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計算機軟硬件基礎(chǔ)知識范文第1篇

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；人才培養(yǎng)目標(biāo)；計算機本科專業(yè)；課程體系

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599(2011)23-0000-01

Curriculum Study for Computer Undergraduate Embedded System

Li Biyun,Shi Junping,Li Zongshou

(College of Information Science&Engineering,Jishou University,Jishou 416000,China)

Abstract:For the lag teaching and training in higher education embedded system,this article analyzes the development characteristics of the embedded system,identify curriculum thinking and personnel training objectives of building embedded systems of major computer science in colleges,a new curriculum system with theory and practice of the embedded system is proposed based on the courses of major in computer.

Keywords:Embedded system;Talents training objective;Computer undergraduate;

Curriculum system

一、引言

嵌入式系統(tǒng)是指以應(yīng)用為核心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。它由包括微處理器、定時器、微控制器、存儲器、傳感器等一系列微電子芯片與器件，和嵌入在存儲器中的微型操作系統(tǒng)、控制應(yīng)用軟件組成，共同實現(xiàn)諸如實時控制、監(jiān)視、管理、移動計算、數(shù)據(jù)處理等各種自動化處理任務(wù)。嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，以微電子技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)為基礎(chǔ)，強調(diào)硬件軟件的協(xié)同性與整合性，軟件與硬件可剪裁，以滿足系統(tǒng)對功能、成本、體積和功耗等要求[1]。

嵌入式系統(tǒng)已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)、信息家電、通信設(shè)備、醫(yī)療儀器、智能儀器儀表等眾多領(lǐng)域，如手機、PDA、MP3、手持設(shè)備、智能電話、機頂盒等，可以說嵌入式技術(shù)無處不在。由于社會對掌握嵌入式技術(shù)人才的大量需求，使嵌入式軟硬件工程師成為未來幾年最為熱門的職業(yè)之一。

目前，隨著嵌入式技術(shù)越來越熱，國內(nèi)越來越多的高校陸續(xù)開設(shè)了相關(guān)課程，并建立了嵌入式實驗室。但是通過各種渠道反映出，很多高校嵌入式課程開設(shè)的情況不理想，很多學(xué)校建立了優(yōu)良的嵌入式實驗室，卻很難達(dá)到理想的授課效果。歸結(jié)其原因主要有兩點：一、沒有完善的課程體系；二、需要合適的師資力量。吉首大學(xué)作為一所辦在民族地區(qū)的省屬高校，其辦學(xué)宗旨之一就是為地方經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)。吉首大學(xué)計算機系一直就是秉承此種宗旨來發(fā)展和培養(yǎng)應(yīng)用型人才的。從目前的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢來看，計算機專業(yè)本科教學(xué)不僅要面向計算機軟硬件系統(tǒng)，更應(yīng)與嵌入式系統(tǒng)方向相結(jié)合，與人才培養(yǎng)模式和人才需求相結(jié)合進(jìn)行適時調(diào)整，從理論及實踐課程體系、師資能力到人才培養(yǎng)模式進(jìn)行整體規(guī)劃，以適應(yīng)當(dāng)前應(yīng)用廣泛的嵌入式系統(tǒng)人才需要。

二、計算機本科專業(yè)嵌入式方向的人才培養(yǎng)目標(biāo)

按照嵌入式技術(shù)及其密切相關(guān)的電子信息產(chǎn)業(yè)目前及未來的發(fā)展需求，培養(yǎng)與我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)要求相適應(yīng)的，在德、智、體、美等方面全面發(fā)展，掌握計算機科學(xué)與技術(shù)基本理論、基本知識和基本技能，具有深厚嵌入式理論基礎(chǔ)、能從事嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)、集成電路設(shè)計與應(yīng)用、無線通信等實際工作，具有良好的政治素養(yǎng)、文化科學(xué)素養(yǎng)、較強的學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新意識和綜合解決實際問題能力的高級應(yīng)用型人才。嵌入式系統(tǒng)方向重點培養(yǎng)學(xué)生嵌入式系統(tǒng)軟件工程實踐能力，包括軟件工程及各種嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)、調(diào)試和測試工具[2]，畢業(yè)后學(xué)生將具備嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)能力，有能力適應(yīng)巨大的嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品市場需求，成為嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品企業(yè)所急需的掌握嵌入式系統(tǒng)軟件技術(shù)的人才。

畢業(yè)生具有的知識、素質(zhì)、能力包括：1.具有良好的思想道德素養(yǎng)和團結(jié)協(xié)作的精神，熟悉計算機方面的有關(guān)法規(guī)，遵紀(jì)守法，善于合作，勇于創(chuàng)新。掌握較豐富的科學(xué)文化知識、較扎實的計算機學(xué)科基礎(chǔ)知識、系統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)知識和基本技能，了解計算機專業(yè)的發(fā)展趨勢和新進(jìn)展。2.具有較強的學(xué)習(xí)能力和實踐能力，能夠熟練地運用多種方法獲取知識、理解知識、掌握知識，能夠綜合性地提出問題、分析問題和解決問題；具有較強的計算機綜合應(yīng)用能力和一定的科學(xué)研究能力。3.掌握嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的理論和基本方法，具有嵌入式系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試及維護的基本能力。具體掌握一種嵌入式操作系統(tǒng)，具有在該操作系統(tǒng)環(huán)境下設(shè)計、編程及開發(fā)的能力。兼具軟件及硬件的協(xié)調(diào)開發(fā)能力。4.具有良好的語言表達(dá)和書面表達(dá)的能力，適應(yīng)現(xiàn)代社會的交往溝通方式，具有較強的集體合作和組織協(xié)調(diào)的意識與能力。5.熟練掌握一門外語,并能順利閱讀本專業(yè)的外文書刊，了解文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法。能夠較熟練地使用英語從事嵌入式方向的研究與開發(fā)。

三、計算機本科專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系建設(shè)思路

嵌入式系統(tǒng)作為一個完整的智能電子系統(tǒng)，需要掌握有關(guān)電子和計算機等相關(guān)領(lǐng)域的硬、軟件綜合知識。一般而言，自動化、測控和電子類的學(xué)生電子設(shè)計的基礎(chǔ)較好，程序設(shè)計偏弱；而計算機類的學(xué)生程序設(shè)計基礎(chǔ)好，電子設(shè)計能力偏弱。計算機本科專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系的建設(shè)和規(guī)劃，應(yīng)從以下幾方面結(jié)合進(jìn)行。

（一）計算機本科專業(yè)課程與嵌入式系統(tǒng)方向相結(jié)合

嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計算機技術(shù)以及電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍可以粗略分為兩大類：電子系統(tǒng)的智能化(工業(yè)控制、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、家用電器、汽車電子、測控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集等)，計算機應(yīng)用的延伸(MP3、手機、通信、網(wǎng)絡(luò)、計算機設(shè)備等)。從這些應(yīng)用可以看出，要完成一個以MCU為核心的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計，需要硬件、軟件及行業(yè)領(lǐng)域相關(guān)知識。硬件主要有MCU的硬件最小系統(tǒng)、輸入／輸出電路、人機接口設(shè)計。軟件設(shè)計有固化軟件的設(shè)計，也可能含PC機軟件的設(shè)計，這些有關(guān)嵌入式系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計和測試也是計算機系統(tǒng)的組成部分之一，嵌入式系統(tǒng)知識體系最主要的三大技術(shù)仍然是計算機體系結(jié)構(gòu)、計算機操作系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)，嵌入式系統(tǒng)方向的課程設(shè)置應(yīng)與這些計算機本科專業(yè)課程相結(jié)合，在計算機相關(guān)軟硬件知識基礎(chǔ)進(jìn)一步拓展設(shè)計和應(yīng)用知識。

