計算機硬件的概念精選(九篇)
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第1篇：計算機硬件的概念范文
關鍵詞:計算機硬件技術;教學改革;實驗教學
計算機硬件技術基礎課程是普通高等學校理工科專業(yè)的一門重要計算機技術基礎課程,也適合非理工科的其他專業(yè)學生選修。早在2006年,教育部高教司就明確提出了該課程是針對大學非計算機專業(yè)理工類本科生設置的6門典型核心課程之一。它是學生學習和掌握計算機硬件基礎知識、了解計算機硬件發(fā)展、熟悉硬件原理及接口技術的主要課程。
1課程現(xiàn)狀和問題分析
根據(jù)教育部關于計算機基礎教育“三個層次”的教學思想,計算機硬件技術基礎由微型計算機原理和微機接口技術等課程整合而來,因此自2006年以來,該課程的教學內容和實踐環(huán)節(jié)一直延續(xù)著原有課程的體系。與此同時,計算機硬件在過去的50年里以摩爾定律(晶體管的集成度每18個月翻1番)高速發(fā)展,以CPU為代表的計算機硬件更新?lián)Q代十分迅速,新的接口層出不窮,使該課程的教學內容和實踐環(huán)節(jié)與學生成長和熟悉的環(huán)境嚴重脫節(jié)[1-2],具體表現(xiàn)在以下3個方面:
第一,課程內容過于專業(yè),教學要求和學生基礎有一定差距。微型計算機原理和微機接口技術等課程主要針對大三或大四學生開設,而以這兩門課程內容為基礎的計算機硬件技術基礎課程主要面向大一和大二學生,目的是進行計算機基礎教育。由于面向群體不同,原有課程內容和實踐環(huán)節(jié)過于專業(yè),不適合計算機硬件入門級教學。
我們隨機選取了高等教育出版社、機械工業(yè)出版社和中國鐵道出版社2005年之后出版(含再版)的5本教材。經(jīng)過統(tǒng)計,3本教材以較多篇幅介紹Intel 8086系列處理器指令和接口結構,其中4本含有較多的匯編語言知識。然而,Intel 8086和匯編語言等知識對于低年級非計算機專業(yè)學生過于深奧和枯燥,非計算機專業(yè)低年級學生很難理解。
第二,課程內容過于陳舊,實驗環(huán)節(jié)無法吸引學生們的興趣。我們調研了國內多所高校相關課程的教學狀況,課程實驗方案主要包括兩種,即結合計算機硬件實驗箱和利用PC機進行拆裝實驗。
基于實驗箱的課程實驗往往以DOS、匯編語言、8255a、數(shù)碼管顯示和數(shù)模轉換等實驗為主,這些內容繼承了微型計算機原理的實驗內容,對于大一和大二學生來說,離他們熟悉的硬件環(huán)境較遠,缺少趣味。以PC機為平臺的計算機拆裝類實驗一般會受到學生的歡迎,具有一定吸引力,但計算機拆裝較為淺顯,與課程內容結合效果不足,不能使學生對計算機硬件的原理有深入理解。盡管如此,考慮到學生的興趣,將PC機作為入門級實驗平臺應是課程實驗改革的方向。
第三,計算機基礎課程的性質使課程無法照顧到各專業(yè)的需求。傳統(tǒng)教學和實驗內容不區(qū)分學生的專業(yè)屬性,對于理工科專業(yè)來說,課程實驗難度較低,缺乏學習興趣;對于非理工科專業(yè)來說,課程實驗難度較高,無暇關注更深入內容。為此,課程實驗改革應該考慮學生的專業(yè)特點,實驗為基本實驗和可選實驗,因材(專業(yè))施教[3-4]。
實踐教學是高等教育課程的重要組成部分,實踐教學應努力貫徹以學生為主體,教師為主導,堅持知識傳授、能力培養(yǎng)、素質教育協(xié)調發(fā)展的實驗教學理念。結合計算機硬件技術基礎課程的實際情況,課程實驗教學改革勢在必行。
