2023年计算机科学与技术专业课程学习导引.doc

计算机科学与技术专业课程学习导引课程名称计算机组成原理责任教师谢建民学期2023年春课程性质中央电大统设 必修学分5E-mail地址电话87202307课程简介本课程重要介绍计算机的一般组成原理和内部运营机制，涉及运算器、控制器、存储器、输入/输出（总线与接口等）系统及设备等，介绍上述各子系统的功能、组成、设计、实现、使用等知识。通过本门课程的学习，规定学生掌握计算机常用逻辑器件、部件的原理、相关参数及使用方法，建立简朴、完备的单台计算机的整机概念，理解计算机设计中的入门性知识。本课程的工程性、实践性、技术性比较强，强调动手动脑能力、创新意识、实验技能的培养，有较多的作业、实验等实践性教学环节，规定学生故意识地积极加强这些方面的练习与锻炼。本课程是本科计算机科学与技术专业的必修专业基础课，相应的先修课程有数字逻辑电路基础、汇编语言程序设计、电工学等，后续课程有计算机系统结构、微型计算机技术等，关系密切一点的课程尚有操作系统等。课程教学资源文字主教材：计算机组成原理（第三版），清华大学王诚专家主编，清华大学出版社。主教材配有一张光盘，里面重要是王诚专家在清华讲这门课时用的PPT讲稿，可作参考。文字辅助教材：计算机组成原理实验指导书（第三版），王诚等编著，清华大学出版社。课程作业：计算机组成原理形成性考核册，中央电大编制。以上文字教材学期报届时下发。视频课件：“计算机组成原理同步教学”共10讲、“计算机组成原理辅导”共4讲，王诚主讲；TOD视频课件共16讲（课程辅导），宁波电大赵丽梅老师主讲。以上视频课件已制作成流媒体格式并挂在网上课堂本课程页面上，有条件的同学可在家中点播收看。也可以自行选择时间到学校电子阅览室点播收看。注意，这些视频课件是根据第一、二版教材制作的，与目前采用的第三版教材在编排等细节上也许有差异，但基本内容是相同的。网上导学：网上课堂本课程页面上有本课程的教学大纲（中央电大下达）、教学实行方案（中央电大下达）、教学实行细则（宁波电大制定）、课程考核规定（中央电大下达），以及宁波电大责任教师编写的“课程辅导”、“教学讲义”、“自测题”、“作业辅导”、“实验辅导”等导学材料。我们在尽力整合优化网上课堂的教学资源，希望能给同学们的学习带来较大的帮助。面授辅导计划本课程面授辅导安排8次，地点和时间请查看课程表。辅导课中除教师串讲课程重难点、答疑外，师生之间还可就课程相关问题展开讨论。各次面授课的内容初步安排如下：第一次：数制及转换、检错纠错、常用的信息编码、补码原码和反码、基本运算算法第二次：运算器部件的组成和设计、浮点数的基本知识。以上均为第三章的内容第三次：指令格式、寻址方式、控制器的功能、组成与指令执行环节第四次：微程序控制器部件第五次：硬连线控制器部件。以上三次为第四章内容第六次：多级结构的存储器系统。第五章内容第七次：输入输出设备与输入输出系统。第六章内容第八次：课程总复习自学指导1、计算机系统是分层次的，可以很粗略地分为硬件和软件两个层次，硬件层在下，软件层在上，我们一般是通过软件层来应用计算机系统。所以对一般的计算机用户来说，接触硬件层次的机会比较少，对硬件知识的了解比较少。本课程属于硬件的范畴。假如你的硬件基础知识特别是数字逻辑电路知识，掌握的不是太好或者遗忘的较多，请你一方面复习一下数字逻辑电路的基本内容，这对你学好本课程将起到事半功倍的效果。2、根据“现代远程开放教育”试点的精神，本课程提倡“学生个别化自主学习为主，集体学习为辅”的教学理念。课程的面授辅导课只安排了8次（参见以上“面授计划”），课程大量的学习任务需要同学们运用以上所列的课程教学资源，通过自己的刻苦学习来完毕。3、文字教材计算机组成原理系统地介绍了本门课程的所有教学内容，同学们在自学过程中应以这一文字教材为主。视频课件“计算机组成原理同步教学”和“计算机组成原理辅导”是课程主讲王诚专家，针对课程的重点、难点所做的辅导讲解，建议同学们先抽一点时间看一下。本课程的教学指导思想之一是：基本原理和具体实例相配合，基本原理是主线索。所以课程中有不少具体线路分析和设计的内容，这些内容也许是自学比较困难的部分，但假如有老师的讲解，情况就不同样了，也许会觉得不是太困难。所以还请同学们爱惜较少的几次面授辅导课的机会，克服工学矛盾等各种困难，准时参与面授课的学习。在此基础上，再按规定完毕平时作业，有什么不是太清楚的地方，可以到网上课堂看看导学材料，可以通过BBS与老师进行交流，也可以在小组活动中展开讨论研究。