计算机组成原理各章

计算机组成原理各章（共9篇）

计算机组成原理各章 篇1

《计算机组成原理》课程简介1.我国的计算机教育

计算机科学技术的发展不仅极大地促进了整个科学技术的发展，而且明显地加快了经济信息化和社会信息化的进程。因此，计算机教育在各国都备受重视，计算机知识与能力已经成为21世纪人才素质的基本要素之一。

目前我国高等院校对非计算机专业的计算机教育分为三个层次，即“计算机文化基础”教育、“计算机技术基础”教育和“计算机应用基础”教育。其中“计算机技术基础”包括《计算机软件技术基础》和《计算机硬件技术基础》，“计算机应用基础”包括《数据库系统》、《计算机网络》和《多媒体技术》等等。而且国家教委对非计算机专业的本科生在计算机知识和能力方面应该达到如下要求：

⑴掌握计算机软、硬件基础知识：具备使用计算机实用工具处理日常事务的基本能力；具备通过网络获取信息、分析信息、利用信息，以及与他人交流的能力；了解并能自觉遵守信息化社会中的相关法律与道德规范。

⑵具有使用典型的专用软件（包）和软件工具解决本专业领域中问题的能力。⑶具备利用数据库技术对信息进行管理、加工和使用的意识与能力。此外，对某些专业的本科生同时提出了更高的要求：

⑴具备通过建模编程和在本专业领域中进行科学计算的基本能力（偏理科专业）；

⑵掌握计算机硬件的基本技术与分析方法，具备利用计算机硬件及接口技术解决本专业领域中问题的基本能力（偏工科专业）；

⑶具备专业领域中计算机应用系统的集成与开发能力。

我国高等院校对计算机科学与技术专业（即计算机专业）的计算机教育也是分为三个层次，该层次是根据高校的学科类别划分的：

⑴具有计算机一级学科博士学位授予权的教育部属重点高等院校。该类本科着重培养理论基础比较坚实、技术掌握熟练、有一定研究和开发能力的计算机专业学科型人才（约本科的10%可攻读博士学位）。

⑵具有一个计算机二级学科专业博士点的教育部属高等院校。该类本科着重培养有一定的理论基础、技术掌握比较熟练、有一定的研究或开发能力的计算机专业人才，其中一部分培养成学科型人才，另一部分培养成应用型人才（约本科的5%可攻读博士学位）。

⑶具有计算机二级学科专业硕士点的省属高等院校。该类高等院校本科面向企业应用，侧重培养对计算机技术或部分计算机技术掌握比较熟练，有一定的开发、应用能力的计算机专业应用型人才（约本科的2.5%可攻读博士学位）。

2.《计算机组成原理》课程的地位

《计算机组成原理》是计算机类各专业的一门必修的核心课，主要讨论计算机单机系统的结构组成、原理及内部工作机制。本课程在先导课和后继课之间起着承上启下的作用，一般教学时数为７0～９０学时。在本课程的教学中，我们准备遵守如下原则：

⑴ 本书强调计算机的基本概念和基础知识，对计算机的各大基本部件的组成原理、设计方法及相互关系都进行了详尽的描述。在讲授一般原理的同时，注意与实际应用相结合，以避免理论和实际脱节。主要以国内外流行的机型为例，同时介绍了一些常用的微处理器、接口、存储器和其它集成电路芯片。

⑵ 计算机技术的发展日新月异，作为一本专业基础课程，不可能也没有必要处处体现先进技术，有时过于求新，反倒会使内容显得高深且难以理解，本课程在阐述中注意由浅入深，循序渐进，在讲清基本原理的基础上，再提出先进技术和新的发展方向，以减少学习的难度。

⑶ 本课程根据教材各章节内容的要求按横向方式组织课程实例，而不拘泥于某一种具体的机型，以减少局限性，扩大学员的视野和适应面。考虑到目前国内的实际情况，实例以微、小型机为主。

⑷ 目前CPU已做成一个小小的芯片。如果要讨论一台具体机器的控制器将是很困难的。在教学中仅仅参照一个仅有十几条指令的模型机为例，试图通过解剖这样一个小小的“麻雀”来介绍组合逻辑控制器和微程序控制器的设计方法。

⑸ 教学中鼓励和提昌能够看懂的内容学员自己学习、非重点内容放给学员自己

学习、教学要求了解的内容由学员自己学习，一方面提高学员的自学能力同时也不影响教学内容的撑握。

3.我院委培计算机应用专业本科的定位

我个人理解应该介于计算机专业与非计算机专业之间。应该达到：

⑴具备通过建模编程和在本专业领域中进行科学计算的基本能力（偏理科专业）；

⑵掌握计算机硬件的基本技术与分析方法，具备利用计算机硬件及接口技术解决本专业领域中问题的基本能力（偏工科专业）；

⑶具备专业领域中计算机应用系统的集成与开发能力。

不妥地方以训练部门的规划为准。

4.该课程教学实施的一点考虑

21世纪是一个信息化社会，信息化社会的特点：

①21世纪是一个以知识为支配地位的知识经济时代。

②在这个时期，科学技术突飞猛进，知识更新快；学生获取知识的渠道日趋广泛；过去的那种教师是知识的垄断者和知识的传授者的时代已经逐渐过去。

③21世纪是一个学科综合、知识面极其广泛的社会结构，知识的广泛性与专业性、学科的宽与专都在发生着新的变化；市场经济条件下（竟争的同时提昌合作，国际化与区域化的协同等）工作岗位的不固定。专家预见：21世纪是一个终身学习的社会（也是极易被工作岗位淘汰的社会）。该时期的“文盲”是那些不会学习的人。④21世纪培养和争夺高素质军事人才将是世界军事变革的核心，也是军事竟争的焦点。所以，人才培养是做好军事斗争准备的当务之急。

为此：

⑴转变思想观念：改变过去中学阶段的学习方法与方式

①建立新的师生观：教员由支配者变为指导者、促进者和合作者；学员突出主体性和创造性，由被动接受变为主动学习。

②建立新的内容观念：重视知识传授，更注重开发智力、培养能力、提高素质等良好的非智力因素。

③建立新的过程观念：科学设计教学过程，创设和谐教学情境，营造浓郁学术氛围；实施双向交流。

④建立新的质量观念：学员良好的全面素质、复合知识结构和综合能力、认知能力、创新精神及创新能力等将作为评价教学质量的标准。

⑵发挥学员认知主体作用的教学手段和方法

①启发式教学：激发思维，师生互动，增强学员学习的主动性、积极性和创造性。

②民主教学：以学员为主体，以学习为中心。鼓励争辩，课堂氛围宽松和谐。③开放式教学：课上课下融合（校内校外结合，院校部门联合），培养发散思维，增强学员学习的自主权（课内教学专心用于学习）。

