計算機組成原理教學方法探討

雷 沖,梁 麗

（1.四川文理學院 智能制造學院; 2.四川文理學院 招生就業處,四川 達州635000）

0 引言

《計算機組成原理》這門課程是計算機科學與技術、信息安全、物聯網工程、數字媒體技術等專業本科人才培養體系中的核心專業基礎課程.該課程作為計算機專業研究生入學考試專業基礎綜合科目之一,是培養學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,是整個計算機學科和計算機系統中最重要的基礎和核心,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、內容多、概念抽象、難度大等特點,學生普遍反映難學,教師也感覺難以達到良好的教學效果,那么如何改變這一現狀值得我們廣大教師探討和研究.［1-3］

1 目前教學中面臨的問題

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

1.1 內容繁雜、聯系面廣.

該課程的先修課程模擬電路、數字電路具有一定的難度,部分學生沒學好,導致在本課程中與之相關的原理理解不透徹,降低了學生的學習積極性,學生在學習過程中覺得該門課程枯燥抽象,原理復雜不易理解,知識點多,在學習過程中普遍存在畏難情緒,沒有信心,缺乏耐心等情況.

1.2 認識不足、重“軟”輕“硬”.

計算機專業的學生對該門課程的重要性上存在認識上的不足,認為他們將來會從事軟件的開發,學不學好硬件并不重要,加之軟件方面的人才現今需求量更大,更加重了他們“硬件不重要”的錯誤認識,在剛開始學習這門課程時學生經常會問學這門課有什么用,學生學習興趣上的不足是無法學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,軟件設計者才能設計出優秀的軟件.同時該課程也是學好后續課程如:《微機原理》、《計算機體系結構》、《單片機原理與接口技術》、《嵌入式系統原理》、《操作系統原理》、《編譯原理》的關鍵.［4-8］

2 教學方法探索

基于以上分析,如何讓學生從課程一開始就明白該門課程的實用性,激發學生學習該門課程的興趣,從而讓他們去主動學習計算機專業的相關知識.

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”,因此筆者在教學方法上對應的采用“講授法”、“演示法”、“實驗法”.其中的關鍵在于演示法--只有學生理解了才能夠掌握.C 程序設計語言一般會安排在該課程之前學習,筆者結合計算機組成原理在C 語言中的實際應用來談談演示法.

在講解第二章“數據的機器層次表示”時,引入C 語言中單精度浮點數來講述IEEE754 標準浮點數,如圖1所示.

圖1 單精度浮點數如何在內存中存放

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

圖2 轉移指令如何改變程序的執行順序

在講解第五章主存儲器的組織時,我們通過C語言中的結構體字節對齊來講解數據在主存中的存放以及大小端方案,如圖3所示.

圖3 結構體字節對齊

結 論

通過多次的教學實踐結果表明,本文提出的教學方法--演示法,不僅能在本門課程學習的初始就有效消除學生們對專業基礎課學習的畏難心理,還能激發他們學習計算機知識的強烈興趣,充分調動其學習的主動性,達到自主學習的目的.