計(jì)算機(jī)的組成和工作原理精選(九篇)

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第1篇：計(jì)算機(jī)的組成和工作原理范文

【關(guān)鍵詞】紙上原型 工作原理 抽象 計(jì)算機(jī)課程

【Abstract】Computer Courses always include contents about abstract principles. Only by teachers’ describing and explaining these principles， students are hard to learn them， and they often give feedback that the principles are too abstract to be understood. We have found that paper prototypes are useful tools to help students to learn the principles. Paper prototypes are system models which are made by painting on paper and by paper-cutting. Paper prototypes can connect abstract concepts with concrete products. Not only are paper prototypes have as much power of expression as diagrams， but they are able to show the working progress of systems dynamically. It is cheap， time-saving and handy to make paper prototypes， so every student can try paper prototyping. This paper describes two examples of application of paper prototypes in the Human-Computer Interaction course and in the Foundation of Computer course， and points out other occasions to apply paper prototypes.

【Keywords】Paper Prototypes， Work Principles， Abstract， Computer Courses

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）10-0204-02

1.前言

相信每一位上過(guò)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的老師都曾遇到過(guò)這樣一個(gè)問題，就是不論如何變著花樣反復(fù)多次地向?qū)W生講解某一工作原理，學(xué)生還是吃不透、抓不住。多數(shù)學(xué)生會(huì)反饋說(shuō)，“太抽象，不好懂。”理解工作原理一般要理解若干新概念，熟悉系統(tǒng)的構(gòu)成并形成關(guān)于系統(tǒng)工作過(guò)程的完整認(rèn)知。對(duì)缺少知識(shí)背景的學(xué)生而言，以講授的方式來(lái)幫助他們理解抽象的工作原理確實(shí)是一件難事。

“抽象的、難以理解的”工作原理存在于眾多計(jì)算機(jī)課程中。下面列舉一些。

①大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)可以說(shuō)是一門大雜燴課程。計(jì)算機(jī)工作原理、內(nèi)存訪問過(guò)程、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議工作原理、Web工作原理、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)工作過(guò)程和擺渡攻擊等既是難點(diǎn)又是核心內(nèi)容。

②操作系統(tǒng)原理課程中，中斷機(jī)制、頁(yè)式存儲(chǔ)機(jī)制、缺頁(yè)中斷處理、進(jìn)程管理機(jī)制和文件系統(tǒng)工作原理等都是難點(diǎn)。

③網(wǎng)絡(luò)原理課程中，OSI體系結(jié)構(gòu)及其工作原理、TCP/IP工作原理、TCP連接過(guò)程、http協(xié)議工作原理、域名解析和網(wǎng)絡(luò)路由機(jī)制等都是重點(diǎn)和難點(diǎn)。

④計(jì)算機(jī)組成原理課程中，圖靈機(jī)工作原理、計(jì)算機(jī)工作過(guò)程、指令流水線工作原理、加法器工作過(guò)程和Cache工作原理等是難點(diǎn)。

經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)探索，我們發(fā)現(xiàn)紙上原型是幫助學(xué)生掌握理解抽象的工作原理的好工具。紙上原型能起到化虛為實(shí)的作用，也就是把抽象的概念映射成具象的紙制品。除了擁有繪圖的表達(dá)力之余，紙上原型還能動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)工作過(guò)程。紙上原型的其他優(yōu)點(diǎn)是制作成本低、時(shí)間可控，門檻低，便于學(xué)生參與。

本文下一節(jié)介紹紙上原型的概念。接下來(lái)的兩節(jié)描述紙上原型在人機(jī)交互課程和大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用案例。相信讀者能從兩個(gè)案例中體會(huì)到紙上原型的價(jià)值，并能夠舉一反三地應(yīng)用到其他場(chǎng)合。最后一節(jié)是結(jié)束語(yǔ)。

2.紙上原型

原型[1， 2]是系統(tǒng)的外觀或內(nèi)部結(jié)構(gòu)的模型。紙上原型是通過(guò)在紙上繪圖和剪紙制作而成的紙質(zhì)實(shí)體模型[3， 4]。我們?cè)谟?jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中采用的紙上原型大多用來(lái)刻畫系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。同時(shí)，串聯(lián)若干幅紙上原型，能動(dòng)態(tài)展示系統(tǒng)的工作過(guò)程。下一節(jié)給出的例子能清晰地表明這一點(diǎn)。

事實(shí)上，紙上原型不是一個(gè)新概念。人機(jī)交互課程上通常都會(huì)講授紙上原型這一原型工具[1， 3， 5]。這一工具在人機(jī)交互設(shè)計(jì)（如軟件或網(wǎng)站界面設(shè)計(jì)）中得到了廣泛的應(yīng)用。在交互設(shè)計(jì)中，紙上原型主要用于呈現(xiàn)軟件或網(wǎng)站的外觀和功能接口。通過(guò)串聯(lián)多幅“屏幕（或叫頁(yè)面、或叫窗口）”，紙上原型動(dòng)態(tài)地演示了軟件或網(wǎng)站的界面流程。盡管有眾多的原型設(shè)計(jì)工具可供選擇，但紙上原型始終是交互設(shè)計(jì)師偏愛的一個(gè)選擇。這是因?yàn)樗哂锌焖贅?gòu)建、輕松修改、關(guān)注流程、便于用戶參與和拋棄成本低等優(yōu)點(diǎn)[4]。

經(jīng)過(guò)嘗試，我們發(fā)現(xiàn)紙上原型適合用于幫助老師講授抽象的工作原理，也適合用于幫助學(xué)生理解掌握抽象的工作原理。如果安排學(xué)生參與構(gòu)建紙上原型，學(xué)生將會(huì)有更多主動(dòng)的思考，對(duì)抽象的工作原理的理解將更加深刻。紙上原型這一工具值得推廣應(yīng)用到更多課程中。

3.在人機(jī)交互課程中的應(yīng)用

人機(jī)交互課程講授如何設(shè)計(jì)出好用的軟件或網(wǎng)站界面，向用戶提供優(yōu)質(zhì)的用戶體驗(yàn)。原型設(shè)計(jì)是人機(jī)交互設(shè)計(jì)前期采用的方法和技術(shù)。設(shè)計(jì)出來(lái)的原型是軟件或網(wǎng)站界面的模擬物。人機(jī)交互設(shè)計(jì)中，原型用作探索、交流的媒介。由于具有快速構(gòu)建、輕松修改、關(guān)注流程、便于用戶參與和拋棄成本低等優(yōu)點(diǎn)，紙上原型廣受青睞。

紙上原型不但能夠呈現(xiàn)軟件或網(wǎng)站界面的布局和外觀，還能夠演示軟件或網(wǎng)站界面的流程。圖1～4是紙上原型的一個(gè)示例。它演示了一款名為“時(shí)鐘”的手機(jī)應(yīng)用程序的設(shè)置鬧鐘功能的界面流程。

如何用上述紙上原型動(dòng)態(tài)地演示時(shí)鐘程序的添加鬧鐘功能呢？表1列出界面跳轉(zhuǎn)動(dòng)作與紙上原型演示動(dòng)作之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。表1 界面跳轉(zhuǎn)動(dòng)作與演示動(dòng)作的關(guān)系

4.在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用

《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》是一門難講的課。學(xué)生的反饋中經(jīng)常包含抽象、枯燥、不系統(tǒng)、散亂和不知所云等詞語(yǔ)。講解計(jì)算機(jī)工作過(guò)程是一個(gè)難點(diǎn)中的難點(diǎn)。

理解計(jì)算機(jī)工作過(guò)程涉及一系列抽象概念。CPU組成方面，控制器、運(yùn)算器、程序計(jì)數(shù)器（PC）、指令寄存器（IR）和通用寄（R0， R1， …）存器等都是看不見摸不著的。內(nèi)存模型方面，字節(jié)、內(nèi)存地址和字長(zhǎng)等概念和內(nèi)存的作用需要吃透。程序方面，程序、機(jī)器指令、操作碼、操作數(shù)等概念和程序的存儲(chǔ)方法需要充分理解?？偩€方面，涉及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等抽象概念。要學(xué)透如此之多的抽象概念，光靠閱讀文字描述來(lái)熟悉他們確實(shí)是一道難題。

采用紙上原型來(lái)講解計(jì)算機(jī)工作過(guò)程，能使局面發(fā)生改觀。針對(duì)計(jì)算機(jī)工作過(guò)程的紙上原型的制作步驟說(shuō)明如下。

①繪制CPU組成圖，見圖5-a。講授計(jì)算機(jī)工作過(guò)程時(shí)，我們有意忽略大量與CPU組成相關(guān)的細(xì)節(jié)，目的是突出重點(diǎn)。

②繪制內(nèi)存模型圖，見圖5-b。圖中表格的每一單元格代表4個(gè)字節(jié)，表格左邊的數(shù)字代表內(nèi)存地址。

③繪制連接CPU和內(nèi)存的總線，見圖5-c。這里不展開總線的細(xì)節(jié)內(nèi)容。若需要，可以分別制作數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。

④在內(nèi)存模型圖中，手寫“1加到10”匯編語(yǔ)言程序，見圖5-b。為便于書寫，我們假定每條指令的長(zhǎng)度是32位（4個(gè)字節(jié)）。講課時(shí)，告訴學(xué)生指令不見得是固定長(zhǎng)度的。

⑤裁剪6條與圖5-b中的單元格等高等寬的紙條，依次書寫“1加到10”匯編語(yǔ)言程序的指令，如圖6，稱之為“指令紙條”。

⑥模擬程序執(zhí)行的起始階段。假設(shè)程序起始地址為800，在程序計(jì)數(shù)器方框內(nèi)用鉛筆書寫800。

⑦模擬CPU取指令動(dòng)作。用一張空白字條，抄寫程序計(jì)數(shù)器上的內(nèi)容（稱之為指令地址紙條）經(jīng)過(guò)總線移動(dòng)到內(nèi)存。定位指令地址紙條的地址值所對(duì)應(yīng)的指令“MOV #0， R0”，把寫有該指令的指令紙條經(jīng)過(guò)總線移動(dòng)到CPU的指令寄存器中。

⑧模擬程序計(jì)數(shù)器自動(dòng)計(jì)算下一條指令的地址（下一指令的地址 = 當(dāng)前指令的地址 + 指令的長(zhǎng)度）。在程序計(jì)數(shù)器方框內(nèi)用鉛筆書寫第二條指令的起始地址804，見圖7。

⑨模擬執(zhí)行指令。把指令“mov #0， R0”從指令寄存器IR移動(dòng)到控制器，然后在通用寄存器R0格子內(nèi)用鉛筆書寫0，見圖7。

⑩依次地，照步驟7，8，9模擬第二條、第三條以及后續(xù)指令的取指令、計(jì)算下一指令地址和執(zhí)行指令的步驟。

利用紙上原型，能動(dòng)態(tài)演示程序的執(zhí)行過(guò)程。表2列出程序執(zhí)行動(dòng)作與紙上原型演示動(dòng)作之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

對(duì)于以上步驟，可以由老師邊講解邊演示，這樣做時(shí)間開銷最少。但學(xué)生不見得能深刻理解計(jì)算機(jī)工作原理。如何讓學(xué)生學(xué)到更多？下面是一些選擇。

①教師提供紙上原型素材，學(xué)生講解演示。這樣學(xué)生自己在腦子里組織程序執(zhí)行流程并講述出來(lái)，而不是坐著聽一聽而已。

②學(xué)生自己制作紙上原型素材，并講解演示。這一做法使學(xué)生動(dòng)手，既有機(jī)會(huì)讓學(xué)生了解CPU的組成、內(nèi)存模型的構(gòu)成和總線的作用；也有機(jī)會(huì)讓學(xué)生熟悉計(jì)算機(jī)工作過(guò)程。

