面的培养目标同时又体现时代特点的教学大纲。
《计算机组成原理》课程2011版本教学大纲已在2012-2013、2013-2014两个学年用于计算机科学与技术专业2011级、2012级学生《计算机组成原理》课程的教学。从该大纲的实践来看，大纲在目标、教学内容、学时分配等方面的设置都是合理的。
2.2 实践教学环节情况
根据教学目标，开设了“基本运算器实验”、“静态随机存储器实验”、“系统总线与总线接口实验”、“微程序控制器实验”及“简单模型机设计实验”，开设了名为“复杂模型机设计”的课程设计。
前四个实验涵盖了运算器、存储器、控制器、总线及输入输出设备等主要计算机组件的验证和设计。“简单模型机设计实验”让学生综合利用计算机各组件的原理知识构造一个模型计算机，以建立整机概念。复杂模型机设计是综合性、设计型的开发项目。每个小组都独立地设计出不同的机器指令系统，并编写用户程序验证自己所设计的指令系统。
从课程的考试、历年的考研、后续课程的学习这几个方面来看，独立完成实验和课程设计的同学（在80%左右）对计算机各组件的原理都有较好的理解。
3 未来三年课程建设计划
3.1 教学内容改革与教学大纲修订计划
本课程教学内容改革与教学大纲修订总的指导思想是保持课程教学内容的稳定性和先进性，即让学生在掌握传统部件基本原理的同时，了解计算机硬件的最新发展动态和发展方向。教学大纲修订力争做到两年一微调，四年一大调。具体计划为：
第一年，修改教学大纲中的相应内容，做到与时俱进，保证课程内容的先进性和相对稳定性。根据计算机硬件理论的发展情况，把计算机硬件发展的的重要成果引入课程之中。
第二年，实施修改后的教学大纲。
第三年，对新教学大纲实施后出现的问题进行调整。
3.2 实践教学内容与教学方法改革计划
第一年，修改实验教学大纲和课程设计教学大纲，提高微控制器设计和简单模型机设计在实验教学中的比重，以强化整机概念。
第二年，实施修改后的教学大纲。
第三年，对新教学大纲实施后出现的问题进行调整。
3.3 教材建设和教学参考资料建设计划
第一年，针对就业、考研等不同要求，修订实验指导教材，设计多个选作实验项目，供学有余力的学生以提高其实践动手能力，满足各个层次学生的需求。
第二年，建立《计算机组成原理习题库》
第三年，收集建立《国内部分高校计算机组成原理课程试题库》。
3.4 网络课堂建设计划
计划利用三年左右的时间，完成集教学、复习、提问、讨论和检测为一体的教学辅助网站的开发及应用。具体时间安排如下：
第一年，改进现有的“计算机组成原理”教学网站结构，使之更具实用性；
第二年，增加例题、习题、部分研究生考试题、软件设计人员水平考试题以及在线测试试题库，供学生练习和参考；
第三年，提供多媒体课件和任课教师的教学录像，电子教材，以及有关课程内容的网络课件，动画演示课件，方便学生在课余时间学习课程内容，通过校园网寻找多种参考资料，达到快速入门、提高，促进学生主动学习。endprint
3.5 课程考核办法改革计划
（1）根据教学大纲及学校的相关政策制定统一的评价标准，每个上计算机组成原理课程的班级在最后成绩评定时对各项成绩的比例安排要一致。
（2）考试的命题及审题要坚持教考分离的原则，每学期由课程执行负责人指定教师根据教学大纲进行出题，再安排另外的教师审题。
（3）采用集中阅卷方式，由命题教师提供参考答案及评分标准，所有阅卷教师都要遵循这个标准。
3.6 教学方法与教学手段改革设想及措施
在教学方法方面，注重将枯燥的原理与生活实际相联系。比如可将计算机的存储器想象成一栋教学大楼，存储器的存储单元想象成教学大楼里的教室。通过这样的联系，可帮助学生对相关原理的理解。
在教学手段方面，除了传统的面对面交流、教学网站等形式外，还辅以学生喜爱的QQ群进行交流。学生随时可以将学习情况或疑难问题提交给相应的老师，群里的任何一个老师也可以在适当的时间给予解答。
3.7 师资队伍建设计划
（1）在课程建设期争取每年派出1～2名教师参加与本课程相关的教学研讨会和学术交流，不断开阔教师视野，提升教师专业素养。
（2）建立教学督导制，保证教学质量。
（3）积极引进人才。力争在3年内引进1名35岁以下的高学历人才或有丰富实践工程经验的高级人才。
通过以上制度和措施，不断完善和提高师资队伍的理论和实践水平，从而带动提升整个专业教师队伍的教学科研水平。
4 结语
该文从计算机组成原理课程教学现状入手，分析了本课程在计算机专业中的作业和地位，在理论教学内容、实验教学内容、教材建设、网络课堂建设等方面提出了未来三年课程建设计划。
参考文献
[1] 杨欣宇，李诚，宋广军，等.计算机组成原理实验教学改革探索[J].计算机教育，2013（9）：27-30.
[2] 蔡晓燕，袁春风，张泽生.计算机组成原理实验初探[J].计算机教育，2013（11）：45-48.
[3] 刘小洋，黄贤英.基于计算机组成原理课堂教学的探讨[J].科技信息，2014（3）：25-27.