④研究式教学：废除灌输式，昌导研讨式、探索式。教员指点学员自主获取知识。

⑶如何处理好教学中的问题

教学工作的问题、意见、建议不具任何形式多提意见。同时准备召开一到两次教学座谈会，面对面共同研究教学法，立争使同学们通过计算机系列教学，在认知能力和创新能力方面能够有一个较大的提高。【告诉同学们的联系电话：831057（O）、828729（H）】

变革时期对我们每一次人是幸运、挑战、也是责任。教育改革是国家的需要、民族的需要、是生存和发展的需要、也是提高生活标准的需要，所以需要人人树立主人翁意识，积极参与改革。愿望能否实现，原我们共同努力！

5.教学时数的划分（70学时）

第一章：6学时

第二章：6学时

第三章：8学时

第四章：

第五章：30学时

第六章：7学时

第七章：10学时

第八章：1学时

机动：2

6.对同学们的几点要求：

①专心听课、做好笔记、课后认真复习；

②多做练习，珍惜上机时间；

③教学中的问题及时反馈；

④经济允许时，适当看些参考书。

最后祝愿同学们：

学有所成、学有所用，成为社会上的急用人才。

计算机组成原理各章 篇2

1《计算机组成原理》课程的理论教学

当前的大学教育往往只重视知识的简单传授,忽略讲课的受体,教学过程好像是模式化的生产线,不注重学生实际能力的培养。作者在教学实践中深刻认识到:在讲授组成原理这门课时,应注重学生理论联系实际的能力,真正让学生体会到学习这门课程的必要性,让学生有主动探求知识的冲动,从而提高学习效率。

1.1 引导式教学

在课堂上,从身边的现象入手引导学生主动提出问题,解决问题。例如讲外部设备章节时,从每个学生都接触到的硬盘容量问题入手,逐步推出硬盘的内部结构和容量的计算方法。在讲授运算器章节时,从每个人都使用过的计算器入手,推演出加法器的实现。教学中应多采用提出问题和比较归纳的教学方法,引导学生主动学习,但也要注意所提问题要在学生理解能力之内,避免出现一些太过抽象的问题。

1.2 将计算机最新前沿知识引入课堂教学

计算机教材的出版周期跟不上计算机技术的发展,使得教材中部分知识显得老化甚至过时,因此,在教学过程中,要尽量补充有关的前沿知识,使学生既学习了理论知识,又开阔了视野,了解到最新的技术发展。例如讲授总线时,不是仅就教材提供的个别抽象图形进行讲解,而是通过补充各时期计算机主板的总线逻辑结构以及当前流行主板结构中的前端总线等内容,使学生在学习总线结构和标准时有所参照,降低了学习的难度。再例如讲授总线性能时,可以补充前端总线的相关发展,加深学生对知识点的理解,还让他们对当前流行的技术和参数具体化,与最新的知识接轨。再例如讲授外设时,补充诸如通用串行接口,显示器的最新产品和技术等。在讲授CPU的工作原理时,补充当前多核处理器的发展,手机控制器的快速发展等。这些最新的设备或技术其实学生平时都能接触到,无形中就拉近了学生和所学知识的距离,提高了学生的学习兴趣。通过补充新知识,使学生对知识能进行关联记忆,降低学习难度,提高授课效果。

1.3 充分利用多媒体技术扩充课堂教学知识容量

组成原理课程使用多媒体教学有着传统“粉笔加黑板”的课堂教学模式无法比拟的优势。传统课堂要浪费大量时间绘制数量繁多的硬件图、电路图,费时又费力。多媒体图文并茂、直观性强和大容量的特点,给组成原理的教学带来了极大的方便。。一些用语言很难描述清楚的设备工作过程利用多媒体工具制作成动态的效果图,可以收到事半功倍的教学效果。但多媒体教学也有其不足之处,比如多媒体课件容量极大,但学生每节课的接受能力有限,往往是上课看得挺热闹,下课什么也没记住,所以不能过分依赖多媒体课件,而应将传统教学方法和新技术有效结合,这样才能取得更好的教学效果。

1.4 改进思维方法

学生对《计算机组成原理》这门课普遍存有恐惧心理,这既说明该课程的确难学,但也跟不当的学习方法和教学方法有着密切关系。人们容易对枯燥的内容产生倦怠,一旦兴趣丧失,学习自然变成了一种痛苦。所以在教学过程中一定要注意因材施教,及时跟学生有效沟通,了解学生真实的思想,积极及时加以引导,使学生克服浮躁情绪,踏踏实实学习。学生在平时已对计算机的相关部件,如鼠标、键盘、机箱、显示器等有一定的了解,形成了对计算机的初步认识,但实际的学习跟表象有着比较大的差异,必须通过大量的实例分析,克服灌输式教学模式,引导学生从自己熟悉的内容入手,逐步深入,养成良好的思维习惯,掌握一定的解决问题的方法,从而进一步深化计算机体系结构的相关概念。

2《计算机组成原理》课程实践教学方法

计算机组成原理课程是一门需要理论与实践相结合的课程,组成原理实验在教学计划中占据相当大的比重。只有抓住实践环节,才能使学生把理论知识真正转化成自己的能力。在实验教学中,实验内容的安排应遵从由简单到复杂、由局部到整体、由个人实验到小组实验的规律,引导学生稳步提高实验能力。实验初期可以进行运算器、存储器等功能部件的功能验证,当学生掌握了基本实验技能后,再加入综合性的实验,如模拟机的设计等,最后对部分有余力的同学实施开放式实验,让他们随心所欲地做自己感兴趣的实验,通过阶梯式的实验内容,使学生对组成原理这门课程加深印象,提高兴趣。

2.1 加大模拟实验软件在实践教学中的应用力度

模拟实验软件是组成原理实验教学手段的有效补充。绝大部分学校的实验设备都无法百分之百满足所有学生需求,而且组成原理的实验设备还具有更新快、价格昂贵等难以克服的问题,模拟实验软件以其低成本,高效率成为组成实验教学不可或缺的部分。随意的模拟元件和参数设置提高了实验的灵活性,降低了学校的实验成本,还可以有效避免实验中真实物理器件的损耗,扩充组成实验的范围和空间。

2.2 充分利用校园网络系统作为课堂教学的有益补充

组成原理是计算机专业的重要专业基础课,但有一定的难度,如果可以对学生进行针对性的辅导或组织各种课题讨论,对提高教学质量无疑是有益的,但随着高校多年的扩招,学生人数庞大,在课堂教学中难以实现这些教学手段。校园网络的发展使之得以实现。通过创建组成原理学习网站,教学资源得到有效共享,师生沟通更加顺畅,学生可以进行自主学习,不再受时间和空间的局限。

3 总结

《计算机组成原理》是计算机专业重要的专业基础课程,其教学内容和教学方法应该不是一成不变的。随着新技术的不断涌现,只有不断思考,不断实践,不断总结,才能使组成原理的教学工作更上层楼。

摘要：《计算机组成原理》是计算机专业重要的专业基础课,具有概念多、结构复杂、抽象等特点,教师需要不断改进教学手段、创新教学方法才能使教学质量不断提高。该文结合本人教学实践经验,从理论教学和实践教学两个方面对如何做好《计算机组成原理》教学进行了阐述。

关键词：组成原理,教学手段,教学质量

参考文献

[1]蒋本珊.计算机组成原理[M].北京:清华人学出版社,2008.