（二）與嵌入式系統(tǒng)自身特點相結(jié)合

嵌入式系統(tǒng)以計算機、電子技術(shù)為基礎(chǔ)，但嵌入式系統(tǒng)也有其自身的特點。按照層次結(jié)構(gòu)看待嵌入式系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)分為4層：硬件層、驅(qū)動層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用層，不能片面地從“電子”或“計算機軟件”角度認(rèn)識嵌入式系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)軟件硬件密切相關(guān)，軟硬件協(xié)同設(shè)計已經(jīng)成為電子系統(tǒng)級工具和方法的主要應(yīng)用，是軟件與硬件的綜合體，沒有對硬件的理解就不可能寫好嵌入式軟件，同沒有對軟件的理解也不可能設(shè)計好嵌入式硬件。軟硬件相結(jié)合進(jìn)行課程設(shè)置是嵌入式系統(tǒng)的特點要求之一[3]。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計也是一門實踐性非常強的課程,作為以應(yīng)用為中心的課程，實踐教學(xué)是嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的關(guān)鍵，要求理論與實踐并重，為將學(xué)生的操作能力、分析能力、工程設(shè)計能力與應(yīng)用實踐結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的理論與技術(shù)，嵌入式系統(tǒng)方向課程設(shè)置應(yīng)以培養(yǎng)實踐動手能力為核心。

（三）與市場、企業(yè)需求相結(jié)合

高校計算機專業(yè)嵌入式方向從需求的角度，總體培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)人才市場緊缺，企業(yè)需求量大，就業(yè)率高的軟硬結(jié)合的復(fù)合型嵌入式開發(fā)工程師。嵌入式系統(tǒng)人才的培養(yǎng)應(yīng)與社會需求相接軌，充分培養(yǎng)學(xué)生技能水平與職業(yè)素養(yǎng)，使學(xué)生能夠達(dá)到企業(yè)實際崗位的用人標(biāo)準(zhǔn)，滿足企業(yè)應(yīng)用需求，縮短企業(yè)二次崗前培訓(xùn)，成為具有完備的專業(yè)知識和技術(shù)能力的應(yīng)用型人才。

四、嵌入式方向課程體系基本內(nèi)容

要完成一個嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計，需要硬件、軟件及行業(yè)領(lǐng)域相關(guān)知識與實踐訓(xùn)練，嵌入式方向人才培養(yǎng)的定位為應(yīng)用型技術(shù)人才，綜合計算機本科專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系建設(shè)的三個結(jié)合點，制定一套培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的課程體系[4]。

（一）理論課程體系

計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程包括電路與模擬電子技術(shù)、數(shù)字邏輯電路、匯編語言程序設(shè)計、計算機組成原理、計算機體系結(jié)構(gòu)、微機原理與接口技術(shù)等硬件課程；C語言程序設(shè)計、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計（Java和C++）、軟件工程等軟件課程；操作系統(tǒng)原理、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫原理等專業(yè)核心課程，這些課程也應(yīng)該為嵌入式方向的支撐課程群。操作系統(tǒng)考慮嵌入式方向課程設(shè)置，應(yīng)增加Linux操作系統(tǒng)的實訓(xùn)內(nèi)容。

在這些計算機專業(yè)課程基礎(chǔ)上，刪減原來與嵌入式方向聯(lián)系不大，相對獨立的若干專業(yè)課程，適當(dāng)增大嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)方向課程比例，構(gòu)成計算機專業(yè)嵌入式方向理論課程體系?；A(chǔ)課程中增加嵌入式系統(tǒng)概論，硬件層面上增加可編程邏輯器件及描述語言FPGA/VHDL、嵌入式處理器體系結(jié)構(gòu)。軟件層面上增設(shè)Linux下C語言編程、嵌入式Linux驅(qū)動開發(fā)、嵌入式實時操作系統(tǒng)、嵌入式應(yīng)用程序開發(fā)；嵌入式系統(tǒng)級別上考慮軟硬結(jié)合增設(shè)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計課程，考慮嵌入式發(fā)展方向，增設(shè)WinCE設(shè)計與開發(fā)、嵌入式軟件測試技術(shù)課程。

（二）實踐課程體系

嵌入式系統(tǒng)是面向應(yīng)用的，實踐是整個嵌入式系統(tǒng)課程體系中最重要的環(huán)節(jié)，其目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生實際的嵌入式軟硬件設(shè)計能力。在嵌入式課程實踐中，采用多層次專業(yè)實踐與培訓(xùn)認(rèn)證相結(jié)合的實踐體系。專業(yè)實踐包括課內(nèi)實驗、課程設(shè)計、綜合項目實踐、畢業(yè)實習(xí)與畢業(yè)設(shè)計，課內(nèi)實驗學(xué)時占每門課總學(xué)時數(shù)比例不低于30%，課程設(shè)計包括軟硬件和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)等課程，綜合項目實踐以項目團隊的形式使學(xué)生得到團隊協(xié)作的訓(xùn)練，畢業(yè)實習(xí)以校企合作、實習(xí)基地形式進(jìn)行。課內(nèi)實驗和課程設(shè)計可使學(xué)生課程理論知識得到鞏固提高，綜合項目實踐則培養(yǎng)學(xué)生階段性綜合性實踐能力，畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計可培養(yǎng)學(xué)生綜合分析設(shè)計的應(yīng)用能力。目前，在嵌入式專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的知名廠商及相關(guān)認(rèn)證也越來越為更多的大學(xué)畢業(yè)生及在職工程師所關(guān)注，在實踐教學(xué)中，引入國際和國內(nèi)嵌入式認(rèn)證的培訓(xùn)內(nèi)容和知識更新體系，增加實踐動手能力，積累項目開發(fā)經(jīng)驗，增加就業(yè)競爭力。

五、結(jié)束語

在IEEE計算機協(xié)會和ACM共同制定的2004版計算機類課程體系中，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)被列為核心課程之一。嵌入式系統(tǒng)課程群建設(shè)是一項長期、艱難的任務(wù)，新知識更新速度明顯快于傳統(tǒng)學(xué)科，計算機本科專業(yè)嵌入式系統(tǒng)方向課程體系的規(guī)劃與建設(shè)，需要明確人才培養(yǎng)目標(biāo)和建設(shè)思路，并在計算機專業(yè)課程基礎(chǔ)上進(jìn)行，既重視融合學(xué)科的基礎(chǔ)知識積累，又強調(diào)實踐性，使嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)緊隨嵌入式技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬義德,湯書森,張北斗等.嵌入式系統(tǒng)課程群建設(shè)與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J].高等理科教育,2004(8):23-25

[2]徐勁松,劉鈺碧,蔣晶.應(yīng)用型本科嵌入式系統(tǒng)課程群建設(shè)與實踐[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2009(28):145-146

[3]徐敏,林瑞金,關(guān)健生.嵌入式系統(tǒng)教學(xué)改革與實踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2009(3):13-15

[4]楊立林.從企業(yè)招聘需求看嵌入式系統(tǒng)教學(xué)課程體系設(shè)置[J].中國電力教育,2011(22):69-70

[作者簡介]

計算機軟硬件基礎(chǔ)知識范文第2篇

獲得計算機一級證書表明持有人具有計算機的基礎(chǔ)知識和初步應(yīng)用能力，掌握Office辦公自動化軟件的使用及因特網(wǎng)應(yīng)用，或掌握基本圖形圖像工具軟件（Photoshop）的基本技能，或網(wǎng)絡(luò)安全基本素質(zhì)，可以從事政府機關(guān)、企事業(yè)單位文秘和辦公信息化工作。

