北航計組課程設(shè)計

北航計組課程設(shè)計一、課程目標

知識目標：

1.理解計算機組成原理，掌握計算機硬件的基本結(jié)構(gòu)和功能。

2.學(xué)習(xí)計算機指令集，掌握指令的執(zhí)行過程和尋址方式。

3.了解計算機的存儲體系，掌握內(nèi)存管理的基本方法。

4.掌握輸入輸出系統(tǒng)的原理和性能評估。

技能目標：

1.能夠運用所學(xué)知識設(shè)計簡單的計算機硬件系統(tǒng)。

2.能夠分析并優(yōu)化計算機指令執(zhí)行效率。

3.能夠運用存儲管理技術(shù)進行內(nèi)存分配和回收。

4.能夠評估輸入輸出系統(tǒng)的性能，并提出改進方案。

情感態(tài)度價值觀目標：

1.培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識，提高溝通與協(xié)作能力。

2.增強學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)解決實際問題的能力。

3.培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)術(shù)素養(yǎng)。

4.增強學(xué)生對我國計算機產(chǎn)業(yè)的了解，激發(fā)愛國主義情懷。

課程性質(zhì)：本課程為計算機組成原理與設(shè)計相關(guān)課程，旨在幫助學(xué)生建立扎實的計算機硬件基礎(chǔ)，提高實際設(shè)計和分析能力。

學(xué)生特點：北航學(xué)生具備較好的邏輯思維能力和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，對計算機硬件有一定了解，但實踐能力有待提高。

教學(xué)要求：結(jié)合學(xué)生特點和課程性質(zhì)，注重理論與實踐相結(jié)合，強調(diào)動手實踐，提高學(xué)生解決實際問題的能力。通過課程目標分解，確保學(xué)生能夠達到預(yù)期學(xué)習(xí)成果，為后續(xù)教學(xué)和評估提供依據(jù)。

二、教學(xué)內(nèi)容

1.計算機系統(tǒng)概述

-計算機發(fā)展史

-計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

-計算機硬件基本組成

2.計算機組成原理

-CPU結(jié)構(gòu)和工作原理

-存儲器層次結(jié)構(gòu)及類型

-I/O系統(tǒng)基本原理

3.指令集體系結(jié)構(gòu)

-指令格式與編碼

-尋址方式

-指令執(zhí)行過程

4.存儲體系

-內(nèi)存管理技術(shù)

-虛擬存儲器原理

-頁式和段式存儲管理

5.輸入輸出系統(tǒng)

-I/O設(shè)備及其性能評估

-I/O接口與數(shù)據(jù)傳輸

-中斷與DMA傳輸

6.計算機系統(tǒng)性能分析

-性能指標與評估方法

-CPU性能優(yōu)化

-存儲器與I/O系統(tǒng)性能優(yōu)化

教學(xué)內(nèi)容安排與進度：

第1周：計算機系統(tǒng)概述

第2-3周：計算機組成原理

第4-5周：指令集體系結(jié)構(gòu)

第6-7周：存儲體系

第8-9周：輸入輸出系統(tǒng)

第10周：計算機系統(tǒng)性能分析

三、教學(xué)方法

本課程采用以下教學(xué)方法，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果：

1.講授法：通過教師系統(tǒng)的講解，使學(xué)生掌握計算機組成原理的基本知識和概念。針對重點、難點內(nèi)容，采用生動的語言和形象的比喻，幫助學(xué)生理解和記憶。

2.討論法：針對課程中的熱點問題和有爭議的觀點，組織學(xué)生進行課堂討論。鼓勵學(xué)生發(fā)表自己的看法，培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力和創(chuàng)新意識。

3.案例分析法：挑選具有代表性的計算機硬件案例，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論，從而提高學(xué)生解決實際問題的能力。

4.實驗法：結(jié)合課程內(nèi)容，安排相應(yīng)的實驗課，讓學(xué)生動手實踐。通過實驗，使學(xué)生深入理解計算機硬件的工作原理，提高實際操作能力。