[2]王爱英.计算机组成与结构[M].北京:清华人学出版社,2001.

[3]白中英.计算机组成原理[M].北京:科学出版社,2008.

[4]伍铁斌.电路课程教学探讨[J].电脑知识与技术,2012(17):4184-4185.

计算机组成原理实验教学探索 篇3

关键词：计算机组成原理; 实验教学; 改革

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)18-31757-02

Exploration into Experiment Teaching for Computer Organization Principle

CHEN Yong

(Department of Computer Science, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003, China)

Abstract: This article dealt with the experimental content, teaching model, experiment means and mark assessment. It introduced the teaching reformed ways and effects in principles of computer organization experiment.

Key words: principles of computer organization; experiment teaching; reformed

1 引言

计算机组成原理是高校计算机专业学生的一门专业核心课程，它主要介绍计算机整机的组成和工作原理,其主要任务是培养学生能系统而完整地理解计算机硬件系统的组成结构和工作原理，培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计及开发能力，它在整个专业课的教学中起到了承上启下的作用，是微机原理及接口技术、编译原理、计算机系统结构等后继课程的基础。但是计算机组成原理这门课程具有知识面广、内容多、难度大、抽象等特点有很强的理论性、实践性与应用性。探讨如何在当前课时压缩、生源一般、实验资源有限的条件下，通过实验教学改革促进、完善课堂教学效果，培养学生的实践能力、创新能力和应用能力显得尤为重要。为此，我们对实验教学方法进行了探讨。

2 改革实验教学内容

我们根据计算机组成原理课程实验课程的特点重新修订了实验大纲，教学要做到合理安排实验时间，配合理论教学内容，在进度上要有先基础、简单、局部的实验，后逐步深人、复杂和整机的实验。实验要求协调，具有连贯性，在进度上，不同阶段应采用不同的实验教学方法.实验教学的内容要突出理论课的重点、难点，做到理论与实践相结合。由于低年级大学生有的学生人学前物理课电学实验做的很少，对各种电子元器件了解很少，各种芯片的功能基本上不了解，各种实验设备不知如何使用。针对这种情况，在上实验课前，应先做好补课工作，然后再进人各阶段的实验。我系采用的是Dais-CMH计算机组成原理实验箱，可以完成6个实验，基本上包括了教材的全部内容。通过验证型实验、综合型和设计型实验，不但巩固了教材上所学的内容，而且学生动脑动手的能力也得到了提高。

3 改革实验教学模式

由于计算机教学的变化和教学内容的增加，多媒体教学作为先进的教学手段是必不可少的。将多媒体教学融人实验教学中，是解决目前课时紧张、实验内容增多的一个可行途径。我们加强了实践教学环节的投人，运用Authware、Flash等软件自行研制开发计算机组成原理配套的实验教学课件。课件具有演示直观，动态感强的特点，易于学生理解；能完成实验的动态显示和模拟仿真，满足了课堂所需要的实验要求，强化了学生的操作技能和理论知识应用能力的培养，提高了学生的自学能力和设计能力。

逐步建立开放性的实验环境（教学时间开放、教学内容开放、实验元器件开放）。传统的教学实验模式下，学生往往被限制在教师事先设定好的诸多限定条件之内，在这样的实验环境和气氛下，学生发挥自身潜能的余地和空间很小。我们允许学生结合课程学习及自己的专业特点、时间安排或兴趣爱好提出实验题目、设计实验方案或实验构想，并可在一个较宽松的实验环境和可灵活选择的时间范围内完成。教师积极鼓励学生大胆提出自己的实验思路和构想，尽力创造条件引导和支持他们开展有意义的实验研究。对于其中具有创造性构想的学生及其实验成果，可给予相应的奖励。设置这样的实验环境和条件，有利于培养学生主动学习的能力和创造意识。

4 增加课程设计的实验方式

提高同学对系统的整体认识根据我们到其他学校的调研，有一种有利于提高同学对所学习课程的整体性了解和掌握的方法，就是在课堂教学的第二学期开设与课程相关的课程设计，并将课程设计提高到一票否决的地位（即无论考试成绩如何高，如果课程设计不及格、该课程就不予及格），这样有助于增强同学对系统的整体概念和动手能力，这类综合性课程设计是在第二学期的开始几周，可以不影响正常的实验教学（如计算机组成原理实验要到第5周后才开始），同时也增加了实验设备的使用率，提高了学生的综合设计能力。

5 改革实验教学评价模式

在考核方法上，改变了传统应试教育方式，注重提高学生的综合素质，根据学生实验的综合能力进行评定，我们制定了严格的考核制度。对学生的成绩我们综合其课堂训练、实验验收、实验日志、实验报告、平时开放实验以及实验测试等进行评定。特别是最后的实验测试，对每位同学给出不同的题目，学生必需根据所给题目修改电路、编写测试程序、最后下载到实验箱正确调试出结果。这大大地减少了学生之间抄袭实验的恶劣现象。具体评分标准如下：

实验总成绩（100%）= 平时成绩1（40%）＋平时成绩2（40%）＋测试成绩（20%）；

其中：平时成绩1＝实践操作总成绩（综合考查课堂训练＋实验操作验收，考虑用百分比分等级）；

平时成绩2＝预习报告总成绩（10%）＋实验日志实验报告总成绩（30%）。

6 结束语

实践证明，实验教学不论硬件设备还是实验内容都要不断地改革，任何一种教学设备都不可能完美无缺，都各有利弊，必须从学生的接受能力和实验效果出发，互相补充才能达到良好的教学目的。此外，还必须有领导的支持、有经费保障、有教师的责任感和奉献精神、有学生的积极参与等才能把实验教学搞好。才能真正做到了“软”“硬”结合，为后续课程的学习奠定了基础，起到了承上启下的作用，有利于培养开拓型、创新型高素质专业人才的培养。

参考文献：

[1] 白中英. 计算机组成原理[M]. 北京:科学出版社，2001.