獲得計算機二級證書表明持有人具有計算機基礎(chǔ)知識和基本應(yīng)用能力，能夠使用計算機高級語言編寫程序，可以從事計算機程序的編制、初級計算機教學(xué)培訓(xùn)以及企業(yè)中與信息化有關(guān)的業(yè)務(wù)和營銷服務(wù)工作。

獲得計算機三級證書表明持有人初步掌握與信息技術(shù)有關(guān)崗位的基本技能，能夠參與軟硬件系統(tǒng)的開發(fā)、運維、管理和服務(wù)工作。

獲得計算機四級證書表明持有人掌握從事信息技術(shù)工作的專業(yè)技能，并有系統(tǒng)的計算機理論知識和綜合應(yīng)用能力。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

計算機軟硬件基礎(chǔ)知識范文第3篇

關(guān)鍵詞：地方院校；課程體系；教學(xué)改革

中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2008)27-2020-02

Teaching Reform and Practice of Computer Hardware Courses in Local College

LIANG Yan-lai, LIU Chao

(Dept. of Math & Computer Science, Yulin Normal' College, Yulin 537000，China)

Abstract: By analysis on problems existing in computer hardware courses teaching, a reasonable computer hardware course system was rebuilt, in view of local fact and social demand. Some feasible advice was given on teaching reform and practice of computer hardware courses, from such aspects as teaching contents, teaching means, teaching methods to improve the teaching quality.

Key words: local college; course system; teaching reform

1 引言

隨著計算機科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷向生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域擴展?jié)B透，尤其是各種電子電器產(chǎn)品的智能化發(fā)展，使得近年來IT企業(yè)對計算機硬件系統(tǒng)設(shè)計及開發(fā)人員的需求急劇增加。然而目前大多數(shù)高校（尤其是地方院校），計算機硬件課程教學(xué)相對薄弱，培養(yǎng)的計算機硬件人才無論從數(shù)量還是質(zhì)量上，均無法滿足人才市場需求。因此非常有必要對地方院校計算機硬件類課程進(jìn)行改革與實踐，使其既能適應(yīng)地方實際又能滿足社會需求。

2 重視硬件教學(xué)

截止到2004年初，我國普通高?？倲?shù)為1683所，本科學(xué)校679 所，505所開設(shè)有“計算機科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)，是全國專業(yè)點數(shù)之首[1]；其中，這505個計算機專業(yè)中有接近一半是1994年后開辦的地方新升本科院校。由于計算機專業(yè)建設(shè)的數(shù)量大、任務(wù)重、時間緊，導(dǎo)致專業(yè)建設(shè)者產(chǎn)生功利思想和短期行為。計算機硬件課程不僅難教難學(xué)，而且對于硬件設(shè)備和實驗條件有較高要求，教學(xué)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于計算機軟件課程教學(xué)，因此形成了計算機專業(yè)建設(shè)“重軟輕硬”和師生教學(xué)“喜軟怕硬”的畸形發(fā)展現(xiàn)象，這在經(jīng)濟條件和師資力量較差的地方院校中表現(xiàn)尤為突出。

然而計算機是由硬件和軟件組成的，缺了任何一樣都無法運行。不重視計算機硬件教學(xué)與科研的結(jié)果之一，就是近年來計算機軟件人才相對過剩，硬件人才供不應(yīng)求。另外一個結(jié)果就是，目前我國使用的計算機核心部件“芯片”幾乎都是從國外大公司進(jìn)口的，如聯(lián)想等公司的產(chǎn)品，用的都是英特爾公司的“奔騰處理器”。核心器件嚴(yán)重依賴國外芯片制造商，這給國家信息安全造成了嚴(yán)重隱患。因此，我國計算機界的權(quán)威專家多次強調(diào)呼吁加強計算機硬件的科學(xué)研究和人才培養(yǎng)。令人欣慰的是，中科院計算技術(shù)研究所于2002年研制成功中國第一款CPU芯片“龍芯Ⅰ號” [2]，從而結(jié)束了中國人只能用洋人的CPU造計算機的歷史。

3 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

計算機硬件系列課程教學(xué)內(nèi)容目前存在的突出問題有：軟硬件分離，知識不能融會貫通；急功近利，理論基礎(chǔ)不扎實；脫離實踐，理論不能應(yīng)用于實際；知識陳舊，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于計算機硬件技術(shù)的迅猛發(fā)展。因此要從系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性、應(yīng)用性和先進(jìn)性等方面對硬件課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行選取和調(diào)整，將技術(shù)已經(jīng)落后或者使用較少的內(nèi)容從課程中刪除或壓縮，將最新技術(shù)發(fā)展內(nèi)容及時補充到課程體系中。

3.1 重視系統(tǒng)性

由于種種原因，計算機專業(yè)現(xiàn)有課程體系軟硬件各自相對獨立，綜合性、系統(tǒng)性較差，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)各科知識后不能融會貫通，沒有整機概念。然而技術(shù)的進(jìn)步以及應(yīng)用的需求迅速推動系統(tǒng)規(guī)模變得越來越大，功能實現(xiàn)也越來越復(fù)雜。傳統(tǒng)的硬件教學(xué)和軟件教學(xué)相分離的教學(xué)方法已經(jīng)成為阻礙學(xué)生深入學(xué)習(xí)計算機的關(guān)鍵因素。打通計算機軟硬件理論教學(xué)，設(shè)計計算機軟硬件協(xié)同實驗，培養(yǎng)學(xué)生知識的系統(tǒng)性和能力的綜合性成為當(dāng)務(wù)之急。

3.2 重視基礎(chǔ)性

著名物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者李政道先生曾經(jīng)講過“只有重視基礎(chǔ)研究，才能保持創(chuàng)新能力”，計算機硬件課程中大部分是計算機專業(yè)基礎(chǔ)課，因為計算機硬件支撐著計算機軟件的發(fā)展，很難想象一個不懂硬件的人能開發(fā)出多么優(yōu)秀的軟件。因此學(xué)習(xí)硬件課程時尤其要掌握基本理論、基礎(chǔ)知識和基本能力。

3.3 重視應(yīng)用性

計算機硬件課程教學(xué)過程中，應(yīng)結(jié)合目前計算機技術(shù)發(fā)展的新趨勢，將課程內(nèi)容與實際聯(lián)系起來，使課程的應(yīng)用性加強，增設(shè)應(yīng)用型計算機硬件技術(shù)課程，如《嵌入式系統(tǒng)》、《單片機技術(shù)》、《微機控制技術(shù)》等。這些應(yīng)用型課程不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)硬件課程的興趣，而且有利于增強學(xué)生就業(yè)競爭力。

3.4 注意先進(jìn)性

目前，32位機已經(jīng)普遍應(yīng)用于日常生活和生產(chǎn)活動，64位機也正得到應(yīng)用和推廣，但是很多地方院校計算機硬件類課程仍然以16位機作為其教學(xué)模型，32位機少有涉及。這使得教師的教學(xué)不能聯(lián)系實際，學(xué)生的學(xué)習(xí)不能應(yīng)用于實踐。因此，在硬件技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，硬件課程教學(xué)要注意課程內(nèi)容的先進(jìn)性，不能幾年一成不變。

