廣州大學計組課程設計

廣州大學計組課程設計一、課程目標

知識目標：

1.理解并掌握計算機組織與結構的基本原理，包括處理器設計、存儲系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)等；

2.學習并掌握計算機體系結構中的指令集架構、流水線技術、存儲器層次結構等關鍵概念；

3.了解并分析計算機性能評估的指標及方法，如CPU時鐘周期、指令吞吐率、CPU利用率等。

技能目標：

1.能夠運用所學知識分析和解決簡單的計算機體系結構設計問題；

2.能夠設計簡單的指令集，并通過模擬實驗驗證其正確性；

3.能夠運用性能評估指標對不同計算機體系結構進行比較和分析。

情感態(tài)度價值觀目標：

1.培養(yǎng)學生主動探究計算機組織與結構知識的興趣，激發(fā)其學習熱情；

2.培養(yǎng)學生的團隊合作意識，使其在小組討論和實驗中相互學習、相互幫助；

3.增強學生的科技創(chuàng)新意識，使其關注計算機領域的發(fā)展趨勢，為未來職業(yè)生涯奠定基礎。

本課程針對廣州大學計算機專業(yè)本科生，結合學生已有知識基礎和課程特點，注重理論與實踐相結合，旨在提高學生的計算機體系結構設計能力和性能分析能力。課程目標具體、可衡量，便于后續(xù)教學設計和評估。通過本課程的學習，使學生能夠全面掌握計算機組織與結構的基本知識，為未來從事計算機相關領域的研究和工作打下堅實基礎。

二、教學內(nèi)容

1.計算機系統(tǒng)概述：介紹計算機系統(tǒng)基本組成、發(fā)展歷程，理解計算機體系結構及組織的基本概念。

教材章節(jié)：第一章計算機系統(tǒng)概述

2.計算機結構：講解處理器設計、存儲系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)等組成部分，分析其工作原理和相互關系。

教材章節(jié)：第二章計算機結構

3.指令集架構：學習指令集設計、指令格式、尋址方式等，探討不同指令集架構的特點及優(yōu)勢。

教材章節(jié)：第三章指令集架構

4.CPU流水線技術：介紹流水線的基本概念、分類，分析流水線技術對計算機性能的影響。

教材章節(jié)：第四章CPU流水線技術

5.存儲器層次結構：講解存儲器體系結構、緩存技術、虛擬存儲器等，探討存儲器層次結構對系統(tǒng)性能的影響。

教材章節(jié)：第五章存儲器層次結構

6.計算機性能評估：學習計算機性能指標、評估方法，分析不同計算機體系結構的性能差異。

教材章節(jié)：第六章計算機性能評估

7.實踐環(huán)節(jié)：組織學生進行指令集設計、CPU流水線模擬等實驗，鞏固理論知識，提高實際操作能力。

教學內(nèi)容安排和進度：共計16周，每周2課時。第1-6周講授計算機系統(tǒng)概述、計算機結構、指令集架構等內(nèi)容；第7-12周講解CPU流水線技術、存儲器層次結構、計算機性能評估等內(nèi)容；第13-16周進行實踐環(huán)節(jié)，組織學生完成相關實驗。通過以上教學內(nèi)容的學習，使學生全面掌握計算機組織與結構相關知識。

三、教學方法

本課程采用以下多樣化的教學方法，旨在激發(fā)學生的學習興趣，提高教學效果：

1.講授法：教師通過生動的語言、形象的比喻和豐富的案例，對計算機組織與結構的基本概念、原理和關鍵技術進行講解。講授過程中注重啟發(fā)式教學，引導學生主動思考，提高課堂互動。

2.討論法：針對課程中的重點和難點，組織學生進行小組討論，鼓勵學生發(fā)表自己的觀點，培養(yǎng)學生的批判性思維和解決問題的能力。討論主題與課本內(nèi)容緊密相關，如指令集設計、存儲器層次結構等。