[2] 魏立伟，等. 计算机组成原理实验教学的改革与实践[J]. 科学教育论坛，2005.12.

[3] 赵洋，等. 计算机组成原理实验教学模式改革的实践[J]. 科学信息，2006.7.

计算机组成原理心得 篇4

学习这门课已经有一段时间，刚开始学习《计算机组成原理》的时候，一头雾水，什么都不了解，以前也没有接触过。所以上课的时候有好多东西都听不懂，越学越没有信心，越学越差，甚至有时都想放弃。可是上课一段时间后，一点一点慢慢的发现了这门课程的内在联系，所以慢慢的就有了点信心。在计算机系呆了两年的时间，我感觉到我真的是计算机系的学生，我真的开始作为一名计算机算是专业的人员来了解计算机，而不是跟外行那样，二者有很大的区别。

计算机组成原理课程是计算机学科的一门核心专业基础课，基本要求是使我们掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法，学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理，学习计算机设计中的入门性知识，掌握维护、使用计算机的技能。这门课对于使我们了解现代计算机的各个组成部分及其工作原理具有重要作用，对于我们后续课程的学习无疑也具有积极的意义。它的课程地位十分重要，学习起来有点难度，感受颇多的。

随着计算机技术的飞速发展，计算机内部结构也越来越复杂和庞大，因此我在整本书的学习过程中总体感受是太过抽象，认识感比较差，感觉很难懂，而且知识点有很多。下面我结合具体的学习内容谈谈。

《计算机组成原理》这本书以计算机的五大基本组成部件：运算器、存储器、控制器及输入设备和输出设备为整体框架结构，模块化的向我们介绍了各硬件的功能和工作方式，向我们介绍了计算机的基本组成原理和工作原理，让我们了解到计算机是如何工作的，同时也让我们掌握了一些对计算机部件和工作方式的基本的分析和设计能力。《计算机组成原理》的专业基础课程是我们已经学习过的《数字逻辑》，它的后继课程有《微机原理及应用》、《接口技术》、《汇编语言程序设计》等课程，为我们以后学习这些课程奠定了基础。从而也可以看出，《计算机组成原理》在我们的整个专业课程学习过程中起到了承上启下的重要作用。

前两章计算机的基本组成和计算机的发展史。计算机是如何工作的，同时也让我们掌握了一些对计算机部件和工作方式的基本的分析和设计能力。在第三章学习了系统总线的相关知识包括总线的分类、数据的传输及总线的控制等。学习起来整体感觉还好，了解到计算机内部数据是如何通过总线传输的，及总线资源是如何控制的，如何分时共享的。在第四章学习了存储器的相关知识。存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据，因此它在整个计算机系统中的地位是非常重要的。学习了存储器的分类、工作原理及组织方式等。在第五章学习了输入和输出设备，主要学习了I/o接口技术及I/o设备与主机信息传输的控制方式。重点知识在于程序中断方式和DMA查询方式。在第六章主要学习了计算机的运算方式。都是一些固定的方法，做题目会做，但是因为运算规则、方法太多了，记不住啊！最后的第七到第十章，学习了CPU的功能和结构，这是计算机系统中的核心部分，也是本课程中的重点和难点。学习指令系统的时候，感觉很抽象很难；学习学习控制单元的功能及设计的时候，感觉更难，更抽象，尤其是微指令。整体的感觉就是：模糊。感觉很难，很抽象，很难懂，更难理解。但是在学习过程中唯一让我觉得很有希望的就是，老师您举的比喻或类别，感觉很直观，很好。

通过学习老师的课程，我对于计算机组成原理这门课的学习方法，做出了需要注意的几点的总结：

1、用事实调动自己的兴趣

计算机科学与技术的发展日新月异，新技术、新方法、新产品层出不穷。经常会对所学的课程产生疑问，如果缺乏学习动力，学习的积极性就会不高。爱因斯坦曾经说过：“兴趣是最好的老师”。我们应该把学当作一种快乐。

2、积极思考理解，不要死记硬背。

对于知识，只要理解了就会觉得很容易，但是如果不理解，只是死记硬背，那么学习效率就会很低，而且也没有什么收获。

3、通过动手实验培养创造力

实验是本课程的重要环节之一，通过实验能够更加深入地理解计算机的组织、结构和工作原理，从而提高对计算机系统进行分析和设计的能力。实验更是学生创新思维的源泉，是培养高素质创新型计算机专业人才的重要保障。

计算机组成原理实验报告 篇5

名：

学

号：

班

级：

指 导 老 师：

郑

计算机科学与技术-计10

4一个上升沿，数据66H 被写入W 寄存器。3）将11H写入R0寄存器

①K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入“Hand......”手动状态。②二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据11H

置控制信号为：

③按住STEP脉冲键，CK由高变低，观察现象；放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据11H 被写入R0 寄存器。4）将22H写入R1寄存器

①K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入“Hand......”手动状态。②二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据22H

置控制信号为：

③按住STEP脉冲键，CK由高变低，观察现象；放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据22H被写入R1 寄存器。5）将33H写入R2寄存器

①K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入“Hand......”手动状态。②二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据33H

置控制信号为：

③按住STEP脉冲键，CK由高变低，观察现象；放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据33H被写入R2 寄存器。

计算机科学与技术-计104

这时寄存器R3 的红色输出指示灯亮，R3 寄存器的数据送上数据总线。此时数据总线指示灯L7...L0为： 01000100.将K11(RRD)置为1，关闭R3 寄存器输出。11）将12H写入MAR寄存器

①K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入“Hand......”手动状态。②二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据12H

置控制信号为：

③按住STEP脉冲键，CK由高变低，观察现象；放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据12H被写入MAR寄存器。12）将34H写入ST寄存器

①K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入“Hand......”手动状态。②二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据34H

置控制信号为：

③按住STEP脉冲键，CK由高变低，观察现象；放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据34H被写入ST 寄存器。13）将56H写入OUT寄存器

①K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入“Hand......”手动状态。②二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据56H

置控制信号为：

计算机科学与技术-计10

4（2）掌握简单运算器的数据传送通道。

（3）能够按给定数据，完成实验指定的算术/逻辑运算。

4.实验步骤：

①将55H写入A寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H

置控制信号为：

按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。

②将33H写入W寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据33H

置控制信号为：

按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器W 的黄色选择指示灯亮，表明选择W寄存器。放开STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据33H 被写入W 寄存器。

③置下表的控制信号，检验运算器的运算结果

计算机科学与技术-计10

4实验2：移位实验 将55H写入A寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H

置控制信号为：

按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。

S2S1S0=111 时运算器结果为寄存器A内容

5.实验结果与分析：

移位与输出门是否打开无关，无论运算器结果如何，移位门都会给出移位结果。但究竟把那一个结果送数据总线由X2X1X0输出选择决定。表中第一行，A中寄存器值为55H=01010101,L为左移结果为：10101010B=AAH，D为直通输入结果为原值，R为右