[4] 吴继娟，刘晓晓.计算机组成原理课程教学改革与实践[J].计算机教育，2013（12）：75-77.
[5] 李涛，章伟煊，陈建英.《计算机组成原理》教学中几个基本概念的分析[J].教育教学论坛，2013（9）：22-25.endprint
3.5 课程考核办法改革计划
（1）根据教学大纲及学校的相关政策制定统一的评价标准，每个上计算机组成原理课程的班级在最后成绩评定时对各项成绩的比例安排要一致。
（2）考试的命题及审题要坚持教考分离的原则，每学期由课程执行负责人指定教师根据教学大纲进行出题，再安排另外的教师审题。
（3）采用集中阅卷方式，由命题教师提供参考答案及评分标准，所有阅卷教师都要遵循这个标准。
3.6 教学方法与教学手段改革设想及措施
在教学方法方面，注重将枯燥的原理与生活实际相联系。比如可将计算机的存储器想象成一栋教学大楼，存储器的存储单元想象成教学大楼里的教室。通过这样的联系，可帮助学生对相关原理的理解。
在教学手段方面，除了传统的面对面交流、教学网站等形式外，还辅以学生喜爱的QQ群进行交流。学生随时可以将学习情况或疑难问题提交给相应的老师，群里的任何一个老师也可以在适当的时间给予解答。
3.7 师资队伍建设计划
（1）在课程建设期争取每年派出1～2名教师参加与本课程相关的教学研讨会和学术交流，不断开阔教师视野，提升教师专业素养。
（2）建立教学督导制，保证教学质量。
（3）积极引进人才。力争在3年内引进1名35岁以下的高学历人才或有丰富实践工程经验的高级人才。
通过以上制度和措施，不断完善和提高师资队伍的理论和实践水平，从而带动提升整个专业教师队伍的教学科研水平。
4 结语
该文从计算机组成原理课程教学现状入手，分析了本课程在计算机专业中的作业和地位，在理论教学内容、实验教学内容、教材建设、网络课堂建设等方面提出了未来三年课程建设计划。
参考文献
[1] 杨欣宇，李诚，宋广军，等.计算机组成原理实验教学改革探索[J].计算机教育，2013（9）：27-30.
[2] 蔡晓燕，袁春风，张泽生.计算机组成原理实验初探[J].计算机教育，2013（11）：45-48.
[3] 刘小洋，黄贤英.基于计算机组成原理课堂教学的探讨[J].科技信息，2014（3）：25-27.
[4] 吴继娟，刘晓晓.计算机组成原理课程教学改革与实践[J].计算机教育，2013（12）：75-77.
[5] 李涛，章伟煊，陈建英.《计算机组成原理》教学中几个基本概念的分析[J].教育教学论坛，2013（9）：22-25.endprint
3.5 课程考核办法改革计划
（1）根据教学大纲及学校的相关政策制定统一的评价标准，每个上计算机组成原理课程的班级在最后成绩评定时对各项成绩的比例安排要一致。
（2）考试的命题及审题要坚持教考分离的原则，每学期由课程执行负责人指定教师根据教学大纲进行出题，再安排另外的教师审题。
（3）采用集中阅卷方式，由命题教师提供参考答案及评分标准，所有阅卷教师都要遵循这个标准。
3.6 教学方法与教学手段改革设想及措施
在教学方法方面，注重将枯燥的原理与生活实际相联系。比如可将计算机的存储器想象成一栋教学大楼，存储器的存储单元想象成教学大楼里的教室。通过这样的联系，可帮助学生对相关原理的理解。
在教学手段方面，除了传统的面对面交流、教学网站等形式外，还辅以学生喜爱的QQ群进行交流。学生随时可以将学习情况或疑难问题提交给相应的老师，群里的任何一个老师也可以在适当的时间给予解答。
3.7 师资队伍建设计划
（1）在课程建设期争取每年派出1～2名教师参加与本课程相关的教学研讨会和学术交流，不断开阔教师视野，提升教师专业素养。
（2）建立教学督导制，保证教学质量。
（3）积极引进人才。力争在3年内引进1名35岁以下的高学历人才或有丰富实践工程经验的高级人才。
通过以上制度和措施，不断完善和提高师资队伍的理论和实践水平，从而带动提升整个专业教师队伍的教学科研水平。
4 结语
该文从计算机组成原理课程教学现状入手，分析了本课程在计算机专业中的作业和地位，在理论教学内容、实验教学内容、教材建设、网络课堂建设等方面提出了未来三年课程建设计划。
参考文献
[1] 杨欣宇，李诚，宋广军，等.计算机组成原理实验教学改革探索[J].计算机教育，2013（9）：27-30.
[2] 蔡晓燕，袁春风，张泽生.计算机组成原理实验初探[J].计算机教育，2013（11）：45-48.
[3] 刘小洋，黄贤英.基于计算机组成原理课堂教学的探讨[J].科技信息，2014（3）：25-27.
[4] 吴继娟，刘晓晓.计算机组成原理课程教学改革与实践[J].计算机教育，2013（12）：75-77.
[5] 李涛，章伟煊，陈建英.《计算机组成原理》教学中几个基本概念的分析[J].教育教学论坛，2013（9）：22-25.endprint