4 重構(gòu)課程體系

計算機專業(yè)的硬件類課程體系涉及課程眾多，而且各課程在教學(xué)中過分強調(diào)每門課程的完整性和獨立性，忽視了課程之間內(nèi)容的銜接和知識的整體優(yōu)化，教學(xué)內(nèi)容重復(fù)，教學(xué)效率不高[3]。比如中斷系統(tǒng)、存儲器系統(tǒng)，計算機組成原理、微機接口技術(shù)、匯編語言程序設(shè)計、計算機體系結(jié)構(gòu)都有涉及但都不完整，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中既感覺重復(fù)，又似懂非懂。根據(jù)地方院校物質(zhì)條件和師資力量，重新構(gòu)建的硬件課程體系被劃分為基礎(chǔ)層、核心層和應(yīng)用層三個層次，并在各個層次上將內(nèi)容關(guān)聯(lián)較為密切的課程進(jìn)行有效的整合。

4.1 拓寬基礎(chǔ)

計算機硬件課程的基礎(chǔ)主要包含數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、物理基礎(chǔ)和計算機基礎(chǔ)。其中，物理基礎(chǔ)主要包含《大學(xué)物理》、《電路分析》、《模擬電子技術(shù)》和《數(shù)字電子技術(shù)》等課程，這幾門課可以以《數(shù)字電子技術(shù)》為核心進(jìn)行有效整合；數(shù)學(xué)基礎(chǔ)主要包含《高等數(shù)學(xué)》、《概率統(tǒng)計》、《離散數(shù)學(xué)》、《形式邏輯語言》等，其中《形式邏輯語言》可以合并至《離散數(shù)學(xué)》；計算機基礎(chǔ)主要包括《計算機導(dǎo)論》、《C語言》、《操作系統(tǒng)》等。

4.2 確保核心

計算機硬件核心課程應(yīng)該確立為《計算機組成原理》、《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》、《匯編語言》和《微機原理與接口技術(shù)》，由于這幾門課程內(nèi)容重疊較多，相互關(guān)聯(lián)緊密，因此需要整合優(yōu)化。其中前兩門整合為《計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》，以計算機組成和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念和原理為主要內(nèi)容，重點介紹新型多核計算機系統(tǒng)的CPU、存儲器、總線和I/O系統(tǒng)的硬件組成與工作原理，同時介紹并行計算機系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。后兩門整合為《微機接口技術(shù)與匯編語言》，以Intel 80X86為背景機介紹匯編語言與接口技術(shù)的基礎(chǔ)知識、原理和使用方法。

4.3 擴展應(yīng)用

硬件類課程應(yīng)用主要體現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)，主要包括單片機、ARM、DSP等技術(shù)。目前，嵌入式技術(shù)和嵌入式產(chǎn)品已經(jīng)滲透到工業(yè)控制系統(tǒng)、信息家電、通信設(shè)備、儀器儀表、軍事技術(shù)以及人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域。由于社會對掌握嵌入式技術(shù)人才的大量需求，使得嵌入式軟硬件工程師成為最近以及未來幾年內(nèi)最為熱門的職業(yè)之一。因此，作為地方新技術(shù)研究和探索最活躍的群體，地方高校應(yīng)該接受嵌入式技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)，盡快開設(shè)嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)理論與實驗課程，另外適當(dāng)開設(shè)《Protel》、《AutoCAD》、《電子設(shè)計硬件描述語言》、《微機控制技術(shù)》、《Linux》等相關(guān)應(yīng)用課程。

5 豐富教學(xué)手段

計算機硬件知識的特點是更新速度快、實踐性較強，一些硬件課程不太適合以課堂教學(xué)為主的教學(xué)模式。改革計算機硬件課程教學(xué)方法和教學(xué)手段的基本原則應(yīng)該是：知識的傳授應(yīng)當(dāng)符合計算機硬件知識的特點，教學(xué)方法應(yīng)當(dāng)有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。具體可以從以下幾個方面進(jìn)行改革嘗試：

5.1 采用現(xiàn)代教育技術(shù)

由于硬件課程教學(xué)內(nèi)容往往同時涉及時間和空間概念，具有較強的動態(tài)性和抽象性，難教難學(xué)。為此，需要充分運用現(xiàn)代多媒體教育技術(shù)，依靠教育信息資源和系統(tǒng)的教學(xué)方法，對硬件課程中的重點難點內(nèi)容以多媒體形式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，將靜態(tài)圖形變成動態(tài)圖形，抽象內(nèi)容變?yōu)榭梢晝?nèi)容，圖文聲并茂，從而起到良好的教學(xué)效果[4]。

5.2 建設(shè)硬件學(xué)科網(wǎng)站

學(xué)科網(wǎng)站的本質(zhì)是一個基于網(wǎng)絡(luò)資源的學(xué)科研究、協(xié)作式學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它通過在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境中向?qū)W習(xí)者提供大量的學(xué)科學(xué)習(xí)資源和協(xié)作學(xué)習(xí)交流工具，讓學(xué)習(xí)者自己收集、分析并選擇信息資料，應(yīng)用知識去解決實際問題。它強調(diào)通過學(xué)習(xí)者主體性的探索、研究、協(xié)作來求得問題解決，從而讓學(xué)習(xí)者體驗和了解科學(xué)探索過程，提高學(xué)習(xí)者獲取信息、分析信息、加工信息的實踐能力和培養(yǎng)良好的創(chuàng)新意識與信息素養(yǎng)。通過建設(shè)硬件學(xué)科網(wǎng)站，可以促進(jìn)信息技術(shù)與硬件課程的整合，逐步實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具。

5.3 問題啟發(fā)式教學(xué)

在課堂教學(xué)中通過巧妙設(shè)置問題，讓學(xué)生去查閱資料，自主學(xué)習(xí)，然后由教師總結(jié)并講解，進(jìn)行啟發(fā)教學(xué)，可以收到良好的教學(xué)效果。例如，對于容易的內(nèi)容可以設(shè)置問答題，布置給學(xué)生進(jìn)行自學(xué)；對于重點內(nèi)容可以設(shè)置論述題，布置給學(xué)生進(jìn)行課堂討論；對于難點內(nèi)容可以設(shè)置針對性的練習(xí)題，布置給學(xué)生進(jìn)行課后思考。這種基于問題的啟發(fā)教學(xué)模式，使學(xué)習(xí)者在問題研討的過程中增長了知識，提高了問題解決能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新意識。

5.4 任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)

任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)將傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維互動式的教學(xué)。在教學(xué)過程中，教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計實踐任務(wù)，提供設(shè)計案例和研究工具，指導(dǎo)學(xué)生完成實踐任務(wù)，形成設(shè)計作品，實現(xiàn)邊做邊學(xué)的教學(xué)理念。任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)方法符合人類認(rèn)知規(guī)律，注重以學(xué)生為主體，在培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力的同時，也提高了學(xué)生的通用能力。

6 加強實踐教學(xué)

計算機硬件教育的實踐性非常強。多年來，雖然計算機硬件特別是CPU的發(fā)展速度從幾年一代已經(jīng)發(fā)展到幾個月一代，但是由于實驗條件的限制，計算機硬件的實驗教學(xué)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于計算機技術(shù)的發(fā)展。目前計算機硬件教學(xué)中實踐教學(xué)的時間過少，而且驗證性實驗占絕大多數(shù)，造成學(xué)生硬件動手能力普遍低下，其創(chuàng)造力無法得到訓(xùn)練[5]。其客觀原因是缺乏足夠的物質(zhì)條件，尤其是許多地方院校硬件實驗設(shè)施匱乏陳舊，甚至不能應(yīng)付基本的驗證實驗，更談不上開展綜合性、設(shè)計性實驗以及自主性創(chuàng)新實驗；而其主觀原因是實踐能力在考試評價體系中所占比例過小，實驗指導(dǎo)教師的工作積極性不高，指導(dǎo)能力也有限。因此，要加強計算機硬件實驗教學(xué)，就必須在思想上重視，并從實驗室建設(shè)、實驗師資培養(yǎng)以及實踐能力考核等方面采取有力措施予以保證。

7 結(jié)束語

本文針對地方院校的實際情況以及硬件課程教學(xué)中出現(xiàn)的典型問題，構(gòu)建了分層次的硬件課程教學(xué)體系，并在各層次上整合優(yōu)化了課程內(nèi)容，通過豐富教學(xué)手段和加強實踐教學(xué)等方面的有力措施，對地方院校計算機硬件類課程教學(xué)進(jìn)行了改革與實踐，取得了良好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 教育部高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會．中國計算機本科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告[J]. 中國大學(xué)教學(xué), 2005, (5):7-10.