计算机科学与技术-计10

4(2)按图3—6连接实验线路，仔细查线无误后接通源。

4.实验结果与分析：

① 编程

计算机科学与技术-计104

MAO清零，从而明确本机的运行入口微地址为000000(二进制)。

D．按动“START”键，启动时序电路，则每按动一次启动键，读出一条微指令后停机，此时实验台上的微地址显示灯和微命令显示灯将显示所读出的一条指令。注意：在当前条件下，可将“MICRO—CONTROLLER”单元的sE6一sEl接至“SWITCH UNIT”中的S3—Cn对应二进制开关上，可通过强置端sEl一sE6人为设置分支地址。将SEI—SE6对应二进制开关量为“1”，当需要人为设置分支地址时，将某个或几个二进制开关置“0”，相应的微地址位即被强置为“l”，从而改变下一条微指令的地址。(二进制开关置为“0”，相应的微地址位将被强置为“l”)④ 连续运行

A．将编程开关置为“RUN(运行)”状态。

B．将实验板的单步开关“STEP”置为“EXEC”状态。

C.使CLR从l→0→l，此时微地址寄存器清“0”，从而给出取指微指令的入口地址为 000000(二进制)。

D．启动时序电路，则可连续读出微指令。

5.实验注意事项：

计算机组成原理各章 篇6

一、实验1 Quartus Ⅱ的使用

一．实验目的

掌握Quartus Ⅱ的基本使用方法。

了解74138（3：8）译码器、74244、74273的功能。

利用Quartus Ⅱ验证74138（3：8）译码器、74244、74273的功能。二．实验任务

熟悉Quartus Ⅱ中的管理项目、输入原理图以及仿真的设计方法与流程。

新建项目，利用原理编辑方式输入74138、74244、74273的功能特性，依照其功能表分别进行仿真，验证这三种期间的功能。

三．74138、74244、74273的原理图与仿真图 1.74138的原理图与仿真图

74244的原理图与仿真图 1.4.74273的原理图与仿真图、实验2 运算器组成实验

一、实验目的

1.掌握算术逻辑运算单元（ALU）的工作原理。2.熟悉简单运算器的数据传送通路。

3.验证4位运算器（74181）的组合功能。

4.按给定数据，完成几种指定的算术和逻辑运算。

二、实验电路

附录中的图示出了本实验所用的运算器数据通路图。8位字长的ALU由2片74181构成。2片74273构成两个操作数寄存器DR1和DR2，用来保存参与运算的数据。DR1接ALU的A数据输入端口，DR2接ALU的B数据输入端口，ALU的数据输出通过三态门74244发送到数据总线BUS7-BUS0上。参与运算的数据可通过一个三态门74244输入到数据总线上，并可送到DR1或DR2暂存。

图中尾巴上带粗短线标记的信号都是控制信号。除了T4是脉冲信号外，其他均为电位信号。nC0，nALU-BUS，nSW-BUS均为低电平有效。

三、实验任务

按所示实验电路，输入原理图，建立.bdf文件。

四.实验原理图及仿真图

给DR1存入01010101，给DR2存入10101010，然后利用ALU的直通功能，检查DR1、DR2中是否保存了所置的数。其实验原理图如下：

波形图如下：

实验3 半导体存储器原理实验

（一）、实验目的

（1）熟悉静态随机存储器RAM和只读存储器ROM的工作特性和使用方法；（2）熟悉半导体存储器存储和读出数据的过程；（3）了解使用半导体存储器电路时的定时要求。

（二）、实验要求

利用Quartus Ⅱ器件库提供的参数化存储单元，设计一个由128X8位的RAM和128X8位的ROM构成的存储器系统。请设计有关逻辑电路，要求仿真通过，并设计波形文件，验证该存储器系统的存储与读出。

（三）、实验原理图与仿真图

ram内所存储的数据：

rom内所存储的数据：

仿真图如下：

（四）心得体会

本次试验中，我们应该熟练掌握Quartus Ⅱ软件的使用方法；熟悉静态随机存储器RAM和只读存储器ROM的工作特性和使用方法；熟悉半导体存储器存储和读出数据的过程；了解使用半导体存储器电路时的定时要求。并且制定实验方案然后进行实验验证。要学会将学到的知识运用到实际中。

四、实验4 数据通路的组成与故障分析实验

（一）、实验目的

（1）将运算器模块与存储器模块进行连接；（2）进一步熟悉计算机的数据通路；

（3）炼分析问题与解决问题的能力，学会在出现故障的情况下，独立分析故障现象并排除故障。

（二）、实验电路

设计一实验电路图，把前面进行的运算器实验模块与存储器实验模块两部分电路连接在一起。RAM和ROM的输出都可以送至寄存器R1和R2作为运算器的输入，而运算器的结果可以送入R3暂存，然后送入RAM的指定单元。整个电路总线结构的形式自行设计。

（三）、实验原理图与仿真图

ram内所存储的数据：

rom内所存储的数据：

原理图如下： 仿真图如下： 五．心得体会

计算机组成原理课程教学新思路 篇7

1 目前教学中存在的问题

计算机组成原理课程教学一直以理论教学为主，少量实验教学为辅。学生学习过程难度较大，教学效果不理想，目前教学中存在的问题主要表现在以下几个方面。

1.1 教材内容陈旧，缺乏好的教材和课件

当前许多教材的内容已远远落后于计算机体系结构的发展，教学内容的直接应用目标不清晰，学生难以理解课程的直接应用价值。许多教材理论性较强，内容陈旧且知识覆盖面窄，缺乏与前沿技术的结合，教材中的知识点多且杂，学生对课程不感兴趣。另外多数随教材配套课件都是教材内容的简单罗列，内容空洞，对重要及抽象知识点的理解帮助不大，缺乏使用价值，很难激发学生的学习热情。

1.2 教学方法及教学手段落后

教师过分依赖多媒体课件，教学过程中缺乏必要的推理分析，仍然采用长期以来“灌输式”的教学方法，没有充分调动学生的主观能动性，忽略了学生的主体地位。多数教师在教学中缺少理论与实践相结合的具体内容，授课枯燥，内容抽象。

1.3 实践性环节薄弱

实验条件落后，实验内容与讲授内容不匹配，课程实验多以验证型实验为主，知识点的讲授缺乏有效载体，学生学习难度大；实践课成绩评定方式单一，缺少科学性；学生实际动手能力和创新能力的培养和训练不足，不能突出学校的人才培养目标和教学特色。

