計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向精選(九篇)

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第1篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

通過本課程的學(xué)習(xí),使得學(xué)生能夠掌握計算機系統(tǒng)設(shè)計的基本思想和方法,提高分析問題和解決問題的能力,增強專業(yè)素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。同時,通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠理解計算機幾十年快速發(fā)展的內(nèi)在推動力,掌握發(fā)展規(guī)律,從而進一步把握計算機技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展趨勢。

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學(xué)存在如下問題:(1)教學(xué)內(nèi)容涉及數(shù)字邏輯、計算機組成原理、操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、匯編語言程序設(shè)計等專業(yè)課,綜合性強,概念多而抽象;(2)教材內(nèi)容無法與新技術(shù)發(fā)展同步;(3)實驗教學(xué)缺乏。上述三個問題導(dǎo)致了教師授課難和學(xué)生學(xué)習(xí)難的兩難局面。為此,本文將基于理論講授、專題討論和開放性實驗的“三位一體”教學(xué)法引入到計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的授課過程中。利用精心組織的課堂講授解決授課內(nèi)容綜合性強,概念抽象的問題;在授課過程中穿插專題討論,讓學(xué)生立足于經(jīng)典的設(shè)計方法,探討新技術(shù)的發(fā)展;合理安排開放性實驗,理論與實踐相結(jié)合,進一步提高教學(xué)效果。

1授課內(nèi)容安排和授課方法探討

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與計算機組成原理在課程內(nèi)容上有一定的重疊,明確兩門課程的授課內(nèi)容,既避免內(nèi)容上的重復(fù),又保證課程之間的無縫銜接,是提高授課質(zhì)量的前提。計算機組成原理主要研究計算機各功能部件的組成和工作原理,以及各部件之間的協(xié)同工作。計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)著重介紹如何最佳、最合理的實現(xiàn)軟硬件的功能分配。計算機組成原理強調(diào)部件細(xì)節(jié),而計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強調(diào)系統(tǒng)全局,重點闡述高級語言、編譯、操作系統(tǒng)和硬件結(jié)構(gòu)的關(guān)系,及性能分析中各方面的影響,避免對軟件層面的忽視[4]。

合理安排系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程的授課過程是提高授課質(zhì)量的重點。根據(jù)授課經(jīng)驗,各知識模塊的安排順序如下:計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識、指令系統(tǒng)、流水線處理技術(shù)、存儲系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、多處理機技術(shù)。計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)中主要介紹計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念,包括經(jīng)典定義和廣義定義;計算機系統(tǒng)設(shè)計的量化方法,包括Amdahl定律、常見事件優(yōu)先原則、程序的局部性原理等。指令系統(tǒng)中主要明確指令集在計算機系統(tǒng)中的位置;指令集設(shè)計的基本準(zhǔn)則,重點介紹RISC和CISC設(shè)計的出發(fā)點和特點。流水線處理技術(shù)中重點介紹流水線性能指標(biāo)及計算方法;流水線設(shè)計時遇到的一些相關(guān)和沖突問題,闡述這些問題產(chǎn)生的原因、造成的性能損失和相應(yīng)的解決方法。存儲系統(tǒng)中主要介紹存儲層次存在的原因;衡量存儲層次的性能指標(biāo);Cache優(yōu)化技術(shù),包括從失效率、失效開銷、命中時間等三個方面進行優(yōu)化的,并在實際中廣泛采用的技術(shù);采用一個實例如Alpha 21064或者Opteron介紹經(jīng)典的存儲層次,對前面所闡述的各種存儲技術(shù)和思想進行總結(jié),加深同學(xué)們的理解。輸入輸出系統(tǒng)中重點介紹輸入輸出系統(tǒng)的重要性以及RAID。多處理機系統(tǒng)重點介紹Cache一致性問題。

采用適當(dāng)?shù)氖谡n方法,運用合理的教學(xué)手段是提高授課質(zhì)量的靈魂。由于計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程綜合性較強,概念抽象,難以理解。采用傳統(tǒng)教學(xué)方式,學(xué)生會感到枯燥無味,無法維持學(xué)習(xí)興趣。因此在教學(xué)過程中采用了各種方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如對于在講解存儲系統(tǒng)中Cache的映像規(guī)則時,同學(xué)們對于“直接映像”、“組相聯(lián)”、“全相聯(lián)”這幾種映像規(guī)則相聯(lián)度越高,利用率越高,但是查找越復(fù)雜的特點不好理解。此時,可以用同學(xué)們進入教室時是按照學(xué)號入座還是隨便坐的例子來很方便的理解這些特點。

2穿插專題討論

本課程中引入專題討論主要基于一下兩方面原因。

一方面計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展很快,方向很多。但是不可能在原有授課體系中加入過多新技術(shù),也沒有更多的課時來系統(tǒng)講授新技術(shù)。另外,教學(xué)內(nèi)容中對新技術(shù)的補充有時是把“雙刃劍”,教學(xué)內(nèi)容既要跟上技術(shù)的發(fā)展,是知識不致落伍,又有保證教給學(xué)生的是立足于經(jīng)典知識的思維方法,而不是熟練某些技術(shù)細(xì)節(jié)[4]。為了解決這個問題,我們可以采用專題討論的形式。每當(dāng)完成某一章或者某一部分的講解之后提出相關(guān)知識的討論題目,同學(xué)們基于已經(jīng)學(xué)習(xí)的基本技術(shù)、基本思想,查閱參考資料,對新知識、新技術(shù)進行探究,思考,乃至預(yù)測其發(fā)展方向,并以文獻綜述、調(diào)研報告的形式總結(jié)自己的觀點,然后在課堂上交流討論。題目的選擇要適當(dāng),既新穎又要注意知識的銜接,比如在微處理器結(jié)構(gòu)方面的“指令融合”、“間接轉(zhuǎn)移預(yù)測”;存儲結(jié)構(gòu)方面的“混合寫回策略”;多處理機結(jié)構(gòu)方面“高性能計算機體系結(jié)構(gòu)發(fā)展”等。

另一方面,這也是大學(xué)教育中以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)思想的具體體現(xiàn)。并且計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程開設(shè)在大三下學(xué)期或者大四上學(xué)期,具有了一定的專業(yè)基礎(chǔ)。通過引入專題討論,可以啟發(fā)學(xué)生獨立思考,發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力和獨立解決問題的能力。而當(dāng)學(xué)生經(jīng)過認(rèn)真的思考,對討論題目深入理解后,他樂于將自己的成果與同學(xué)們分享,從而感染其他學(xué)生進一步提出自己感興趣的問題參與討論。這樣就可以加深學(xué)生對于知識的掌握程度,提高學(xué)習(xí)興趣[6]。

3實驗設(shè)計

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程理論性較強,課程中的流水線技術(shù)及相關(guān)問題、指令動態(tài)調(diào)度、存儲層次等內(nèi)容比較抽象,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以理解,影響學(xué)習(xí)興趣。通過實驗研究對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行量化分析,從而更好理解相關(guān)內(nèi)容,是國際上流行的一種方法。

當(dāng)前國內(nèi)外存在多種實驗方法和手段。有的使用硬件,有的使用軟件;有的側(cè)重I/O部分,有的側(cè)重流水部分;有的側(cè)重實際設(shè)計,有的側(cè)重理論理解。通過多年的教學(xué)研究,本課程組傾向于實驗中主要使用模擬器進行模擬實驗,幫助學(xué)生理解抽象的理論內(nèi)容,對于流水線、Cache設(shè)計實驗進行講解后由學(xué)生課下完成。

對于實驗內(nèi)容,以幫助理解理論內(nèi)容為目的,根據(jù)本文第二部分中闡述的課程內(nèi)容進行安排,主要包括流水線沖突、指令調(diào)度、分支延遲、Cache性能分析、Cache一致性協(xié)議等。對于具體實驗步驟,本文不再展開。

4結(jié)語

綜上,通過引入三位一體教學(xué)方法,在計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中實現(xiàn)了理論和實踐相統(tǒng)一,以教師為主導(dǎo)和以學(xué)生為主體相統(tǒng)一,新知識新技術(shù)與經(jīng)典思想相統(tǒng)一,較好的解決了該課程教學(xué)中存在的部分問題,提高了該課程的教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻

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第2篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

關(guān)鍵詞：CP；CA；教學(xué)內(nèi)容；內(nèi)容重復(fù)

中圖分類號：G642　文獻標(biāo)識碼：B

1　引言

“計算機組成原理”(CP)是高校計算機專業(yè)學(xué)生的一門必修的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，它不僅可使學(xué)生剖析和體驗計.算機的基本組成和工作原理，掌握計算機系統(tǒng)的基本設(shè)計技術(shù)，而且可培養(yǎng)學(xué)生分析和解決數(shù)字系統(tǒng)實際問題的能力，同時也是培養(yǎng)計算機系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)集成技術(shù)人員的一個有效的教育環(huán)節(jié)。它在整個專業(yè)課的教學(xué)中，起到了承上啟下的作用，是“微機接口技術(shù)”、“匯編語言程序設(shè)計”、“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”等后繼課程的基礎(chǔ)。該課程以計算機5大部件內(nèi)容為主線，以內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理為重點，介紹計算機內(nèi)部各功能部件的結(jié)構(gòu)和工作原理及其構(gòu)成整機的原理。

“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”(CA)是計算機領(lǐng)域中的一門重要學(xué)科，它強調(diào)從總體結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)分析這一角度來研究計算機系統(tǒng)。學(xué)習(xí)本課程，對于培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)地、自上而下地分析和解決問題的能力和抽象思維能力有著非常重要的作用。本課程通過講解計算機體系結(jié)構(gòu)的新發(fā)展，把國內(nèi)外體系結(jié)構(gòu)方面比較成熟的研究成果和關(guān)鍵技術(shù)融入課程當(dāng)中，并把前續(xù)的“數(shù)字邏輯”、“計算機組成原理”、“操作系統(tǒng)”、“編譯原理”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“匯編語言程序設(shè)計”等課程中所需的軟硬件知識有機地結(jié)合起來，從而建立起計算機系統(tǒng)的完整概念。