[2] 唐志敏. 龍芯1號通用CPU芯片的研制[J]. 中國科學(xué)院院刊, 2002,(6):437-439.

[3] 宋人杰,周欣欣,牛斗. 計算機專業(yè)硬件系列課程教學(xué)改革探討[J]. 東北電力大學(xué)學(xué)報. 2007, 27(5): 30-33.

計算機軟硬件基礎(chǔ)知識范文第4篇

關(guān)鍵詞:計算機組成原理;EDA技術(shù);課程設(shè)計

中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

1背景

“計算機組成原理課程設(shè)計”是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科教學(xué)階段的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程“計算機組成原理”的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其先修課有“數(shù)字邏輯”及其實驗,其后繼課程有“計算機體系結(jié)構(gòu)”,“編譯技術(shù)”,“接口與通訊技術(shù)”等。

本課程起著承上啟下的重要作用,通過本課程的各項實驗,使同學(xué)進(jìn)一步掌握計算機各部件的基本原理和結(jié)構(gòu),掌握計算機各部件的基本設(shè)計方法和實驗方法,幫助同學(xué)建立計算機時間―空間的整體概念,鞏固課堂知識,初步培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力和分析解決問題能力。

但是以前的教學(xué)實踐中在CPU硬件設(shè)計這一重要內(nèi)容方面存在不足。CPU、DSP處理器乃至計算機系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)及相關(guān)課程隨著新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該成為計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中重要的組成部分,計算機專業(yè)對于軟硬件綜合設(shè)計人才的培養(yǎng)是責(zé)無旁貸的,也是本專業(yè)的特色與亮點。作為計算機專業(yè)的人員,如果只會使用計算機而不會設(shè)計CPU 和計算機,那么和其他專業(yè)比較就沒有優(yōu)勢,不符合計算機專業(yè)的辦學(xué)宗旨而缺失市場競爭性。

調(diào)研表明,國內(nèi)大多高校僅將“計算機組成原理”定位為“計算機科學(xué)導(dǎo)論”和計算機模型認(rèn)知的層面上;而在實驗與實踐方面,“計算機組成原理”的實驗則主要是在一些由分離元件構(gòu)成的實驗平臺上,完成簡單模型CPU的驗證性實驗,基本談不上設(shè)計。這顯然難以滿足教育部在《關(guān)于加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作,提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中關(guān)于“高等學(xué)校要重視本科教學(xué)的實驗環(huán)節(jié),保證實驗課的開出率達(dá)到本科教學(xué)合格評估標(biāo)準(zhǔn),并開出一批新的綜合性、設(shè)計性實驗”的要求。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,核心技術(shù)已經(jīng)愈來愈集中在集成電路芯片和軟件這兩項之中,其中CPU 和OS設(shè)計技術(shù)是最核心的兩項技術(shù),特別是高性能計算機技術(shù)一直是衡量國家實力的一個重要標(biāo)志。美國、日本和西歐等國都作為一種國家行為,不斷加大這方面的資助力度。美國的許多高校本科計算機專業(yè)中也都安排了CPU 設(shè)計方面的課程和實驗內(nèi)容,例如麻省理工學(xué)院的一門相關(guān)課程是“計算機系統(tǒng)設(shè)計”。學(xué)生在實驗課中,須自主完成(即自行設(shè)計)ALU、單指令周期CPU、多指令周期CPU,乃至實現(xiàn)流水線32位MIPS CPU和Cache的設(shè)計。斯坦福大學(xué)計算機系的本科生也有相似的課程和實驗,即“計算機組成與設(shè)計”課,實驗要求學(xué)生以各自獨立的形式,用VHDL語言自主實現(xiàn)CPU、VGA顯示控制模塊等接口,并最后實現(xiàn)于FPGA中,及完成軟硬件調(diào)試。此外,如加利福尼亞大學(xué)和伯克利大學(xué)等學(xué)校在基于FPGA 的超級計算機研制方面都實現(xiàn)了大量成果。因此我們有必要向國外的先進(jìn)教學(xué)實踐學(xué)習(xí),應(yīng)用EDA技術(shù)改革“計算機組成原理”課程的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

2改革目標(biāo)

基于以上問題的考慮,學(xué)院計算機體系結(jié)構(gòu)教學(xué)組經(jīng)過調(diào)查研究,深入討論,決定改變基于小型模擬計算機系統(tǒng)的實驗教學(xué)模式,采用基于硬件描述語言方式,通過讓學(xué)生實際進(jìn)行計算機各個組成部件的設(shè)計方式進(jìn)行實驗教學(xué),以提高實驗教學(xué)水平。

為了更好地貫徹學(xué)院的本科教學(xué)培養(yǎng)計劃,培養(yǎng)出基礎(chǔ)知識扎實,具有創(chuàng)新意識,善于自主學(xué)習(xí),實踐能力較強的計算機高級專門人才,我們提出了“計算機組成原理”實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的下列改革目標(biāo)。

2.1與基于EDA的現(xiàn)代工程設(shè)計接軌

首先,在“計算機組成原理課程設(shè)計”中增加向工程實際轉(zhuǎn)化的符合現(xiàn)代計算機系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范的硬件設(shè)計內(nèi)容。在傳統(tǒng)的實驗?zāi)Ｊ街须m也有“設(shè)計”內(nèi)容,但主要是根據(jù)不同實驗系統(tǒng)各自規(guī)定的方法,用既定的分離元件和接口器件進(jìn)行拼裝搭接而成,學(xué)生無法從這樣的“設(shè)計”過程中了解真實的現(xiàn)代實用CPU基本設(shè)計技術(shù)。

其次,使學(xué)生在了解計算機組成原理和軟件設(shè)計技術(shù)的同時,學(xué)會計算機硬件設(shè)計技術(shù)。計算機的軟硬件設(shè)計技能是一個合格的計算機專業(yè)學(xué)生本應(yīng)具備的基本知識,離開了硬件設(shè)計,自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)便無從談起。以前不少計算機專業(yè)學(xué)生只將注意力和興趣集中在各種編程環(huán)境、開發(fā)工具、數(shù)據(jù)庫、計算機網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)上面,對于硬件技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用研究不感興趣或忘而生畏,培養(yǎng)學(xué)生掌握計算機硬件設(shè)計技術(shù),能從根本上解決這個問題。

