考研知識點在計算機組成原理日常教學中的應用

　　摘要：作為硬件系統的核心課程，計算機組成原理不但是計算機本科階段的專業基礎課程，而且在研究生計算機專業基礎課統考中所占分值也很重。本文分析了計算機組成原理考研大綱與最近兩年的考研真題，初步確立了考研知識點相對于課程內容的一個具體分布情況，并以此為依據，提出有重點、分步驟地將這些考研知識點融合到日常教學實踐中。使計算機組成原理的日常教學與研究生統考實現一種雙贏模式。
　　關鍵詞：考研；計算機組成原理；教學模式
　　
　　計算機組成原理[1]是計算機本科階段的專業基礎課程。從2009年計算機考研專業基礎課統考實施以來，它的分值接近1/3。盡管這門課程的學習目標和研究生大綱中的考查目標比較一致，但是作為一門專業課程，各個學校的具體教學內容和方法會根據本校的專業課程設置、學生的知識結構具體確定，不同教師在教材的選擇上也有偏好，沒有統一標準。因此，很多學校在課程的日常教學內容上，即具體知識點的分布和側重方面，與研究生入學考試大綱中的考點分布以及具體考試內容的側重點都不吻合。這種不一致性可能會導致很多備考學生去尋找一些校外的輔導班。因此，在教學內容不完全符合的情況下，如何將考研知識點有機的融合到日常教學中，實現一種教學效果與考試成績并重的雙贏模式，已經成為計算機組成原理這一課程教學研究與探索的重要問題。
　　通過分析計算機組成原理考研大綱與考研真題，筆者掌握了考研知識點的具體分布情況，并將這些考研知識點融合到日常教學實踐中。具體實踐過程包括：教學內容對照，考研真題應用，擴充考核題型等。
　　1組成原理考研大綱分析
　　1.1考查目標
　　考查目標共有三條如表1所示，分別從硬件整機角度、軟件指令角度、計算和設計角度出發，說明計算機組成原理科目應該掌握的內容。這些考查目標和大多數學校的計算機組成原理課程學習目標是一致的，都符合從具體到抽象的認知規律。第一條目標是將一臺計算機裸機解剖研究后，再還原成一個整體；第二條目標開始為裸機設計能“出席”各種場合的“衣服”，并結合解剖得到的知識，學習這些“衣服”的基本設計和實現方法；最后一條目標是要求學生從學徒成長為一個師傅，并學習掌握作為一個評判者的基本技能，如分析、計算、評估和高層設計。
　　表12011年計算機專業研究生入學組成原理科目考查目標
　　考查目標考查角度
　　1．理解單處理器計算機系統中各部件的內部工作原理、組成結構以及相互連接方式，具有完整的計算機系統的整機概念。硬件整機
　　2．理解計算機系統層次化結構概念，熟悉硬件與軟件之間的界面，掌握指令集體系結構的基本知識和基本實現方法。軟件指令
　　3．能夠運用計算機組成的基本原理和基本方法，對有關計算機硬件系統中的理論和實際問題進行計算、分析，并能對一些基本部件進行簡單設計。分析、評估、計算、設計
　　
　　1.2知識點分布
　　計算機組成原理課程內容除了包括計算機系統硬件五大組成部分和他們的連接部件(運算器、控制器、存儲器、輸入系rRl6oYZZeEQ9S4yWXKrlUw==統、輸出系統、總線)外，還包括軟件核心內容(指令系統與數據表示)。考慮到知識之間的關聯和知識體系的完整性，這些內容在多數教材中被分成了七個部分。考研知識點的分布也遵循這樣的組織安排。表2是通過分析和簡化得到的2011年考研大綱[2]中考點分布和重點內容總結。
　　22009—2010年考研真題分析
　　考試大綱是對特定考試科目的總體要求和說明，內容比較寬泛。而歷年的考試真題更能真實的反映各知識點的分布和側重。表3 是2009—2010年計算機專
　　
　　業研究生入學統考真題中計算機組成原理知識點和所占分值的分布情況。這是一個大致的統計結果，數據可能涉及主觀因素。例如，有些題可能是綜合類的，同時需要幾部分的知識，這種題的歸屬很大部分取決于我們的理解。
