計算機組成原理教學(xué)方法探討

雷 沖,梁 麗

（1.四川文理學(xué)院 智能制造學(xué)院; 2.四川文理學(xué)院 招生就業(yè)處,四川 達(dá)州635000）

0 引言

《計算機組成原理》這門課程是計算機科學(xué)與技術(shù)、信息安全、物聯(lián)網(wǎng)工程、數(shù)字媒體技術(shù)等專業(yè)本科人才培養(yǎng)體系中的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程.該課程作為計算機專業(yè)研究生入學(xué)考試專業(yè)基礎(chǔ)綜合科目之一,是培養(yǎng)學(xué)生深入理解計算機基本工作原理、建立計算機整機概念必不可少的部分,是整個計算機學(xué)科和計算機系統(tǒng)中最重要的基礎(chǔ)和核心,在整個課程體系中起著承上啟下的作用.該課程具有知識面廣、內(nèi)容多、概念抽象、難度大等特點,學(xué)生普遍反映難學(xué),教師也感覺難以達(dá)到良好的教學(xué)效果,那么如何改變這一現(xiàn)狀值得我們廣大教師探討和研究.［1-3］

1 目前教學(xué)中面臨的問題

《計算機組成原理》課程因其具有知識面廣、內(nèi)容多、難度大、抽象等特點,因此在教學(xué)工作中常會出現(xiàn)如下問題:

1.1 內(nèi)容繁雜、聯(lián)系面廣.

該課程的先修課程模擬電路、數(shù)字電路具有一定的難度,部分學(xué)生沒學(xué)好,導(dǎo)致在本課程中與之相關(guān)的原理理解不透徹,降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中覺得該門課程枯燥抽象,原理復(fù)雜不易理解,知識點多,在學(xué)習(xí)過程中普遍存在畏難情緒,沒有信心,缺乏耐心等情況.

1.2 認(rèn)識不足、重“軟”輕“硬”.

計算機專業(yè)的學(xué)生對該門課程的重要性上存在認(rèn)識上的不足,認(rèn)為他們將來會從事軟件的開發(fā),學(xué)不學(xué)好硬件并不重要,加之軟件方面的人才現(xiàn)今需求量更大,更加重了他們“硬件不重要”的錯誤認(rèn)識,在剛開始學(xué)習(xí)這門課程時學(xué)生經(jīng)常會問學(xué)這門課有什么用,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣上的不足是無法學(xué)好該門課程的重要原因.

事實上,只有對計算機組成原理有深刻的理解,軟件設(shè)計者才能設(shè)計出優(yōu)秀的軟件.同時該課程也是學(xué)好后續(xù)課程如:《微機原理》、《計算機體系結(jié)構(gòu)》、《單片機原理與接口技術(shù)》、《嵌入式系統(tǒng)原理》、《操作系統(tǒng)原理》、《編譯原理》的關(guān)鍵.［4-8］

2 教學(xué)方法探索

基于以上分析,如何讓學(xué)生從課程一開始就明白該門課程的實用性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的興趣,從而讓他們?nèi)ブ鲃訉W(xué)習(xí)計算機專業(yè)的相關(guān)知識.

有句俗語“聽到的很快就會忘記,看到的才能理解,只有動手做過才能掌握”,因此筆者在教學(xué)方法上對應(yīng)的采用“講授法”、“演示法”、“實驗法”.其中的關(guān)鍵在于演示法--只有學(xué)生理解了才能夠掌握.C 程序設(shè)計語言一般會安排在該課程之前學(xué)習(xí),筆者結(jié)合計算機組成原理在C 語言中的實際應(yīng)用來談?wù)勓菔痉?

在講解第二章“數(shù)據(jù)的機器層次表示”時,引入C 語言中單精度浮點數(shù)來講述IEEE754 標(biāo)準(zhǔn)浮點數(shù),如圖1所示.

圖1 單精度浮點數(shù)如何在內(nèi)存中存放

在講解第三章程序控制類指令時,由于學(xué)生理解起來很抽象,我們通過C 語言中的if 語句的反匯編來講述轉(zhuǎn)移指令,如圖2所示.

圖2 轉(zhuǎn)移指令如何改變程序的執(zhí)行順序

在講解第五章主存儲器的組織時,我們通過C語言中的結(jié)構(gòu)體字節(jié)對齊來講解數(shù)據(jù)在主存中的存放以及大小端方案,如圖3所示.

圖3 結(jié)構(gòu)體字節(jié)對齊

結(jié) 論

通過多次的教學(xué)實踐結(jié)果表明,本文提出的教學(xué)方法--演示法,不僅能在本門課程學(xué)習(xí)的初始就有效消除學(xué)生們對專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的畏難心理,還能激發(fā)他們學(xué)習(xí)計算機知識的強烈興趣,充分調(diào)動其學(xué)習(xí)的主動性,達(dá)到自主學(xué)習(xí)的目的.