2.2培養(yǎng)創(chuàng)造能力

從創(chuàng)造能力培養(yǎng)的角度看,軟件設(shè)計人員只須擁有邏輯上的單向一維思維能力就能保證軟件設(shè)計的成功,即過量單純的軟件設(shè)計,不斷強化設(shè)計者純邏輯性思維和收斂性思維。顯然,這與培養(yǎng)植根于多維多向的發(fā)散性思維方式和非邏輯思維方式的創(chuàng)造能力是相違背的。因此,多數(shù)純軟件設(shè)計訓(xùn)練只能歸類為技能性和知識性訓(xùn)練。

硬件系統(tǒng)設(shè)計則不同。首先,硬件系統(tǒng)可以有許多相關(guān)或互為獨立的模塊組成,相關(guān)模塊的關(guān)系可以是同步,也可以是異步。其次,硬件系統(tǒng)設(shè)計本身并不能離開軟件設(shè)計,因此硬件系統(tǒng)的構(gòu)建是一個軟硬綜合的并發(fā)系統(tǒng),設(shè)計和把握它自然必須擁有并發(fā)和多維的思想方法。例如在時序問題和競爭冒險問題的解決上有時還可能用上非邏輯思維方法。而Verilog HDL語言正是描述和設(shè)計硬件系統(tǒng)的計算機語言,它的語句都是并發(fā)的,甚至包括進(jìn)程中的順序語句?；贓DA技術(shù)和Verilog的計算機設(shè)計訓(xùn)練無疑十分有利于強化發(fā)散性思維和自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3實施方案

3.1實驗教學(xué)體系的改革

計算機專業(yè)的硬件基礎(chǔ)實驗課多年來一直采用傳統(tǒng)的芯片搭電路的方法,此方法過于陳舊,限制了學(xué)生能動性的發(fā)揮。在實驗教學(xué)中引入現(xiàn)代EDA技術(shù)是必然趨勢。

在計算機組成原理實驗中我們引入該技術(shù),采用先進(jìn)的虛擬設(shè)計及仿真軟件工具quartusII,結(jié)合GW48_SOPC實驗箱,可以設(shè)計、仿真與硬件下載驗證計算機的各功能部件。

3.2實驗教學(xué)軟硬件設(shè)備及教材的建設(shè)

EDA技術(shù)的發(fā)展已從根本上改變了傳統(tǒng)電子系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)模式,我們必須適應(yīng)這一趨勢。為此,在學(xué)院的大力支持下,我們建設(shè)了一個可以容納65人的計算機組成原理專用實驗室,新購置了65臺高性能的PC機及終端桌椅。另外,學(xué)院還將采購65臺新型的基于FPGA芯片和EDA環(huán)境進(jìn)行實驗的計算機組成原理實驗臺,該平臺已被國內(nèi)數(shù)十所大學(xué)采用。學(xué)院的EDA課程實驗即采用類似平臺,兩年多的運行證明性能良好。在實驗軟件工具方面,我們緊跟國際步伐,引入了高級的虛擬設(shè)計與仿真軟件工具quartusII。

在教材的建設(shè)方面,我們經(jīng)過兩年的教學(xué)實踐,在實驗項目方面有了一定的積累,但距離改革目標(biāo)還有很大的距離。為了促進(jìn)教學(xué)改革的進(jìn)一步深入開展,我們將在原有實驗指導(dǎo)手冊的基礎(chǔ)上,增加新的實驗項目,并系統(tǒng)整理與實驗內(nèi)容相關(guān)的硬件描述語言Verilog HDL,quartusII使用手冊及實驗臺技術(shù)手冊。在此工作的基礎(chǔ)上,將形成“計算機組成原理課程設(shè)計”正式出版的配套教材。另外,我們還將結(jié)合多媒體技術(shù)開發(fā)新的教學(xué)課件,并建設(shè)相應(yīng)的課程網(wǎng)站,作為教學(xué)強有力的輔助手段。

3.3實驗教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計

實驗教學(xué)內(nèi)容根據(jù)學(xué)院實驗計劃大綱要求,結(jié)合工程實際來確實,充分考慮了可操作性與可行性。計算機組成原理實驗的最終目的是讓學(xué)生能夠設(shè)計出CPU,但首先,學(xué)生必須初步掌握Verilog HDL硬件設(shè)計語言,學(xué)會使用quartusII設(shè)計工具,知道CPU的各個功能部件如何工作,以及相互之間是如何配合構(gòu)成CPU的。

因此,為滿足教學(xué)需要,實驗教學(xué)內(nèi)容將采用由基本到綜合的方式逐層開展,“必修實驗+選修實驗+綜合實驗”相結(jié)合的方式。首先,設(shè)計出一個完整的CPU實驗方案,然后再將這個CPU分解出一套功能部件實驗,包括:總線傳輸實驗、運算器實驗、存儲器實驗、數(shù)據(jù)通路實驗、時序電路的組成、控制原理實驗、微程序控制器實驗等。必修實驗內(nèi)容主要由這些功能部件實驗作為基礎(chǔ),同時增加大量相關(guān)的其他實驗內(nèi)容作為選修實驗以供學(xué)生選擇,滿足不同層次的需要。必修實驗完成的功能部件在綜合實驗中進(jìn)行組裝,形成一個完整的CPU。

3.4實驗教學(xué)的組織方式

培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰驮O(shè)計創(chuàng)新能力是我們實驗教學(xué)的重要目標(biāo)。為了貫徹這一指導(dǎo)思想,根據(jù)該實驗課程的特點,課堂上教師只是啟發(fā)性地講解實驗的關(guān)鍵點,其余部分全部由學(xué)生獨立完成。每位學(xué)生可根據(jù)自己的實際能力在完成必修實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上,還可選做選修實驗以擴大知識面加深理解,完成選做實驗項目者可適當(dāng)加分。

由于課程的學(xué)時數(shù)十分有限,因此我們要鼓勵學(xué)生在課后自己動手完成大量的選修實驗,任課教師除上課時間外,每周還可以安排一次集中答疑時間,以解決學(xué)生在課外實踐中遇到的困難。

實驗中的模塊我們只給出框圖,其具體內(nèi)容要求學(xué)生自己用電路圖或Verilog HDL硬件描述語言完成。在編譯調(diào)試過程中遇到困難盡量由學(xué)生根據(jù)理論所學(xué)內(nèi)容自己解決,并記錄在實驗日志中,讓教師充分了解每位學(xué)生的實驗情況。另外每個模塊可以設(shè)計一些障礙讓學(xué)生修改,提高他們的實驗興趣。實驗內(nèi)容的安排遵循驗證與設(shè)計相結(jié)合,注重基礎(chǔ),突出應(yīng)用的原則。

課程嚴(yán)格遵循課前預(yù)習(xí)和設(shè)計(電路圖和Verilog程序)、課上調(diào)試(實驗日志記錄)和驗收、課后完成報告的實驗環(huán)節(jié)。其中實驗日志記錄是其中一個重要的環(huán)節(jié),它將貫穿于整個實驗階段,體現(xiàn)學(xué)生實際實驗的情況,是學(xué)生獨立實驗的一項重要證明。實驗日志按時間順序主要記錄:實驗進(jìn)行中遇到的問題及解答;回答實驗教材中以及教師課堂上提出的問題。

3.5實施效果和亟待改進(jìn)的問題

實驗教學(xué)改革方案從2007年春季開始,已經(jīng)實施了兩個學(xué)期。總的來說,實施效果令人滿意,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

