華科組成原理課程設計

華科組成原理課程設計一、課程目標

知識目標：

1.了解計算機組成原理的基本概念，掌握計算機硬件系統(tǒng)的基本結構和功能；

2.理解并掌握運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備等主要硬件部件的工作原理和相互關系；

3.掌握計算機指令系統(tǒng)、匯編語言和機器語言的基本概念及其在計算機硬件中的執(zhí)行過程；

4.了解計算機性能的評價指標，理解影響計算機性能的因素。

技能目標：

1.能夠分析計算機硬件系統(tǒng)的結構和功能，并能簡單構建和優(yōu)化計算機系統(tǒng)；

2.能夠運用匯編語言編寫簡單的程序，掌握基本編程技巧；

3.能夠運用性能評價指標分析計算機系統(tǒng)的性能，提出合理的優(yōu)化方案；

4.能夠運用所學知識解決實際計算機硬件和系統(tǒng)方面的問題。

情感態(tài)度價值觀目標：

1.培養(yǎng)學生對計算機組成原理的興趣，激發(fā)學習熱情，形成積極的學習態(tài)度；

2.培養(yǎng)學生的團隊合作精神，學會與他人共同探討問題、分享經(jīng)驗；

3.培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，鼓勵勇于嘗試、不斷探索的精神；

4.增強學生的國家意識和責任感，認識到計算機技術在國家發(fā)展中的重要作用，為我國計算機事業(yè)貢獻力量。

課程性質：本課程為計算機科學與技術專業(yè)的核心課程，旨在使學生掌握計算機組成原理的基本知識和技能，為后續(xù)相關課程打下堅實基礎。

學生特點：學生具備一定的計算機基礎知識和編程能力，對計算機組成原理有一定了解，但對硬件系統(tǒng)結構和性能優(yōu)化等方面尚需深入學習。

教學要求：注重理論與實踐相結合，強調學生動手實踐能力的培養(yǎng)。通過案例分析、實驗操作、小組討論等多種教學方式，提高學生的綜合運用能力。同時，關注學生的個體差異，因材施教，使每位學生都能在課程中學有所得。

二、教學內容

1.計算機系統(tǒng)概述：介紹計算機系統(tǒng)的基本概念、發(fā)展歷程、硬件與軟件的關系。

-教材章節(jié)：第1章計算機系統(tǒng)概述

2.計算機硬件系統(tǒng)結構：講解計算機硬件系統(tǒng)的層次結構、馮·諾伊曼體系結構、指令集計算機。

-教材章節(jié)：第2章計算機硬件系統(tǒng)結構

3.運算器和控制器：分析運算器、控制器的工作原理和功能，探討數(shù)據(jù)通路和指令執(zhí)行過程。

-教材章節(jié)：第3章運算器和控制器

4.存儲系統(tǒng)：介紹存儲器層次結構、半導體存儲器、緩存技術、虛擬存儲器。

-教材章節(jié)：第4章存儲系統(tǒng)

5.輸入輸出系統(tǒng)：講解輸入輸出設備、接口技術、中斷控制、直接存儲器訪問（DMA）。

-教材章節(jié)：第5章輸入輸出系統(tǒng)

6.指令系統(tǒng)：分析指令格式、指令集、尋址方式、指令執(zhí)行過程。

-教材章節(jié)：第6章指令系統(tǒng)

7.匯編語言與機器語言：介紹匯編語言、匯編程序設計、機器語言編程。

-教材章節(jié)：第7章匯編語言與機器語言

8.計算機性能評價與優(yōu)化：探討計算機性能評價指標、性能優(yōu)化方法、并行處理技術。

-教材章節(jié)：第8章計算機性能評價與優(yōu)化

教學內容安排與進度：本課程共計16周，每周2學時，共計32學時。具體安排如下：

1-2周：計算機系統(tǒng)概述

3-4周：計算機硬件系統(tǒng)結構

5-6周：運算器和控制器

7-8周：存儲系統(tǒng)

9-10周：輸入輸出系統(tǒng)

11-12周：指令系統(tǒng)

13-14周：匯編語言與機器語言

15-16周：計算機性能評價與優(yōu)化

在教學過程中，教師應根據(jù)學生的實際情況，合理調整教學進度，確保學生充分理解和掌握所學內容。同時，注重理論與實踐相結合，加強實驗環(huán)節(jié)，提高學生的動手能力。

三、教學方法

1.講授法：對于計算機組成原理的基本概念、硬件系統(tǒng)結構和理論知識，采用講授法進行教學。教師通過清晰、生動的講解，使學生系統(tǒng)掌握課程內容，為后續(xù)實踐環(huán)節(jié)打下基礎。