3.案例分析法：選擇具有代表性的計算機體系結構案例，如Intel處理器、ARM架構等，引導學生分析其設計原理、性能特點和應用場景，使學生能夠?qū)⒗碚撝R與實際應用相結合。

4.實驗法：組織學生進行指令集設計、CPU流水線模擬等實驗，讓學生在動手實踐中掌握計算機組織與結構的基本原理，提高實際操作能力。

具體教學方法如下：

1.混合式教學：將線上教學與線下教學相結合，利用網(wǎng)絡平臺提供預習資料、課后習題等，引導學生自主學習，提高課堂效果。

2.課堂互動：鼓勵學生提問、回答問題，進行課堂小測試，提高學生的課堂參與度和注意力。

3.小組合作：組織學生進行小組合作學習，共同完成實驗項目，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

4.反饋與評價：及時給予學生反饋，指導學生改進學習方法，關注學生的個體差異，提高教學效果。

5.拓展閱讀：推薦與課程內(nèi)容相關的書籍、論文和網(wǎng)站，引導學生進行拓展閱讀，拓寬知識面。

四、教學評估

為確保教學質(zhì)量和全面反映學生的學習成果，本課程采用以下評估方式：

1.平時表現(xiàn)：占總評成績的20%。包括課堂出勤、提問、討論、小組合作等環(huán)節(jié)。評估學生課堂參與度、學習積極性和團隊合作能力。

-課堂出勤：評估學生的出勤情況，鼓勵學生按時參加課程；

-課堂提問與討論：鼓勵學生提問、回答問題，評估學生的思維活躍度和理解程度；

-小組合作：評估學生在小組項目中的貢獻和表現(xiàn)，包括協(xié)作、溝通能力等。

2.作業(yè)：占總評成績的30%。布置與課程內(nèi)容相關的作業(yè)，包括理論知識和實踐操作。評估學生對課程知識的掌握和應用能力。

-理論作業(yè)：布置課后習題，鞏固課堂所學知識；

-實踐作業(yè)：完成實驗報告，評估學生的動手操作能力和問題解決能力。

3.考試：占總評成績的50%。包括期中考試和期末考試，評估學生對課程知識的綜合運用和掌握程度。

-期中考試：評估學生對前半學期課程內(nèi)容的掌握，為期末考試提供反饋；

-期末考試：全面評估學生對整個課程知識的綜合運用和掌握程度。

4.附加評估：針對學習積極性高、表現(xiàn)突出的學生，可適當給予附加分數(shù)，以提高學生的學習積極性。

-拓展閱讀：鼓勵學生進行拓展閱讀，分享學習心得，給予適當加分；

-課堂報告：學生可自愿報名進行課堂報告，分享課程相關話題，提高表達能力。

五、教學安排

為確保教學進度和效果，本課程的教學安排如下：

1.教學進度：共計16周，每周2課時，每課時45分鐘。教學進度與教學內(nèi)容緊密結合，確保在有限時間內(nèi)完成教學任務。

-第1-6周：計算機系統(tǒng)概述、計算機結構、指令集架構等基礎知識；

-第7-12周：CPU流水線技術、存儲器層次結構、計算機性能評估等進階知識；

-第13-16周：實踐環(huán)節(jié)，包括指令集設計、CPU流水線模擬等實驗。

2.教學時間：根據(jù)學生的作息時間，安排在每周的固定時間進行授課，以利于學生形成穩(wěn)定的學習節(jié)奏。

-周一、周三下午7-8節(jié)，確保學生有充足的時間進行課前準備和課后復習。

3.教學地點：理論課程在多媒體教室進行，便于教師利用PPT、視頻等教學資源進行講解；實踐課程在計算機實驗室進行，為學生提供良好的實踐環(huán)境。

4.考試安排：

-期中考試：安排在第8周，考試形式為閉卷，全面考察學生對前半學期知識的掌握；

-期末考試：安排在課程結束后的第17周，考試形式為閉卷，綜合評估學生對整個課程知識的掌握。

5.課外輔導：根據(jù)學