(1) 加深了學(xué)生對理論課的理解和學(xué)習(xí)興趣。在實驗課中,通過啟發(fā)性地講解實驗關(guān)鍵點,使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撜n上學(xué)到的知識和具體的實驗有機地聯(lián)系起來。學(xué)生在理論課上學(xué)到的主要原理都能應(yīng)用于具體的實驗項目中。而具體的實驗過程反過來又能加深對原理的理解和認(rèn)識。兩者之間相輔相成,極大地促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(2) 調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識的主觀能動性。在實驗課中,一方面教師只講解關(guān)鍵點,這樣要完成實驗,學(xué)生就必須要自己去主動的查閱相關(guān)資料;另一方面實驗內(nèi)容設(shè)置了綜合性實驗和選做性實驗,這些實驗涉及的知識點較多,教材中給的提示相對較少,學(xué)生往往需要費一番周折,克服一些障礙,才可能完成實驗。

(3) 大大減少抄襲作業(yè)的現(xiàn)象。以前經(jīng)常出現(xiàn)的抄襲作業(yè)現(xiàn)象,由于實驗日志的出現(xiàn)而大大減少。實驗日志記錄是實驗完成過程的一個詳細(xì)記錄,是學(xué)生和教師共同完成的過程。實驗日志是沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的,每個學(xué)生的實驗日志也不可能雷同,因而能有效地減少抄襲的出現(xiàn)。

實驗教學(xué)改革是一個不斷深入和發(fā)展的過程。在方案的實施過程中,也發(fā)現(xiàn)了不少亟待改進(jìn)的問題,其中如何組織好教學(xué)內(nèi)容是至關(guān)重要的。一方面要在有限的課時內(nèi)將理論課中的關(guān)鍵知識點融入到實驗內(nèi)容中,另一方面為了配合好先行和后續(xù)課程的教學(xué)內(nèi)容,還要將一些新的知識點和實驗內(nèi)容融入進(jìn)來。這樣如何在不增加學(xué)時的前提下,將這兩部分內(nèi)容更加有機的組織起來是日后必須要解決的問題。

4結(jié)束語

“計算機組成原理”課程設(shè)計的教學(xué)改革經(jīng)過兩學(xué)期的實踐摸索,已基本明確了今后進(jìn)一步展開深入教學(xué)改革的方向和目標(biāo)。下一步將根據(jù)規(guī)劃好的改革方案,繼續(xù)實施各項改革內(nèi)容,朝著預(yù)期目標(biāo)邁進(jìn)。

相信在對課程進(jìn)行了上述改革后,必將極大地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,啟發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣,為培養(yǎng)出基礎(chǔ)知識扎實,具有創(chuàng)新意識,善于自主學(xué)習(xí),實踐能力較強的計算機高級專門人才奠定基礎(chǔ)。

科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,計算機技術(shù)更是日新月異。因此,“計算機組成原理”實驗課程的教學(xué)方式、方法也需不斷更新變化。改革是一個持續(xù)不斷的過程,需要我們不斷地研究與探索。

參考文獻(xiàn):

[1] David A. Patterons,John L. Hennesy. Computer Organization&Design[M]. America: Morgan Kaufmann,2004.

[2] 鄭文斌,陳曉竹,劉硯秋.“計算機組成原理”課程教學(xué)改革探索[J]. 計算機教育,2007(6).

[3] 謝俐,楊樂,楊魯. 引入建構(gòu)主義思想實行計算機公共基礎(chǔ)課程實踐教學(xué)改革[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2008(8).

計算機軟硬件基礎(chǔ)知識范文第5篇

【關(guān)鍵詞】高職 計算機應(yīng)用基礎(chǔ) 教學(xué)改革

在我國，高職教育重在培養(yǎng)能力，重點在于培養(yǎng)技能型、應(yīng)用型人才，這一類人才集專業(yè)理論知識和實踐能力于一身，所以，進(jìn)行實踐性教學(xué)和訓(xùn)練學(xué)生的職業(yè)技能相結(jié)合是關(guān)鍵，高職教育理應(yīng)對其引起重視?，F(xiàn)如今，信息技術(shù)發(fā)展迅速，幾乎無論什么行業(yè)都離不開計算機，人類的日?；顒佣家呀?jīng)離不開它。各大高職院校中都會開設(shè)計算機應(yīng)用基礎(chǔ)這門課程，而且是作為一門必修課來開設(shè)，這門課程的知識更新頻繁，并且各行各業(yè)都會應(yīng)用到，又具有很強的實踐性。這門課程能夠讓學(xué)生掌握并學(xué)會操作運用基本的計算機基礎(chǔ)知識，使學(xué)生學(xué)會通過運用計算機技術(shù)來分析問題和處理問題，它的基本目的在于培養(yǎng)各專業(yè)學(xué)生的職業(yè)技能，從而使得學(xué)生在今后的工作中對各種問題都能夠應(yīng)付自如。

一、如今在高職院校計算機應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)出現(xiàn)的問題

（一）學(xué)校方面

在計算機教學(xué)軟件和硬件基礎(chǔ)設(shè)施的配套上，學(xué)校還需要改進(jìn)。計算機應(yīng)用基礎(chǔ)課程進(jìn)行的是公共基礎(chǔ)課程教學(xué)，參與該課程的學(xué)生本來就多，然而，近幾年，由于各大高校開始進(jìn)行擴招，隨之便有越來越多的學(xué)生參與到計算機應(yīng)用基礎(chǔ)這門課程中來。在教學(xué)設(shè)備方面，難以實現(xiàn)每個學(xué)生在上課時都有一臺電腦，因為在學(xué)校的機房，現(xiàn)有的電腦比較少且都是用了很久的電腦。學(xué)生往往很少進(jìn)行實際訓(xùn)練，幾乎沒有自己操作過。而僅僅可以通過聽教師在課堂上傳授理論知識或教師演示操作等形式來參與這門課程的學(xué)習(xí)，這樣一來，理論和實踐之間就很難接軌。之所以開設(shè)計算機應(yīng)用基礎(chǔ)這門課程，是為了學(xué)生在學(xué)習(xí)完該這門后，對于計算機軟硬件的基本知識能夠有所了解，學(xué)會怎樣運用office 辦公軟件，對于日常活動中的一些問題，學(xué)會如何運用計算機來妥善處理。但是，在學(xué)習(xí)這門課程的過程中，學(xué)生只有進(jìn)行計算機操作，不斷地進(jìn)行實際訓(xùn)練，才能學(xué)會怎樣運用理論知識來具體操作。對于學(xué)生在課堂上學(xué)到的理論知識，沒有進(jìn)行及時的實訓(xùn)的話，久而久之，學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程就會越來越被動。除此之外，另外，在學(xué)校的一些機房中，計算機的配置、硬件以及軟件都是好久以前，不出故障的情況較少，但是，另一方面，Office 2003才是計算機應(yīng)用基礎(chǔ)課程中運用的辦公軟件，并且計算機應(yīng)用基礎(chǔ)課程的操作系統(tǒng)是 Windows XP，由于學(xué)校機房設(shè)備的落后，教師的教學(xué)效率也不理想。

（二）教師方面

一方面是教學(xué)方法幾乎是一層不變，教學(xué)模式比較保守，雖然學(xué)生作為教學(xué)過程中的主體，但卻發(fā)揮不了它應(yīng)有的作用。這么一段長的時間里，教師一直采用“填鴨式”課堂教學(xué)模式，使得學(xué)生處于被動的境地，學(xué)生似乎不再是課堂上的主體，反而是學(xué)生圍繞著教師轉(zhuǎn)，把教材作為教學(xué)模板。以這種近乎保守的教學(xué)模式給學(xué)生授課，學(xué)生不但會喪失積極性，同時還會喪失創(chuàng)造性，如此一來，教學(xué)便起不到應(yīng)有的作用，特別是具有很強實踐性的應(yīng)用型課程，計算機應(yīng)用基礎(chǔ)就是這一類課程，一旦學(xué)生沒有興趣學(xué)習(xí)，作為課堂主體的他們就會發(fā)揮不出它應(yīng)有的作用，發(fā)揮不了學(xué)習(xí)的積極性，要想使教學(xué)任務(wù)完成就更加是難以實現(xiàn)了。

