華科組成原理課程設(shè)計(jì)

華科組成原理課程設(shè)計(jì)一、課程目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：

1.了解計(jì)算機(jī)組成原理的基本概念，掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能；

2.理解并掌握運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備等主要硬件部件的工作原理和相互關(guān)系；

3.掌握計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言的基本概念及其在計(jì)算機(jī)硬件中的執(zhí)行過(guò)程；

4.了解計(jì)算機(jī)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，理解影響計(jì)算機(jī)性能的因素。

技能目標(biāo)：

1.能夠分析計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，并能簡(jiǎn)單構(gòu)建和優(yōu)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；

2.能夠運(yùn)用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)簡(jiǎn)單的程序，掌握基本編程技巧；

3.能夠運(yùn)用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)分析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能，提出合理的優(yōu)化方案；

4.能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際計(jì)算機(jī)硬件和系統(tǒng)方面的問(wèn)題。

情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：

1.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理的興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，形成積極的學(xué)習(xí)態(tài)度；

2.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，學(xué)會(huì)與他人共同探討問(wèn)題、分享經(jīng)驗(yàn)；

3.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，鼓勵(lì)勇于嘗試、不斷探索的精神；

4.增強(qiáng)學(xué)生的國(guó)家意識(shí)和責(zé)任感，認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)技術(shù)在國(guó)家發(fā)展中的重要作用，為我國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)貢獻(xiàn)力量。

課程性質(zhì)：本課程為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心課程，旨在使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)組成原理的基本知識(shí)和技能，為后續(xù)相關(guān)課程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

學(xué)生特點(diǎn)：學(xué)生具備一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和編程能力，對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理有一定了解，但對(duì)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)化等方面尚需深入學(xué)習(xí)。

教學(xué)要求：注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)。通過(guò)案例分析、實(shí)驗(yàn)操作、小組討論等多種教學(xué)方式，提高學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。同時(shí)，關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，因材施教，使每位學(xué)生都能在課程中學(xué)有所得。

二、教學(xué)內(nèi)容

1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述：介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本概念、發(fā)展歷程、硬件與軟件的關(guān)系。

-教材章節(jié)：第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

2.計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：講解計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、馮·諾伊曼體系結(jié)構(gòu)、指令集計(jì)算機(jī)。

-教材章節(jié)：第2章計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.運(yùn)算器和控制器：分析運(yùn)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(guò)程。

-教材章節(jié)：第3章運(yùn)算器和控制器

4.存儲(chǔ)系統(tǒng)：介紹存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、緩存技術(shù)、虛擬存儲(chǔ)器。

-教材章節(jié)：第4章存儲(chǔ)系統(tǒng)

5.輸入輸出系統(tǒng)：講解輸入輸出設(shè)備、接口技術(shù)、中斷控制、直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)（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(guò)程。

-教材章節(jié)：第6章指令系統(tǒng)

7.匯編語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言：介紹匯編語(yǔ)言、匯編程序設(shè)計(jì)、機(jī)器語(yǔ)言編程。

-教材章節(jié)：第7章匯編語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言

8.計(jì)算機(jī)性能評(píng)價(jià)與優(yōu)化：探討計(jì)算機(jī)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)、性能優(yōu)化方法、并行處理技術(shù)。

-教材章節(jié)：第8章計(jì)算機(jī)性能評(píng)價(jià)與優(yōu)化

教學(xué)內(nèi)容安排與進(jìn)度：本課程共計(jì)16周，每周2學(xué)時(shí)，共計(jì)32學(xué)時(shí)。具體安排如下：

1-2周：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

3-4周：計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5-6周：運(yùn)算器和控制器

7-8周：存儲(chǔ)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(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言

15-16周：計(jì)算機(jī)性能評(píng)價(jià)與優(yōu)化

在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，合理調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，確保學(xué)生充分理解和掌握所學(xué)內(nèi)容。同時(shí)，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

三、教學(xué)方法

1.講授法：對(duì)于計(jì)算機(jī)組成原理的基本概念、硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和理論知識(shí)，采用講授法進(jìn)行教學(xué)。教師通過(guò)清晰、生動(dòng)的講解，使學(xué)生系統(tǒng)掌握課程內(nèi)容，為后續(xù)實(shí)踐環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)。

-與教材關(guān)聯(lián)：第1-5章的基礎(chǔ)理論知識(shí)部分。

2.討論法：針對(duì)課程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，組織學(xué)生進(jìn)行課堂討論。鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和表達(dá)能力。

-與教材關(guān)聯(lián)：第3-5章的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)等內(nèi)容。

3.案例分析法：選擇典型的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)案例進(jìn)行分析，使學(xué)生了解實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

-與教材關(guān)聯(lián)：第6章指令系統(tǒng)、第8章計(jì)算機(jī)性能評(píng)價(jià)與優(yōu)化等內(nèi)容。

4.實(shí)驗(yàn)法：設(shè)置一系列實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，加深對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成、工作原理和性能評(píng)價(jià)的理解。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)包括：