③使用另外一個(gè)匯編程序。這一做法是指教師以一個(gè)匯編程序作為示例，講解演示計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序的過(guò)程；然后要求學(xué)生走通另一個(gè)匯編程序的執(zhí)行流程。

5.結(jié)束語(yǔ)

在講授抽象的工作原理的時(shí)候，僅僅依賴口頭講述，效果往往不佳。學(xué)生總是反饋“太抽象，不好懂?！贝藭r(shí)，紙上原型是一個(gè)選擇。事先經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備，邀請(qǐng)學(xué)生參與制作和演示紙上原型，學(xué)生將會(huì)把抽象的概念和過(guò)程與紙上原型實(shí)物和演示動(dòng)作映射起來(lái)。這樣會(huì)起到化虛為實(shí)的作用。

紙上原型既有圖形的表達(dá)力，又能動(dòng)態(tài)地演示系統(tǒng)運(yùn)行流程，還有制作成本低、時(shí)間可控，門檻低等優(yōu)點(diǎn)。紙上原型可以應(yīng)用到大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、操作系統(tǒng)原理、網(wǎng)絡(luò)原理、計(jì)算機(jī)組成原理和數(shù)據(jù)庫(kù)原理等課程。

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作者簡(jiǎn)介：

第2篇：計(jì)算機(jī)的組成和工作原理范文

關(guān)鍵詞：教學(xué)研究；計(jì)算機(jī)組成原理；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）29-0046-02

《計(jì)算機(jī)組成原理》是高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)核心的基礎(chǔ)課程。該課程要求學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)內(nèi)部各部件的主要組成結(jié)構(gòu)和基本工作原理，在整個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)課的教學(xué)體系中具有承上啟下的作用。該課程具有知識(shí)面廣、內(nèi)容多、難度大等特點(diǎn)，教師教學(xué)難度高、學(xué)生學(xué)習(xí)難度大。因此對(duì)《計(jì)算機(jī)組成原理》課程進(jìn)行教學(xué)研究，探索更有效的教學(xué)方法和教學(xué)手段是必不可少的。

一、課程教學(xué)中存在的問題

1.《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的特點(diǎn)?！队?jì)算機(jī)組成原理》課程概念繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及計(jì)算機(jī)內(nèi)部的運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)系統(tǒng)、指令系統(tǒng)和輸入輸出系統(tǒng)等各部件的組成結(jié)構(gòu)和工作原理，授課過(guò)程中需要分析各種運(yùn)算方法、結(jié)構(gòu)圖、信號(hào)流程圖等，所講授的內(nèi)容都集中于芯片的內(nèi)部，看不見、摸不著，非常抽象。這些特點(diǎn)要求教師不僅對(duì)基本概念要清楚，還要有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和邏輯性，同時(shí)要能及時(shí)反映計(jì)算機(jī)發(fā)展的新技術(shù)和新動(dòng)向，更必須根據(jù)學(xué)生對(duì)課程教學(xué)的反應(yīng)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，改進(jìn)授課方法，使教與學(xué)達(dá)到完美的結(jié)合。

2.傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端。傳統(tǒng)教學(xué)模式更多的依賴“灌輸”式教學(xué)，教師將授課內(nèi)容通過(guò)課本、PPT原封不動(dòng)的傳授給學(xué)生，學(xué)生被動(dòng)接收這些抽象的計(jì)算方法、部件結(jié)構(gòu)和信號(hào)流程，難以理解、毫無(wú)興趣，漸漸失去了對(duì)課程的學(xué)習(xí)積極性，這非常不利于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。所以針對(duì)課程的特點(diǎn)和傳統(tǒng)模式的弊端，教師必須吸取經(jīng)驗(yàn)、揚(yáng)長(zhǎng)避短，在授課過(guò)程中注意對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中變被動(dòng)為主動(dòng)，學(xué)會(huì)主動(dòng)思考，從而啟迪學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高其學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

3.實(shí)踐環(huán)節(jié)不夠重視。針對(duì)《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的特點(diǎn)，學(xué)生要理解封裝在芯片內(nèi)的部件結(jié)構(gòu)和原理，模擬和實(shí)驗(yàn)是非常重要的方法，所以實(shí)踐課程在整個(gè)教學(xué)工作中是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)。但是傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)仍然不夠重視，表現(xiàn)為：①實(shí)驗(yàn)課時(shí)太少。將理論教學(xué)作為主要的教學(xué)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力得不到充足的鍛煉。②實(shí)驗(yàn)題目設(shè)置不夠合理。學(xué)生只做幾個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的思考能力和動(dòng)手能力。③實(shí)驗(yàn)環(huán)境有待改善。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和裝置更新速度慢、技術(shù)落后，無(wú)法完成整機(jī)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)，難以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生能力的目標(biāo)。

二、教學(xué)改革的探索

1.精選教材、教參，合理組織教學(xué)內(nèi)容。首先，選好教材和教參是首要任務(wù)。目前《計(jì)算機(jī)組成原理》可選擇的教材很多，在課程的內(nèi)容安排、章節(jié)銜接、表述方式等方面都有所不同。我們選取白中英主編的《計(jì)算機(jī)組成原理》（科學(xué)出版社）作為主教材，該教材內(nèi)容全面、系統(tǒng)性強(qiáng)，使學(xué)生在掌握計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)和功能原理的基礎(chǔ)上能建立整機(jī)概念，有合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)并力圖反映新技術(shù)和新動(dòng)向，非常符合本門課程的教學(xué)要求。另外選用唐朔飛主編的《計(jì)算機(jī)組成原理》（高等教育出版社）作為輔助教材。其次，合理組織和安排各項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容。針對(duì)《計(jì)算機(jī)組成原理》課程在課程體系中的地位和作用，在教學(xué)初始就要對(duì)授課內(nèi)容做好規(guī)劃。在課程內(nèi)容組織過(guò)程中注重其承上啟下的內(nèi)容安排，對(duì)于《數(shù)字邏輯電路》等先修課在課程教學(xué)之初即要求掌握，同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中體現(xiàn)該課程對(duì)后續(xù)課《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》、《微機(jī)原理與接口技術(shù)》、《嵌入式系統(tǒng)》等課程的重要性。必須嚴(yán)格要求課程教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、教學(xué)課件和教案等各項(xiàng)教學(xué)文件，以課程大綱為基礎(chǔ)，明確教學(xué)要求和學(xué)時(shí)分配，合理組織各部分內(nèi)容，突出重點(diǎn)、說(shuō)明難點(diǎn)，在教學(xué)日歷、課件和教案中具體體現(xiàn)。課程考核與成績(jī)?cè)u(píng)定也是課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于該課程的考核，需要從學(xué)生的課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)情況以及期末考試等多個(gè)方面綜合考量，真正考查學(xué)生的掌握情況和理解程度，鍛煉學(xué)生解決問題的能力。

2.改革教學(xué)手段?！队?jì)算機(jī)組成原理》涉及的結(jié)構(gòu)圖和邏輯圖較多，抽象性和技術(shù)性非常強(qiáng)，學(xué)生很難理解。而對(duì)于在結(jié)構(gòu)圖上介紹的各組成部分的工作原理，學(xué)生學(xué)起來(lái)更是難上加難。如果是傳統(tǒng)的照本宣科的講解方式，只會(huì)抹殺學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。所以，我們將多媒體技術(shù)應(yīng)用到課程教學(xué)當(dāng)中。對(duì)于復(fù)雜的、抽象的邏輯結(jié)構(gòu)或工作流程，通過(guò)動(dòng)畫演示的方式加以表述，原本枯燥生硬的內(nèi)容變得生動(dòng)形象了，復(fù)雜難懂的結(jié)構(gòu)原理也變得簡(jiǎn)單易懂，這大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，教學(xué)效果明顯改善。另外，實(shí)物展示也是很好的教學(xué)輔助手段。在講解計(jì)算機(jī)的各個(gè)組成部分時(shí)，都可以通過(guò)展示實(shí)際部件來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，從而讓學(xué)生主動(dòng)探索各部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理。

3.教學(xué)方法的改革。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中變被動(dòng)為主動(dòng)，需要教師正確引導(dǎo)學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生多思考、多討論，鍛煉其解決問題的能力。因此我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，需要多種教學(xué)方法相結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以提高教學(xué)質(zhì)量。①采用啟發(fā)式教學(xué)方法。首先，突出重點(diǎn)、確定難點(diǎn)；其次，講解時(shí)針對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)提出問題，啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考；然后，再一起分析問題，由學(xué)生提出解決方案；最后解決問題。例如：在講解第五章“中央處理器”時(shí)，大部分人都知道CPU對(duì)于整個(gè)計(jì)算機(jī)的重要性，但是對(duì)CPU內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)與工作原理卻不清楚，而這部分卻是本門課程中非常重要的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。對(duì)這部分的講解可以通過(guò)幾條典型指令的指令周期來(lái)實(shí)現(xiàn)，這里就可以首先提出問題，讓學(xué)生考慮指定位置的指令怎么處理，并讓大家簡(jiǎn)單描述處理過(guò)程，這時(shí)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，最后通過(guò)對(duì)典型指令處理過(guò)程的學(xué)習(xí)加深了學(xué)生對(duì)CPU工作原理的認(rèn)識(shí)和理解。②采用形象化教學(xué)方法。將課程中復(fù)雜抽象的概念以及重要部件的結(jié)構(gòu)和原理，用通俗易懂的例子進(jìn)行類比，或用生動(dòng)形象的動(dòng)畫效果來(lái)演示。例如：上面所說(shuō)的CPU原理的講解，每一條指令的每一個(gè)處理過(guò)程都可以通過(guò)動(dòng)畫效果演示給學(xué)生看，這大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外在講解浮點(diǎn)運(yùn)算器的流水技術(shù)時(shí)，可以以工業(yè)加工中的流水線做類比。將浮點(diǎn)運(yùn)算的各個(gè)運(yùn)算步驟對(duì)應(yīng)到牛奶裝盒流水線，簡(jiǎn)化現(xiàn)實(shí)牛奶裝盒流程，假設(shè)有封裝奶盒、殺菌消毒、蓋印日期三個(gè)步驟，對(duì)應(yīng)浮點(diǎn)加減運(yùn)算的對(duì)階、尾數(shù)加減、規(guī)格化三個(gè)步驟，類比講解流水技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，使得課程中枯燥、抽象、難懂的內(nèi)容變得形象易懂，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了學(xué)生的理解和認(rèn)識(shí)。③運(yùn)用討論式教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的參與性。針對(duì)課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)，也可以通過(guò)討論的方式，讓學(xué)生各抒己見，提出解決辦法，從而加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握，并鍛煉其思考能力和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。通過(guò)討論也培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思考和分析判斷問題的能力。

4.強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。為了讓學(xué)生學(xué)好理論知識(shí)，提高實(shí)踐動(dòng)手能力，必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。首先，改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境。我校針對(duì)組成原理課程，專門建設(shè)了計(jì)算機(jī)組成和結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室，可以完成基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)，充分鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，并培養(yǎng)其思考問題和解決問題的能力。其次，合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)。我們將組成原理課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)設(shè)置為18學(xué)時(shí)，利用9周的時(shí)間可以讓學(xué)生不僅實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，還能在此基礎(chǔ)上完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件組成和原理由淺到深逐步掌握。再次，合理劃分實(shí)驗(yàn)小組，有效完成實(shí)驗(yàn)考核。課后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并做實(shí)驗(yàn)總結(jié)。對(duì)于設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，一般安排3人一組，每個(gè)小組做好分工。實(shí)驗(yàn)老師課上檢查實(shí)驗(yàn)成果，課后小組提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，說(shuō)明分工情況以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并做實(shí)驗(yàn)總結(jié)。通過(guò)合理的分組和考核方式，每個(gè)學(xué)生都積極參與到實(shí)踐環(huán)節(jié)，動(dòng)手能力大大提高，團(tuán)隊(duì)意識(shí)得到加強(qiáng)。

《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的教學(xué)研究和改革需要從教學(xué)活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)出發(fā)，作為一名教育工作者，一定要靜下心來(lái)、虛心請(qǐng)教，探索更加行之有效的教學(xué)方法和改革措施，這是一項(xiàng)需要嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)待并持之以恒的長(zhǎng)期工作，也是需要不斷學(xué)習(xí)的過(guò)程。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王忠華，屈會(huì)芳.“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育，2007，（13）：251-252.