由此可見CP與CA有著緊密的聯(lián)系，在現(xiàn)有的教材中甚至出現(xiàn)了比較多的重復(fù)，在學(xué)生中引起比較大的反應(yīng)。本文主要針對這一問題進行研究，擬在理順這兩門課的關(guān)系，調(diào)整好兩門課程的教學(xué)內(nèi)容。

2　教學(xué)內(nèi)容的研究

在cP與CA系列教材中，兩門課程出現(xiàn)重復(fù)的內(nèi)容有：計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)和計算機系統(tǒng)的性能指標(biāo)；浮點數(shù)據(jù)的表示、尋址技術(shù)、指令格式的優(yōu)化設(shè)計、復(fù)雜指令系統(tǒng)(CISC)和精簡指令系統(tǒng)(RISC)：高速緩沖存儲器(Cache)和虛擬存儲器工作原理和地址的映像與變換；輸入輸出系統(tǒng)的原理和方式、中斷系統(tǒng)的工作原理：流水線工作原理。重復(fù)的結(jié)果不僅占用了CA課程寶貴的課時，而且使學(xué)生產(chǎn)生了厭學(xué)情緒。CP與cA兩門課程究竟如何分工?該不該重復(fù)?又該怎么重復(fù)?是教學(xué)中值得研究的問題，也是亟待解決的問題。

在課程內(nèi)容的選擇上，以教學(xué)大綱為依據(jù)，按照學(xué)科知識體系的完整性和適時性原則組織課程內(nèi)容。在內(nèi)容上做到?jīng)]有知識的簡單重復(fù)、沒有重要知識的缺失，同時要刪除已過時知識，并補充新知識，從內(nèi)容方面激發(fā)、吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。本文重點研究分析重復(fù)內(nèi)容的必要性、可完善性和創(chuàng)新性。

對于計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，在CP中作為概述來介紹，以了解微程序在計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)中的位置，可以更好地理解軟件、硬件、固件的地位和作用；而在CA里則是從概念和功能上將計算機系統(tǒng)看成多級層次結(jié)構(gòu)，這樣有益于理解各種語言的實質(zhì)和實現(xiàn)途徑，探索虛擬機新的實現(xiàn)方法和新的系統(tǒng)設(shè)計。所以計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)的概念在CP課程和CA課程中是必需的內(nèi)容。

關(guān)于計算機系統(tǒng)的性能指標(biāo)，由于在CP中講述的是馮?諾依曼體系結(jié)構(gòu)各組成部分的工作原理，所以了解各組成部分的性能指標(biāo)是必要的；而在CA課程中用性能指標(biāo)來衡量計算機系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，所以有必要更深入分析CPU時間、MIPS、MFLOPS和成本指標(biāo)。

對浮點數(shù)據(jù)的表示，在CP課程中介紹了浮點數(shù)據(jù)的表示格式和表示范圍，在CA課程中不必再重復(fù)，只需介紹浮點數(shù)的基數(shù)的選擇、表數(shù)精度和表數(shù)效率，然后介紹浮點數(shù)的IEEE 754表示；當(dāng)然對于高級數(shù)據(jù)的表示，在CA課程中是必需的。

對于指令系統(tǒng)，在CP中介紹指令的格式、尋址方式和操作碼的擴展編碼方式，最后介紹CISC和RISe的概念和示例；在CA課程中主要介紹指令格式的優(yōu)化，CISC和RISC設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)。

輸入輸出系統(tǒng)的原理和方式、中斷系統(tǒng)的工作原理在兩門課程中是重復(fù)最多的一部分，CA較CP多出了通道處理機和輸入輸出處理機簡介，可以歸入CP課程。但考慮到中大型計算機的輸入輸出系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中是很重要的部分，所以可以將通道處理機和輸入輸出處理機在CA中介紹，同時將CP中的系統(tǒng)總線簡介也歸于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并從系統(tǒng)設(shè)計的角度去介紹。

高速緩沖存儲器和虛擬存儲器工作原理以及地址的映像和變換在兩門課程中也是重復(fù)較多的。在CP中可以僅介紹其工作原理；而在CA課程中重點在于其性能分析，深入學(xué)習(xí)替換算法及其實現(xiàn)，分析提高存儲器系統(tǒng)命中率和性能的方法。

對于流水線工作原理，在CP中僅介紹了流水線、數(shù)據(jù)相關(guān)和控制相關(guān)的概念，但在CA中要學(xué)習(xí)流水線處理機、超標(biāo)量處理機與超流水處理機，其中包括先行控制技術(shù)、流水線原理、流水線性能分析、非線性流水線的調(diào)度方法、局部數(shù)據(jù)相關(guān)和全局?jǐn)?shù)據(jù)相關(guān)、超標(biāo)量超流水超長指令字處理機和向量流水和向量處理機，其內(nèi)容遠多于CP，因此這部分內(nèi)容完全歸入CA比較合理的。

在CA與CP中的未重復(fù)的內(nèi)容，比如向量處理、SIMD并行計算機、SIMD計算機的互連網(wǎng)絡(luò)、多處理機將作為重點內(nèi)容在CA中介紹。而在以上分析中，由于CA課程的內(nèi)容部分歸入了CP，所以可以在CA課程中添入新的內(nèi)容，比如多處理機算法，包括并行搜索算法、串行算法到并行算法的轉(zhuǎn)換、同步并行算法和異步并行算法，并行程序設(shè)計語言及其實現(xiàn)方法。最后可以介紹計算機體系結(jié)構(gòu)的新發(fā)展，包括數(shù)據(jù)流計算機、數(shù)據(jù)庫機與知識庫機以及面向函數(shù)程序設(shè)計語言的歸納機。

以上對CP與CA兩門課程的重復(fù)內(nèi)容進行了分析研究，擬在理清兩門課程的關(guān)系，合理解決兩門課程的內(nèi)容重復(fù)問題。

3　解決方案

解決該兩門課程內(nèi)容重復(fù)的宗旨在于把握CP注重原理介紹，而CA注重高性能設(shè)計和并行處理。通過對兩門課程的內(nèi)容的研究和分析，調(diào)整后的內(nèi)容如表1所示。

將表1中CP的第2、5章與CA的第2章、CP的第7章與CA的第3章、CP的第4章與CA的第4章分別進行比較，雖然在章名上有些類似，但其內(nèi)容并沒有重復(fù)。一個注重原理，另一個側(cè)重系統(tǒng)性能、并行處理系統(tǒng)以及進一步提高計算機性能的新技術(shù)。CP是CA的基礎(chǔ)，CA是CP的擴展，從提高計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性能的角度出發(fā)，從單處理機走向并行處理機，走向新型體系結(jié)構(gòu)的計算機，這正是CA的研究方向，展示了計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的美好前程。

第3篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

《虛擬機：系統(tǒng)與進程的通用平臺》一書的作者James E. Smith& Ravi Nair敏銳地觀察到了現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢的這一重大變化，從計算機體系結(jié)構(gòu)研究者的角度，以計算機系統(tǒng)接口抽象層次中兩個最重要的接口――應(yīng)用的二進制接口(Application Binary Interface, ABI)和應(yīng)用程序接口(Application Program Interface, API)為邊界，將計算機系統(tǒng)資源的各種虛擬化技術(shù)劃分為進程虛擬機和系統(tǒng)虛擬機兩大類展開討論，清晰地展現(xiàn)了虛擬化技術(shù)各種方法的各個層面和各類應(yīng)用。

教材結(jié)構(gòu)：

第1章首先引入了計算機系統(tǒng)接口的抽象定義，討論了虛擬化與各層接口的關(guān)系。然后從計算機體系結(jié)構(gòu)的概念出發(fā)，對各種不同類型的虛擬機進行了分類總結(jié)，將虛擬機分為兩個主要類型：進程虛擬機和系統(tǒng)虛擬機。

第2章至第6章側(cè)重討論進程虛擬機。第2章討論在目標(biāo)指令集體系結(jié)構(gòu)(Instruction Set Architecture, ISA)上仿真源指令集體系結(jié)構(gòu)的相關(guān)問題，并以一種CISC源指令集Intel IA-32、一種RISC目標(biāo)指令集IBM PowerPC為例來說明；然后以Shade系統(tǒng)為例介紹了二進制翻譯技術(shù)。第3章討論進程虛擬機的實現(xiàn)問題，包括指令集的仿真和主機操作系統(tǒng)接口的仿真，最后介紹實例FX!32系統(tǒng)。第4章討論通過代碼優(yōu)化獲得更好的仿真性能的技術(shù)，包括各種程序剖析技術(shù)，此外還討論了代碼重排序技術(shù)，最后介紹了Dynamo動態(tài)二進制代碼優(yōu)化器。第5章介紹高級語言虛擬機的體系結(jié)構(gòu)，特別是它們支持面向?qū)ο缶幊毯桶踩奶卣鳎@一章介紹了當(dāng)今兩個重要的面向?qū)ο筇摂M機――Java虛擬機和微軟的CLI。第6章進一步討論高級語言虛擬機的實現(xiàn)問題，并以Jikes RVM作為實例研究說明本章的概念。

第7章至第9章側(cè)重討論系統(tǒng)虛擬機。第7章介紹協(xié)同設(shè)計虛擬機，并以Transmeta Crusoe處理器和IBMAS/400處理器的實例研究結(jié)束本章。第8章涉及經(jīng)典的系統(tǒng)虛擬機及其實現(xiàn)方法，包括本地虛擬機和宿主虛擬機。此外還討論對計算機系統(tǒng)三個主要資源：處理器、存儲器、I/O的虛擬化技術(shù)，以及如何用硬件來提高虛擬機的性能。本章給出的研究實例包括：VMware和Intel VT-x(Vanderpool)。第9章討論多處理器系統(tǒng)的虛擬化問題，包括對不同指令集的客戶和主機平臺多處理器系統(tǒng)的虛擬化。