-與教材關聯(lián)：第1-5章的基礎理論知識部分。

2.討論法：針對課程中的重點、難點問題，組織學生進行課堂討論。鼓勵學生發(fā)表自己的觀點，培養(yǎng)學生的邏輯思維和表達能力。

-與教材關聯(lián)：第3-5章的硬件系統(tǒng)結構、存儲系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)等內容。

3.案例分析法：選擇典型的計算機硬件系統(tǒng)案例進行分析，使學生了解實際應用場景，提高分析問題和解決問題的能力。

-與教材關聯(lián)：第6章指令系統(tǒng)、第8章計算機性能評價與優(yōu)化等內容。

4.實驗法：設置一系列實驗，讓學生親自動手操作，加深對計算機硬件系統(tǒng)組成、工作原理和性能評價的理解。實驗環(huán)節(jié)包括：

-匯編語言編程實驗：編寫簡單的匯編程序，了解計算機指令的執(zhí)行過程；

-硬件系統(tǒng)仿真實驗：通過計算機組成原理仿真軟件，模擬計算機硬件系統(tǒng)的運行；

-性能評價實驗：利用性能評價工具，對計算機系統(tǒng)進行性能測試與優(yōu)化。

-與教材關聯(lián)：第7章匯編語言與機器語言、第8章計算機性能評價與優(yōu)化等內容。

5.小組合作法：將學生分為若干小組，針對課程項目進行合作研究。培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新精神。

-與教材關聯(lián)：課程綜合項目，涵蓋各個章節(jié)的知識點。

6.課后實踐法：布置課后作業(yè)和拓展閱讀，鞏固課堂所學知識，培養(yǎng)學生的自主學習能力。

-與教材關聯(lián)：各章節(jié)課后習題、相關學術論文和案例。

四、教學評估

1.平時表現(xiàn)：評估學生的課堂參與度、提問回答、小組討論等表現(xiàn)，占總評的20%。旨在鼓勵學生積極參與課堂活動，提高課堂互動效果。

-與教材關聯(lián)：各章節(jié)知識點討論、問題解答。

2.作業(yè)：布置與教材各章節(jié)相關的課后作業(yè)，包括理論題和實驗題，占總評的30%。作業(yè)旨在檢驗學生對課堂所學知識的掌握程度，培養(yǎng)其獨立思考和解決問題的能力。

-與教材關聯(lián)：各章節(jié)課后習題、實驗任務。

3.實驗報告：對實驗過程和結果進行書面報告，占總評的20%。評估學生在實驗過程中的操作能力、分析問題和解決問題的能力。

-與教材關聯(lián)：實驗環(huán)節(jié)相關內容。

4.考試：包括期中考試和期末考試，各占總評的20%?？荚噧热莺w教材各章節(jié)知識點，全面評估學生對課程知識的掌握程度。

-與教材關聯(lián)：各章節(jié)理論知識、實驗原理。

5.拓展閱讀報告：鼓勵學生進行拓展閱讀，撰寫閱讀報告，作為加分項。報告要求闡述閱讀內容、心得體會以及對課程知識的拓展和深化。

-與教材關聯(lián)：推薦閱讀的學術論文、案例等。

6.小組項目：評估學生在課程項目中的團隊合作、創(chuàng)新能力、成果展示等方面的表現(xiàn)，占總評的10%。

-與教材關聯(lián)：課程綜合項目。

教學評估方式應遵循客觀、公正、全面的原則，注重過程評價與結果評價相結合。教師應及時向學生反饋評估結果，指導學生查漏補缺，提高學習效果。通過多元化的評估方式，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)其自主學習、實踐創(chuàng)新和團隊協(xié)作能力。

五、教學安排

1.教學進度：本課程共計16周，每周2學時，共計32學時。根據(jù)教學內容和學生的實際情況，合理安排教學進度，確保在有限時間內完成教學任務。

-第1-4周：計算機系統(tǒng)概述、計算機硬件系統(tǒng)結構；

-第5-8周：運算器和控制器、存儲系統(tǒng)；

-第9-12周：輸入輸出系統(tǒng)、指令系統(tǒng)；

-第13-16周：匯編語言與機器語言、計算機性能評價與優(yōu)化。

2.教學時間：根據(jù)學生的作息時間，將課程安排在學生精力充沛的時段進行，以提高學習效果。

-星期一13:00-14:50（第1、3學時）

-星期三13:00-14:50（第2、4學時）

3.教學地點：理論課在多媒體教室進行，以便教師利用多媒體設備進行教學演示；實驗課在計算機實驗室進行，確保學生能夠動手實踐。

-理論課：教學樓A201多媒體教室

-實驗課：實驗樓B404計算機實驗室

4.考試安排：

-期中考試：第8周進行，考試形式為閉卷考試；

-期末考試：第16周進行，考試形式為閉卷考試。

5.課外輔導：教師安排每周一次的課外輔導時間，為學生提供答疑解惑、輔導作業(yè)的機會。

-時間：星期五13:00-14:50

-地點：教師辦