2教學改革內容
北京理工大學計算機公共基礎課教學團隊(國家級教學團隊)在充分調研該課程講授現(xiàn)狀的基礎上,于2010年度開展了教學改革。核心思想是以克服學生對硬件的恐懼心理為目的,以計算機硬件經(jīng)典技術和新發(fā)展為主要內容,輔助開放和自由的實驗教學平臺,重點在于改革課程實驗內容。
基于上述思想,課程實驗的改革從3個方面開展:教學組織、實驗方案和實驗場地。
首先,在教學組織上,我們增大了實驗比例,占到整個學時的25%。同時,教學內容以“基本概念+基本部件”方式組織,如表1的第2-6章。例如,第3章內容為“存儲系統(tǒng)與存儲器”,其中存儲系統(tǒng)是基本概念,學生理解起來有一些抽象,需要課堂講授;而存儲器則是基本部件,可以采取實踐教學,學生在實驗中認識硬盤、Flash存儲器、光存儲器等設備,更容易將存儲系統(tǒng)和實際硬件有機關聯(lián)起來,取得更好的教學效果。
其次,在課程實驗方案上,考慮到大一、大二學生對硬件的陌生程度,我們采取了“基本實驗+提高實驗”的模式?；緦嶒灥哪康氖亲寣W生對計算機硬件有基本的熟悉,克服對硬件的畏懼心理。提高實驗的目的則是結合某一章節(jié)內容,通過題目引導和激發(fā)學生的興趣,調動他們的積極性,使其深入了解計算機硬件,部分候選方案如表2所示。
最后,為了達到實踐教學目的,依托學校的支持,我們建立了能夠同時為120人提供實驗的場地,并在課程授課期間同步向學生自由開放。
3課程實驗改革實踐
以北京理工大學2010年度的教學為實驗樣本,學生來源于大一和大二兩個年級,共計122名,其中包含34名大一學生和88名大二學生。學生分布在36個專業(yè),共12個學院,以理工科專業(yè)為主,如圖1所示。該課程以全校公選課形式提供,限制人數(shù)為120人(額外2人為留學生),共32學時,包含8個課程實驗學時。
結合課程實驗改革內容,我們向全體學生發(fā)放了無記名調查問卷,全部學生提交了有效問卷,我們獲得了一批有價值的反饋信息。
對于課程學時和實驗課程學時問題,大一與大二學生的反饋建議如圖2所示。由圖可以看出,如果計算機硬件技術基礎安排在大一下學期,學生只學過計算機基礎課程,對硬件知識學習的渴望比較強烈,32個學時相對較少。如果安排在大二下學期,學生會比較有針對性地聽課,32個學時較為合理。
圖3給出了學生針對實驗學時的反饋意見,橫坐標是實驗學時數(shù),縱坐標是人數(shù)?？梢?75%的學生們希望實驗學時在8～11之間,即實驗課時占到總課時的25%～34%。
針對一些高校開展的“計算機拆裝”實驗,我們對學生的支持度進行了調查。有100%的大一學生和98%的大二學生認為“計算機拆裝”實驗很有必要,得到了學生的廣泛支持,實驗效果如圖4所示。
從圖4可以看出,計算機硬件技術基礎課程實驗應該以學生常見的PC機及擴展實驗組成,這就指明了該課程實驗改革的方向。
由于實驗場地建設等問題,本次教改實踐讓學生選擇完成1項基本實驗和1項提高實驗。對于全部課程實驗方案安排,請學生就歡迎程度排序,結果如表3所示。
從表3可以看出,在基本實驗方案中,“計算機拆裝”和“計算機硬件故障診斷”實驗最受學生歡迎。此外,“操作系統(tǒng)安裝”和“網(wǎng)絡連通性測試”等與學生密切相關的實驗也很受歡迎。從基本實驗方案的設計初衷上來看,上述內容達到了預期效果,有效地激發(fā)了學生的學生興趣,并幫助其克服了對硬件的恐懼心理。