第10章介紹了虛擬機技術(shù)新興的應(yīng)用領(lǐng)域，重點介紹了在安全領(lǐng)域(討論入侵檢測系統(tǒng)的原理以及虛擬機在系統(tǒng)攻防方面的應(yīng)用潛力)、移動計算環(huán)境(討論了商業(yè)上的應(yīng)用：VMware的VMotion)、以及計算網(wǎng)格(展示典型的系統(tǒng)虛擬機對新興網(wǎng)格系統(tǒng)出現(xiàn)的重要作用)方面的應(yīng)用。

附錄為本書的主要章節(jié)提供了計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的背景資料，討論了處理器、存儲器、I/O在計算機系統(tǒng)中的作用。

第4篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

關(guān)鍵詞:計算機組成原理;實驗教學(xué);可編程器件;實驗評價

計算機組成原理課程是計算機學(xué)科的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,主要內(nèi)容包括計算機構(gòu)成及其各個部分如何協(xié)調(diào)工作[1]。在整個計算機專業(yè)課程體系中,計算機組成原理是起著承上啟下的作用[2-3],它以數(shù)字邏輯課程為基礎(chǔ),而自身又是計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、編譯原理、操作系統(tǒng)等課程的基礎(chǔ)。同時計算機組成原理又是一門與實踐結(jié)合很緊密的課程,課程實驗一直是教學(xué)中的一個重點,各高校也很重視,在實驗上投入了大量的精力。

2009年11月在南京召開了“計算機組成與結(jié)構(gòu)課程群”的實驗教學(xué)研討會,會上討論了國內(nèi)實驗教學(xué)的進展和不足,本文立足于此次會議,結(jié)合各校的實驗教學(xué)環(huán)節(jié),以計算機組成原理課程為例,對實驗教學(xué)進行研究。

1課程設(shè)置

目前,國內(nèi)大多數(shù)高校都將計算機組成原理作為第一門專業(yè)課程安排在數(shù)字邏輯課之后,主要內(nèi)容包括:計算機系統(tǒng)的基本概念、指令系統(tǒng)、處理器組成(運算器、控制器等)、存儲系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、流水線技術(shù)等[1,4]。組成原理一般會安排在大二下學(xué)期甚至大三上學(xué)期,這樣就不可避免地造成與其他專業(yè)課程同時開課,使得學(xué)生在沒有掌握計算機組成之前就開始更高層次的專業(yè)課學(xué)習(xí),這樣無法體現(xiàn)計算機組成原理的專業(yè)基礎(chǔ)課作用。

為了解決這些問題,一些學(xué)校在課程設(shè)置上學(xué)習(xí)了國外大學(xué)的做法,開設(shè)了一門計算機入門性質(zhì)的課程,如清華大學(xué)和中國科技大學(xué)開設(shè)了計算機系統(tǒng)導(dǎo)論課程,課程系統(tǒng)地介紹了計算機專業(yè)的一些入門知識:最底層的器件邏輯門電路微結(jié)構(gòu)指令集結(jié)構(gòu)程序算法問題域。這樣,學(xué)生對計算機有了概括性的基礎(chǔ)知識,這樣就可以避免課程安排的問題了,同時,教師在計算機組成原理課上就可以更加深入地介紹計算機的組成和工作原理了。

各校一般都在計算機組成原理課程中安排試驗[4-5],課程的總課時中有專門的實驗課時,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課的同時完成實驗,這樣做的好處是讓學(xué)生能夠?qū)⒗碚搶W(xué)習(xí)和實驗操作同時進行,加深對知識的理解,但是由于進度安排的問題,綜合性的大實驗(如處理器設(shè)計)只能被安排在學(xué)期后段,學(xué)生需要短時間內(nèi)投入大量精力才能完成。對于一些無法單獨在組成原理課程中實現(xiàn)的更大規(guī)模的課程設(shè)計型實驗,需要學(xué)生掌握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、編譯原理、操作系統(tǒng)等課程的知識,也需要更多的實驗課時,為此,一些學(xué)校開設(shè)了專門的計算機綜合實踐課程,如東南大學(xué)的計算機系統(tǒng)綜合課程設(shè)計、中國科技大學(xué)的計算機系統(tǒng)原型設(shè)計等,這些課程綜合了計算機學(xué)科多方面的知識,以計算機組成原理為實驗基礎(chǔ),進一步拓展了實驗的領(lǐng)域。

中國科技大學(xué)華夏班在課程設(shè)置上參考了國外大學(xué)的一些方案,面向計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)學(xué)科發(fā)展前沿,強調(diào)前瞻性、先進性和實踐性,探索出了計算機組成課程群課程設(shè)置(見表1)的新方向。

從課程設(shè)置中我們可以看出實驗在總課時和總學(xué)分中所占的比重很大,幾乎占到了二分之一,并且計算機系統(tǒng)原型設(shè)計是一門實驗課程,分為A和B兩個部分,A為CPU設(shè)計,B為系統(tǒng)軟件設(shè)計,二者結(jié)合起來就是一個完整的計算機系統(tǒng)原型。清華大學(xué)在課程設(shè)置上也與其類似,只是沒有專門的實驗課程,內(nèi)容也簡化很多,主要著重于計算機組成原理的相關(guān)內(nèi)容。

2實驗設(shè)置

目前國內(nèi)的計算機組成原理課程實驗都已經(jīng)逐

漸向處理器設(shè)計這一方向靠攏,差別只在于實驗的方式和難度。表2是參加此次會議的幾個學(xué)校課程實驗設(shè)置情況。

從表2可以看出,計算機組成原理課程的實驗已經(jīng)由以前的驗證性部件實驗逐漸過渡到處理器設(shè)計及計算機系統(tǒng)搭建這一層次上,具體體現(xiàn)在以下幾個方面:

1) 使用可編程邏輯器件作為實驗平臺[2],這樣能夠大大提高實驗的靈活性和可操作性,根據(jù)學(xué)生能力的不同安排不同層次和難度的實驗,充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,在實驗內(nèi)容和形式上不斷創(chuàng)新,同時也激發(fā)了學(xué)生的興趣,實驗樣式也不再呆板和單調(diào)。但是,這樣需要有更加完善的實驗評價機制,做到公平和公正;還需要學(xué)生掌握硬件描述語言和相應(yīng)的EDA工具軟件,這些就需要對課程內(nèi)容進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或者得到先修課程的支持。

2) 指令集基本上都是MIPS或者類MIPS的,其好處是指令系統(tǒng)成熟,格式規(guī)整,有很好的技術(shù)和文檔支持。使用這類的指令系統(tǒng),學(xué)生能夠更好的掌握和理解,設(shè)計出來的處理器結(jié)構(gòu)也更加規(guī)范,而且有很多相應(yīng)的設(shè)計文檔和實例可供參考;其次,如果想要進行更高層次的實驗內(nèi)容,就需要相應(yīng)的編譯器等工具的支持,MIPS指令系統(tǒng)在這一點有很大的優(yōu)勢,有了這些工具開發(fā)難度能夠大大降低。因此目前來看采用MIPS指令系統(tǒng)是一個很好的方案。不過這樣也有一些缺點,采用統(tǒng)一的指令系統(tǒng)限制了學(xué)生在指令系統(tǒng)設(shè)計上的靈活性,使得設(shè)計出來的處理器過于類似,過多的設(shè)計資料也使得學(xué)生可以更加容易偷懶,使得實驗效果降低。

3) 基本上將流水線等知識應(yīng)用到實驗之中[5]。由于各個學(xué)校都在不同程度的推進計算機組成原理課程改革,普遍將流水線、高速緩存等內(nèi)容加入了教學(xué)計劃中,實驗中也相應(yīng)的加入了這些內(nèi)容;同時MIPS指令系統(tǒng)能夠很好的支持流水線的設(shè)計,現(xiàn)有的資料和教材大多也是圍繞著流水線處理器設(shè)計展開的,因此流水線處理器的設(shè)計已經(jīng)成為了各個學(xué)校實驗的基本內(nèi)容。在清華的計算機組成原理實驗中并沒有規(guī)定一定要實現(xiàn)流水線,要求學(xué)生完成多周期或者流水線處理器的設(shè)計,僅過幾輪實驗教學(xué),學(xué)生普遍選擇了流水線處理器的設(shè)計,因為多周期處理器的設(shè)計并不比流水線處理器設(shè)計簡單很多,而且相應(yīng)的設(shè)計資料較少。不過有一點是值得商榷的,就是為了組成原理實驗有更好的顯示度,在實驗中加入了不少其他課程的內(nèi)容,比如編譯、操作系統(tǒng)等內(nèi)容。這些內(nèi)容安排在單獨的綜合實驗課程中還可以,放到組成原理課程實驗中就有些喧賓奪主了,學(xué)生會投入太多的精力在這些內(nèi)容上,組成原理實驗還是應(yīng)該以理解計算機組成及工作原理為目的,不需要完成其他課程的內(nèi)容,只有少數(shù)能力較強的同學(xué)在完成了基本內(nèi)容后,才值得鼓勵去做這些事情。

4) 實驗規(guī)模較大,需要多個同學(xué)分工協(xié)作來完成。在以往的計算機組成原理實驗中大多數(shù)是以驗證性的實驗為主,學(xué)生往往可以獨立完成,但是處理器設(shè)計這一類的實驗單靠個人完成對學(xué)生的壓力太大,這就需要學(xué)生組成一個駝隊來完成實驗,這樣不僅能夠減輕學(xué)生的工作量,還可以培養(yǎng)他們團隊協(xié)作的能力。一個團隊規(guī)模控制在2～3人比較合適,人數(shù)太多會造成有人懈怠,達不到實驗?zāi)康摹?/p>

3實驗管理和評價

由于計算機組成原理實驗內(nèi)容和形式的更新,具體的實驗管理方式和評價機制也有了很大的改動。以前是以實驗室為主的實驗?zāi)Ｊ?學(xué)生根據(jù)實驗室安排的實驗內(nèi)容和時間來完成規(guī)定的實驗;現(xiàn)在則是實驗室根據(jù)學(xué)生的實驗進度和需求,提供相應(yīng)的實驗支持,包括設(shè)備、場地以及人員等。