宁波电大计算机科学与技术专业课程学习导引（续）自学指导4、根据个人的体会，真正要学懂计算机的基本原理，核心的内容应当是运算器和控制器两大部分，特别是控制器部分。理解了控制器的功能和实现原理，才算是看清了计算机的本来面目（这部分也是本课程最精彩之处）。运算器部分学习相对容易一些，控制器部分学习起来也许就困难一些，需要学习者在这部分多花一点时间和精力。本教材有一个结构比较清楚的教学实验机作为实例，可以结合着对教学实验机的运算器和控制器的分析来学习运算器和控制器的有关内容。这样从一般到具体，再从具体到一般的学习过程，一定会对我们学习本课程大有帮助。5、本科层次的学习需要学习者在理解教材基本内容的基础上进行概括、提练和综合。这种规定体现在课程的考试中就是有较多的简答题（约占40%）。从以往的经验来看，考试成绩不抱负的重要在于这类简答题回题不好。因素也许有两方面，一是文字表达的能力偏弱；二是简答题的内容虽属教学的基本内容，但综合性较强，大多在教材上没有现成的答案，需要答题者在理解教材内容的基础上进行概括、提练和综合。所以希望同学们平时要故意识地注意这方面能力的培养和训练。而这种能力的获得或提高，靠考试前的临时突击是难以实现的，所以本门课程的学习一定要注意持之以恒、细水长流、不断积累。关于作业本课程形成性考核册中共有4次作业。作业1是针对第三章“数据表达、运算和运算器部件”。作业2是针对第四章“指令、指令系统和控制器部件”。作业3是针对第五章“多级结构的存储器系统”。作业4是针对第6章“输入输出设备与输入输出系统”。总体上，形成性考核册带有较强的综合性、研究性和开放性。其中较多的题目体现了本科教学所提倡的“发现学习、研究性学习”的思想。许多知识不是以定论形式直接呈现，而是以问题的形式间接呈现，规定学习者去分析、综合、探究，直至发现知识。这种学习方法的优势在于把学习过程中的分析、综合、发现、创新等结识活动凸现出来，使学习过程更多地成为训练、培养学习者分析问题、解决问题、发现问题、提出问题的能力的过程，从而实现课程教学从经验性知识传授向方法性智能传授的转变，使学习者学会学习。这是本次开放教育试点所提倡的，但这种学习过程是有一定的难度的。要对的地回答考核册中的多数题目，仅是对课程内容进行机械地记忆或简朴地理解是不够的。希望同学们在完毕形成性考核册的过程中，不要机械地抄教材中的一些内容，更不要抄袭别人的答案，要刻苦钻研，独立完毕，学会“发现学习”，学会“研究性学习”，这才是我们的终极目的。若确有困难，可通过BBS或其它途径求助于教师，或在学习小组中展开讨论。关于实验本课程有四项必做实验，分别如下：1、脱机运算器部件实验2、教学机汇编实验3、微程序控制器实验（扩展几条指令）4、扩展内存储器容量实验具体实验时间、地点另行告知。关于小组活动小组活动是远程教学条件下，同学们互相交流探讨，共同学习提高的一种有效的学习形式。小组活动的内容可以是评讲作业，课程重点、难点的讨论，课程实验等。根据以往的经验，提出若干教学和作业中的重点和难点，供小组活动参考。1、运算器中“溢出”与“进位”的区别；定点数与浮点数的不同；Am2901的应用。2、微程序控制器、组合逻辑控制器的运营原理、特点与不同。3、高速缓存（Cache）的作用；高速缓存与主存在读写原理方面的不同。4、总线及对系统的影响；通用可编程接口的一般组成；中断和DMA的过程。课程考核本课程考核以形成性考核与终结性考核相结合的方式进行。形成性考核的内容涉及平时作业（中央电大下发的形成性考核册）和课程实验，两项合计占课程总成绩的20%，终结性考核（期末统考）占课程总成绩的80%。两项成绩相加60分以上取得本课程的学分。终结性考试在教学大纲和考核说明所规定的内容和规定之内命题，难易限度和试题量合理。难易限度的搭配为，较容易题约占30%，中档难度题约占50%，较难题约占20%。试题类型为，选择和填空题（约35%），计算题（约25%），简答题（约40%）。根据中央电大的规定，学生必须完毕形成性考核册中规定任务的一半以上和课程的教学实验，才干参与课程终结性考试。备注学习过程需要教与学的交互，远程学习的局限性之外就是教与学的交互比较薄弱，但现代无处不在的网络通信技术为我们提供了填补这方面局限性的途径。希望同学中在学习的过程中，多使用BBS等现代的通信工具，与教师、同学进行交流，促进我们的学习。BBS、E-mail等实现的是非实时的交互，我们还在使用能进行实时交互的语音答疑系统，具体时间将另行告知。届时希望大家能积极参与。