在提高實驗方案中,“U盤高級操作”和“硬盤數(shù)據(jù)的恢復”與生活比較貼近,最受學生歡迎。此外,由于大部分學生是理工科類學生,從未來專業(yè)發(fā)展角度講,“驅動程序設計”和“單片機開發(fā)”也得到了學生支持。這樣的實驗內容涵蓋較多,在該課程中能夠幫助學生建立基本的概念即可。
而一些傳統(tǒng)實驗,例如“串行通信建立和測試”、“8086指令集實驗”等,沒有激發(fā)學生的學習興趣。應該說,這兩個實驗的專業(yè)性更強,但對于大一、大二學生來說,專業(yè)性強的實驗不容易讓學生掌握基本原理和規(guī)律,不利于學生克服畏難心理。
4結語
針對計算機硬件技術基礎課程,結合北京理工大學2010年度教學改革實踐,我們認為實驗課時占總課時30%左右時的教學效果最好。在課程實驗中,以PC機為主的硬件實驗受到了學生歡迎。除了一些高校開展的“計算機拆裝”實驗外,更多實驗得到了實踐。從反饋效果來看,本文提出的實驗方案能夠有效調動學生的積極性,具有良好的效果。
注:本課程相關教學內容、教學課件通過互聯(lián)網(wǎng)開放。
參考文獻:
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Innovation in the Experiments for Computer Hardware Fundamentals
SONG Tian, LI Feng-xia
(School of Computer Science, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)
第2篇：計算機硬件的概念范文
關鍵詞：計算機硬件；動畫演示；化整為零；以教促學
在當今世界，以高速度、多核為代表的處理器芯片層出不窮，高性能的計算機硬件產品不斷涌現(xiàn)，這給計算機硬件類課程的教學帶來了新的挑戰(zhàn)和高的要求。然而，傳統(tǒng)的教學方法和教學模式存在著一些不足和缺陷，需要對其進行創(chuàng)新性的教學改革，才能滿足社會發(fā)展的需要。筆者結合計算機硬件類課程實施過程中遇到的問題和實際情況，再結合多年教學經(jīng)驗，提出了采用綜合性創(chuàng)新教學方法和分層次分級教學模式教學改革的一些想法。
1 傳統(tǒng)教學的不足與缺陷
1）理論知識抽象，難以闡述和分析。
計算機硬件類課程主要講授與計算機相關硬件的性能特點和應用方法。由于計算機硬件非常小巧，無法將其作為實物進行現(xiàn)場展示，同時，內部采用先進技術，難于理解，因此，造成了相關課程存在理論知識抽象，學生難以理解的問題。
2）理論教學與實踐教學無法銜接，相互獨立。
教師在理論課上只把理論知識講授清楚，無法與對應的實踐教學聯(lián)系起來，造成了理論與實踐相互獨立、無法銜接的問題。眾所周知，要想讓學生更好地掌握課程知識點，必須讓其做好實踐活動，自己動手并且同時開動腦筋才能對課上講解的理論知識有更加深入的理解和感受，才能有收獲，否則，就是讓學生走馬觀花，浪費時間。
3）學生學習興趣不高，創(chuàng)新能力差。
由于計算機硬件類課程的理論知識非常抽象，能夠動手進行開發(fā)應用非常困難。因此，學生會產生嚴重的畏難情緒，產生“學了到底有什么用”“還不如學一兩種軟件編程語言更加實用”的想法。于是，學生學習興趣不高，做實驗的時候應付了事，不自己動腦筋，更不會去創(chuàng)新和摸索，從而引發(fā)自主創(chuàng)新能力差的問題。
2 綜合性創(chuàng)新教學方法