以清華大學(xué)的組成原理課程實驗為例,前兩個驗證性的實驗安排在實驗室統(tǒng)一完成,幫助學(xué)生熟悉軟件工具和實驗設(shè)備,然后再安排課程大實驗。大實驗過程中會將實驗設(shè)備發(fā)放給學(xué)生,讓學(xué)生能夠在宿舍進行實驗,同時實驗室保證一定的開放時間,方便學(xué)生來實驗室做實驗。在整個過程中安排三次集中的實驗課程,實行小班教學(xué),目的是能夠更好的掌握學(xué)生目前的實驗情況,控制實驗進度和解決學(xué)生遇到的一些實際問題。在整個實驗過程中,實驗室的主要作用就是后勤保障和監(jiān)督進度,協(xié)助和督促學(xué)生完成實驗。

由于實驗內(nèi)容和形式的變化,實驗已經(jīng)不能簡單的通過檢查實驗數(shù)據(jù)來評定一個實驗完成的程度,需要從多個方面進行評價。對于我們的大實驗,首先會提供一套標(biāo)準(zhǔn)的測試程序,通過這些程序來檢查實驗結(jié)果是否正確;然后學(xué)生需要針對自己的處理器提供自測程序來體現(xiàn)自己設(shè)計的處理器的特點,這些測試都是需要教師或助教現(xiàn)場檢查的,檢查的同時會詢問他們在設(shè)計及實現(xiàn)的過程中是否獨立完成以及各自的分工,以便確定是否存在抄襲現(xiàn)象、工作量分配是否合理。對于完成較好或者有所創(chuàng)新的小組給與加分獎勵[7],并鼓勵其在實驗總結(jié)課上展示自己的成果。將這些匯總?cè)缓蠼Y(jié)合實驗報告及平時實驗情況,就能夠給出一個比較全面公平的實驗評價結(jié)果。

在這種實驗管理模式和評價機制下,能夠很好的提高同學(xué)的積極性和對實驗的整體把握程度,教師也能夠掌控好實驗進度和學(xué)生掌握情況,達到很好的實驗效果,不過這需要教師和助教通力合作,所花費的精力也比較多。

4結(jié)語

隨著實驗技術(shù)的不斷進步,計算機組成原理課程實驗在內(nèi)容和形式上已經(jīng)發(fā)生了很大的變化,各個高校都有著自己的發(fā)展思路,但是大的方向是一致的,總體說來就是實驗已經(jīng)由驗證型實驗過渡到設(shè)計型實驗,內(nèi)容也變成了在可編程芯片上進行處理器設(shè)計,進而形成一個簡單的計算機系統(tǒng),可以說是計算機組成原理課程實驗已經(jīng)由驗證計算機各部分功能逐漸過渡到設(shè)計及搭建計算機系統(tǒng)這一層面上。

參考文獻:

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Investigation and Research on the Experiment Teaching of Computer Organization Course

LI Shan-shan, QUAN Cheng-bin

(Lab for Computer Education, Tsinghua University, Beijing 100084, China)

第5篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

關(guān)鍵詞： 江南大學(xué) 《計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》 實踐教學(xué) 實踐現(xiàn)狀 應(yīng)對方案

一、引言

當(dāng)前，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，嵌入式技術(shù)已成為信息產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的計算機技術(shù)之一，被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)通信、消費電子、醫(yī)療電子、工業(yè)控制和交通系統(tǒng)等領(lǐng)域。資料顯示，在2009年中國軟件業(yè)收入的9513億元中，嵌入式占了將近20%，而且每年都以近40%的速度增長。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心的軟硬件混成專用計算機系統(tǒng)，需要設(shè)計人員統(tǒng)籌考慮軟硬件設(shè)計，以最大限度地適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、成本、體積、功耗、可靠性等方面的要求。傳統(tǒng)的軟件、硬件分別進行的設(shè)計方法難以滿足嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計需求，而需要設(shè)計人員進行軟硬件的綜合考慮和協(xié)同設(shè)計。

然而和上述趨勢對應(yīng)的是，目前計算機類本科專業(yè)軟件方面的教學(xué)和實踐都實施得較好。學(xué)生除了課堂學(xué)習(xí)外，還可以利用學(xué)校和自己的計算機充分進行軟件編程的實踐和訓(xùn)練。而且軟件類課程C語言、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)等相對直觀和容易理解，容易入門。但對于硬件類的課程尤其是計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，學(xué)生普遍反映內(nèi)容較為抽象，如果沒有適合的實踐環(huán)節(jié)將課堂概念和實際工程聯(lián)系起來，學(xué)習(xí)效果將難以得到保障。因此，探索適合計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實踐教學(xué)工具、教學(xué)方法和配套機制，加強學(xué)生理論學(xué)習(xí)和實踐環(huán)節(jié)的聯(lián)系，建立形象直觀、便于理解的學(xué)習(xí)途徑至關(guān)重要。本文重點討論江南大學(xué)計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實踐教學(xué)實施現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出改進方向，為增強計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的教學(xué)效果作有益探討。

二、《計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》實踐教學(xué)現(xiàn)狀分析

當(dāng)前國內(nèi)計算機類本科專業(yè)硬件主干課程設(shè)置有兩種模式：一種是數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)（技術(shù)基礎(chǔ)課）計算機組成原理（專業(yè)基礎(chǔ)課）計算機體系結(jié)構(gòu)（專業(yè)課）。大多數(shù)重點院校采用這種模式。另一種是數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)（技術(shù)基礎(chǔ)課）計算機組成與體系結(jié)構(gòu)（專業(yè)基礎(chǔ)課）。江南大學(xué)及國內(nèi)其他許多本科高等學(xué)校采用第二種課程設(shè)置模式。

《計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程綜合了《計算機組成原理》和《計算機體系結(jié)構(gòu)》兩門課程的要求，要求學(xué)生掌握計算機系統(tǒng)各個部件的組成原理，最終從系統(tǒng)、整機的角度理解計算機的結(jié)構(gòu)與組成，是計算機類本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，以及計算機硬件與結(jié)構(gòu)方向非常重要的一門課程。這門課程的建設(shè)與教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系到人才培養(yǎng)中計算機硬件與結(jié)構(gòu)方向教育的成效。尤其是在當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)日益流行，軟硬件一體化設(shè)計需求不斷擴大的背景下，計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程能否達到預(yù)期效果顯得更為重要。

目前在教學(xué)實施過程中，學(xué)生普遍反映該門課程內(nèi)容較為抽象，難以和一個具體的可見的系統(tǒng)相聯(lián)系理解整個的運行過程，學(xué)習(xí)效果欠佳，依然停留在為應(yīng)付考試的習(xí)題練習(xí)為主的方式上，通過課程的學(xué)習(xí)無法鍛煉搭建完整電路系統(tǒng)的能力。這些問題急需通過實踐環(huán)節(jié)有針對性地解決。

傳統(tǒng)的計算機組成原理采用的實驗設(shè)備是在開放的電路板上用插線的方式搭建邏輯，學(xué)生通過將對應(yīng)的引腳互聯(lián)起來構(gòu)成特定的數(shù)據(jù)通路。這種方法無需編寫程序，可以直觀地顯示計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運行情況，但對學(xué)生的影響僅僅停留在實驗室階段，不能和企業(yè)的實際開發(fā)相結(jié)合，沒有更多的實用價值。

隨著硬件可重構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的計算機組成原理實驗課采用了基于FPGA的實驗裝置。基于FPGA的優(yōu)點在于學(xué)生可以通過自己的邏輯設(shè)計得到專用芯片，并通過實驗板上的I/O觀察芯片的運行情況，更接近實際CPU的運行狀態(tài)。目前，根據(jù)不同學(xué)校學(xué)生能力的強弱，基于FPGA的組成原理實驗采用了兩種不同的輸入方式。

一種是基于原理圖的設(shè)計方式。學(xué)生通過連接原理圖的方式，構(gòu)成自己想要的邏輯電路。將該電路下載到FPGA芯片后構(gòu)成特定的芯片，通過實驗板上的I/O觀察芯片內(nèi)部的運行情況。這種方式的優(yōu)點是直觀、易于理解。缺點是隨著系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，原理圖輸入的方式耗費時間太長，連線也容易出錯，不太可能用于搭建復(fù)雜的系統(tǒng)。

另一種是基于硬件描述語言VHDL/Verilog的設(shè)計方式。優(yōu)點是可以利用現(xiàn)有的資源搭建較為復(fù)雜的系統(tǒng)，甚至多級流水線的CPU，可以極大地提高學(xué)生的硬件設(shè)計能力。缺點是對學(xué)生的要求比較高，需要有硬件描述語言的基礎(chǔ)。

三、《計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》實踐教學(xué)工具的選擇

通過上述分析，可以看出基于硬件描述語言和FPGA的組成原理實驗方式由于可與將來的企業(yè)實際開發(fā)相結(jié)合，具有較強的實際意義。學(xué)生可以通過VHDL搭建復(fù)雜和完整的硬件系統(tǒng)，對于理解計算機組成原理和計算機的運行情況有非常現(xiàn)實的意義。關(guān)鍵問題是，應(yīng)該如何選擇適當(dāng)?shù)幕贔PGA的開發(fā)環(huán)境和教學(xué)方法，以適應(yīng)不同水平的學(xué)生的具體需求。

由于現(xiàn)在基于硬件描述語言已有許多公開源代碼的資源可以加以利用，因此在進行計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學(xué)和實踐中，可以圍繞某一種有代表性的CPU進行學(xué)習(xí)和實驗。如國內(nèi)外有一些學(xué)校選擇以MIPS處理器作為教學(xué)和實驗的對象。學(xué)生可以根據(jù)自己的掌握程度借鑒或自己設(shè)計某個模塊，最終形成完整的CPU。同時還可以在此基礎(chǔ)上通過匯編程序進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實驗。通過這樣的方式，學(xué)生可以將課堂講解的內(nèi)容完全與實際的CPU系統(tǒng)關(guān)聯(lián)起來，從而為將來的硬件系統(tǒng)設(shè)計奠定良好的基礎(chǔ)。而且由于所選用的開發(fā)語言和環(huán)境都和企業(yè)實際使用的一樣，可以縮短將來的工作中的學(xué)習(xí)時間。