1.4 部分授课教师本身缺乏计算机硬件方面的设计和工程经历，对课程知识点和精髓的理解深度不够

2 课程教学改革新思路

2.1 教学内容的改革思路

课程教学内容的选择是关键，教材只是一个教学内容的框架，讲授课程不能没有取舍而照本宣科，对于教材中较陈旧的内容要大胆地舍去，新的内容有选择地溶入到课堂，但也不能为了突出所谓的先进和新颖，把层出不穷的新技术不加选择地加入教学内容。如随着计算机流水技术的不断发展变化，计算机的指令周期、机器周期和时钟周期的概念也在发展变化，过去强调一个指令周期由若干个机器周期构成，一个机器周期又包含若干个时钟周期，而现在随着标量或超标量流水线的出现，一个时钟周期就可能执行一条指令甚至是多条指令。C P U的结构除了引入多级Cache外，还引入了多核结构，这就使得相应的教材内容要进行变化，就要求教师在讲解这些内容时要加入标量、超标量及多核结构的内容，来系统讲解这几个周期之间的关系。总之教师应该按照学校的总体办学要求、人才培养的目标、具备的教学条件、学生的实际水平和教师的具体情况，在保证完成教学大纲基本要求的前提下，做出合理的选择，突出自己的教学特色。依据计算机组成原理教学大纲，要把最基本的内容讲精、讲透。针对某1本教材，如唐朔飞老师的《计算机组成原理》，有的教学内容可以让学生自学，独立思考，完成教师提出的问题；有的教学内容必须精讲精练，而且要做一定的习题量，完成知识点的掌握。也就是以一本教材为主线，针对某个知识点有取舍地加入其他教材内容。另外，要把握好不同课程之间的衔接，在开设计算机组成原理课程之前，一定要先学习它的先导课程，如计算机组装与维护、数字逻辑电路、汇编语言等。同时要根据学校不同的办学目标和办学性质，针对不同的教学对象，可以把教学内容实施方案分为科学型、工程型、应用型，不同的教学对象选择不同的内容实施方案，具体的实施方案建议查看参考文献1的内容。

在完善课堂教学内容的同时还要加强实践教学的改革，提高课程的实际教学效果。实践教学要为教学目标服务，要与理论课程教学内容相结合，体现课程的特点，体现课程的内容要求。针对计算机组成原理这门课程，笔者认为主要应做好课程设计和课程实验。课程实验要分为课内实验和独立实验2种，课内实验主要指在理论课内含有的实验，主要用来使学生更好地掌握理论课上所讲的内容；独立实验是与理论课程内容相对应，其独立性较强、复杂度更高。实验要紧密结合课堂理论教学内容，着眼于帮助学生加深理论教学内容的理解，培养学生实践操作能力及创新能力，设计一组难度适中的实验题目。课程实验设计要遵循以下原则：⑴目标性原则。紧紧围绕课程教学目标，注重实践能力的培养。⑵系统化原则。按照组成课程实验教学的各个分实验的地位、作用及相互之间的内在联系不，使各个分实验做到相互衔接、彼此关联，贯穿于课程学习的全过程。⑶规范化原则。要规范实验的内容、形式，制定出相应的考核标准和要求。

在完成课程实验的基础上要进一步完善课程设计，因为仅仅依靠课程实验的内容很难系统地培养学生综合运用所学知识的能力，课程设计可以激发学生学习知识的主动性和创造性，开设课程设计使学生不仅对学科技术及其发展有比较全面的认识，而且对一些新的领域或跨学科的知识以及各学科之间的联系有比较多的了解，能给学生一个整体的概念，有利于个性的培养和学科综合能力的提高。另外，通过课程设计可以较好的解决目前课程设置、教学实验内容和学时限制方面的所存在的诸多问题。

2.2 教学手段的改革思路

教学手段是制约教学质量、教学模式的重要因素，传统的教学手段是“粉笔+黑板”，书写黑板要占用很多课堂时间，学生不感兴趣且效率低下。目前大多高校教师都已能充分运用多媒体、网络等技术来改变传统教学的局限与不足，课件教学已经成为最主要的教学手段，但又出现了另外的极端，很多教师过分的依赖幻灯片，出现读课件的情况严重。由于采用课件使教学过程速度过快，学生没有思考时间跟不上教师的讲解。通过实践证明，采用“课件+黑板+网络”的教学手段，能得到较好的教学效果。授课的部分内容(如：例题、原理图、表、信号动态流向）在课件上出现，通过比较生动的画面，把原本只能通过抽象思维的计算机内部传递过程、控制状态传递等内容通过直观的方式展现出来，把抽象思维和直观观察紧密结合。理论推导等细节部分在黑板上给予适当补充，在细节推理过程中要给学生有充分的思考时间。给出一个新的内容后，马上要紧跟一个具体例子，加深学生对新的知识点的理解。另外要有效利用网络教学资源，充分发挥虚拟教室、远程教学、分布式教学等现代化教学技术的作用，最好建立网上课程教学系统，把教学课件、电子教案、习题、答疑等放在教学系统上进行，可以大大节约课堂时间，使学生的课余时间也得到了充分利用。组织教研室教师在网上进行作业批改，辅导答疑，可以大大提高工作效率。所以笔者认为使用课件教学的同时决不能完全摒弃黑板，要把课件、黑板、网络进行有机的结合可以得到较好的教学效果。

2.3 教学方法的改革思路

计算机组成原理课程的理论性较强，重点难点较多，内容抽象不易理解，教学过程主要是引导学生对知识点的深入理解，培养学生抽象思维能力和对基本知识掌握。教学过程中培养学生的兴趣是至关重要的，所以笔者主张在课堂教学中贯彻兴趣驱动和任务驱动的教学思想，激发学生的学习兴趣，建立以学生为主体的教学模式，充分发挥学生的自学能力和团队协作能力。教师在教学中应起组织、引导、答疑的作用，从知识的传授者、教学的组织领导者转变成为学习过程中的咨询者、指导者，充分调动学生学习的能动性，使学生变被动学习为主动学习。这个转变就要求教师要充分备好课，要把知识点在脑海里真正消化，把教学内容变成自己的语言，使学生感到这些知识是从教师大脑思维中自然流出的，使学生与教师在“教”与“学”的过程中达到同步，在教师的引导与启发下去积极思考问题。这不仅提高了学生的学习兴趣，更重要的是能培养他们发现问题、分析问题、解决问题的意识和能力。