[3]陳越.《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)研究[J].福建電腦，2008，（2）：209.

第3篇：計(jì)算機(jī)的組成和工作原理范文

【關(guān)鍵詞】　調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī) 計(jì)算機(jī)監(jiān)控

目前國(guó)內(nèi)使用的調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)一般都安置在地勢(shì)較高的地方，大多數(shù)在山上，為工作人員長(zhǎng)期監(jiān)控工作帶來(lái)了很大的不便。以往工作人員在監(jiān)控過(guò)程中容易由于人為因素，導(dǎo)致調(diào)頻發(fā)射機(jī)工作時(shí)效果差強(qiáng)人意，容易出現(xiàn)事故。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)有效的解決了這一難題，減輕了監(jiān)控人員的監(jiān)控壓力，提高了整體監(jiān)控效率，也減少了事故的發(fā)生。

1　調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組成

目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)一般主要分為三大模塊：系統(tǒng)前端模塊、傳輸系統(tǒng)模塊和系統(tǒng)終端模塊，其數(shù)據(jù)流程如圖1所示。

在每臺(tái)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)內(nèi)加裝計(jì)算機(jī)通信接口和監(jiān)控模塊后組成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的前端模塊。主要功能是對(duì)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率、工作電壓、工作電流、工作狀態(tài)、工作參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，發(fā)送給計(jì)算機(jī)監(jiān)控主機(jī)。并能夠接受計(jì)算機(jī)監(jiān)控主機(jī)的指令，對(duì)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)進(jìn)行開、關(guān)機(jī)等操作。計(jì)算機(jī)監(jiān)控通過(guò)監(jiān)控模塊與調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，與原有的控制保護(hù)模塊互不干擾，不影響調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)原有的正常功能。

調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸模塊主要是指連接調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)計(jì)算機(jī)通信接口的RS-232串口、通信服務(wù)器、數(shù)字微波通信系統(tǒng)、RJ-45接口及光纖等共同組成的信息傳遞線路。這一模塊的主要作用是對(duì)整個(gè)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、信息以及控制命令的傳輸。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)共同組成了調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)終端模塊。監(jiān)控人員通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崟r(shí)查看調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率、工作電壓、工作狀態(tài)、工作電流、工作參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)，如果發(fā)生突發(fā)性問題，能夠及時(shí)預(yù)警，操作人員就能夠通過(guò)系統(tǒng)終端命令，遠(yuǎn)程控制改變調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)，調(diào)整相關(guān)失誤，保證調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行。

計(jì)算機(jī)監(jiān)控主機(jī)通過(guò)RS-232串口對(duì)每臺(tái)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控和管理，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接各個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的集中監(jiān)控和管理，形成便捷、有效的調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，以滿足實(shí)際監(jiān)控需求。

2　調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理

2.1　調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)和信號(hào)采集工作原理

調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)和信號(hào)的收集是實(shí)現(xiàn)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控的基礎(chǔ)。收集調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的數(shù)據(jù)和信號(hào)不需要對(duì)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)內(nèi)部的詳細(xì)電路進(jìn)行深入了解，僅需要設(shè)置一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)的監(jiān)控模塊，就可以在不影響調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)正常運(yùn)行的工作狀態(tài)下進(jìn)行信號(hào)和數(shù)據(jù)的采集工作。數(shù)據(jù)和信號(hào)的采集內(nèi)容主要包括三大類型：運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)和報(bào)警指示以及控制輸出。

首先，對(duì)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)運(yùn)行參數(shù)的收集工作進(jìn)行分析。維護(hù)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從根本上來(lái)說(shuō)是需要對(duì)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的功放管進(jìn)行保護(hù)，需要監(jiān)控的運(yùn)行參數(shù)主要包括輸出功率、反射功率以及各主要電路電流和電壓等。具體設(shè)置可以根據(jù)自身的實(shí)際情況酌情調(diào)整。上述所說(shuō)的所有調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)運(yùn)行參數(shù)都能夠在調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的顯示屏上進(jìn)行準(zhǔn)確顯示?？梢酝ㄟ^(guò)監(jiān)控模塊獲取顯示屏的信號(hào)，將信號(hào)放大或分壓，從RS-232串口向計(jì)算機(jī)監(jiān)控主機(jī)輸送。

其次，對(duì)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)和報(bào)警指示數(shù)據(jù)的收集工作進(jìn)行分析。調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)及報(bào)警指示都是通過(guò)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)控制面板上的許多指示燈顯示的。對(duì)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)和報(bào)警指示數(shù)據(jù)進(jìn)行收集工作時(shí)可以采取光隔離器并聯(lián)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)控制面板指示燈，獲取指示燈的顯示信號(hào)，通過(guò)監(jiān)控模塊發(fā)送至計(jì)算機(jī)監(jiān)控主機(jī)。當(dāng)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)控制面板指示燈亮?xí)r，光隔離器處于聯(lián)通狀態(tài)，電信號(hào)輸出較低；反之，電信號(hào)輸出較高。

最后，對(duì)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)控制輸出數(shù)據(jù)收集工作進(jìn)行分析。很多調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的實(shí)際操作較為簡(jiǎn)單，僅有開、關(guān)機(jī)，開、關(guān)高壓的操作。對(duì)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控需要將監(jiān)控模塊的4個(gè)繼電器與調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的四個(gè)控制開關(guān)并聯(lián)。有計(jì)算機(jī)監(jiān)控主機(jī)命令，通過(guò)監(jiān)控模塊控制調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的開、關(guān)機(jī)操作。

2.2　調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)監(jiān)控模塊工作原理

監(jiān)控模塊需要安裝在每臺(tái)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)內(nèi)部，一般采取市面上常用的80C552單片機(jī)作為控制核心，性價(jià)比較高，而且損壞時(shí)容易更換。采用大規(guī)模集成電路，附帶備用恢復(fù)電路，在系統(tǒng)發(fā)生意外死機(jī)時(shí)能夠自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行，防止計(jì)算機(jī)監(jiān)控主機(jī)無(wú)人看管時(shí)發(fā)生意外。

2.3　調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)監(jiān)控主機(jī)工作原理

計(jì)算機(jī)監(jiān)控主機(jī)采用當(dāng)前較為高端的基礎(chǔ)配置，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)記錄，具備打印、自動(dòng)存檔、智能控制等多方面的功能。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理數(shù)據(jù)、自動(dòng)開、關(guān)機(jī)操作，從而在計(jì)算機(jī)監(jiān)控主機(jī)無(wú)人看管的情況下依然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。

3　結(jié)語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的大范圍普及應(yīng)用，許多難以解決的技術(shù)問題已經(jīng)取得突破。以計(jì)算機(jī)為核心的智能控制系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)已經(jīng)較為成熟，功能也較為完善。實(shí)現(xiàn)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)計(jì)算機(jī)監(jiān)控能夠減少不必要的人工浪費(fèi)，減少人工操作失誤引發(fā)的事故，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的智能化控制，提高工作效率和監(jiān)控質(zhì)量。當(dāng)然，調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)并不局限于在調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)上應(yīng)用，其他的同類型設(shè)備也可以進(jìn)行改造和使用，具有較為廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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第4篇：計(jì)算機(jī)的組成和工作原理范文

DCS（Distributed control system）過(guò)程控制系統(tǒng)是隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的不斷興起和過(guò)程控制要求的日益復(fù)雜應(yīng)運(yùn)而生的綜合控制系統(tǒng)，它是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，可提供窗口友好的人機(jī)界面和強(qiáng)大的通訊功能，將DCS過(guò)程控制技術(shù)引入污水處理項(xiàng)目也新時(shí)代新技術(shù)的具體體現(xiàn)?，F(xiàn)代化的大型污水處理項(xiàng)目的工藝流程大體分為：粗格柵處理、泵房提升、細(xì)格柵處理、旋流沉砂處理、曝氣池處理、二次沉淀池處理、污泥回流、消毒池、污泥脫水、等工藝單體。

一、 DCS過(guò)程控制系統(tǒng)概述

根據(jù)市政污水處理工藝流程的實(shí)際情況及工藝要求，DCS過(guò)程控制系統(tǒng)在市政污水處理項(xiàng)目中即定義為采用“集中監(jiān)控、管理，分散控制”的集散型系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由信息層（管理層）、監(jiān)控層、現(xiàn)場(chǎng)控制層組成。由設(shè)在中央控制室的監(jiān)控計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)控制分站（可編程控制器PLC）組成全廠實(shí)時(shí)工業(yè)控制網(wǎng)，運(yùn)行協(xié)議為（TCP/IP）。

二、 DCS過(guò)程控制系統(tǒng)的組成

根據(jù)市政污水處理工藝流程的實(shí)際情況及工藝要求，DCS過(guò)程控制系統(tǒng)在市政污水處理項(xiàng)目中主要為三部分組成

（1）中央監(jiān)控管理級(jí)

中央控制室設(shè)有兩臺(tái)互為備用的管理監(jiān)控計(jì)算機(jī)、信息打印機(jī)，UPS電源、模擬屏等構(gòu)成。

在廠內(nèi)中央控制室設(shè)置兩套中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)，它主要完成對(duì)污水廠的管理、調(diào)度、集中操作、監(jiān)視、系統(tǒng)功能組態(tài)、控制參數(shù)在線修改和設(shè)置、記錄、報(bào)表生成及打印、故障報(bào)警及打印等功能。

在中央控制室設(shè)一塊馬賽克鑲嵌式模擬屏，屏上印制整個(gè)污水廠工藝流程圖，用于顯示全廠各工藝流程段的實(shí)時(shí)工況，使調(diào)度人員對(duì)全廠生產(chǎn)情況及設(shè)備運(yùn)行狀況一目了然。

（2）現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)

現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)設(shè)有采用可編程控制器（PLC）的分站。根據(jù)工藝控制流程，全廠可設(shè)數(shù)套PLC分站系統(tǒng)，一般可分別設(shè)置在機(jī)械處理段（PLC1），生物處理段（PLC2），污泥處理段（PLC3），中央控制室（PLC4）。

（3）就地控制和總線級(jí)

現(xiàn)場(chǎng)工藝設(shè)備的控制箱采集設(shè)備的運(yùn)行、故障、手動(dòng)/自動(dòng)、各個(gè)儀器儀表的數(shù)字量/模擬量信號(hào)等過(guò)程狀態(tài)信號(hào)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線及帶現(xiàn)場(chǎng)總線接口的設(shè)備構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，采用現(xiàn)場(chǎng)總線可以節(jié)約大量電纜。

