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文档简介
广州大学计组课程设计一、课程目标
知识目标:
1.理解并掌握计算机组织与结构的基本原理,包括处理器设计、存储系统、输入输出系统等;
2.学习并掌握计算机体系结构中的指令集架构、流水线技术、存储器层次结构等关键概念;
3.了解并分析计算机性能评估的指标及方法,如CPU时钟周期、指令吞吐率、CPU利用率等。
技能目标:
1.能够运用所学知识分析和解决简单的计算机体系结构设计问题;
2.能够设计简单的指令集,并通过模拟实验验证其正确性;
3.能够运用性能评估指标对不同计算机体系结构进行比较和分析。
情感态度价值观目标:
1.培养学生主动探究计算机组织与结构知识的兴趣,激发其学习热情;
2.培养学生的团队合作意识,使其在小组讨论和实验中相互学习、相互帮助;
3.增强学生的科技创新意识,使其关注计算机领域的发展趋势,为未来职业生涯奠定基础。
本课程针对广州大学计算机专业本科生,结合学生已有知识基础和课程特点,注重理论与实践相结合,旨在提高学生的计算机体系结构设计能力和性能分析能力。课程目标具体、可衡量,便于后续教学设计和评估。通过本课程的学习,使学生能够全面掌握计算机组织与结构的基本知识,为未来从事计算机相关领域的研究和工作打下坚实基础。
二、教学内容
1.计算机系统概述:介绍计算机系统基本组成、发展历程,理解计算机体系结构及组织的基本概念。
教材章节:第一章计算机系统概述
2.计算机结构:讲解处理器设计、存储系统、输入输出系统等组成部分,分析其工作原理和相互关系。
教材章节:第二章计算机结构
3.指令集架构:学习指令集设计、指令格式、寻址方式等,探讨不同指令集架构的特点及优势。
教材章节:第三章指令集架构
4.CPU流水线技术:介绍流水线的基本概念、分类,分析流水线技术对计算机性能的影响。
教材章节:第四章CPU流水线技术
5.存储器层次结构:讲解存储器体系结构、缓存技术、虚拟存储器等,探讨存储器层次结构对系统性能的影响。
教材章节:第五章存储器层次结构
6.计算机性能评估:学习计算机性能指标、评估方法,分析不同计算机体系结构的性能差异。
教材章节:第六章计算机性能评估
7.实践环节:组织学生进行指令集设计、CPU流水线模拟等实验,巩固理论知识,提高实际操作能力。
教学内容安排和进度:共计16周,每周2课时。第1-6周讲授计算机系统概述、计算机结构、指令集架构等内容;第7-12周讲解CPU流水线技术、存储器层次结构、计算机性能评估等内容;第13-16周进行实践环节,组织学生完成相关实验。通过以上教学内容的学习,使学生全面掌握计算机组织与结构相关知识。
三、教学方法
本课程采用以下多样化的教学方法,旨在激发学生的学习兴趣,提高教学效果:
1.讲授法:教师通过生动的语言、形象的比喻和丰富的案例,对计算机组织与结构的基本概念、原理和关键技术进行讲解。讲授过程中注重启发式教学,引导学生主动思考,提高课堂互动。
2.讨论法:针对课程中的重点和难点,组织学生进行小组讨论,鼓励学生发表自己的观点,培养学生的批判性思维和解决问题的能力。讨论主题与课本内容紧密相关,如指令集设计、存储器层次结构等。
3.案例分析法:选择具有代表性的计算机体系结构案例,如Intel处理器、ARM架构等,引导学生分析其设计原理、性能特点和应用场景,使学生能够将理论知识与实际应用相结合。
4.实验法:组织学生进行指令集设计、CPU流水线模拟等实验,让学生在动手实践中掌握计算机组织与结构的基本原理,提高实际操作能力。
具体教学方法如下:
1.混合式教学:将线上教学与线下教学相结合,利用网络平台提供预习资料、课后习题等,引导学生自主学习,提高课堂效果。
2.课堂互动:鼓励学生提问、回答问题,进行课堂小测试,提高学生的课堂参与度和注意力。
3.小组合作:组织学生进行小组合作学习,共同完成实验项目,培养学生的团队合作意识和沟通能力。
4.反馈与评价:及时给予学生反馈,指导学生改进学习方法,关注学生的个体差异,提高教学效果。
5.拓展阅读:推荐与课程内容相关的书籍、论文和网站,引导学生进行拓展阅读,拓宽知识面。
四、教学评估
为确保教学质量和全面反映学生的学习成果,本课程采用以下评估方式:
1.平时表现:占总评成绩的20%。包括课堂出勤、提问、讨论、小组合作等环节。评估学生课堂参与度、学习积极性和团队合作能力。
-课堂出勤:评估学生的出勤情况,鼓励学生按时参加课程;
-课堂提问与讨论:鼓励学生提问、回答问题,评估学生的思维活跃度和理解程度;
-小组合作:评估学生在小组项目中的贡献和表现,包括协作、沟通能力等。
2.作业:占总评成绩的30%。布置与课程内容相关的作业,包括理论知识和实践操作。评估学生对课程知识的掌握和应用能力。
-理论作业:布置课后习题,巩固课堂所学知识;
-实践作业:完成实验报告,评估学生的动手操作能力和问题解决能力。
3.考试:占总评成绩的50%。包括期中考试和期末考试,评估学生对课程知识的综合运用和掌握程度。
-期中考试:评估学生对前半学期课程内容的掌握,为期末考试提供反馈;
-期末考试:全面评估学生对整个课程知识的综合运用和掌握程度。
4.附加评估:针对学习积极性高、表现突出的学生,可适当给予附加分数,以提高学生的学习积极性。
-拓展阅读:鼓励学生进行拓展阅读,分享学习心得,给予适当加分;
-课堂报告:学生可自愿报名进行课堂报告,分享课程相关话题,提高表达能力。
五、教学安排
为确保教学进度和效果,本课程的教学安排如下:
1.教学进度:共计16周,每周2课时,每课时45分钟。教学进度与教学内容紧密结合,确保在有限时间内完成教学任务。
-第1-6周:计算机系统概述、计算机结构、指令集架构等基础知识;
-第7-12周:CPU流水线技术、存储器层次结构、计算机性能评估等进阶知识;
-第13-16周:实践环节,包括指令集设计、CPU流水线模拟等实验。
2.教学时间:根据学生的作息时间,安排在每周的固定时间进行授课,以利于学生形成稳定的学习节奏。
-周一、周三下午7-8节,确保学生有充足的时间进行课前准备和课后复习。
3.教学地点:理论课程在多媒体教室进行,便于教师利用PPT、视频等教学资源进行讲解;实践课程在计算机实验室进行,为学生提供良好的实践环境。
4.考试安排:
-期中考试:安排在第8周,考试形式为闭卷,全面考察学生对前半学期知识的掌握;
-期末考试:安排在课程结束后的第17周,考试形式为闭卷,综合评估学生对整个课程知识的掌握。
5.课外辅导:根据学
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