2.4 考核方式的改革思路

计算机组成原理课的传统考核方式是通过1次期中或期末考试作为学生的学业成绩，缺乏过程管理，笔者通过近几年的教学过程已深深感觉到这一考核方式的弊端。此课程的考核应该建立多元化考核评价体系，要特别注重实验环节的考核方式，构建过程化的实验考核体系，实行平时成绩和实验环节成绩、竞赛成绩、兴趣小组活动成绩和期末考试成绩相结合的评价方式，以全面考核学生的学习效果和综合素质，防止死记硬背的机械化学习，对学生的学习起到良好的导向作用。

平时成绩：由任课教师根据学生平时作业，平时问答，课堂表现等进行评价。

实验环节成绩：在传统的实验课考核的基础上，加入随机检查的成绩评定方式。随机检查是当学生在实验时，对学生进行随机的提问，让其简述实验步骤及目的。学生的每个实验项目均必须有教师验收检查并给出成绩，最后把出勤情况、预习实验完成情况、实验操作过程、提问回答情况、实验报告等实验项目成绩综合后给出每个学生的实验环节成绩。

期末成绩：是全面综合的课程知识考试，教师组织试卷时应严格按照课程教学大纲要求进行，既要考查学生对基本理论、基础知识的掌握程度，更要检查学生创新思维、分析问题及解决问题的能力，试卷要有较大覆盖面，评卷要客观公正，实行流水评卷。多元化评定成绩可全面反映学生的实际能力，激发学生完成平时作业、回答提问的积极性，保持了学生掌握知识的连贯性和持续性。

3 结束语

计算机组成原理课程的教学改革需要长期的研究探索和实践，研究并实践一种有效的教学模式，对帮助学生从微观层面掌握本课程的知识单元，从宏观层面建立该课程知识体系，进而培养学生关于计算机硬件系统的认知能力、设计能力和创新能力，具有重要的作用。通过对目前此课程实际教学中存在的问题分析，分别从教学内容、教学手段、教学方法、考核方式等方面提出了一系列的解决方案和改革思路，这些改革思路在实际教学中取得了良好的教学效果。

摘要：计算机组成原理课程是计算机专业本科阶段极其重要的核心课程,内容多且难度大,在计算机专业课程体系中起着承上启下的作用。本文指出了目前课程教学中存在的问题,分别从教学内容、教学手段、教学方法、考核方式等方面提出了一系列的新思路,通过实践证明这些新思路在实际教学过程中是行之有效的。

关键词：计算机组成原理,课程教学,新思路

参考文献

[1]蒋宗礼.高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案[M].北京:高等教育出版社,2009

[2]计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范[M].北京:清华大学出版社,2009

[3]白中英.计算机组成原理[M].北京:中国科学出版社,2009

计算机组成原理各章 篇8

关键词： 《计算机组成原理》 工程思维 教学探索

《计算机组成原理》是计算机科学与技术及信息类相关专业的一门核心课程，这门课程不针对具体机型，而是从计算机系统的组成和结构角度讲述计算机的基本原理，对计算机系统的硬件设计具有理论指导意义。这门课程涉及的基础理论、基本概念较多，有较强的理论性，如果采用一般的教学方法，学生学习起来感到难懂和枯燥，是公认的学习难度和教学难度较高的一门课程。

如何让学生提高对这门课程的学习兴趣、积极思考，努力投入的硬件知识的学习中，我在十多年的课程教学和科研实践中，探索从“工程思维”的角度引领课程教学，取得较好的教学效果，受到学生的欢迎。

一、《计算机组成原理》课程定位

首先，计算机科学与技术专业是一个工科类的专业，它是在计算机这个工业产品出现后，随着计算机软件、硬件技术飞速发展和广泛应用，从而诞生的一个新兴专业。计算机技术的理论、基本原理都和工程技术密不可分。《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业中有关硬件部分的核心基础课程。

从产品设计的角度看，计算机硬件设计本身就是一个工程项目或者工业产品，《计算机组成原理》涉及的理论、原理都是在计算机产品发展过程中总结、归纳、提升出来的。所以在学习这门课程时，不能用一种纯理论的学习方法学习，而是要用一种“工程思维”的方式学习。比如在工程设计过程中，不能只考虑产品的性能，而是要考虑产品功能的扩展性、可维护性、产品性价比。《计算机组成原理》课程中的总线技术、Cache技术都体现了这样一种设计思想和理念。同时计算机的硬件结构随着现代电子技术的不断进步在不断改变，《计算机组成原理》课程内容不断更新。

由于计算机硬件是和工程实际紧密相连的，作为指导计算机硬件设计的《计算机组成原理》这门课程就不能像《高等数学》、《数据结构》、《数字逻辑》等课程一样，只是偏重从理论上讲解，而是要从工程设计的角度讲解才能使得学生听得懂、有兴趣，同时也有更深刻的理解。

二、“工程思维”引领教学的具体实践

用工程思维的方式引领《计算机组成原理》课程教学，是指要求学生站在一个工程师的角度思考如何设计一个计算机系统？在设计一个计算机系统时需要解决哪些问题？把整个课程的知识点融入项目设计中。这样就带出目前计算机系统是如何解决这些问题的？通过老师在学生积极思考后的讲解，从而学到相关的理论和方法。

这种以“工程思维”作为引领的教学方法的好处是真正激发学生的兴趣，使得学生带着问题学习。在学习过程中不是死记硬背一些知识点，而是结合问题实质提出解决问题的方案，真正调动学生的主动性，增强学习效果。最重要的是，通过这种方法学生形成一种“工程思维”的方式，了解工程项目的设计思路和设计理念，为学生今后成为合格的工程师打好基础。

由于目前在校的大学生，都是从学校到学校，几乎没有任何工程设计实践的概念，所以在教学中要不断强化学生的这种意识。

下面我以计算机中数据表示这一节为例，具体介绍“工程思维”引领的教学方法。

在这节中我们首先会告诉学生计算机采用的是二进制。大多数学生知道计算机使用二进制，但到底是怎么回事是模糊的。这时我们结合计算机主板电路告诉学生：计算机使用二进制是因为二进制是最简单的数制，在电路上只要“0”和“1”两种电平状态表示，世界上第一台电子计算机设计时开始是用的十进制，是工程师们的不断实践，发现用二进制设计电路更简单、可靠，因而改进成二进制，这样生活中的十进制数，如果要用计算机处理，必须转换成二进制。

这时学生会疑惑，那计算机既然使用二进制，为什么要学习十六进制？我们接着会告诉学生：这是因为我们在实际研发计算机产品过程中如果书写二进制，一个简单的十进制数用二进制表示会很长，这样工程师在书写过程中很容易出错，转换成十六进制后书写简单得多，而且二进制和十六进制相互转换方法也简单。

我们会继续提问学生：生活中的十进制数可以通过转换成二进制由计算机处理，但生活中还有正数和负数呢？计算机又该如何解决符号问题呢？这样顺势讲解有符号数和无符号数在计算机中的表示。