四、《計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》實踐教學(xué)機制探討

選定了適當(dāng)?shù)膶嵺`語言和工具之后，還要有適合的配套管理和運作機制才能保證實踐教學(xué)的效果。現(xiàn)在傳統(tǒng)的實驗室都是學(xué)校購買設(shè)備后由實驗室人員管理和維護，并配合任課老師在上課時間為學(xué)生提供實踐教學(xué)服務(wù)。由于實驗設(shè)備數(shù)和上課時間有限，學(xué)生并不能完全完成和理解實驗內(nèi)容。因此，我認(rèn)為可以采取多種方法改善這一狀況。

1.Xilinx/Altera等FPGA提供商建立聯(lián)合實驗室，隨時可獲得提供商提供的一些最新資料和技術(shù)服務(wù)，同時確保實驗室可以在課外對學(xué)生開放，可以借鑒以往機房的管理方式，讓感興趣的學(xué)生付費使用設(shè)備。

2.為學(xué)生配備或鼓勵學(xué)生購買低價FPGA設(shè)備，將實驗室?guī)Щ厮奚幔S時可以進行FPGA系統(tǒng)的開發(fā)和調(diào)試。

3.企業(yè)建立培訓(xùn)協(xié)議，抽出整段時間送學(xué)生到專門的FPGA企業(yè)進行集中強化訓(xùn)練，積累實際項目經(jīng)驗。

將上述幾種方法相結(jié)合，可以使計算機系統(tǒng)設(shè)計課程的學(xué)習(xí)效果達到現(xiàn)在軟件開發(fā)的學(xué)習(xí)效果，為嵌入式系統(tǒng)軟硬件的開發(fā)培養(yǎng)合格的人才。

五、結(jié)語

本文分析了江南大學(xué)《計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程的實踐環(huán)節(jié)教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的一些具體困難，并從幾個方面提出了應(yīng)對方案。當(dāng)然，這些方法依賴于計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)考核方式的相應(yīng)改變。只有在教學(xué)內(nèi)容、實踐形式和方法、體制和具體實施等多方面協(xié)調(diào)一致，整體推動，才能取得預(yù)期的結(jié)果。

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第6篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

[關(guān)鍵詞]計算機應(yīng)用 技術(shù)

中圖分類號：TD235.4+7 文獻標(biāo)識碼：TD 文章編號：1009914X（2013）34035701

當(dāng)今社會，計算機應(yīng)用涉及到了數(shù)據(jù)處理、家庭和辦公自動化、遠程信息控制和信息系統(tǒng)構(gòu)建等多中領(lǐng)域，分別需要不同的技術(shù)支撐和技術(shù)應(yīng)用范圍。而如何有效的掌握知識，促進能力，拓展創(chuàng)新，是推廣和使用信息技術(shù)的必由之路。

從計算機的發(fā)展歷程看，也是知識和技術(shù)應(yīng)用不斷推陳出新和過程，隨著多媒體技術(shù)和信息高速公路技術(shù)的出現(xiàn)使用，計算機的功能更大的被發(fā)掘出來，甚至在某些方面取代了人工，成為重要的角色。

一、全面掌握應(yīng)用知識，提高應(yīng)用技術(shù)能力

所有計算機技術(shù)的應(yīng)用是以掌握相關(guān)的知識為前提的，這種知識可以使理論的，也可以是操作的，可以集中學(xué)習(xí)，也可以邊學(xué)邊做。在當(dāng)前計算機的應(yīng)用領(lǐng)域，關(guān)乎到日常工作和生活的有很多，像計算機教學(xué)、平面設(shè)計、軟件開發(fā)與應(yīng)用、信息工程師和系統(tǒng)管理等，除了要求掌握基本通用的知識外，專業(yè)方面的知識也甚為關(guān)鍵。

每個計算機工作的技術(shù)應(yīng)用人員，需全面系統(tǒng)的掌握計算機知識應(yīng)用的理論體系，以完整夯實的基礎(chǔ)帶動應(yīng)用能力的發(fā)展，遵照社會需求，確定自己的發(fā)展方向和目標(biāo)，反復(fù)鞏固基本的應(yīng)用知識，反復(fù)操練應(yīng)用技能，將理論和實踐相結(jié)合。

知識的掌握和能力的運用，在實際工作中，會面臨到很多新的情況，這就需要能融會貫通，隨機應(yīng)變，通過知識的變式和創(chuàng)新，能力的在發(fā)展去解決工作中的問題，計算機知識和能力的變通性和替代性很強，沒有單一的要求，需要計算機應(yīng)用操作人員觸類旁通。

二、以重點為核心，以多元化發(fā)展為方向

計算機的應(yīng)用技術(shù)的分工日漸細(xì)密，而且各個工種是相互配合和合作的形勢展開，每個人只需重點掌握一項計算機技術(shù)的應(yīng)用就可大有作為，成為自己的關(guān)鍵，每個人根據(jù)自己的情況當(dāng)確立重點，在不同的工作領(lǐng)域確定不同的自我應(yīng)用技術(shù)。

以重點為核心，以多元化發(fā)展為方向，計算機技術(shù)應(yīng)用的重點性和全面性是相輔相成，不可分割的，因為計算機技術(shù)本身都存在有本質(zhì)的和密切的聯(lián)系，不存在單一技術(shù)領(lǐng)域，都是知識某一部分的合成，像在平面設(shè)計方面，同時運用到了“辦公自動化、網(wǎng)頁制作和PS”等基本知識，您只懂得平面的創(chuàng)意或設(shè)計是遠遠不夠的，必須有相關(guān)的技術(shù)支持，這樣才能達到目的。

應(yīng)用型和技術(shù)型是互相統(tǒng)一的，要理論知識和技術(shù)并重，重點突出和全面發(fā)展兼具，這樣才會有效的發(fā)揮出個人應(yīng)用技術(shù)的效能。

三、有效拓展能力，推動應(yīng)用創(chuàng)新

在當(dāng)前計算機教育中，應(yīng)用人才的培養(yǎng)與學(xué)術(shù)研究和市場需求存在一定矛盾，從某種程度上說，只重視理論而忽視技術(shù)能力和創(chuàng)新實踐的培養(yǎng)，這樣的應(yīng)用僅僅停留在知識應(yīng)用的表層，無法深入到技術(shù)能力深處，無法推動應(yīng)用創(chuàng)新。

在實際工作中，遇到實踐操作和技術(shù)應(yīng)用的問題，往往不能有效迅速的解決，這就是確乏經(jīng)驗的表現(xiàn)，經(jīng)驗是學(xué)不到的，是在實際應(yīng)用工作中感悟到的，是個人的自我思考和體會。

在知識學(xué)習(xí)和運用的同時，必須輔之以計算機的實踐操作，感受能力的體現(xiàn)，不斷總結(jié)經(jīng)驗，提高應(yīng)用技術(shù)的熟練度，方能化繁為簡，形成真正的能力，這是從現(xiàn)實中磨礪出來的。在能力提高的同時，通過完善理論體系和能力體系，完全會有自己獨特的創(chuàng)新和感悟，來解決日常生活中遇到的主要問題。而知識和能力應(yīng)用的嵌入式和混合式發(fā)展，要求計算機從業(yè)者有著全面的知識底子和互通的理論融合。針對某一問題的解決，做到多樣化和多重性，以求可以找到更好的解決問題的措施，而且能起到熟練技能和選擇優(yōu)化的效果。

四、計算機技術(shù)

計算機技術(shù)的內(nèi)容非常廣泛，可粗分為計算機系統(tǒng)技術(shù)、計算機器件技術(shù)、計算機部件技術(shù)和計算機組裝技術(shù)等幾個方面。計算機技術(shù)包括：運算方法的基本原理與運算器設(shè)計、指令系統(tǒng)、中央處理器（CPU）設(shè)計、流水線原理及其在CPu設(shè)計中的應(yīng)用、存儲體系、總線與輸入輸出。計算機作為一個完整系統(tǒng)所運用的技術(shù)。主要有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)、系統(tǒng)維護技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)等。計算機領(lǐng)域中所運用的技術(shù)方法和技術(shù)手段。計算機技術(shù)具有明顯的綜合特性，它與電子工程、應(yīng)用物理、機械工程、現(xiàn)代通信技術(shù)和數(shù)學(xué)等緊密結(jié)合，發(fā)展很快。

第一臺通用電子計算機ENIAC就是以當(dāng)時雷達脈沖技術(shù)、核物理電子計數(shù)技術(shù)、通信技術(shù)等為基礎(chǔ)的。電子技術(shù)，特別是微電子技術(shù)的發(fā)展，對計算機技術(shù)產(chǎn)生重大影響，二者相互滲透，密切結(jié)合。應(yīng)用物理方面的成就，為計算機技術(shù)的發(fā)展提供了條件：真空電子技術(shù)、磁記錄技術(shù)、光學(xué)和激光技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、光導(dǎo)纖維技術(shù)、熱敏和光敏技術(shù)等，均在計算機中得到廣泛應(yīng)用。機械工程技術(shù)，尤其是精密機械及其工藝和計量技術(shù)，是計算機外部設(shè)備的技術(shù)支柱。隨著計算機技術(shù)和通信技術(shù)各自的進步，以及社會對于將計算機結(jié)成網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)資源共享的要求日益增長，計算機技術(shù)與通信技術(shù)也已緊密地結(jié)合起來，將成為社會的強大物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。離散數(shù)學(xué)、算法論、語言理論、控制論、信息論、自動機論等，為計算機技術(shù)的發(fā)展提供了重要的理論基礎(chǔ)。計算機技術(shù)在許多學(xué)科和工業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展，又在幾乎所有科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)

