基于Flash的“Cache地址映射和替換算法”教學(xué)課件設(shè)計(jì)

徐昆良

摘要：該文以《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的“Cache地址映像和替換算法”這一教學(xué)環(huán)節(jié)為例，制作了一個(gè)多媒體課件，該課件將涉及的直接映射、全相聯(lián)映射、組相聯(lián)映射以及FIFO和LRU算法進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示，將教學(xué)過程中難理解、抽象的知識(shí)點(diǎn)形象化。為老師的教學(xué)提供了方便，同時(shí)，學(xué)生也能夠很容易的理解、掌握難懂的知識(shí)，對(duì)枯燥乏味的知識(shí)點(diǎn)產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)的積極性得到提高，徹底改變“教師難教、學(xué)生難學(xué)”的局面。

關(guān)鍵詞：Cache 地址映射 教學(xué)課件

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）15-0139-03

Abstract： In this paper， the computer composition principle "the curriculum" cache address mapping and replacement algorithm "the teaching link， for example， a multimedia courseware， the courseware will relate to the direct mapping， fully associative mapping， set associative mapping and FIFO and LRU algorithm for dynamic demonstration， difficult to understand， abstraction of knowledge visualization in the teaching process. For the convenience of the teacher's teaching. At the same time， the students can easily understand， difficult to master the knowledge and the boring knowledge generated interest in learning， learning enthusiasm， improve， completely changed the situation of the teachers to teach and students are difficult to learn.

Key w ords： Cache； Address mapping； Teaching courseware

《計(jì)算機(jī)組成原理》是一門在計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)課程設(shè)計(jì)中處于核心地位的學(xué)科，主要闡述計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，課程具有涉及內(nèi)容龐雜、知識(shí)面廣、概念抽象等特點(diǎn)，在各高校的教學(xué)過程中，采用傳統(tǒng)的教學(xué)往往出現(xiàn)“教師難教、學(xué)生難學(xué)”的局面，教學(xué)效果不好，學(xué)完該課程后基礎(chǔ)不扎實(shí)，為后續(xù)課程的教和學(xué)帶來極大的困難。為此，許多高校紛紛革新了許多教學(xué)方法，進(jìn)行了各種教學(xué)方法的嘗試，同時(shí)也投入了很多的資金在教學(xué)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備上，但效果甚微[1-4]。

目前，成本低廉的、集文字、圖片、聲音等媒體于一體的多媒體技術(shù)也日趨發(fā)展，在許多課程的教學(xué)中均獲得了廣泛應(yīng)用，但是，有部分老師使用多媒體教學(xué)只是簡(jiǎn)單文教學(xué)內(nèi)容的幻燈片演示，只是為了脫離黑板板書，不僅達(dá)不到較好的教學(xué)效果，相反，快速的屏幕切換還會(huì)使學(xué)生疲勞，影響教學(xué)效果。如何能夠充分發(fā)揮多媒體課件的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，制作一個(gè)好的教學(xué)課件是關(guān)鍵[5-8]。

本文以《計(jì)算機(jī)組成原理》課程的“Cache地址映像和替換算法”這一教學(xué)環(huán)節(jié)為例，制作了一個(gè)多媒體課件，該課件的使用能充分發(fā)揮多媒體教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)，將教學(xué)過程中難理解、抽象的知識(shí)點(diǎn)形象化。為老師的教學(xué)提供了方便，使常規(guī)教學(xué)方法難以講清楚的知識(shí)形象化，達(dá)到事半功倍的效果，同時(shí)，學(xué)生也能夠很容易的理解、掌握難懂的知識(shí)，對(duì)枯燥乏味的知識(shí)點(diǎn)產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)的積極性得到提高，徹底改變“教師難教、學(xué)生難學(xué)”的局面。

1 課件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容依次細(xì)分，將演示加入各部分的內(nèi)容教學(xué)中，利用多媒體技術(shù)將教學(xué)內(nèi)容中所要求完成的具體教學(xué)內(nèi)容展示出來。經(jīng)過分析，該教學(xué)內(nèi)容涉及直接映射、全相聯(lián)映射、組相聯(lián)映射，以及FIFO和LRU算法[9-11]。依次需求設(shè)計(jì)，得到課件總體結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示。

由于課件中涉及演示文件、文本文件、.swf文件等很多文件，因此采用文件夾的形式進(jìn)行文件管理，具體文件如下圖2所示。

2 課件功能設(shè)計(jì)

根據(jù)分析，該課件需要就有以下2個(gè)功能：

1）加載和修改功能：能夠在主頁(yè)面中加載《計(jì)算機(jī)組成原理》其他內(nèi)容，能夠根據(jù)某一教學(xué)內(nèi)容的改變而易于修改的教學(xué)課件。

2）動(dòng)畫演示功能：演示三種地址映像方式（直接映像、全相聯(lián)映像、組相聯(lián)映像），演示替換算法（先進(jìn)先出算法（FIFO）、近期最少使用算法（LRU））。

設(shè)計(jì)得到的課件主界面如圖3所示。

主界面包括了樹形的文件檢索，點(diǎn)擊后可以跳到相關(guān)內(nèi)容，為課件的擴(kuò)充提供了很好的加載模板。課件主要完成Cache地址映像和替換算法的演示功能，共5個(gè)模塊，圖4為其中直接地址映射功能模塊演示界面。

4 結(jié)論

該課件清晰明了的演示了高速緩沖存儲(chǔ)器地址映像和替換算法，幫助學(xué)習(xí)者從對(duì)計(jì)算機(jī)高速緩沖存儲(chǔ)器地址映像的抽象認(rèn)知轉(zhuǎn)化到形象的理解上，從課件提供良好的視覺、聽覺以及生動(dòng)形象的演示中讓學(xué)習(xí)者充分掌握該部分的知識(shí)，節(jié)約了學(xué)習(xí)時(shí)間，大大提高學(xué)習(xí)效率，為老師的教學(xué)提供科學(xué)，可行和高效的典型例子。

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