三、 DCS過(guò)程控制系統(tǒng)的工作原理

1、 中央控制管理計(jì)算機(jī)的工作原理

DCS過(guò)程控制系統(tǒng)中的中央控制管理計(jì)算機(jī)俗稱“上位機(jī)”，在上位機(jī)中為用戶提供了良好的系統(tǒng)監(jiān)視畫面和簡(jiǎn)單的用戶操作畫面。用戶可以方便地監(jiān)視到現(xiàn)場(chǎng)包括設(shè)備、儀表、工藝參數(shù)在內(nèi)的所有有效信息，同時(shí)也可以根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際，隨時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作狀態(tài)作出相應(yīng)的調(diào)整。

2、 現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)的工作原理

DCS現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)是污水處理項(xiàng)目信息采集的環(huán)節(jié)，它將各個(gè)工藝設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)控制柜（箱）的運(yùn)行、故障、手動(dòng)/自動(dòng)、各個(gè)儀器儀表的數(shù)字量/模擬量信號(hào)等過(guò)程狀態(tài)信號(hào)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸?shù)街醒肟刂票O(jiān)控計(jì)算機(jī)上，全廠工藝設(shè)備的控制可以通過(guò)以下三種方式。（一）就地手動(dòng)（二）遠(yuǎn)程PLC自動(dòng)控制（三）遠(yuǎn)程中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)手選控制。PLC自動(dòng)控制和監(jiān)控計(jì)算機(jī)上手選控制的轉(zhuǎn)換通過(guò)計(jì)算機(jī)上人工點(diǎn)選實(shí)現(xiàn)。

3、 現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表的工作原理

為配合污水處理工藝的參數(shù)要求，在全廠各工藝段設(shè)置與工藝流程相適應(yīng)的儀表檢測(cè)系統(tǒng)，各儀表的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)送至各現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)，再轉(zhuǎn)送至中央控制室監(jiān)控計(jì)算機(jī)和模擬屏，儀表選用帶現(xiàn)場(chǎng)顯示變送器的智能化儀表。全廠除配有流量、壓力、溫度、液位等儀表外，還配置了溶解氧、PH值、SS值、濁度、COD等檢測(cè)儀表。

4、 現(xiàn)場(chǎng)控制總線的工作原理

DCS過(guò)程控制系統(tǒng)在市政污水處理項(xiàng)目中監(jiān)控計(jì)算機(jī)、辦公計(jì)算機(jī)等主要是通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)（Ether Net網(wǎng)）構(gòu)成全廠通訊系統(tǒng)，運(yùn)行協(xié)議為（TCP/IP），在現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)PLC分站之間常采用的是Profibus通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)控制級(jí)的數(shù)據(jù)通訊，可以根據(jù)污水處理項(xiàng)目的重要性，設(shè)置帶有冗余特性的通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，大大地提供了DCS過(guò)程控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

5、 DCS過(guò)程控制軟件系統(tǒng)工作原理

DCS過(guò)程控制軟件系統(tǒng)是整個(gè)控制系統(tǒng)的靈魂，目前，根據(jù)工業(yè)控制市場(chǎng)上常采用的是西門子系列（上位機(jī)為wincc6.0，下位機(jī)為STEP7）、AB系列（上位機(jī)為RSVIEW32，下位機(jī)為RSLOGIX500）等等，選擇的依據(jù)主要是參考工程項(xiàng)目的控制對(duì)象的變量數(shù)，通訊的兼容性等方面予以考慮。其主要工作過(guò)程為：

（1） 根據(jù)控制對(duì)象建立變量函數(shù)

（2） 建立設(shè)備的對(duì)應(yīng)變量函數(shù)表

（3） 建立設(shè)備的圖形畫面

（4） 連接設(shè)備函數(shù)表與圖形畫面的對(duì)應(yīng)

（5） 編寫事件腳本語(yǔ)言

（6） 建立和編寫項(xiàng)目的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)庫(kù)

6、 DCS過(guò)程控制硬件系統(tǒng)工作原理

DCS過(guò)程控制硬件系統(tǒng)是整個(gè)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，目前，根據(jù)工業(yè)控制市場(chǎng)上常采用的是西門子系列（S7-200、300）、AB系列（SLC500、SLC1500）等等。其主要工作過(guò)程為：

（1） 根據(jù)控制對(duì)象建立變量函數(shù)

（2） 建立設(shè)備的對(duì)應(yīng)變量函數(shù)表和數(shù)據(jù)庫(kù)

（3） 根據(jù)控制功能選擇控制指令

（4） 建立PLC梯形圖、指令、功能框圖

（5） 建立模塊間的通訊

（6） 下載程序到PLC模塊

四、 DCS過(guò)程控制系統(tǒng)的綜述

DCS過(guò)程控制系統(tǒng)是一個(gè)全集成的、結(jié)構(gòu)完整、功能完善，結(jié)合最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù),面向整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程控制系統(tǒng)。 DCS過(guò)程控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)：

高度的可靠性、穩(wěn)定性

高速度，大容量的控制器

客戶/服務(wù)器的結(jié)構(gòu)

集中的，從上到下的組態(tài)方式

能靈活、可靠地與原系統(tǒng)相兼容

集中的，友好的人機(jī)界面

含有配方功能的批量處理包

開放的結(jié)構(gòu)，可以同管理級(jí)進(jìn)行通訊

同現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)溶為一體

第5篇：計(jì)算機(jī)的組成和工作原理范文

    論文摘 要 計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門基礎(chǔ)核心專業(yè)基礎(chǔ)課程,在該專業(yè)的課程體系中起著打地基的作用,學(xué)好這門課程對(duì)于提高學(xué)生的理論認(rèn)知水平和實(shí)踐能力有著極為重要的作用。本文從用簡(jiǎn)單的問題切如枯燥的學(xué)習(xí)知識(shí);把抽象的知識(shí)具體化;通過(guò)學(xué)生講解來(lái)驗(yàn)證教學(xué)效果,三個(gè)方面的方法來(lái)講解如何教授中專計(jì)算機(jī)組成原理這門課程。

    計(jì)算機(jī)組成原理的教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)以計(jì)算機(jī)硬件部件和和整機(jī)系統(tǒng)知識(shí)為主的同時(shí),還必需適當(dāng)兼顧與硬件關(guān)系最密切的基礎(chǔ)軟件知識(shí)的學(xué)習(xí)。那種把計(jì)算機(jī)組成原理完全作為純硬件課來(lái)處理,是陳舊的認(rèn)識(shí)和過(guò)時(shí)的做法,不符合當(dāng)今計(jì)算機(jī)研究和教育發(fā)展的潮流。學(xué)好這門課的目的是為了了解計(jì)算機(jī)的構(gòu)成及基本工作原理。學(xué)生應(yīng)能抽象出一個(gè)計(jì)算機(jī)模型,在此基礎(chǔ)上,理解計(jì)算機(jī)是如何工作的。但是計(jì)算機(jī)組成原理這門課專業(yè)性很強(qiáng),很抽象,也很枯燥。而現(xiàn)在的中專學(xué)生基礎(chǔ)差,缺乏學(xué)習(xí)主動(dòng)性,學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)理解能力也相對(duì)比較薄弱。本文針對(duì)中專學(xué)生的這一特征,提出了怎樣教授計(jì)算機(jī)組成原理這門課程。利用一種以培養(yǎng)學(xué)生的理解、聯(lián)系實(shí)際能力為核心的教學(xué)模式,并就該模式下的課堂理論教學(xué)、課后練習(xí)與輔導(dǎo)、教學(xué)效果檢驗(yàn)等三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)的闡述。

    一、用簡(jiǎn)單的問題切如枯燥的學(xué)習(xí)知識(shí)

    在講解十進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)之間相互轉(zhuǎn)換這個(gè)問題時(shí),我并沒有直接講轉(zhuǎn)換算法,而是先提問了一個(gè)學(xué)生們都認(rèn)為很簡(jiǎn)單,但是又回答不正確的問題,來(lái)引起學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣,我提問的問題是:計(jì)算機(jī)用的是直流電還是交流電,對(duì)此問題,我讓同學(xué)們進(jìn)行討論,并說(shuō)出你回答的答案的依據(jù),幾乎所有的學(xué)生都認(rèn)為,計(jì)算機(jī)用的是交流電。依據(jù)是計(jì)算機(jī)的電源插在220V的交流電源上。我就告訴學(xué)生們你們的答案都是錯(cuò)的,計(jì)算機(jī)用的是直流電,學(xué)生們很好奇,就急于想聽我講出這個(gè)答案的依據(jù),這樣我就引進(jìn)了二進(jìn)制數(shù)的概念,告訴學(xué)生,計(jì)算機(jī)中所有的數(shù)值、文字、符號(hào)、語(yǔ)音、圖形、圖像等等統(tǒng)為稱數(shù)據(jù),在計(jì)算機(jī)內(nèi)部,都必須用數(shù)字化編碼(基二碼 二進(jìn)制編碼)的形式被存儲(chǔ)、加工和傳送。并且講解了二進(jìn)制碼的基本點(diǎn)符號(hào)0和1。采用0和1的優(yōu)點(diǎn)是:符號(hào)個(gè)數(shù)最少物理上容易實(shí)現(xiàn);與二值邏輯的真假兩個(gè)值的對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)單;用二進(jìn)制碼表示數(shù)值數(shù)據(jù)運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單。然而在我們的現(xiàn)實(shí)生活中所用的數(shù)值都是十進(jìn)制數(shù),那么接著就講了十進(jìn)制數(shù)如何轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。十進(jìn)制數(shù)分為整數(shù)和小數(shù)。對(duì)于十進(jìn)制的整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的法則是:除以2取余。對(duì)于十進(jìn)制的小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的法則是:乘以2取整。相反二進(jìn)制數(shù)如何轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)呢?我先舉了一個(gè)簡(jiǎn)單的例子引入了概念按階展開,例如十進(jìn)制數(shù)650按階展開就是650=6*100+5*10+0*1=6*102+5*101+0*100。。十進(jìn)制數(shù)按階展開是用數(shù)字乘以十的次方數(shù),那么以此類推二進(jìn)制數(shù)的按階展開就應(yīng)該是用數(shù)字乘以二的次方數(shù),例111101按階展開就是1111101=1*26+1*25+1*24+1*23+1*22+0*21+1*20。然而二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)就是把二進(jìn)制數(shù)按階展開然后計(jì)算出數(shù)值。

    二、把抽象的知識(shí)具體化

    講解CPU的工作原理時(shí),我首先講解CUP的全稱central processing unit 即中央處理器,有人也稱它微處理器。顧名思義,CPU就是電腦的中央核心部分,負(fù)責(zé)處理各種硬件裝置傳送進(jìn)來(lái)的資源,經(jīng)過(guò)判斷計(jì)算后,再下指令將資料送到正確的裝置上執(zhí)行。講完這些以后學(xué)生都很迷茫,因?yàn)樘橄罅?。我就用現(xiàn)實(shí)中做廣播體操的例子來(lái)把抽象的問題具體化。做廣播體操的整個(gè)過(guò)程是,首先我們的耳朵聽到指令,然后再把指令傳送給我們的大腦,大腦經(jīng)過(guò)分析判斷后再把指令傳送的我們的肢體,以此來(lái)確定肢體的動(dòng)作。緊接著我就用了計(jì)算機(jī)如何打印文件這個(gè)例子與做廣播體操相對(duì)照。當(dāng)我們要打印一份文件時(shí),首先通過(guò)鍵盤或者鼠標(biāo)輸入打印的指令,CPU收到指令經(jīng)過(guò)分析判斷后知道我們要打印文件,就會(huì)下達(dá)指令將資料傳送給打印機(jī),然后由打印機(jī)執(zhí)行打印工作。通過(guò)這個(gè)例子使學(xué)生們聯(lián)想到可以把CPU比喻成人類的大腦它不但要負(fù)責(zé)接收外界輸入的信息資料,而且還要負(fù)責(zé)處理這些資料,然后將處理后的結(jié)果傳送到正確的裝置上。幾乎大大小小的工作,都需要CPU來(lái)下達(dá)命令,傳送到其他設(shè)備上來(lái)執(zhí)行。通過(guò)舉例子的講解方式使學(xué)生們了解了CPU的工作原理。把抽象的復(fù)雜的問題具體化簡(jiǎn)單化,增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。