它的作用是使計算機系統(tǒng)獲得良好的解題效率和合理的性能價格比。電子器件的進步，微程序設(shè)計和固體工程技術(shù)的進步，虛擬存儲器技術(shù)以及操作系統(tǒng)和程序語言等方面的發(fā)展，均對計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)產(chǎn)生重大影響。它已成為計算機硬件、固件、軟件緊密結(jié)合，并涉及電氣工程、微電子工程和計算機科學(xué)理論等多學(xué)科的技術(shù)。

2.系統(tǒng)管理技術(shù)

計算機系統(tǒng)管理自動化是由操作系統(tǒng)實現(xiàn)的。操作系統(tǒng)的基本目的在于最有效地利用計算機的軟件、硬件資源，以提高機器的吞吐能力、解題時效，便利操作使用，改善系統(tǒng)的可靠性，降低算題費用等。

3.系統(tǒng)維護技術(shù)

計算機系統(tǒng)實現(xiàn)自動維護和診斷的技術(shù)。實施維護診斷自動化的主要軟件為功能檢查程序和自動診斷程序。功能檢查程序針對計算機系統(tǒng)各種部件各自的全部微觀功能，以嚴(yán)格的數(shù)據(jù)圖形或動作重試進行考查測試并比較其結(jié)果的正誤，確定部件工作是否正常。

4.系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

計算機系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛。程序設(shè)計自動化和軟件工程技術(shù)是與應(yīng)用有普遍關(guān)系的兩個方面。程序設(shè)計自動化，即用計算機自動設(shè)計程序，是使計算機得以推廣的必要條件。早期的計算機靠人工以機器指令編寫程序，費時費力，容易出錯，閱讀和調(diào)試修改均十分困難。

綜上所述，在計算機的應(yīng)用和技術(shù)操作過程當(dāng)中，首先要夯實基礎(chǔ)，以此培養(yǎng)能力，提高技能，達到知識和能力的融會貫通和綜合應(yīng)用，從而提高素質(zhì)，然后以計算機主干核心知識構(gòu)造自己的應(yīng)用體系，確定目標(biāo)，將計算機的多功能化融會到日常生活當(dāng)中，有效解決各種為題，打造更廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

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[2] 李輝.信息處理技術(shù)與工具[M].清華大學(xué)出版社，2005，8

[3] 計算機專業(yè)知識教材編寫組.計算機專業(yè)知識核心[M].人民出版社，2011，1

第7篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

關(guān)鍵詞：課程體系建設(shè)；計算機硬件；教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號：G642.3 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）09-00××-××

在當(dāng)前高校計算機專業(yè)本科生中普遍存在這樣的問題：對計算機硬件課程的學(xué)習(xí)不感興趣；認(rèn)為有些計算機硬件課程很抽象，不知道怎樣才能學(xué)好；與已經(jīng)從事計算機技術(shù)開發(fā)的畢業(yè)的同學(xué)交流后，認(rèn)為學(xué)校對計算機硬件課程的設(shè)置不合理，對將來從事計算機技術(shù)開發(fā)幫助不大，而對將來從事計算機技術(shù)開發(fā)幫助很大的計算機專業(yè)課程學(xué)校反而不重視，教學(xué)時間太短，沒有深入地教學(xué)；④教學(xué)方式缺乏對本科學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力的培養(yǎng)。學(xué)生對計算機硬件課程的學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)效果差。高校的計算機專業(yè)學(xué)生中重視軟件課程的學(xué)習(xí)，而輕視硬件課程的學(xué)習(xí)，其結(jié)果是許多學(xué)生的硬件能力比較差，不能勝任計算機硬件方面的技術(shù)設(shè)計。因此，對于如何設(shè)置計算機專業(yè)硬件課程，已成為我們要重點關(guān)注的一個問題。計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)科除了具有較強的科學(xué)性外，還具有較強的工程性，因此，它是一門科學(xué)性與工程性并重的學(xué)科。如何合理地調(diào)整計算機硬件課程設(shè)置，為計算機專業(yè)學(xué)生將來從事計算機硬件方面的相關(guān)技術(shù)設(shè)計奠定具有發(fā)展?jié)摿Φ幕A(chǔ)，是擺在計算機專業(yè)老師面前的一個重要問題。計算機專業(yè)學(xué)生在進行工程設(shè)計，計算機硬件技術(shù)開發(fā)時，普遍感到所掌握的計算機理論知識與實際工作能力存在不足。主要體現(xiàn)在沒有實際工作經(jīng)驗；缺乏項目的開發(fā)能力；缺乏團隊協(xié)作精神；缺乏與同事溝通方法。如何在計算機本科生教育階段培養(yǎng)和提高學(xué)生的素質(zhì)與能力，是老師重點關(guān)注的問題。

在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師就是向?qū)W生傳播知識。而在現(xiàn)代教學(xué)模式中，教師不僅向?qū)W生傳播知識，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。為培養(yǎng)21世紀(jì)計算機硬件高技術(shù)人才就必須加強學(xué)生計算機硬件創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，不斷完善計算機硬件課程教學(xué)改革專業(yè)課程體系建設(shè)。

為此，本文針對當(dāng)前計算機專業(yè)硬件課程設(shè)置存在的問題，根據(jù)計算機專業(yè)各研究方向?qū)τ嬎銠C硬件課程建設(shè)，構(gòu)成完整的計算機硬件課程體系建設(shè)，對本科生教學(xué)方式教學(xué)改革，培養(yǎng)本科生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)創(chuàng)新素質(zhì)進行研究。

一、計算機硬件課程體系建設(shè)

（一）充分認(rèn)識計計算機硬件課程建設(shè)的重要性

計算機硬件及應(yīng)用技術(shù)已是IT領(lǐng)域不可缺少的支柱技術(shù)，已經(jīng)廣泛滲透到移動通訊、消費電子、無線網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)控制和軍事國防等各行各業(yè)，無時無處不在影響每個現(xiàn)代人的生活。能夠綜合應(yīng)用軟件和硬件，系統(tǒng)研發(fā)的工程師成為計算機行業(yè)最為緊俏的人才，其培養(yǎng)也越來越受到高校、企業(yè)、研究機構(gòu)與培訓(xùn)中心的重視。

（二）計算機硬件課程體系建立

ACM和IEEE-CS共同推出了Computing Curricula 2001，系統(tǒng)地列出在計算機專業(yè)學(xué)生應(yīng)該掌握的課程，我們以此為藍本，并根據(jù)我院在計算機硬件研究領(lǐng)域和研究方向，建立計算機硬件課程體系中的主干課程：《計算機原理與匯編語言程序設(shè)計》，講授計算機組織和工作原理，以及匯編語言程序設(shè)計；《微型計算機原理及接口技術(shù)》，講授微型計算機的基本知識、基本組成、體系結(jié)構(gòu)和工作模式；《計算機控制》，講授計算機控制的理論知識和設(shè)計技術(shù)；《單片機與嵌入式系統(tǒng)》，講授單片機工作原理和編程方法、嵌入式系統(tǒng)基本概念和設(shè)計技術(shù)移植；《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》，講授計算機體系結(jié)構(gòu)的基本思想、基本概念、設(shè)計原理、設(shè)計方法與評價分析方法。由這5門課程構(gòu)成計算機專業(yè)硬件課程體系。

當(dāng)今計算機硬件和軟件技術(shù)飛速發(fā)展，計算機專業(yè)基礎(chǔ)課程體系教學(xué)在成熟和穩(wěn)定的同時，要不斷加入新的內(nèi)容和新的技術(shù)。為此，必須對主干課程設(shè)計其課程的主線，并沿主線更新教學(xué)內(nèi)容、突出新技術(shù)。

二、改進教學(xué)方法，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

人類具有學(xué)習(xí)的自然傾向或?qū)W習(xí)的內(nèi)在潛能，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者內(nèi)在潛能的發(fā)揮。所以教學(xué)的任務(wù)是為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)的一種有利于學(xué)生學(xué)習(xí)潛能發(fā)揮的情境。教師不應(yīng)該采用權(quán)威式的教學(xué)方式，不應(yīng)采用強制式的指導(dǎo)教學(xué)。教學(xué)活動是教師和學(xué)生共同活動的過程，教師在教學(xué)過程中發(fā)揮著設(shè)計，主持，調(diào)整教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，調(diào)動學(xué)生的主動性和積極性。學(xué)生是教學(xué)過程中認(rèn)識活動的主體。在教學(xué)過程中應(yīng)體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，發(fā)揮著教師的主導(dǎo)作用。

第8篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

關(guān)鍵詞硬件軟件系統(tǒng)課程設(shè)置實踐操作應(yīng)用

1 引言

計算機越來越普及、電腦的家庭持有率越來越高、人們對電腦的依賴程度也越來越深，但電腦對于不少人來說還或多或少存在一定的神秘感，大多數(shù)人對計算機硬件還具有畏懼感，不過大部分人對掌握計算機維護與維修知識都有越來越強的迫切感。

因此，開設(shè)“計算機組裝與維護”課就顯得日益重要。

2 同類教程中存在的不足

筆者參閱了“計算機組裝與維護”的同類教程，有以下的看法。

（1）不少“計算機組裝與維護”教程大約以三分之二的篇幅介紹具體的硬件，介紹市場上硬件產(chǎn)品的選購。由于PC機硬件的更新速度極快，不少書中介紹的硬件產(chǎn)品在市場上往往已經(jīng)淘汰。這樣的教程在課堂上講授，給人有教程已老化的印象。

（2）計算機系統(tǒng)的論述不是采用系統(tǒng)的方法，而是分別介紹PC機的各個硬件，接著分別介紹各個硬件的維護和維修，這樣的論述不太符合教學(xué)規(guī)律。介紹一種硬件之后緊接著講述這種硬件的故障，顯得很孤立，系統(tǒng)性不足。計算機是一個系統(tǒng)，是否應(yīng)從系統(tǒng)的角度引導(dǎo)讀者去認(rèn)識故障、判斷故障的所在和故障的成因？

