计算机硬件课程改革方法分析--以计算机组成原理课程为例.pdfVIP

第41卷第2期数字技术与应用Vol.41No.2

2023年2月DigitalTechnologyApplicationFeb2023

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2023)02-0085-03

DOI:10.19695/12-1369.2023.02.21

计算机硬件课程改革方法分析

——以计算机组成原理课程为例*

伊犁师范大学网络安全与信息技术学院 林玲 许东耀

本文针对计算机硬件课程教学中存在的难教、难学合与学生的交流探讨、文献借鉴，从以下几个方面探讨

问题，以计算机组成原理课程为例，提出对照新工科教计算机硬件课程教学中存在的问题和改进措施。

育认证标准修改课程教学大纲，采用混合式的教学理念1计算机专业硬件课程教学中存在的问题

满足多层次需求，以项目驱动模式激发学生学习积极性1.1学生对硬件课程重要性的认识不足

的教学改革措施。计算机专业开设的硬件课程主要有：《数字逻辑电路

计算机专业开设软件和硬件课程，软件课程主要有分析》《计算机组成原理》《微机原理与接口技术》《计算

C语言、数据结构、Python、Java、3DMax、数据库机系统结构》《嵌入式系统》等，这些课程中原理层面的

等程序设计类和应用软件类课程，其教学内容实用性强，内容较多、技术含量高，要求具有一定的实践性。而在实

有立竿见影之效果，因此，学生的学习积极性也较高；际教学中，由于资金、更新换代等原因实践教学环节比较

硬件课程主要有数字电路、汇编语言、计算机组成原理、薄弱，导致理论不能联系实际，学生在学习过程中经常感

微机原理与接口技术、单片机等，硬件课程教学内容抽到抽象、繁琐、枯燥、无从下手，认为硬件课程只是了

象，学习难度较高，学生存在“欺软怕硬”的心里，学解计算机内部的工作原理，实际应用中作用不大，只要

习积极性不高[1,2]。例如，计算机组成原理是计算机专业对硬件课程内容有所了解，考试能过即可。实际上，社会

硬件核心课程之一，属于计算机专业硕士研究生入学考对计算机硬件人才的需求供不应求。例如，光刻机是制造

试科目。计算机组成原理课程内容涉及计算机内部工作处理器芯片的核心装备，虽然我国已掌握光刻机技术，能

机制，重点讲解运算器、控制器、存储器、输入输出系制造90nm制程的光刻机，但是与国外5nm工艺相比差

统及各部件之间的联系。由于计算机硬件的内部工作机距还很大，需要大力培养计算机硬件核心技术人才。

制学生看不到摸不着，内容抽象，学习起来比较乏味枯1.2理论内容抽象，学生难以掌握

燥。大部分的硬件课程理论内容抽象，利用传统单一的

在日益复杂的国际形势下，没有自主可控的硬件核多媒体PPT教学模式很难让学生理解其硬件内部工作

心技术就没有信息安全。国家的发展需要软硬兼顾的系机制。如计算机的控制器由程序计器(PC)、指令寄存器

统级工程师，熟悉计算机底层的工作原理才能应对网络（IR）、指令译码器、脉冲源及启停线路、时序信号形成

空间安全、国防安全等信息技术领域的复杂问题。因此，部件组成。控制器的控制信号有脉冲信号和电平信号两

研究如何提高计算机专业教学效果，特别是硬件类课程种形式，而这两种控制信号是通过微程序控制、硬布线

的教学