    三、通過(guò)學(xué)生講解來(lái)驗(yàn)證教學(xué)效果

    課堂上教師講解一個(gè)系統(tǒng)的知識(shí)點(diǎn)后,為了了解學(xué)生的掌握情況,我就采用了先挑一些程度好,理解能力強(qiáng)的學(xué)生將剛才講的知識(shí)再講解一遍的訓(xùn)練方法,這樣我就可以了解到學(xué)生們的理解與我講解的偏差在哪兒,還有什么地方?jīng)]有理解到位。我可以就此問題重新的再做解釋。然后,再挑一些程度不好的且理解力相對(duì)比較差的學(xué)生,再來(lái)講解同樣的問題,如果講解的比較到位,就證明這個(gè)問題幾乎所有的學(xué)生都已經(jīng)掌握了。因?yàn)檫@門課程我同時(shí)教授了四個(gè)班,為了避免我講課大意和重復(fù),我就隨機(jī)挑剛教授過(guò)的班級(jí)的學(xué)生到第二個(gè)班去講,這樣剛學(xué)過(guò)的學(xué)生害怕到其他別的班級(jí)如果講的不好丟人,就會(huì)好好復(fù)習(xí)反復(fù)練習(xí),這樣就激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。然而對(duì)于第二個(gè)班的學(xué)生來(lái)說(shuō),他們就抱著好奇的態(tài)度來(lái)聽別的班學(xué)生的講解,想看看別的班的學(xué)生講的和老師講的到底一樣嗎?這樣就調(diào)動(dòng)了學(xué)生的聽課興趣,課堂紀(jì)律也會(huì)好很多。還有現(xiàn)在的中專學(xué)生在家中基本都是獨(dú)生子女,集所有家里人的寵愛與一身,所以他們都非常自我,不懂得如何尊重別人。

    結(jié)束語(yǔ):在計(jì)算機(jī)組成原理這門課的教授過(guò)程中我想盡了各種辦法,運(yùn)用多種教學(xué)手段,設(shè)計(jì)有趣的教學(xué)活動(dòng)來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生積極的學(xué)習(xí)態(tài)度,與學(xué)生建立相互信任,相互尊重,平等交流的師生關(guān)系,讓學(xué)生充滿激情,主動(dòng)投入到學(xué)習(xí)過(guò)程中。

第6篇：計(jì)算機(jī)的組成和工作原理范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)組成原理；教學(xué)改革；教學(xué)方法；教學(xué)模式

文章編號(hào)：1672-5913（2013）07-0046-04

中圖分類號(hào)：G642

計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心硬件基礎(chǔ)課程，是全國(guó)計(jì)算機(jī)專業(yè)碩士研究生入學(xué)考試的重點(diǎn)專業(yè)考試課程之一。它在計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)本科教學(xué)課程體系中起著承前啟后的作用。該課程內(nèi)容涵蓋計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本硬件部件構(gòu)成和組成方式，包括基本的運(yùn)算操作原理和單元設(shè)計(jì)思想、操作方式及其實(shí)現(xiàn)等。

通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，不僅可以幫助學(xué)生理解單處理器計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本組織結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握單處理器計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本分析和設(shè)計(jì)方法及相互關(guān)系，還使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次化結(jié)構(gòu)概念，明晰硬件與軟件之間的接口界面，建立起一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整機(jī)概念，為后續(xù)相關(guān)硬件課程如計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理與接口等課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.1教材建設(shè)問題

計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)課時(shí)相對(duì)較少，但是其理論性強(qiáng)、知識(shí)面廣、內(nèi)容多且更新快，教師難教，學(xué)生難學(xué)?，F(xiàn)有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部都是由超大規(guī)模集成電路組成，缺乏和書本相一致的硬件電路幫助學(xué)生加深認(rèn)識(shí)。如果在沒有相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，直接介紹現(xiàn)有的較復(fù)雜的新技術(shù)、新方法和新知識(shí)，學(xué)生熟悉和掌握有一定困難。

1.2教學(xué)方法存在的問題

由于“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的知識(shí)點(diǎn)較多，現(xiàn)有的教學(xué)課時(shí)數(shù)較少，所以教師在教學(xué)過(guò)程中基本采用傳統(tǒng)的“填鴨灌輸式”教學(xué)方法，雖然教學(xué)工具從“粉筆+黑板”逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂诎?課件”，提高了教學(xué)效率，使教學(xué)內(nèi)容更加緊湊，但仍然存在許多弊端，比如因?yàn)閮?nèi)容較多，學(xué)生在聽課時(shí)沒有充分思考的時(shí)間，缺乏足夠的課堂交互，過(guò)分依賴拷貝教師的課件，不注重課堂理解，使教學(xué)效果較差。

1.3實(shí)踐教學(xué)問題

計(jì)算機(jī)組成原理課程的實(shí)踐教學(xué)在整個(gè)課程教學(xué)中有著重要作用，其主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器等各部件實(shí)驗(yàn)以及基本模型機(jī)的課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。但在現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，基本是由老師給出實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生負(fù)責(zé)驗(yàn)證完成實(shí)驗(yàn)，對(duì)其中用到的相關(guān)知識(shí)及工作原理學(xué)生不能完全理解，缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的分析和解決能力。如果改用FPGA平臺(tái)采用VHDL或Verilog語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，雖然相對(duì)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)而言，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容得到了改進(jìn)，但由于學(xué)生個(gè)體差異較大，有的學(xué)生在相對(duì)有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成，實(shí)際效果大打折扣。

2 教學(xué)改革

針對(duì)以上問題，筆者所在的課程教研組從教材建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容組織、教學(xué)模式、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)等幾個(gè)角度出發(fā)，進(jìn)行了一系列教學(xué)改革和實(shí)踐。

2.1教材建設(shè)

通過(guò)分析CC2005教程體系、《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告暨專業(yè)規(guī)范和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)研究生入學(xué)考試專業(yè)基礎(chǔ)課全國(guó)統(tǒng)一命題考試大綱》對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理課程知識(shí)點(diǎn)的要求，筆者所在的教研組重新編寫了課程教材，將重點(diǎn)放在講述一般性原理，不針對(duì)任何具體的商業(yè)機(jī)型，綜合國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)類型中較為成熟的先進(jìn)技術(shù)，兼顧計(jì)算機(jī)發(fā)展的新技術(shù)、新成果，力求做到深入淺出。同時(shí)，為了避免一般性的抽象原理不利于分析理解，該教材即反映了不同的典型結(jié)構(gòu)，也有深入的分析，點(diǎn)面結(jié)合；通過(guò)一個(gè)模型機(jī)的實(shí)例將相關(guān)章節(jié)聯(lián)系起來(lái)，最終形成一個(gè)整機(jī)的概念，系統(tǒng)性較強(qiáng)。新教材緊密聯(lián)系實(shí)踐環(huán)節(jié)，加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解深度和應(yīng)用能力，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得了良好的學(xué)習(xí)效果。

2.2教學(xué)內(nèi)容組織

計(jì)算機(jī)組成原理課程教材的內(nèi)容覆蓋范圍廣、知識(shí)點(diǎn)多、理論性強(qiáng)，但是在當(dāng)前課時(shí)日益減少的情況下，不適合不加取舍地照本宣科，如何站在計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)課程群的角度對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)取舍，對(duì)前導(dǎo)課程計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、數(shù)字邏輯電路已經(jīng)講過(guò)的相關(guān)內(nèi)容可以略過(guò)，以習(xí)題或課堂提問的方式引導(dǎo)學(xué)生回憶曾經(jīng)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。對(duì)于將在后繼課程中講到的內(nèi)容，比如流水線技術(shù)、虛擬存儲(chǔ)技術(shù)、通道輸入輸出方式等，只提及基本概念、結(jié)構(gòu)和工作原理，不需要精講分析，將相關(guān)內(nèi)容留給后繼課程去講解。

2.3教學(xué)模式選擇

改革現(xiàn)有的以課堂教學(xué)為主的教學(xué)模式，輔以多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。在多媒體課件設(shè)計(jì)的過(guò)程中，竭力避免大段抄襲教材內(nèi)容的課件，強(qiáng)調(diào)概括突出章節(jié)知識(shí)要點(diǎn)，針對(duì)課程內(nèi)容抽象、實(shí)物演示存在難度的特點(diǎn)，課件主要內(nèi)容以動(dòng)態(tài)演示為主，生動(dòng)形象地描述地址流、數(shù)據(jù)流、指令流在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的操作過(guò)程，讓學(xué)生能以更直觀的方式理解計(jì)算機(jī)內(nèi)部的信息處理過(guò)程，提升課堂教學(xué)效果。此外，在網(wǎng)絡(luò)上提供一個(gè)以學(xué)生為中心的網(wǎng)上學(xué)習(xí)環(huán)境，除了實(shí)現(xiàn)課程相關(guān)資源上網(wǎng)以外，針對(duì)每個(gè)章節(jié)設(shè)置試題庫(kù)，考核學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，并設(shè)置板塊對(duì)歷年考研試題進(jìn)行解答分析，安排任課教師輪流在網(wǎng)絡(luò)上對(duì)學(xué)生反饋的相關(guān)學(xué)習(xí)問題進(jìn)行答疑解析，使學(xué)生與老師的互動(dòng)不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制。

2.4教學(xué)方法改革

傳統(tǒng)的教學(xué)方法是灌輸式的，筆者在對(duì)中西方教學(xué)方法進(jìn)行了解和比較后，探索將啟發(fā)式教學(xué)、類比式教學(xué)、案例教學(xué)等多種教學(xué)方法綜合應(yīng)用到計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)當(dāng)中。

現(xiàn)有的情境教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)設(shè)適合問題的情境。所謂問題的情境是指不能直接使用自身已有的知識(shí)處理，但可以間接利用已有知識(shí)處理的情境。這就需要教師根據(jù)本課程的教學(xué)內(nèi)容，圍繞特定的課程主題，設(shè)計(jì)合適的問題，激發(fā)學(xué)生的求知欲，強(qiáng)化其學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)其主動(dòng)探求更多的新知識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中，教師需要鼓勵(lì)學(xué)生敢于質(zhì)疑，敢于提問，而且要從不同角度提出問題、思考問題。例如在講解運(yùn)算器ALU的時(shí)候，可以先提出問題，為什么衡量計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度可以采用每秒鐘多少次加法這個(gè)性能指標(biāo)？加減乘除四則運(yùn)算之間是否可以合并化簡(jiǎn)？從而讓學(xué)生思考計(jì)算機(jī)的算術(shù)運(yùn)算功能的實(shí)現(xiàn)主要依靠什么部件，是否存在同一個(gè)部件能夠同時(shí)完成所有的四則運(yùn)算功能？這就可以引申出加法器的基本概念，使學(xué)生明白在計(jì)算機(jī)中用來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的核心部件是加法器。在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，還需要尊重學(xué)生的個(gè)性思維，給予他們開放式的答案，這對(duì)于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保持學(xué)生持續(xù)的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)非常有幫助。

