江南大學計組課程設計

江南大學計組課程設計一、課程目標

知識目標：

1.理解計算機組織與結構的基本原理，掌握計算機硬件與軟件的協(xié)調運作機制。

2.掌握江南大學計組課程中規(guī)定的處理器結構、指令系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)等核心知識。

3.了解并掌握并行處理、流水線技術等先進計算機組織技術的基本概念。

技能目標：

1.能夠運用所學知識，分析并解決計算機組織中的實際問題。

2.培養(yǎng)學生運用硬件描述語言（如Verilog、VHDL）進行簡單計算機組件設計的能力。

3.提高學生的團隊合作能力，通過小組項目，培養(yǎng)學生協(xié)同設計、調試和優(yōu)化計算機系統(tǒng)的技能。

情感態(tài)度價值觀目標：

1.培養(yǎng)學生對計算機組織與結構的興趣，激發(fā)學生探索計算機科學領域的熱情。

2.強化學生的工程倫理觀念，使學生在設計計算機系統(tǒng)時充分考慮性能、功耗、成本等多方面因素，遵循可持續(xù)發(fā)展的原則。

3.培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，鼓勵學生敢于挑戰(zhàn)傳統(tǒng)，探索計算機組織與結構的新技術、新方法。

課程性質：本課程為計算機科學與技術專業(yè)的核心課程，旨在幫助學生建立扎實的計算機組織與結構基礎知識，為后續(xù)相關課程及從事計算機硬件研發(fā)工作打下基礎。

學生特點：學生已具備一定的計算機基礎知識和編程能力，具有較強的邏輯思維能力和動手實踐能力。

教學要求：結合學生特點，注重理論與實踐相結合，通過案例分析和項目實踐，幫助學生將所學知識內化為實際能力，培養(yǎng)具備創(chuàng)新精神和實踐能力的計算機專業(yè)人才。在教學過程中，注重目標的分解和落實，確保課程目標的達成。

二、教學內容

1.計算機系統(tǒng)概述：包括計算機發(fā)展史、計算機系統(tǒng)層次結構、硬件與軟件的相互關系。

-教材章節(jié)：第1章計算機系統(tǒng)概述

2.計算機硬件基本組成：重點講解中央處理器（CPU）、存儲器、輸入輸出設備等硬件組件的工作原理和功能。

-教材章節(jié)：第2章計算機硬件基本組成

3.指令系統(tǒng)：介紹指令集架構、指令格式、尋址方式、指令執(zhí)行過程等內容。

-教材章節(jié)：第3章指令系統(tǒng)

4.存儲系統(tǒng)：講解存儲器層次結構、緩存技術、虛擬存儲器、存儲器管理等。

-教材章節(jié)：第4章存儲系統(tǒng)

5.中央處理器：包括CPU結構、指令執(zhí)行過程、流水線技術、多核處理器等內容。

-教材章節(jié)：第5章中央處理器

6.輸入輸出系統(tǒng)：介紹I/O接口、中斷、直接存儲器訪問（DMA）、總線系統(tǒng)等。

-教材章節(jié)：第6章輸入輸出系統(tǒng)

7.并行處理與多處理器系統(tǒng)：講解并行處理的基本概念、多處理器系統(tǒng)結構、并行性能評估等內容。

-教材章節(jié)：第7章并行處理與多處理器系統(tǒng)

教學內容安排和進度：

第1-2周：計算機系統(tǒng)概述、硬件基本組成

第3-4周：指令系統(tǒng)

第5-6周：存儲系統(tǒng)

第7-8周：中央處理器

第9-10周：輸入輸出系統(tǒng)

第11-12周：并行處理與多處理器系統(tǒng)

第13-14周：課程項目實踐與總結

教學內容確保覆蓋課程目標所要求的知識點和技能點，通過系統(tǒng)性的教學，幫助學生全面掌握計算機組織與結構的相關知識。

三、教學方法

本課程采用多樣化的教學方法，旨在激發(fā)學生的學習興趣，提高教學效果，確保學生能夠主動、深入地掌握計算機組織與結構的相關知識。

1.講授法：作為基礎教學方法，主要用于對課程中的基本概念、原理和關鍵技術進行系統(tǒng)講解。通過清晰、生動的語言，結合多媒體教學手段，使學生形成直觀、深刻的認識。