（3）適合高職高專用的“計算機組裝與維護”教程較多，講授純操作、講授純應(yīng)用。而適合本科生用，既介紹操作和應(yīng)用，同時又講授相應(yīng)的計算機理論，具有一定理論深度，采用上跟計算機硬件的發(fā)展介紹相應(yīng)理論知識的教程欠缺。

3 “計算機組裝與維護”課程設(shè)置

“計算機組裝與維護”是一門實用性很強的專業(yè)課，不論理科學(xué)生、工科學(xué)生，還是文科學(xué)生都需要學(xué)，都用得上。筆者認(rèn)為：

（1）“計算機組裝與維護”是大學(xué)計算機基礎(chǔ)的重要后續(xù)課程。

（2）“計算機組裝與維護”是微機原理課在實踐和操作方面的補充。

（3）“計算機組裝與維護”的重心在于結(jié)合操作和應(yīng)用講敘相應(yīng)的理論知識，應(yīng)做到讓學(xué)生知其然，并且知其所以然。

（4）應(yīng)站在普通用戶的角度認(rèn)識計算機硬件和軟件的關(guān)系。讓學(xué)生能把“微機原理”課中學(xué)到的理論知識與具體的計算機操作和應(yīng)用結(jié)合起來，從應(yīng)用的角度理解理論，成功地分辨應(yīng)用中遇到的硬件問題和軟件問題，從而有效地解決它們。

3.1 為“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”的深入與提高

“計算機組裝與維護”定位于“大學(xué)計算機基礎(chǔ)”課的深入和提高。所以，課程內(nèi)容應(yīng)緊扣計算機的基礎(chǔ)理論，相對地要跟上計算機硬件的發(fā)展，但又要做到不能成為產(chǎn)品介紹書；教程要把握計算機的發(fā)展方向，結(jié)合計算機科學(xué)，以一定的理論深度、一定的前瞻性（硬件發(fā)展的方向）介紹計算機的硬件及其發(fā)展。

（1）強調(diào)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念：計算機系統(tǒng)構(gòu)成的概念，計算機由主機和外部設(shè)備組成的概念，計算機系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成的概念。

（2）從眾多同類產(chǎn)品中總結(jié)出具有共性特征的產(chǎn)品予以介紹，盡量避免具體產(chǎn)品的介紹，最大限度減少PC機硬件快速改朝換代對教材建設(shè)帶來的負(fù)面影響。如主板，從架構(gòu)方面分類有Slot 和Socket架構(gòu)。Socket架構(gòu)的產(chǎn)品有Socket 370、Socket 432、Socket 478，Socket T（即LGA775）等。

（3）結(jié)合PC機的硬件產(chǎn)品的發(fā)展介紹計算機的發(fā)展以及計算機的發(fā)展方向。如CPU的發(fā)展從X86到Pentium，從PⅡ、PⅢ、P4到雙核等。

（4）從用戶自然辨別的角度、直觀的方式將故障分為黑屏故障、藍屏故障、死機故障，以及安裝故障、啟動故障、運行故障、關(guān)機故障等，講述相應(yīng)故障的排除方法。

3.2 “微機原理”課操作實踐方面的補充

“微機原理”課程講述數(shù)制、控制器、運算器、存儲器、輸入輸出接口等計算機科學(xué)的理論知識，這些理論知識一般比較抽象。“微機原理”課中所講述的數(shù)制有別于人們?nèi)粘Ｉ钪惺煜さ氖M制，所講述的運算原理不能從一塊CPU的外形看出其中的控制器和運算器，無法感性地認(rèn)識輸入輸出的接口是如何完成數(shù)據(jù)的傳輸?shù)摹?/p>

“計算機組裝與維護”講述硬件和軟件的組裝。學(xué)生通過DIY可以直接接觸計算機的硬件，經(jīng)過系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件安裝的操作實踐，可以通過顯示器直觀、形象地瀏覽到軟件系統(tǒng)。若教程再能完好地結(jié)合計算機的硬件產(chǎn)品，以淺顯易懂的語言講解與該硬件相關(guān)的計算機理論知識，就能很好地做到幫助讀者理解深奧的計算機理論，更好地應(yīng)用計算機去解決各種專業(yè)的問題。如，結(jié)合CPU及其產(chǎn)品的介紹，講解摩爾定律、講解計算機的體系結(jié)構(gòu)；結(jié)合網(wǎng)卡講解數(shù)、模和模、數(shù)的轉(zhuǎn)換理論；結(jié)合聲卡及音響的輸出講解何為5.1聲道、7.1聲道等。這樣與硬件產(chǎn)品有機結(jié)合的講解，直觀性強、課程生動、能很好地做到“微機原理”應(yīng)用實踐與補充的作用。

3.3 “計算機組裝與維護”的重心在于理論敘述與應(yīng)用操作并重

計算機是人類腦力勞動的工具，應(yīng)用離不開理論，學(xué)習(xí)應(yīng)貴在操作、重在實踐。所以“計算機組裝與維護”的重心應(yīng)定位于計算機理論的敘述與應(yīng)用操作并重。

（1）人們要順利地完成一件工作（操作），需要概念清晰、流程清楚。計算機的軟、硬件組裝操作包含的知識和內(nèi)容很多，必須要讓讀者建立起完整的、清晰的軟、硬件組裝流程的概念。

（2）計算機的主存由內(nèi)存條構(gòu)成，內(nèi)存管理知識有基本內(nèi)存、擴展內(nèi)存，分頁、分段、保護模式管理，虛擬內(nèi)存、動態(tài)數(shù)據(jù)交換等。系統(tǒng)是否在優(yōu)化的環(huán)境下運行與主存儲器的管理相關(guān)，內(nèi)存的管理通過操作系統(tǒng)實現(xiàn)。系統(tǒng)優(yōu)化的方法有減少內(nèi)存駐留程序、系統(tǒng)配置實用程序、虛擬內(nèi)存設(shè)置等，以此達到理論敘述與應(yīng)用操作并重的要求。

（3）當(dāng)前計算機最重要的外存儲器是硬盤，所以，結(jié)合硬盤實物（或圖片）講述磁存儲知識效果好。通過硬盤講述磁道、扇區(qū)、簇、文件系統(tǒng)以及文件的鏈?zhǔn)酱鎯Φ韧獯鎯碚撝R。結(jié)合外存理論的闡述，介紹硬盤分區(qū)、格式化等具體的應(yīng)用操作知識，對外存的介紹同樣達到理論敘述與應(yīng)用操作并重。

（4）與BIOS相關(guān)的計算機理論知識，主要涉及ROM和BIOS的功能和作用、BIOS在PC啟動運行中與系統(tǒng)的關(guān)系等。應(yīng)用操作則講述BIOS系統(tǒng)設(shè)置，以及不同版本BIOS的系統(tǒng)設(shè)置操作等。

（5）注冊表是PC機的管家。理論上，介紹注冊表所采用的樹狀數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，以主鍵、子鍵和值項的方式組織數(shù)據(jù)和管理信息。注冊表的應(yīng)用主要包括注冊表的備份與還原，注冊表編輯器的使用，創(chuàng)建、修改表項和值項等；由于注冊表是管家，所以注冊表還事關(guān)系統(tǒng)的安全。

4 結(jié)束語

相對來說，“計算機組裝與維護”是一門新課。筆者將其定位于微機原理課的實踐和補充的看法是否恰當(dāng)，理論敘述與應(yīng)用操作同等比例的定位是否合適，如何結(jié)合計算機的配件講解相關(guān)的理論、介紹相應(yīng)的操作應(yīng)用，能否做到以通俗易懂的語言講解計算機的理論知識等，都有待于實踐的檢驗和有待于專家們的進一步探討。

參考文獻

第9篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文

1計算機技術(shù)概述

計算機技術(shù)就是在計算機方面使用到的技術(shù)方法及手段,其涉及的技術(shù)較為復(fù)雜且廣泛,大體上可以劃分成計算的系統(tǒng)技術(shù)、部件技術(shù)、器件技術(shù)和組裝技術(shù)等。

1)系統(tǒng)技術(shù)計算機之所以能夠運行并發(fā)揮功能,其主要技術(shù)支持就是系統(tǒng)技術(shù)。可以說計算系統(tǒng)技術(shù)是計算機能夠當(dāng)做一個完整的系統(tǒng)而得到運用的基礎(chǔ),其技術(shù)可以從結(jié)構(gòu)、管理、維護和應(yīng)用等幾方面分成不同的系統(tǒng)技術(shù),每項技術(shù)也相應(yīng)地具有不同的功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)的功能主要體現(xiàn)在功能的效率上和性價比上,也就是說系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)能為計算機系統(tǒng)提供優(yōu)秀的計算效率和合理的性價比。系統(tǒng)管理技術(shù)則是表現(xiàn)在操作系統(tǒng)上,通過操作系統(tǒng)的管理能夠有效地加強計算機的吞吐量和計算效率,以提高操作的便捷性,為計算系統(tǒng)創(chuàng)造穩(wěn)定的運行環(huán)境,從而使計算機系統(tǒng)運行成本降低。系統(tǒng)維護技術(shù)主要由自動維護與診斷技術(shù)組成,而其中自動化是系統(tǒng)維護技術(shù)的關(guān)鍵,需要通過系統(tǒng)中的軟件來實現(xiàn),包括功能檢查程序、自動診斷程序等。系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)是目前計算機系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用和開發(fā)最為廣泛的技術(shù),根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同,系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)也分成不同的技術(shù),但基本上其技術(shù)都與程序設(shè)計自動化及軟件工程技術(shù)有著聯(lián)系,也主要是通過這兩方面來實現(xiàn)技術(shù)的實踐與應(yīng)用。

2)部件技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)是計算機技術(shù)內(nèi)在的發(fā)動機,而部件技術(shù)則是保證“發(fā)動機”能夠正常運行的硬件條件。隨著科技的發(fā)展計算機的體積向著微型化發(fā)展,但其部件卻變得越來越復(fù)雜和精密。同時,各個部件包含了眾多的信息內(nèi)容且相互聯(lián)系,這些部件產(chǎn)生作用主要就是通過信息存儲、信息輸入和輸出及信息的運用和控制等技術(shù)來實現(xiàn)。