5.任務(wù)驅(qū)動法：將課程內(nèi)容分解為若干個具體任務(wù)，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成。學(xué)生在完成任務(wù)的過程中，自主學(xué)習(xí)和合作交流，提高解決問題的能力。

6.課后作業(yè)與練習(xí)：布置適量的課后作業(yè)和練習(xí)，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識，提高運用能力。

7.翻轉(zhuǎn)課堂：鼓勵學(xué)生課前預(yù)習(xí)，課堂上進行討論、實踐和問題解決。提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和課堂參與度。

8.模擬教學(xué)：利用計算機模擬軟件，模擬計算機硬件的運行過程，幫助學(xué)生直觀地理解抽象的概念。

教學(xué)方法實施策略：

1.針對不同教學(xué)內(nèi)容，靈活運用多種教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。

2.結(jié)合學(xué)生特點，調(diào)整教學(xué)方法和進度，確保學(xué)生能夠充分理解和掌握知識。

3.重視課堂互動，鼓勵學(xué)生提問、發(fā)言，提高學(xué)生的課堂參與度。

4.定期進行教學(xué)反饋，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，調(diào)整教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。

四、教學(xué)評估

教學(xué)評估采用多元化方式，確保評估的客觀性、公正性和全面性，具體包括以下方面：

1.平時表現(xiàn)評估：

-課堂出勤：評估學(xué)生按時參加課堂的情況，占總評的10%。

-課堂表現(xiàn)：評估學(xué)生在課堂上的發(fā)言、提問、討論等參與程度，占總評的10%。

-小組討論：評估學(xué)生在小組合作中的表現(xiàn)，如合作態(tài)度、貢獻度等，占總評的10%。

2.作業(yè)評估：

-課后作業(yè)：評估學(xué)生對課堂所學(xué)知識的鞏固程度，以及運用能力，占總評的20%。

-實驗報告：評估學(xué)生在實驗過程中的觀察、分析和總結(jié)能力，占總評的20%。

3.考試評估：

-期中考試：評估學(xué)生對前半學(xué)期知識的掌握程度，占總評的20%。

-期末考試：全面評估學(xué)生對整個課程知識的掌握程度，占總評的20%。

4.案例分析與報告：

-學(xué)生需在課程中進行至少一次案例分析，并以報告形式提交。評估學(xué)生分析問題、解決問題的能力，占總評的10%。

教學(xué)評估注意事項：

1.評估標準明確，提前告知學(xué)生評估要求，使學(xué)生對評估有清晰的認識。

2.評估過程中，教師應(yīng)保持公正、公平，給予學(xué)生客觀的評價。

3.定期反饋評估結(jié)果，指導(dǎo)學(xué)生查漏補缺，提高學(xué)習(xí)效果。

4.關(guān)注學(xué)生的個體差異，鼓勵學(xué)生在原有基礎(chǔ)上取得進步。

5.鼓勵學(xué)生參與評估，提高學(xué)生的自我評估和反思能力。

五、教學(xué)安排

1.教學(xué)進度：

-本課程共計10周，每周2課時，共計20課時。

-每周安排一次課后的輔導(dǎo)時間，為期中、期末考試復(fù)習(xí)和答疑。

-實驗課程穿插在理論課程中，共計4次實驗，每次實驗2課時。

2.教學(xué)時間：

-理論課程：每周固定時間進行，確保學(xué)生有足夠的時間預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。

-輔導(dǎo)時間：安排在學(xué)生課余時間，便于學(xué)生參加。

-實驗課程：根據(jù)實驗內(nèi)容和條件，安排在理論課程相應(yīng)章節(jié)之后。

3.教學(xué)地點：

-理論課程：安排在學(xué)校多媒體教室，便于使用教學(xué)資源和展示案例。

-實驗課程：安排在計算機實驗室，確保學(xué)生能夠?qū)嶋H操作。

教學(xué)安排注意事項：

1.考慮學(xué)生的作息時間，避免安排在學(xué)生疲憊或課余時間緊張的階段。

2.結(jié)合學(xué)生的興趣愛好，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)案例和實驗內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.確保實驗課程與理論課程緊密結(jié)合