另一方面，這門課程的考核方式過于單一。平時教學(xué)沒有安排成績考核，尤其很少通過實踐操作的方式來考核成績，直到學(xué)期末了，也只是通過做試卷來檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，而不是進(jìn)行操作考核。這種考核方式檢測不出學(xué)生的操作能力和學(xué)習(xí)能力，檢測出來的僅僅是這種方式理論和結(jié)果，這樣，可能造成考核結(jié)果不公平，學(xué)生會因此而降低學(xué)習(xí)積極性，對于教師而言，他們看不到自己真實的教學(xué)效果。

（三）學(xué)生方面

現(xiàn)如今，在城市和經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū)，電腦幾乎已經(jīng)普及到每家每戶，在這些地區(qū)的中學(xué)學(xué)校里，都開設(shè)了計算機基礎(chǔ)這門課程，在進(jìn)入大學(xué)前，這里的學(xué)生就已經(jīng)掌握了計算機基礎(chǔ)知識，并且能夠進(jìn)行實踐操作，相比之下，大多數(shù)家在農(nóng)村的學(xué)生或者在偏遠(yuǎn)山區(qū)的學(xué)生的計算機基礎(chǔ)水平比較低，畢竟他們在此之前對于電腦還是很陌生的。這種良不齊的現(xiàn)象，導(dǎo)致教師教授這門課程的難度也會加大。不過，除此之外，有些學(xué)生考不出理想的成績在于他們自己沒有認(rèn)識到這門課程的重要性，高職院校里的計算機課程極易弄懂，對于計算機基礎(chǔ)知識，他們自以為自己早已完全掌握了；另外，因為這門課程忽視了對實踐操作的考核，只注重理論考核的方式，造成有些學(xué)生以應(yīng)付考試而學(xué)習(xí)，平時上課不認(rèn)真，一旦臨近考試了，就開始抓記理論知識。

二、如何對高職院校的計算機應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)進(jìn)行改革

（一）通過改善軟硬件水平來為教師創(chuàng)造好教學(xué)條件

一者，在該課程教學(xué)的硬件和軟件設(shè)施這一方面，學(xué)校還需要進(jìn)一步改善。在大班里上課的話，學(xué)生就可能聽不到老師講課，所以，機房應(yīng)該配備擴音器，這樣，如果教師在大班上課，就可以戴上擴音器講課。除此之外，機房還需要配備足夠數(shù)量的計算機，對于這些計算機，理應(yīng)加強維護，以免計算機損壞，從而導(dǎo)致達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果；為了使得在實際訓(xùn)練過程中其內(nèi)容不背離理論知識，對于系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，需要及時更新。再者，在選擇教材時，應(yīng)該基于高等職業(yè)教育的特點來合理選擇。在我國，自高校擴招政策實行以來，高等職業(yè)教育快速發(fā)展，高職院校所招學(xué)生越來越多，學(xué)校越辦越大，設(shè)置的專業(yè)課程種類繁多。在大部分高校，都會開設(shè)計算機應(yīng)用基礎(chǔ)這門課程，是以公共必修課的形式開設(shè)的，在選擇教材時，應(yīng)根據(jù)各專業(yè)學(xué)生自身的情況，這一點是比較關(guān)鍵的，另外，如果在組織內(nèi)容時結(jié)合生活實際并注意保持內(nèi)容的可行性，就會使教材效果更佳。如果教材內(nèi)容不僅貼近于本校機房的軟硬件配置，內(nèi)容中插入了截圖，解釋了具體如何操作，而且配有相應(yīng)的操作提，學(xué)生就能夠在聽課的同時又可以自己看教材并且做題目，這樣一來，對學(xué)生弄懂教材內(nèi)容和和提升操作能力也有幫助。另外一方面，還要求所有教師具備良好的綜合素質(zhì)。一是要對教師加強培養(yǎng)，讓他們?nèi)ミM(jìn)修，為提升教師的職業(yè)技能而對教師進(jìn)行培訓(xùn)，從而使得教師的素質(zhì)得到提升；此外，可以給教師隊伍注入新的能量，最終，使教師的計算機素質(zhì)和業(yè)務(wù)水平提高。

（二）教師通過的方式分層次并結(jié)合其他方式來教學(xué)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性

1.由于剛進(jìn)學(xué)校的學(xué)生對計算機基礎(chǔ)知識的掌握程度不一，因此，教學(xué)時可以采用分層次的方式。在對學(xué)生的專業(yè)水平情況展開調(diào)查后，再開始教學(xué)，按照調(diào)查結(jié)果把各個層次的學(xué)生安排到相應(yīng)的班級，分別進(jìn)行教學(xué)。

2.摒棄“填鴨式”教學(xué)，轉(zhuǎn)而以探究式教學(xué)代替之，作為教學(xué)中心的學(xué)生通過教師的引導(dǎo)來主動探究問題，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性是他們學(xué)會學(xué)以致用，能夠自己解決實際問題，通過這種探究式教學(xué)，學(xué)生會學(xué)會自主學(xué)習(xí)。

3.運用情景教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)的同時，還要運用媒體教學(xué)的方法，從而使得學(xué)生可以熱情并積極地投入到學(xué)習(xí)中去。通過使用多媒體來教學(xué)，使刻板的教材內(nèi)容變得生動易于接受，吸引學(xué)生的注意力，可以提高他們的學(xué)習(xí)興趣，而不是再像之前的課本教學(xué)一樣枯燥難懂。比如，在講述如何設(shè)置PowerPoint 的模板、如何配色、如何插入聲音這些內(nèi)容的過程中，教師給學(xué)生看的ppt不僅應(yīng)該具有美觀的設(shè)計和優(yōu)美的背景音樂，還應(yīng)該與年輕人的審美相符，從而吸引學(xué)生的眼球，對于怎樣制作ppt進(jìn)行思考，接著，教師再開始講解ppt，也就是說創(chuàng)造學(xué)習(xí)情境，讓學(xué)生主動投入學(xué)習(xí)中。

（三）學(xué)生應(yīng)該提高思想認(rèn)識，加強實踐操作，提高計算機操作水平

學(xué)生為了提高自己的計算機操作水平，在平時，學(xué)生就應(yīng)該對學(xué)習(xí)和操作計算機引起思想上的重視，利用課余時間進(jìn)行實訓(xùn)，如果有自己不能解決的問題，應(yīng)該及時向老師或同學(xué)尋求幫助，不僅要做到多看和多練，還要加強實踐。

三、結(jié)語

總之，作為一門基礎(chǔ)教學(xué)，高職計算機應(yīng)該致力于培養(yǎng)學(xué)生的計算機基本技能，無論計算機技術(shù)發(fā)展到各種程度，高職計算機都應(yīng)該與之相適應(yīng)，無論是市場的需求還是社會的需求，都應(yīng)該盡力去滿足，符合社會和市場的需求。在教學(xué)過程中，教學(xué)的軟件設(shè)施和硬件設(shè)施有待于進(jìn)一步完善，并及時更新，采用分層次及其它方式并行的手段進(jìn)行教學(xué)，從而使得學(xué)生能夠自主地投入到學(xué)習(xí)中，為社會培養(yǎng)出實用型人才，以適應(yīng)社會人才市場的需求。