计算机解决了符号问题，计算机的设计师们面临的问题如何解决小数点问题呢？我们又从这个角度讲解定点数和浮点数的表示，告诉学生工程师们是如何巧妙解决计算机中小数点的表示问题。

接下来讲解数据的原码、反码、补码时学生会疑惑：不是有二进制了吗？原码表示不是很好吗？为什么又要学习补码呢？这时我们会告诉学生：计算机开始设计时是用原码，但是发现，如果计算机用原码设计加法电路时会很麻烦，你必须先比较被加数和加数的符号，然后才能确定是做加法而是做减法，而且运算结果的符号要单独处理。如果在计算机的运算电路中采用补码，其加法、减法会统一成加法，符号位可以参与运算，在不溢出的情况下结果正确。在课堂上，通过一个原码加法和补码加法的例子，学生感到补码加法的神奇，激发浓厚的学习兴趣。

另外在《计算机组成原理》课程讲解“系统总线”一章时，我们结合实际产品中的PCI-E和USB总线，告诉学生如果产品设计过程中使用“总线”方法连接计算机各个部件比用“分散连接”方法连接各个部件，产品的扩展性、易维护性会好得多，这是会计算机系统会广泛采用总线的原因。这种从“工程思维”角度切入的教学，使得理论变得生动有趣，不再枯燥无味。

在讲授“存储器系统”一章的“存储器的层次结构”时，Cache技术涉及工程设计的思想，也就是说这些设计理论都是为了实现产品的性价比，解决存储器速度、容量、价格的矛盾。这些课程的讲解如果不结合“工程思维”，不强调工程设计意识，对于从未参与实际设计过产品的大学生们是很难理解和意识到的。

总之，如果我们带着学生以一个工程师的角色，学习和了解计算机硬件在发展过程中出现的理论、形成的概念和解决方案，这样学生在学习过程中的参与意识会强得多，学习兴趣会浓厚得多。这种站在更高角度来学习的《计算机组成原理》，可以培养学生工程设计的意识，为学生们毕业后从事产品设计、项目开发都打下良好的基础。

三、结语

根据美国工程教育协会的定义：工程是一种把科学和数学原理、经验、判断和常识用到造福人类的产品制造中的艺术，是生产某种技术产品或系统以满足特定需要的过程。计算机就是这样一种产品或系统。所以在和计算机有关的专业知识学习中应用“工程思维”引领是一种必然，我们需要探索“工程思维”在计算机硬件学习中的价值，以增强教学效果，同时使得学生通过课程学习获得未来工作中需要的工程思维方式和工程设计能力。

参考文献：

[1]姚爱红，武俊鹏，李丽洁，李静梅，张国印.“计算机组成原理”教学改革与实践[J].计算机教育，2011（10）：37-39.

[2]王荣良.信息技术课程之工程思维辨析[J].中国教育技术装备，2012（7）：24-26.

_计算机组成原理实验3 篇9

静态随机存储器实验 实验目的：

掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读/写方法。实验主要步骤：

(1)形成时钟脉冲信号T3。具体接线方法和操作步骤如下：

①接通电源，把示波器接到方波信号源的输出插孔H23调节电位器W1及W2，使H23端输出实验所期望的频率和占空比的方波。

②将时序电路模块(STATE UNIT)单元中的φ和信号源单元(SIGNAL UNIT)中的H23排针相连。

③在时序电路模块中有两个二进制开关“STOP”和“STEP”。将“STOP”开关置为“RUN”状态、“STEP”开关置为“EXEC”状态时，按动微动开关START，则T3端输出连续的方波信号，此时调节电位器W1，用示波器观察，使T3输出实验要求的脉冲信号。当“STOP”开关置为“RUN”状态、“STEP”开关置为“STEP”状态时，每按动一次微动开关START，则T3输出一个单脉冲，其脉冲宽度与连续方式相同。用PC联机软件中的示波器功能也能看到波形。这样可以代替真实示波器。

(2)按图2-2连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。

图2-2 静态随机存储器实验接线图(3)写存储器。给存储器的00、01、02、03、04地址单元中分别写入数据11H、12H、13H、14H、15H。

由上面的存储器实验原理图(图2-2)看出，由于数据和地址全由一个数据开关给出，因此要分时地给出。下面的写存储器要分两个步骤：第一步写地址，先关掉存储器的片选(CE=1)，打开地址锁存器门控信号(LDAR=1)，打开数据开关三态门(SW-B=0),由开关给出要写入的存储单元的地址，按动START产生T3脉冲将地址打入到地址锁存器；第二步写数据，关掉地址锁存器门控信号(LDAR=0),打开存储器片选(CE=0)，使之处于写状态(CE=0，WE=1)，由开关给出此单元要写入的数据，按动STRAT产生T3脉冲将数据写入到当前的地址单元中。写其他单元依次循环上述步骤。

写存储器流程如图2-3所示(以向00号单元写入11H为例)。

图2-3 写存储器流程图

(4)读存储器。

依次读出第00、01、02、03、04号单元中的内容，观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。同写操作类似，读每个单元也需要两步：第一步写地址，先关掉存储器的片选(CE=1)，打开地址锁存器门控信号(LDAR=1)，打开,由开关给出要读存储单元的地址，按动START产生T3脉冲将地址打入到地址锁存器；第二步读存储器，关掉数据开关三态门(SW-B=1),打开存储器(CE=0)，使它处于读状态(CE=0，WE=0)，此时数据总线上显示的数据即为从存储器当前地址中读出的数据内容。读其他单元依次循环上述步骤。

读存储器操作流程如下图2-4所示(以从00号单元读出11H数据为例)。

图2-4 读存储器流程图

实验结果：

置入存储器地址00 写入存储器数据 11H 置入存储器地址01 写入存储器数据12H 置入存储器地址02 写入存储器数据13H 置入存储器地址03 写入存储器数据14H 置入存储器地址04 写入存储器数据15H

读数据

置入存储器地址00 读出存储器数据11H 置入存储器地址01 读出存储器数据12H 置入存储器地址02 读出存储器数据13H 置入存储器地址03 读出存储器数据14H 置入存储器地址04 读出存储器数据15H 实验思考题

（1）一片静态存储器6116（2K×8），容量是多大？因实验箱上地址寄存器只有8位接入6116的A7－A0，而高三位A8－A10接地，所以实际存储容量是多少？为什么？

答：容量是16kbit大小，当只有A7-A0只有8位字时，实际容量是256*8=4Kbit大小。（2）归纳出向存储器写入一个数据的过程，包括所需的控制信号（为“1”还是为“0”）有效。

答：根据实验指导书上WR0有效，此时为写入数据

心得体会：