類比教學(xué)是指在講授過(guò)程中將一些概念、策略和思想等比較抽象的內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生活中的生動(dòng)事例進(jìn)行關(guān)聯(lián)、類比，從而將學(xué)生可能認(rèn)為抽象的概念、理論形象化、生動(dòng)化，使其掌握知識(shí)更牢固。例如，將日常生活中最簡(jiǎn)單的接電話與中斷處理過(guò)程相聯(lián)系起來(lái)，在日常的工作過(guò)程中，突然出現(xiàn)的手機(jī)鈴聲就是中斷請(qǐng)求信號(hào)，打進(jìn)電話的呼叫者就是發(fā)送請(qǐng)求的中斷源，因?yàn)楸缓艚姓邿o(wú)法預(yù)知呼叫的時(shí)間，所以打進(jìn)電話的過(guò)程是個(gè)隨機(jī)事件，具有和中斷相同的特征——隨機(jī)性。手機(jī)的分組鈴聲和來(lái)電顯示可以用來(lái)區(qū)分呼叫者的身份，是用來(lái)識(shí)別不同中斷來(lái)源的標(biāo)志，這個(gè)過(guò)程是個(gè)中斷識(shí)別的過(guò)程。而被呼叫者中止當(dāng)前正在執(zhí)行的工作，選擇接聽或者掛斷電話的過(guò)程是中斷響應(yīng)的問題，接聽是響應(yīng)中斷，掛斷則是不響應(yīng)。如果設(shè)置了來(lái)電過(guò)濾的黑名單和白名單屬于中斷屏蔽的問題，黑名單上的呼叫者將會(huì)被屏蔽掉，白名單上的則不會(huì)受影響。被呼叫者接聽電話回應(yīng)呼叫者的過(guò)程屬于中斷處理過(guò)程。接聽完畢，掛斷電話，重新開始原來(lái)被中斷的日常工作屬于中斷返回。整個(gè)過(guò)程和中斷處理過(guò)程如出一轍，通過(guò)這樣一件簡(jiǎn)單的日常事例，學(xué)生可以由此及彼的掌握整個(gè)中斷過(guò)程。

案例教學(xué)法在一些法學(xué)、管理類教學(xué)中早已廣泛運(yùn)用，它是通過(guò)實(shí)際案例來(lái)反映教學(xué)內(nèi)容中的一些基本原理和方法，提高學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力，重視培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的一種教學(xué)方法。案例教學(xué)法關(guān)鍵在于選擇合適的案例，案例必須具有典型性，具有普遍意義，這樣的實(shí)例在教學(xué)過(guò)程中值得花費(fèi)精力討論和設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)組成原理課程內(nèi)容比較抽象，案例教學(xué)對(duì)CPU數(shù)據(jù)通路的教學(xué)非常有效，特別是指令執(zhí)行過(guò)程部分，通過(guò)對(duì)模型機(jī)案例的信息流分析以及和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的直觀對(duì)比，介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的新理論和新技術(shù)，加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)各功能部件的基本原理、基本結(jié)構(gòu)的理解和掌握。

2.5實(shí)踐教學(xué)改革

2.5.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革

學(xué)院從過(guò)去的固定結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，過(guò)渡到FPGA實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更加靈活，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與教材內(nèi)容保持一致，避免實(shí)驗(yàn)與課堂教學(xué)脫節(jié)的問題，做到課堂教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的統(tǒng)一，鞏固教學(xué)效果。

2.5.2實(shí)踐教學(xué)方法改革

從2004年開始，筆者所在的教研組針對(duì)不同類型的學(xué)生，采用了層次化教學(xué)法，并在后續(xù)的實(shí)踐中，陸續(xù)采用了任務(wù)驅(qū)動(dòng)式實(shí)踐教學(xué)，建立實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)等多種方法提高教學(xué)效果。層次化教學(xué)法是針對(duì)學(xué)生的個(gè)體差異，在教學(xué)大綱允許的范圍內(nèi)，將實(shí)踐任務(wù)分成基本、常規(guī)、提高3個(gè)層次，基本層次完成原理驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，常規(guī)層次完成給定框架內(nèi)的設(shè)計(jì)并進(jìn)行驗(yàn)證，提高層次鼓勵(lì)學(xué)生綜合所學(xué)知識(shí)，實(shí)踐自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。課程組在編寫指導(dǎo)書時(shí)就對(duì)不同層次分別指導(dǎo)，如課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中基本層次完成CPU的微程序設(shè)計(jì)，著重于理解指令的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，常規(guī)層次還要完成CPU的硬件設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)的角度理解計(jì)算機(jī)的工作原理。在實(shí)施中采用學(xué)生申請(qǐng)、指導(dǎo)老師審核的方式選擇層次，層次的選擇不影響成績(jī)的檔次，保證每個(gè)學(xué)生都能通過(guò)實(shí)驗(yàn)有所收獲。

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)就是把所要學(xué)習(xí)的知識(shí)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的任務(wù)，教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生分析任務(wù)、通過(guò)主動(dòng)探求完成任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)所要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)。它符合探究教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)知識(shí)和技能的傳授應(yīng)以完成典型“任務(wù)”為主，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在密切聯(lián)系學(xué)習(xí)、生活和社會(huì)實(shí)踐的有意義的“任務(wù)”情境中，通過(guò)完成任務(wù)來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí)、獲得技能、形成能力。在計(jì)算機(jī)組成原理課程的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，以模型機(jī)CPU的設(shè)計(jì)作為實(shí)踐教學(xué)的核心任務(wù)。之所以選擇CPU，主要是由于CPU對(duì)大多數(shù)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生而言，是既陌生又熟悉的一個(gè)具有神秘感的硬件，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；同時(shí)CPU又是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制處理中心，負(fù)責(zé)指令的解釋執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各個(gè)功能部件的管理控制，可以幫助學(xué)生深入理解計(jì)算機(jī)的工作原理。在整個(gè)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，這個(gè)核心任務(wù)被分解成若干個(gè)環(huán)環(huán)相扣的子任務(wù)，如伴隨課堂教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行的運(yùn)算器、高速緩存、控制器等部件設(shè)計(jì)，由淺入深、循序漸進(jìn)，在期末課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，由學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各種不同結(jié)構(gòu)和功能的CPU。學(xué)生可以將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通、綜合運(yùn)用到CPU設(shè)計(jì)過(guò)程中，給有潛力的同學(xué)留下了足夠的創(chuàng)新空間，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)新思維有著較大幫助。

第7篇：計(jì)算機(jī)的組成和工作原理范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)；教學(xué)改革；分類別教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）37-0036-02

一、我校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)基本情況

《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》是各高校面向全體非計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)的一門公共基礎(chǔ)課，是大學(xué)生素質(zhì)教育中的基礎(chǔ)性課程，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生獲得良好的信息素養(yǎng)，增強(qiáng)信息安全意識(shí)和信息社會(huì)責(zé)任，為學(xué)習(xí)《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》和其他與計(jì)算機(jī)應(yīng)用相關(guān)的專業(yè)課程打下了良好的基礎(chǔ)。湖北文理學(xué)院（原襄樊學(xué)院）是設(shè)在鄂西北的湖北省第二大城市中的一所綜合型本科院校，有著文、理、工等8大學(xué)科門類，46個(gè)本科專業(yè)、12個(gè)?？茖I(yè)，每年招收本?？茖W(xué)生近4000人，來(lái)自全國(guó)20多個(gè)省市自治區(qū)。我校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課一直根據(jù)教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的要求進(jìn)行設(shè)置，經(jīng)歷了從《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》、《計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)》、《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》的變遷。課程學(xué)時(shí)也經(jīng)歷了多次變化。地方性綜合型本科院校的生源是多種多樣的。大一學(xué)生已有的計(jì)算機(jī)水平和專業(yè)差異為計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的教學(xué)組織帶來(lái)了挑戰(zhàn)。同時(shí)，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的操作性很強(qiáng)，傳統(tǒng)的理論與實(shí)驗(yàn)分開的教學(xué)方式存在很多弊端，已不能適應(yīng)《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)需要。

二、我校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的改革與實(shí)踐

1.教學(xué)方式的改革與實(shí)踐。傳統(tǒng)教學(xué)中，課程設(shè)置一般是一周2節(jié)理論2節(jié)實(shí)驗(yàn)，先在教室上2節(jié)所謂的理論課后，再在另外的時(shí)間安排2節(jié)實(shí)驗(yàn)課。教師在實(shí)驗(yàn)室組織學(xué)生進(jìn)行操作練習(xí)，來(lái)鞏固理論教學(xué)的內(nèi)容。在2節(jié)理論課的講課過(guò)程中，教師要講到很多內(nèi)容。往往是老師在講課時(shí)學(xué)生理解了所講的內(nèi)容，但因?yàn)闆]有及時(shí)的深化，又很快忘記。上課時(shí)老師的操作演示也不少。往往是老師在講課時(shí)學(xué)生知道如何操作了，但進(jìn)到實(shí)驗(yàn)室后又無(wú)從下手。這都是本課程的操作性很強(qiáng)的緣故。只有老師講解了操作要領(lǐng)后馬上組織學(xué)生練習(xí)才能起到鞏固作用?；诖耍倚?007年起進(jìn)行《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》的課程教學(xué)改革。經(jīng)過(guò)公共計(jì)算機(jī)教學(xué)部的反復(fù)研討，經(jīng)學(xué)校教務(wù)處同意，我們將本課程的教學(xué)全部安排到實(shí)驗(yàn)室，在保證總體理論學(xué)時(shí)與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)符合課程教學(xué)大綱的要求、教學(xué)進(jìn)度符合學(xué)期初統(tǒng)一制定的課程教學(xué)進(jìn)度的前提下，采取不嚴(yán)格區(qū)分理論課與實(shí)驗(yàn)課，老師“邊講邊練、講講練練”的教學(xué)方式，即老師可根據(jù)某次課教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，在講解、演示一個(gè)知識(shí)點(diǎn)后（一般20～30分鐘），馬上組織學(xué)生進(jìn)行鞏固式的操作練習(xí)，老師進(jìn)行巡回檢查指導(dǎo)，等大多數(shù)學(xué)生完成后（一般也在20～30分鐘），再進(jìn)行下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講解與練習(xí)。在教學(xué)安排上，考慮到學(xué)生在新老校區(qū)間的走動(dòng)，我們一次安排4節(jié)課連上。這樣，在一次上課中，可以有4次講練結(jié)合的機(jī)會(huì)，收到了良好的教學(xué)效果。

在教學(xué)過(guò)程中，為防止學(xué)生在教師講課中間不認(rèn)真聽講，而是自己操作計(jì)算機(jī)的情況出現(xiàn)，我們采取了兩種預(yù)防辦法：一是使用電子教室軟件，由教師機(jī)來(lái)控制學(xué)生機(jī)的顯示。這種方式使得學(xué)生必須跟隨老師講課的進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí)，在投影儀效果不好的情況下十分有效，但要保證計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)線路的完好，否則對(duì)于不能控制的計(jì)算機(jī)，學(xué)生還是可以操作；二是在老師講課時(shí)斷開學(xué)生機(jī)電源，使得學(xué)生只能通過(guò)投影儀來(lái)聽講。這種方式要求投影儀顯示效果要好，但學(xué)生進(jìn)行練習(xí)時(shí)開機(jī)時(shí)要浪費(fèi)一些時(shí)間，講練次數(shù)較多時(shí)尤為明顯。針對(duì)這兩種方式各存在的問題，本人的教學(xué)實(shí)踐是通過(guò)嚴(yán)格管理的方式來(lái)控制講練過(guò)程。當(dāng)要講課時(shí)，提示學(xué)生直接將顯示器的電源關(guān)閉，一方面要求實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員來(lái)協(xié)助進(jìn)行督促，同時(shí)友情提示顯示器關(guān)閉可減少電磁輻射，對(duì)身體尤其是面部皮膚有好處。對(duì)少不數(shù)不關(guān)閉顯示器的，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐u(píng)，并要求鄰座的同學(xué)注意提醒這些同學(xué)。練習(xí)時(shí)，學(xué)生只需打開顯示器電源，幾秒鐘后即可進(jìn)行操作練習(xí)。