-匯編語(yǔ)言編程實(shí)驗(yàn)：編寫(xiě)簡(jiǎn)單的匯編程序，了解計(jì)算機(jī)指令的執(zhí)行過(guò)程；

-硬件系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)：通過(guò)計(jì)算機(jī)組成原理仿真軟件，模擬計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的運(yùn)行；

-性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)：利用性能評(píng)價(jià)工具，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行性能測(cè)試與優(yōu)化。

-與教材關(guān)聯(lián)：第7章匯編語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言、第8章計(jì)算機(jī)性能評(píng)價(jià)與優(yōu)化等內(nèi)容。

5.小組合作法：將學(xué)生分為若干小組，針對(duì)課程項(xiàng)目進(jìn)行合作研究。培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新精神。

-與教材關(guān)聯(lián)：課程綜合項(xiàng)目，涵蓋各個(gè)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)。

6.課后實(shí)踐法：布置課后作業(yè)和拓展閱讀，鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

-與教材關(guān)聯(lián)：各章節(jié)課后習(xí)題、相關(guān)學(xué)術(shù)論文和案例。

四、教學(xué)評(píng)估

1.平時(shí)表現(xiàn)：評(píng)估學(xué)生的課堂參與度、提問(wèn)回答、小組討論等表現(xiàn)，占總評(píng)的20%。旨在鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂活動(dòng)，提高課堂互動(dòng)效果。

-與教材關(guān)聯(lián)：各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)討論、問(wèn)題解答。

2.作業(yè)：布置與教材各章節(jié)相關(guān)的課后作業(yè)，包括理論題和實(shí)驗(yàn)題，占總評(píng)的30%。作業(yè)旨在檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的掌握程度，培養(yǎng)其獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力。

-與教材關(guān)聯(lián)：各章節(jié)課后習(xí)題、實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行書(shū)面報(bào)告，占總評(píng)的20%。評(píng)估學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的操作能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

-與教材關(guān)聯(lián)：實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)相關(guān)內(nèi)容。

4.考試：包括期中考試和期末考試，各占總評(píng)的20%?？荚噧?nèi)容涵蓋教材各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)，全面評(píng)估學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握程度。

-與教材關(guān)聯(lián)：各章節(jié)理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)原理。

5.拓展閱讀報(bào)告：鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行拓展閱讀，撰寫(xiě)閱讀報(bào)告，作為加分項(xiàng)。報(bào)告要求闡述閱讀內(nèi)容、心得體會(huì)以及對(duì)課程知識(shí)的拓展和深化。

-與教材關(guān)聯(lián)：推薦閱讀的學(xué)術(shù)論文、案例等。

6.小組項(xiàng)目：評(píng)估學(xué)生在課程項(xiàng)目中的團(tuán)隊(duì)合作、創(chuàng)新能力、成果展示等方面的表現(xiàn)，占總評(píng)的10%。

-與教材關(guān)聯(lián)：課程綜合項(xiàng)目。

教學(xué)評(píng)估方式應(yīng)遵循客觀、公正、全面的原則，注重過(guò)程評(píng)價(jià)與結(jié)果評(píng)價(jià)相結(jié)合。教師應(yīng)及時(shí)向?qū)W生反饋評(píng)估結(jié)果，指導(dǎo)學(xué)生查漏補(bǔ)缺，提高學(xué)習(xí)效果。通過(guò)多元化的評(píng)估方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

五、教學(xué)安排

1.教學(xué)進(jìn)度：本課程共計(jì)16周，每周2學(xué)時(shí)，共計(jì)32學(xué)時(shí)。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況，合理安排教學(xué)進(jìn)度，確保在有限時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)。

-第1-4周：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；

-第5-8周：運(yùn)算器和控制器、存儲(chǔ)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(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言、計(jì)算機(jī)性能評(píng)價(jià)與優(yōu)化。

2.教學(xué)時(shí)間：根據(jù)學(xué)生的作息時(shí)間，將課程安排在學(xué)生精力充沛的時(shí)段進(jìn)行，以提高學(xué)習(xí)效果。

-星期一13:00-14:50（第1、3學(xué)時(shí)）

-星期三13:00-14:50（第2、4學(xué)時(shí)）

3.教學(xué)地點(diǎn)：理論課在多媒體教室進(jìn)行，以便教師利用多媒體設(shè)備進(jìn)行教學(xué)演示；實(shí)驗(yàn)課在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，確保學(xué)生能夠動(dòng)手實(shí)踐。

-理論課：教學(xué)樓A201多媒體教室

-實(shí)驗(yàn)課：實(shí)驗(yàn)樓B404計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室

4.考試安排：

-期中考試：第8周進(jìn)行，考試形式為閉卷考試；

-期末考試：第16周進(jìn)行，考試形式為閉卷考試。

5.課外輔導(dǎo)：教師安排每周一次的課外輔導(dǎo)時(shí)間，為學(xué)生提供答疑解惑、輔導(dǎo)作業(yè)的機(jī)會(huì)。

-時(shí)間：星期五13:00-14:50

-地點(diǎn)：教師辦