3)器件技術(shù)如果說部件技術(shù)是計算機系統(tǒng)運行的保證,那么器件技術(shù)則為計算機系統(tǒng)提供物質(zhì)基礎(chǔ)。計算機設(shè)計和誕生的過程中包含了許多復(fù)雜的邏輯線路,既有基層線路,也有高層線路。基層線路主要有三種,與線路、或線路和反相器,在基層線路的基礎(chǔ)上,高層線路又可以分為組合邏輯及時序邏輯。而兩層邏輯線路都需要通過電子器件才能得以實現(xiàn)。并且從計算機發(fā)展歷史來看,其變革的標(biāo)志都體現(xiàn)在電子器件技術(shù)的革新。目前在計算機各項技術(shù)都成熟的前提下,計算機的變化和發(fā)展大部分都是在優(yōu)化電子器件技術(shù)。

4)組裝技術(shù)組裝技術(shù)在計算機技術(shù)中起著連接的作用,是各項技術(shù)構(gòu)成整體的紐帶,與計算機各方面性能有著重要的關(guān)系。例如計算機系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性、信息傳遞的時效性、維修和調(diào)試的便捷性及生產(chǎn)工藝性等。此外,計算機器件技術(shù)的變化發(fā)展對組裝技術(shù)影響意義極大,一旦計算機器件發(fā)生變革,其組裝技術(shù)必然隨之改進,目前組裝技術(shù)逐漸向著微型化趨勢轉(zhuǎn)變,這就對組裝密度提出了更高的要求。同時隨著計算機性能的提高,其功耗和發(fā)熱情況也逐漸增加,組裝技術(shù)中制冷和散熱則成為時下計算計算機技術(shù)發(fā)展亟待解決關(guān)鍵問題。

2通信及通信技術(shù)的發(fā)展概況

通信是自古就有,而為了工業(yè)發(fā)展的要求,通信才演變成為一個專門的行業(yè)。至今為止,通信業(yè)成為普遍性最高的行業(yè)之一,其業(yè)務(wù)類型紛繁復(fù)雜,通信方法也在不斷改進,變得越來越先進。究其本質(zhì)而言,通信技術(shù)實際上就是為了實現(xiàn)信息在空間及時間兩個維度上的無失真?zhèn)鬟f,簡單來說就是將不同形式的信息利用通信網(wǎng)絡(luò)將發(fā)信者的信息快速安全、準(zhǔn)確有效地傳輸給收信者。

1)古代的通信方式古代通信方式主要是通過郵驛制度來實現(xiàn),此時的通信更多是為了方便國家的管理和軍事情況的上報,正是由于這種通信制度的出現(xiàn),使古代的遠距離信息傳遞變?yōu)榱丝赡?也為現(xiàn)代通信業(yè)的規(guī)范化和制度化起著積極的促進作用。而郵驛制度之前,古代通信制度并沒有統(tǒng)一的規(guī)定,通信方式以方便性和明顯性為主,比如飛鴿傳書、烽火狼煙和非洲的鼓點接力等。

2)現(xiàn)代通信的誕生現(xiàn)代通信誕生的標(biāo)志是電報的發(fā)明,使人類的通信方式變得更加快速和方便,也促進之后有線電報的誕生奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。而貝爾發(fā)明的電話機則是真正將人類的通信帶進了一個全新的時代,其不僅從技術(shù)使人類通信的距離有了突破性的進展,而且還促使通信向著一個行業(yè)發(fā)展,從而加強了通信的普及度。到了20世紀(jì),通信技術(shù)進一步發(fā)展,使通信方式更加豐富,比如收音機和電視機的出現(xiàn)。而且為了加強通信技術(shù)的研究,也產(chǎn)生了許多通信的理論研究,比如控制論和信息論等。

3)20世紀(jì)80年代后通信技術(shù)發(fā)展20世紀(jì)80年代后通信技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)在三個方面,即數(shù)據(jù)傳輸通道、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和通信技術(shù)多方向。由于傳輸材料的革新與發(fā)展,數(shù)據(jù)傳輸通道不再僅局限于單一的通道傳輸,而是向著有更多材料可以選擇,例如電纜、雙絞線和光纖等。加上光波技術(shù)的發(fā)明,更使通信不再受到地理環(huán)境和距離的限制,可靠性更是得到長足的發(fā)展。數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展使通信技術(shù)變得更為先進,也為通信的可靠性和安全性提供了保障,比如基帶傳輸和頻帶傳輸?shù)葘崿F(xiàn)了通信可以在不同數(shù)據(jù)傳輸通道中進行傳遞,同步技術(shù)和多路復(fù)用技術(shù)等提高了通信傳輸?shù)乃俣?編碼和加密等技術(shù)增加了通信傳輸?shù)陌踩钥煽啃?數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和協(xié)議等技術(shù)則使通信技術(shù)可以與其他技術(shù)融合,促進通信方式的先進性和多樣性。通信技術(shù)的多方向就是傳統(tǒng)通信技術(shù)細(xì)化的同時,新技術(shù)也在不斷產(chǎn)生。例如電報細(xì)分成用戶和智能兩類電報,電話細(xì)分為自動電話、可視電話和IP電話等,新技術(shù)包括移動無線通信、數(shù)字電視和多媒體等各種通信技術(shù)。

3計算機技術(shù)與通信技術(shù)的融合

現(xiàn)代通信技術(shù)最顯著的特征就是通信技術(shù)中融合了計算機技術(shù)。因為將計算機技術(shù)廣泛地應(yīng)用與通信業(yè)中,現(xiàn)代通信的發(fā)展速度極速上升,同時也讓用戶體驗到現(xiàn)代通信不同類型的優(yōu)質(zhì)服務(wù),也體現(xiàn)出了計算機技術(shù)在現(xiàn)代通信中的重要性。

1)計算機通信技術(shù)計算機通信技術(shù)是計算機技術(shù)和通信技術(shù)融合的成果,與計算機計算的發(fā)展有著重要的聯(lián)系。現(xiàn)階段,計算通信的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與多媒體的通信技術(shù)是計算機通信技術(shù)的研究重點。計算機通信實際上就是將計算機作為通信的載體,從而實現(xiàn)各個計算間、計算機及其終端間或者其他外接設(shè)備間數(shù)據(jù)交換。計算通信中交換的數(shù)據(jù)信息包括了眾多的形式,例如文件、圖片、視頻、語音、電子表格等。按照距離來講,計算通信可以分為近距離通信和遠程通信,近距離通信一般可以滿足一些不太復(fù)雜的計算機通信

。因此,其技術(shù)要求并不高,只要計算機或者終端設(shè)備有串行口或者并行口,通信電纜的連接就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。而遠程的計算機通信則較為復(fù)雜,需要以計算機通信網(wǎng)絡(luò)作為平臺,然后根據(jù)既定的規(guī)則將多臺計算機與通信設(shè)備連接起來,并以一定的通信介質(zhì)為載體,才能進行傳輸數(shù)據(jù)。因此,計算機通信技術(shù)的實現(xiàn)都由一套系統(tǒng)構(gòu)成,包括數(shù)據(jù)的終端設(shè)備、通信設(shè)備、傳輸通道和通信軟件等。 2)信息技術(shù)21世紀(jì)是一個信息化的時代,其緣由就是信息技術(shù)對社會發(fā)展的革新。在眾多的高新技術(shù)中,信息技術(shù)有著重要的地位。計算機技術(shù)也不例外,信息技術(shù)可以算是計算技術(shù)的核心,而計算技術(shù)則是將信息由技術(shù)轉(zhuǎn)為產(chǎn)品的“加工廠”。各種信息資源存儲在計算機中,利用計算機的收集、整合和加工等功能,將資源轉(zhuǎn)為產(chǎn)品,從而為人們提供了新經(jīng)濟時代下的信息產(chǎn)品。因此,就計算機技術(shù)與通信技術(shù)融合來講,前者可以算是人類身體中的神經(jīng)元細(xì)胞,而現(xiàn)代化的通信設(shè)備則相當(dāng)于神經(jīng)系統(tǒng),兩者的融合就構(gòu)成目前全球化的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在這種融合下,信息資源成為了行業(yè)甚至國家發(fā)展必爭的戰(zhàn)略資源,同時,隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷發(fā)展與進步,信息傳輸?shù)姆秶鷮⒅饾u擴大,而傳輸時間則會逐漸縮減,信息資源的重要性隨之加重。

? 3)WIFI技術(shù)WIFI技術(shù)是計算機技術(shù)中一項重要的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù),目前也普遍應(yīng)用與通信技術(shù)。WIFI技術(shù)也就是IEEE802.11協(xié)議,其主要優(yōu)勢有傳輸速度極高、無線接入、成本低、組網(wǎng)方式簡單、設(shè)備功耗低等。WIFI技術(shù)傳輸功能的實現(xiàn)主要是通過AP及無線網(wǎng)卡來實現(xiàn)。首先,AP作為網(wǎng)絡(luò)的接入點,WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域作為熱點區(qū)域,然后為通信終端裝置無線網(wǎng)卡,只要終端在WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域內(nèi)就能由AP接入到互聯(lián)網(wǎng),從而實現(xiàn)信息的傳輸。目前,城市中許多地方都安置了無線網(wǎng)絡(luò)路由器,WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域也是不斷擴大,許多行業(yè)都開始設(shè)計產(chǎn)品時都搭載了WIFI模板,尤其是在通信領(lǐng)域中。除了PC、手機、數(shù)碼相機等通信產(chǎn)品外,家庭中的各種電器產(chǎn)品也相繼增添了WIFI功能。就目前的形勢來看,通信行業(yè)已逐漸向著4G時代邁進,通信信息的傳遞速度和效率也將走上更新的一個臺階,而WII技術(shù)作為一項無線、高速、成本地的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù),必然將廣泛融合到新的通信時代下,今后WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋的面積也將隨之提升。