2.教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐。在教學(xué)內(nèi)容的處理上，我們考慮到大一學(xué)生已有的計(jì)算機(jī)水平和專業(yè)差異性，在已有《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》（2007版）課程教學(xué)大綱與考試大綱的基礎(chǔ)上，充分考慮各個(gè)不同專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的不同要求，分理工類、藝術(shù)體育類、文史類，分別對(duì)《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》（2007版）課程教學(xué)大綱與考試大綱進(jìn)行了修訂。在保證大綱總體要求符合國(guó)家教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)的相關(guān)規(guī)定的前提下，我們針對(duì)不同類別的專業(yè)，在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行了一些相應(yīng)的增減，并提出一些與專業(yè)特點(diǎn)相適應(yīng)的特別的教學(xué)要求。如對(duì)理工類專業(yè)，我們要求學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)的基本組成原理與工作原理，掌握操作系統(tǒng)的基本原理，掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與工作原理，并增加二進(jìn)制的相關(guān)教學(xué)內(nèi)容；對(duì)藝術(shù)體育類專業(yè)，我們只要求學(xué)生了解計(jì)算機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)，了解操作系統(tǒng)的基本功能，了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本工作原理；對(duì)其他文史類專業(yè)，我們要求學(xué)生熟悉計(jì)算機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)和基本工作原理，熟悉操作系統(tǒng)的基本原理與功能，熟悉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本工作原理。由于教學(xué)內(nèi)容有所不同，我們?cè)诮虒W(xué)進(jìn)度的制定上，也做到分類安排。如對(duì)理工類專業(yè)，我們?cè)谟?jì)算機(jī)基本知識(shí)、操作系統(tǒng)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與工作原理等部分，適當(dāng)增加學(xué)時(shí)，并增加二進(jìn)制相關(guān)內(nèi)容2學(xué)時(shí)，但對(duì)Windows及Office操作部分，則縮減部分學(xué)時(shí)，并安排學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)；對(duì)藝術(shù)體育類專業(yè)，我們?cè)谟?jì)算機(jī)基本知識(shí)、操作系統(tǒng)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與工作原理等部分，適當(dāng)減少學(xué)時(shí)，只要求教師作基本介紹，但在Windows及Office操作部分，則相應(yīng)增加學(xué)時(shí)；而對(duì)文史類專業(yè)的學(xué)時(shí)安排，則在二者之間進(jìn)行適當(dāng)?shù)匕才拧?/p>

由于教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求的不同，我們?cè)诮虒W(xué)準(zhǔn)備工作方面，采取了必要的措施，如在教研活動(dòng)中進(jìn)行有針對(duì)性地討論，商定不同類別的教學(xué)進(jìn)度安排與教學(xué)內(nèi)容處理方式；在任課教師中組建不同類別的集體備課組，進(jìn)行有針對(duì)性的備課。

3.經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)。通過(guò)采用在實(shí)驗(yàn)室授課、講練結(jié)合的教學(xué)方式，我校《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程的教學(xué)取得了較明顯的教學(xué)效果。一是教師能更好地控制教學(xué)過(guò)程，二是學(xué)生在學(xué)習(xí)中能理解教學(xué)內(nèi)容并能及時(shí)進(jìn)行鞏固練習(xí)。分類別進(jìn)行有針對(duì)性地教學(xué)，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。如何充分考慮地方性綜合型本科院校生源的多樣性、中學(xué)階段信息技術(shù)課開設(shè)的普及性，以及地區(qū)差異和城鄉(xiāng)差異導(dǎo)致的學(xué)生知識(shí)起點(diǎn)的差異性，采取更有針對(duì)性的教學(xué)方式，是本課程下一步教學(xué)研究和實(shí)踐的重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì).高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告暨計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求[Z].北京：高等教育出版社，2009.

[2]國(guó)家級(jí)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程建設(shè)”項(xiàng)目組.高等學(xué)校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程建設(shè)報(bào)告[R].北京：高等教育出版社，2010.

第8篇：計(jì)算機(jī)的組成和工作原理范文

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科；教學(xué)改革 ；教學(xué)效果

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2012）06-0305-02

前言

《計(jì)算機(jī)組成原理》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是計(jì)算機(jī)學(xué)科的考研課程之一，在計(jì)算機(jī)專業(yè)的課程體系中有著十分重要的地位。計(jì)算機(jī)組成原理是我院信息技術(shù)系開設(shè)的課程，介于我院是培養(yǎng)應(yīng)用型專門人才為主要任務(wù)的特點(diǎn)，即使學(xué)生能盡快地融入到實(shí)際工作的應(yīng)用中。因此，該課程必須不斷地調(diào)整完善提高教學(xué)效果以適合實(shí)際需求。

一、《計(jì)算機(jī)組成原理》課堂教學(xué)效果的提高

1.培養(yǎng)目標(biāo)的確立。中國(guó)各個(gè)高校都根據(jù)自己學(xué)校的特點(diǎn)研究制定了自己學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)。所培養(yǎng)出來(lái)的人才一般分為研究型、應(yīng)用型、實(shí)用型三種類型。培養(yǎng)應(yīng)用型人才的學(xué)校稱之為應(yīng)用型學(xué)校，培養(yǎng)應(yīng)用型人才的本科專業(yè)稱之為應(yīng)用型本科。應(yīng)用型人才將主要為社會(huì)承擔(dān)把科學(xué)理論和技術(shù)轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問題、服務(wù)生產(chǎn)的方法和方案的任務(wù)，其特點(diǎn)是學(xué)用結(jié)合、學(xué)做結(jié)合、學(xué)創(chuàng)結(jié)合。發(fā)展應(yīng)用型本科教育是社會(huì)發(fā)展的要求建設(shè)新時(shí)期，實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化，科技是關(guān)鍵，教育是基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)大多數(shù)的本科院校確定了以培養(yǎng)應(yīng)用型專門人才為主要任務(wù)，但是如何培養(yǎng)適合社會(huì)需求的應(yīng)用型專業(yè)人才還處于摸索研究階段，因此以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)的普通高等學(xué)校，都必須積極進(jìn)行應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)研究與改革。

2.教學(xué)內(nèi)容的改革。傳統(tǒng)上，《計(jì)算機(jī)組成原理》是計(jì)算機(jī)及相近專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，而《匯編語(yǔ)言》是計(jì)算機(jī)專業(yè)（本、?？疲W(xué)生必備知識(shí)，其內(nèi)容往往體現(xiàn)在《匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》或《微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》等課程中。以前，我院和許多院校一樣，將《計(jì)算機(jī)組成原理》單獨(dú)開設(shè)，另開設(shè)《匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》或《微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》。一方面，《計(jì)算機(jī)組成原理》一直是一個(gè)比較難教、難學(xué)的課程，是一門內(nèi)容中技術(shù)性、工程性很強(qiáng)的課程。傳統(tǒng)的做法都是以教師課堂授課為主，學(xué)生被動(dòng)地聽課，即主要通過(guò)教課方式向同學(xué)強(qiáng)行灌輸，教師往往按照教材的內(nèi)容一般性地講述原理，學(xué)生只是完成一些簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。課程內(nèi)容顯得抽象枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)后總感到有些朦朧，甚至于覺得本課程沒什么實(shí)用價(jià)值，沒有興趣學(xué)。而另一方面，匯編語(yǔ)言的學(xué)習(xí)和掌握與計(jì)算機(jī)的硬件組成與工作原理密切相關(guān)。因此，分設(shè)兩門課，一方面造成了部分內(nèi)容的重復(fù)講授，浪費(fèi)了寶貴的學(xué)時(shí)， 另一方面給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成了一定的困難。因此，在我院領(lǐng)導(dǎo)和教務(wù)處的大力支持下，自2006年開始，我系對(duì)這兩門課程進(jìn)行了課程改革試驗(yàn)，先是在《計(jì)算機(jī)組成原理》課中增加匯編語(yǔ)言的內(nèi)容，并逐步增加匯編語(yǔ)言的有關(guān)內(nèi)容，課程名改為《計(jì)算機(jī)組成原理與匯編語(yǔ)言》。經(jīng)過(guò)對(duì)幾屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐，效果明顯。一是學(xué)時(shí)數(shù)顯著減少，二是充分利用了二者之間的有機(jī)聯(lián)系，學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度和運(yùn)用能力有所提高。

3.傳統(tǒng)的教學(xué)手段和多媒體教學(xué)手段相互補(bǔ)充。傳統(tǒng)的教學(xué)手段是板書，這種方式的缺點(diǎn)就是教師要花很多時(shí)間進(jìn)行板書，學(xué)生看到的 是死板的黑底白字，其優(yōu)點(diǎn)是教師邊寫邊講，容易和學(xué)生形成互動(dòng)，而學(xué)生在做筆記的過(guò)程中也能加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，同時(shí)還能讓學(xué)生養(yǎng)成做筆記的良好習(xí)慣。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，絕大多數(shù)教師都利用多媒體課件進(jìn)行教學(xué)，這種手段改善了傳統(tǒng)教學(xué)的不足，但同時(shí)也出現(xiàn)了一些弊端。有些教師上課時(shí)過(guò)分依賴幻燈片，講課時(shí)就照著課件念，速度一快，學(xué)生根本沒有思考的余地，也沒法做筆記，直接后果就是學(xué)生也過(guò)分依賴教師的課件，大部分同學(xué)上課不做筆記，上課也不好好聽講，就等著下課以后把課件拷貝回去看，大大降低了課堂教學(xué)的效果。為此，我們?cè)诮虒W(xué)時(shí)采用“課件+板書”的教學(xué)手段，大部分內(nèi)容在課件上出現(xiàn)，但細(xì)節(jié)部分在黑板上給予適當(dāng)補(bǔ)充，而且課件內(nèi)容要保證重點(diǎn)突出，語(yǔ)言精練，這樣既能讓學(xué)生記下重點(diǎn)內(nèi)容，也能讓學(xué)生避開幻燈片的干擾，集中注意力聽教師的講解，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

二、《計(jì)算機(jī)組成原理》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)效果的提高

為體現(xiàn)“學(xué)生主體地位”和“參與式教學(xué)”等教育理念，從“計(jì)算機(jī)組成原理”開課開始我們就我院培養(yǎng)應(yīng)用型人才的特點(diǎn)，加大了實(shí)驗(yàn)課的比重，打破其他學(xué)校的慣例，按照1∶1的比例安排理論和實(shí)驗(yàn)課，取得了很好的教學(xué)效果。我們重新整合的課程為《計(jì)算機(jī)組成原理與匯編語(yǔ)言》，增加了匯編程序部分的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)部分繼而分成了計(jì)算機(jī)組成原理與匯編語(yǔ)言兩部分。

1.計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)。目前高校計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)方式主要有兩種：一種是利用固定結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，這些實(shí)驗(yàn)平臺(tái)將 CPU 的各個(gè)組成部件全部做好，學(xué)生按要求連線、撥動(dòng)相應(yīng)輸入或控制開關(guān)來(lái)完成實(shí)驗(yàn)；另 一種是應(yīng)用 EDA 技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。我院購(gòu)買了計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)箱，采用了第一種形式。這種固定結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可幫助學(xué)生深刻理解計(jì)算機(jī)主要部件的工作原理。首先，學(xué)生可以實(shí)際動(dòng)手操作。其次，學(xué)生可以把理論知識(shí)與社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，在實(shí)際工作中得到鍛煉和提高，使學(xué)有所用。這樣，一方面，可以進(jìn)一步深化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握；另一方面，可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