　　從這兩年的真題分布我們可以看出，所占分值大于10的內容包括：存儲系統、指令系統、CPU和輸入輸出系統；此外比較重要的部分是數據表示，分值一般在5分左右；所占分值較少的是總線部分，一個選擇題占2分；概述一般不單獨命題，但是有些題中會用到這一部分的知識。
　　3考研知識點在日常教學中的應用
　　了解了考研知識點的分布情況，我們結合日常教學計劃，將這些知識點有重點、分步驟地融合到日常教學實踐中，具體方式包括教學內容對照、考研真題應用、擴充考核題型等。
　　3.1教學內容對照
　　盡管我校計算機組成原理這門課程的學習目標和研究生大綱中的考查目標是一致的，但是具體知識點分布卻有些差異。考研知識點的范圍要大于我們日常教學所包含的內容，涵蓋了我校開設的兩門專業課程內容，一門是計算機組成原理，另外一門是計算機系統結構。這兩門課程原本就隸屬于一個課程群[3]，其具體內容也是對同一個計算機系統的不同層次和角度的描述，有些內容之間難免會有重疊。系統結構是機器語言級的程序員所了解的計算機的屬性，即外特性；而計算機組成則是計算機系統結構的邏輯實現。為了讓學生清楚地了解這些特性，我們將具體的考研知識點和這兩門課程涉及到的具體內容作了一個對照(如表4所示)。并在兩門課程開始時對同學們作了明確的說明。這樣做的目的，相當于為那些備考的學生畫了一幅清晰的路線圖，幫助他們針對性地學習和復習。
　　3.2考研真題在課堂教學和課后作業中的應用
　　從歷年真題我們可以看出，存儲系統、CPU和指令系統是組成原理的重要內容，除了概念外，很容易出一些計算和設計題。這幾部分內容也是計算機組成原理和系統結構的重點，課堂教學中經常需要用到一些實際例子來復習和鞏固所學知識。這些教學實例一般都針對特定情境設計，相對比較單一，缺少變化，學生在學習掌握這些例題時，自己思考和提升的余地很少。而考研真題的特點正是多變，如果能將這些考研真題有針對性地引入課堂，作為教學實例，必然能激發學生的思考和學習興趣。例如2009年的44題“某計算機字長16位，采用16位定長指令字結構，部分數據通結構如圖所示……”就可以作為CPU那章中，講解微程序和微指令設計后，讓同學們綜合考慮的一個典型例題。
　　通常情況下，考研真題一般涵蓋同一章中很多知識點，直接照搬不太適合用作課堂教學的例子。例如，2009年關于輸入輸出系統的第43題“某計算機的CPU主頻為500MHz，CPI為5……”，這道題涉及到查詢，中斷，DMA三種典型的輸入輸出模式。這樣的真題很適合作為相應內容的課后作業，鍛煉同學們的綜合思考能力。在作業講解時，教師結合學生的作業情況，分析這些習題所涉及到的知識點與目前學生的掌握情況，幫助學生認識不足，逐漸建立一種系統和整體的解決問題能力。
　　
　　3.3擴充考核題型
　　作為一門內容變化不大的專業基礎課，考核的重點內容和形式相對固定。同時，為了杜絕學生的背題式復習，每次考試時都要避免出現以前考過得原題。這些因素都加重了考試出題的難度。有了研究生統考后，歷年的考研真題都可以作為題庫，為出題老師提供了大量可供參考的題型和實例。只要考查的是同一知識點，課程考核時出題教師就可以將考研真題中以選擇題型出現的題變換成填空題型或簡答題型。計算題型和設計題型也可以如法炮制。考研真題一般都是一些知名教師經過討論和研究，花費大量心血設計出來的，對知識點的考核比較全面客觀。這些優點正是一個或幾個任課教師很難做到的。通過借鑒和參考考研真題，計算機組成原理課程考核的客觀性和全面性將得到提升，正好滿足教學上一直提倡和實施地考教分離的要求和初衷。
　　
　　4結語
　　有重點、分步驟地將這些考研知識點融合到課程日常教學實踐中，提升了組成原理課程教學的效果，得到了學生的積極評價。很多備考學生反映課程知識比較實用，通過有效地利用考研真題，縮短了課堂教學和統考內容之間存在的差異，實現了計算機組成原理的日常教學與研究生統考中的雙贏。
　　
　　參考文獻：
　　[1]