-應用場景：計算機系統(tǒng)概述、硬件基本組成、指令系統(tǒng)等理論知識講解。

2.討論法：鼓勵學生在課堂上積極參與討論，培養(yǎng)學生的思辨能力和團隊協(xié)作精神。針對課程中的重點、難點問題，組織學生進行小組討論，促進學生之間的知識交流和共享。

-應用場景：針對存儲系統(tǒng)、中央處理器等復雜知識點的探討。

3.案例分析法：通過分析典型計算機系統(tǒng)案例，使學生將理論知識與實際應用相結合，提高學生的實際操作能力。

-應用場景：講解并行處理與多處理器系統(tǒng)時，引入實際案例進行分析。

4.實驗法：組織學生進行計算機組織與結構的實驗，使學生在實踐中掌握所學知識，提高動手能力。

-應用場景：課程項目實踐，包括處理器設計、存儲器管理、I/O接口設計等。

5.任務驅動法：將課程內容分解為若干個具體任務，引導學生通過完成這些任務，達到掌握知識的目的。

-應用場景：針對指令系統(tǒng)、存儲器管理等模塊，設計具體任務，引導學生自主學習。

6.小組合作法：鼓勵學生組成學習小組，共同完成課程項目。培養(yǎng)學生的團隊合作精神，提高溝通協(xié)調能力。

-應用場景：課程項目實踐，要求學生分組完成，并進行成果展示和評價。

7.反思教學法：在課程結束后，組織學生進行反思，總結自己在學習過程中的收獲和不足，為后續(xù)學習提供借鑒。

-應用場景：課程總結階段，要求學生撰寫學習心得體會。

四、教學評估

教學評估旨在全面、客觀地檢驗學生的學習成果，通過多元化的評估方式，確保評估過程的公正性和有效性。

1.平時表現(xiàn)評估：

-出勤情況：評估學生出勤率，鼓勵學生按時參加課程。

-課堂參與度：評估學生在課堂討論、提問和回答問題時的表現(xiàn)，鼓勵學生主動參與課堂活動。

-小組討論：評估學生在小組合作中的貢獻，包括觀點闡述、問題分析和解決方案提出。

2.作業(yè)評估：

-定期作業(yè)：根據(jù)課程進度布置相關作業(yè)，包括理論題和設計題，檢驗學生對知識的掌握程度。

-實驗報告：學生完成實驗后，撰寫實驗報告，評估其實驗操作能力和分析問題的能力。

3.考試評估：

-期中考試：考查學生對課程前半部分知識點的掌握，形式包括選擇題、填空題、簡答題和計算題。

-期末考試：全面考查學生的課程知識掌握程度，包括理論知識和應用能力的考核。

4.課程項目評估：

-項目過程：評估學生在項目實踐過程中的參與度、團隊協(xié)作能力和解決問題的能力。

-項目成果：評估學生完成項目的質量，包括設計文檔、實現(xiàn)代碼和演示效果。

5.自我評估：

-學生在課程學習過程中，定期進行自我評估，反思學習收獲和不足，提高自我學習能力。

6.同伴評估：

-學生之間相互評價，促進相互學習，提高團隊協(xié)作能力。

教學評估的權重分配：

-平時表現(xiàn)：10%

-作業(yè)：20%

-期中考試：20%

-期末考試：30%

-課程項目：20%

五、教學安排

為確保課程目標的達成，本章節(jié)對教學進度、時間和地點進行合理安排，充分考慮學生的實際情況和需求。

1.教學進度：

-第1-2周：計算機系統(tǒng)概述、硬件基本組成

-第3-4周：指令系統(tǒng)

-第5-6周：存儲系統(tǒng)

-第7-8周：中央處理器

-第9-10周：輸入輸出系統(tǒng)

-第11-12周：并行處理與多處理器系統(tǒng)

-第13-14周：課程項目實踐與總結

2.教學時間：

-每周2課時，共計28課時。

-課余時間安排：課程項目實踐、討論和答疑。

3.教學地點：

-理論課：學校多媒體教室。

-實踐課：計算機實驗室。

4.教學安排考慮因素：

-學生作息時間：課程安排在學生精力充沛的時段，以利于學生更好地學習。

-學生興趣愛好：結合學生興趣，安排相關實踐環(huán)節(jié)，提高學生的學習積極性。

-學生需求：根據(jù)學生的學習需求，適時調整教學進度和內容，確保教學效果。