2.匯編語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)匯編語(yǔ)言。實(shí)驗(yàn)部分，采用上機(jī)編程的形式。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解80x86計(jì)算機(jī)組織，掌握8086/8088指令系統(tǒng)和尋址方式，掌握匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基本方法，能進(jìn)行匯編語(yǔ)言程序的設(shè)計(jì)、調(diào)試。對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理有了全方位的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)解決學(xué)生掌握硬件專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)、匯編語(yǔ)言基本設(shè)計(jì)方法和增加教學(xué)內(nèi)容實(shí)用性等三個(gè)方面。使學(xué)生通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)各功能部件的邏輯組成、工作機(jī)制、程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)及實(shí)驗(yàn)，建立完備的單臺(tái)計(jì)算機(jī)整機(jī)概念。使學(xué)生通過(guò)高性能計(jì)算機(jī)、新一代計(jì)算機(jī)等知識(shí)，進(jìn)一步學(xué)習(xí)了解計(jì)算機(jī)廣泛采用的新技術(shù)、新工藝、最新研究成果和發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)。使學(xué)生通過(guò)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，了解所用計(jì)算機(jī)硬件及使用軟件擴(kuò)大功能的實(shí)現(xiàn)方法，進(jìn)一步真正理解計(jì)算機(jī)的基本組成原理以及工作過(guò)程。并為后繼課程及今后工作中解決實(shí)際問題，打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，受到軟硬件實(shí)驗(yàn)的初步訓(xùn)練，實(shí)驗(yàn)操作能力得到提高。掌握編程的基本方法，培養(yǎng)分析和解決問題的能力以及掌握使用計(jì)算機(jī)的基本技能。

三、考核方法及效果

為了進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，把每次實(shí)驗(yàn)的成績(jī)列入平時(shí)成績(jī)，最終納入期末成績(jī)，總成績(jī)＝30％平時(shí)成績(jī) + 70％期末考試成績(jī)。使學(xué)生不僅僅注重最后一張卷子，而是更注重平時(shí)的學(xué)習(xí)與積累，注重自己真正學(xué)到了知識(shí)和技能。這種方式也得到了學(xué)生的認(rèn)可。學(xué)生成績(jī)也有了大幅提高（見表1）。

四、加強(qiáng)課程認(rèn)識(shí)，建立完整的課程體系

由于學(xué)生正處于學(xué)習(xí)階段，對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理這門課程在整個(gè)專業(yè)課程體系以及該課程與其他課程之間的聯(lián)系沒有一個(gè)直觀、感性的認(rèn)識(shí)，使得學(xué)生在思想上輕視了對(duì)這門課的學(xué)習(xí)。因此，上課時(shí)，教師首先應(yīng)該明確本課程的地位和重要性，讓學(xué)生從思想上重視起來(lái)。通常，教師在教學(xué)時(shí)基本上都有這個(gè)環(huán)節(jié)，但大部分只是“簡(jiǎn)單的、概括性的”說(shuō)明，沒有詳細(xì)地探討該課程和其他課程的聯(lián)系，學(xué)生有種“知其然，而不知其所以然”的感覺。為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程重要性的認(rèn)識(shí)，可以設(shè)置一些問題，通過(guò)對(duì)這些問題的思考，讓學(xué)生能深刻體會(huì)到本課程和其他課程的聯(lián)系，加深對(duì)該課程地位的感性認(rèn)識(shí)。并且我對(duì)該課程群中的相關(guān)課程在教學(xué)內(nèi)容上做了一次大跨度的整合、更新，開設(shè)出《嵌入式系統(tǒng)》課程，使課程群中的課程更能反映出現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的新發(fā)展。

結(jié)論

要提高應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)效果，分析應(yīng)用型計(jì)算機(jī)專業(yè)人才特點(diǎn)，量身定做教學(xué)方案，使用先進(jìn)的教學(xué)手段，加之以科學(xué)的管理，是應(yīng)用型計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)的有效途徑。總之《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教育也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新，不斷地研究改進(jìn)。課程一定要想方設(shè)法地吸引學(xué)生興趣，不斷改革教學(xué)內(nèi)容、方法及手段，采取多種途徑，提高教學(xué)效果是一個(gè)教育工作者永遠(yuǎn)的目標(biāo)和追求。

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第9篇：計(jì)算機(jī)的組成和工作原理范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；工作原理；發(fā)展趨勢(shì)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)二者的結(jié)合，是二者發(fā)展到一定階段上的產(chǎn)物。人們?yōu)榱朔奖愎ぷ鳎糜?jì)算機(jī)來(lái)控制自動(dòng)控制系統(tǒng)中的功能，于是就形成了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。它以計(jì)算機(jī)作為控制主體，并通過(guò)一些輔助部件將被控對(duì)象與計(jì)算機(jī)相連接，從而達(dá)到具有一定控制目的的系統(tǒng)。這里的輔助部件主要包括：輸入輸出接口、檢測(cè)裝置和執(zhí)行裝置等。它與被控對(duì)象的連接和部件間的連接通常有兩種方式：有線連接、無(wú)線連接。以達(dá)到使被控對(duì)象的狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)過(guò)程達(dá)到某種指定的要求，也可以是使目標(biāo)達(dá)到最優(yōu)化。

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的工作原理

我們常說(shuō)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要由硬件組成和軟件兩部分組成。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，一般都有專門的數(shù)字--模擬轉(zhuǎn)換設(shè)備和模擬--數(shù)字轉(zhuǎn)換設(shè)備。由于一般都是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，所以有時(shí)候?qū)τ?jì)算機(jī)硬件配置的要求并不是很高，但對(duì)于計(jì)算機(jī)可靠性、反應(yīng)速度有著一定的要求。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理大致可分為以下三個(gè)階段：(1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：對(duì)被控制對(duì)象工作的瞬時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)分析，并由傳感器傳輸給計(jì)算機(jī)。(2)實(shí)時(shí)決策：對(duì)采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并與被控制對(duì)象的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行分析，并按已有的控制規(guī)律，決定下一步的控制過(guò)程。(3)實(shí)時(shí)控制：根據(jù)第二步的決策，適時(shí)地對(duì)執(zhí)行部位發(fā)出信號(hào)，進(jìn)而完成控制任務(wù)。這三個(gè)過(guò)程在一個(gè)控制系統(tǒng)中不斷重復(fù)，使整個(gè)系統(tǒng)按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工作，并對(duì)被控對(duì)象和設(shè)備本身的進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)控，一旦產(chǎn)生異常系統(tǒng)會(huì)及時(shí)作出處理。

二、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

當(dāng)今世界，要想提過(guò)一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力，就必須首先提高這個(gè)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)上，尤其應(yīng)該把重點(diǎn)放在提高產(chǎn)品的創(chuàng)新和開發(fā)能力上。在高科技信息技術(shù)應(yīng)用方面，要充分將各種新技術(shù)、新材料、新能源相結(jié)合，并根據(jù)市場(chǎng)的需求來(lái)綜合應(yīng)用，力求工業(yè)設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)統(tǒng)籌兼顧的原則，使兩者在實(shí)際應(yīng)用中逐步融合，最終實(shí)現(xiàn)以為人服務(wù)為核心、控制一體化的智能控制體系。從目前工業(yè)發(fā)展的狀況來(lái)看，隨著CAD、人工智能、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的逐漸發(fā)展和應(yīng)用，使得人們對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程有了新的認(rèn)識(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)的思維有了更廣闊的發(fā)揮空間。從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程來(lái)看，并行設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì)、敏捷設(shè)計(jì)、全生命周期設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)方法引領(lǐng)了現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式的發(fā)展方向。隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，在信息化的推動(dòng)下，產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式必然朝著數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的趨勢(shì)發(fā)展。

三、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)更加先進(jìn)化

為了方便工業(yè)環(huán)境應(yīng)用，人們?cè)O(shè)計(jì)出一種可編程序控制器(PLC)的微機(jī)系統(tǒng)。它利用可編程序的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)用戶下達(dá)的指令，并將指令轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式，通過(guò)對(duì)數(shù)字進(jìn)行分析來(lái)完成預(yù)定的邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等功能。近年來(lái)可編程序控制器大多都采用計(jì)算機(jī)作為主要控制器，且存儲(chǔ)器采均采用集成電路的形式，因?yàn)榧呻娐肪哔|(zhì)量可靠可靠、功能穩(wěn)定、價(jià)格便宜、體積比較小等優(yōu)點(diǎn)，且人們對(duì)集成電路的應(yīng)用技術(shù)較為成熟。近些年來(lái)由于智能的I/O模塊的出現(xiàn)，使PLC除了具備原來(lái)的邏輯運(yùn)算、邏輯判斷等功能外，還具備數(shù)據(jù)自動(dòng)處理、故障自行診斷、PID運(yùn)算及網(wǎng)絡(luò)等新功能，從而大大地?cái)U(kuò)大了可編程序控制器的應(yīng)用范圍。

（二）網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)更加集成化

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的核心是中央處理器，就像人的大腦一樣，指揮真?zhèn)€系統(tǒng)的運(yùn)行。人們把處理器、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、顯示操作裝置、輸入/輸出接口、模擬儀表等眾多原件有機(jī)地集成在一起，就形成了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它的出現(xiàn)為生產(chǎn)的自動(dòng)化提供了可能。在實(shí)際生產(chǎn)中采用集成化的控制系統(tǒng)，會(huì)使生產(chǎn)成本更低、生產(chǎn)過(guò)程更加便利、產(chǎn)品質(zhì)量更加可靠。因此，在新時(shí)期計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)會(huì)朝著更加集成化的方向發(fā)展。

（三）網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)更加智能化

智能控制一直是人們追求的目標(biāo)，是指不需要人的參與就能夠自主地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)，是用機(jī)器代替人工的前提條件。智能控制由眾多系統(tǒng)綜合形成，包括：識(shí)別控制系統(tǒng)、分級(jí)控制系統(tǒng)、綜合分析系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等。以計(jì)算機(jī)級(jí)基礎(chǔ)，將智能控制技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化的要求，這對(duì)推動(dòng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步有著重大意義。計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步直接影響了智能控制系統(tǒng)的發(fā)展。雖然目前智能控制只能較為淺顯的模擬人類大腦的思維判斷過(guò)程，但是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)控制系統(tǒng)會(huì)更加的智能化。

（四）網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)更加網(wǎng)絡(luò)化

當(dāng)今時(shí)代，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全面應(yīng)用，催動(dòng)著控制系統(tǒng)的變革，也加速了新的控制理論的產(chǎn)生?？刂葡到y(tǒng)更為網(wǎng)絡(luò)化，已經(jīng)成為當(dāng)前控制技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新的主要方向。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)資源的共享，它還可以應(yīng)用于控制現(xiàn)場(chǎng)，并將控制與管理綜合化、一體化。因特網(wǎng)的應(yīng)用已經(jīng)不僅僅局限于傳統(tǒng)的信息瀏覽、查詢、，人們現(xiàn)在可以利用因特網(wǎng)技術(shù)跨越地理因素，直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制?，F(xiàn)代我們所用到的控制系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成信息和控制綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩部分組成。現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)是將工作中的設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，形成分布式控制系統(tǒng)。通過(guò)因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制。在科技迅速發(fā)展的今天，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展不僅僅局限于此，在未來(lái)會(huì)朝著更加網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)正朝著智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展。更為先進(jìn)集成電路的引用，提高了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的可靠性和工作效率，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用也越來(lái)越普及，在計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的今天，網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展將會(huì)有更為美好的前景。

作者:唐金暉 單位:新疆光源電力實(shí)業(yè)總公司

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