計算機硬件類課程講授的內容絕大部分是抽象的概念和理論，有公式推導、邏輯分析，內容上不相同，形式上也不一樣，那么就必須采用不同的方法針對性地進行教學。結合傳統(tǒng)教學方法的特性，可以采用以下幾種基礎性的創(chuàng)新教學方法進行綜合性使用，更好地改善課堂教學的實施效果，更能達到預期的教學目標。綜合性創(chuàng)新教學方法包含的內容如圖1所示。
1）動畫演示。
針對計算機硬件類課程中的抽象問題，如芯片的內部結構、機制的工作原理等，盡可能多的將其做成Flas，或者三維模型，讓課堂講述的每一個理論知識點盡可能動起來，讓學生看到的不再是生硬的文字描述，而是與之對應的動態(tài)的流程演示。這樣展示后，學生會感到非常的形象、直觀，問題理解起來也非常容易。
例如，在講計算機硬件的中斷機制時，如果僅從概念上講授，學生一定會感到比較枯燥，而且難以理解，無法建立對新鮮知識的好奇感。因此，筆者沒有僅僅從理論上進行分析和描述，而是將一個計算機外部設備的中斷過程，制作成一個Flash小動畫，將中斷過程的每一個階段，分別依次表達出來，使一個復雜的工作過程變成一個按時間發(fā)展的小故事。同時，又將計算機中斷方式與其他的控制方式進行對比，用直方圖或餅圖的形式進行比較，讓學生非常形象地理解其中的規(guī)律以及使用它的原因，達到非常好的教學效果。學生的學習興趣也非常高，有的甚至將日常生活中的事物也按照這種動畫演示的方式自己表現(xiàn)出來，這給筆者留下了深刻的印象。
2）化整為零。
諺語說：“羅馬不是一日建成的”。筆者在進行計算機硬件類課程的教學實施之前，有很多學生說：“計算機硬件真難學”“計算機硬件就是一座羅馬城”，都感覺自己很難在短時間內學會，從而望洋興嘆，甚至有打退堂鼓的意思。為了消除他們對此課程的畏難情緒，讓他們充分感受計算機硬件的樂趣，筆者在課程的實施過程中將比較難懂、復雜生硬的地方進行化整為零的分解。將一個難的大問題分解成若干個簡單的小問題，同時使難度呈階梯式增長，慢慢地呈現(xiàn)給學生，然后帶著學生一步一步地上樓梯。當將若干個簡單問題全部解決后，一個大的問題也就迎刃而解了。
例如，在講計算機硬件的組成結構時，如果將一個大的硬件框架展示給學生，勢必會給他們帶來復雜生硬的印象，而且知識內容繁多，無法同時全部理解。因此，筆者將計算機硬件從功能上進行分解，如可以分為CPU、總線、存儲器和外部接口設備等，也可以繼續(xù)分解下去，讓一個非常復雜的難問題，變成一個個簡單的小問題，然后再針對這些小問題，逐一進行詳細闡述，配合動畫演示的方法，讓學生非常容易地理解其中的規(guī)律和特點。當所有的小知識點講解完成以后，學生對計算機硬件的完整結構也就有了一個整體的認識。這就相當于將一個大饅頭掰成很多小份，讓學生一口一口吃，最終把大饅頭整個吃下去，卻并不感覺難以下咽。
3）類比。
在計算機硬件類課程的教學過程中，普遍存在概念生硬、機制難懂的現(xiàn)象，那么如何能夠讓學生更好地理解其中的原理，這是教師必須要考慮的重要問題。其中，類比教學法非常有用，將學生沒有接觸過的生硬問題與他們日常生活中的切身事物聯(lián)系起來，進行類比分析。由于他們能夠理解身邊事物的規(guī)律，借此也能類比理解相同原理的計算機硬件問題。
例如，在講計算機內部的存儲器時，可以將存儲單元類比成二個個小房子，每一個房子有一個主人，主人可以進入也可以出去，將其對應為存儲器的寫和讀。由于存儲器的尋址非常復雜，機制繁多，我們可以將其對應成房子的門牌號：尋址就是找門牌號。門牌的編號方式就是存儲器的編址方法。這樣，學生感到一個非常抽象的概念居然和自己身邊的房子聯(lián)系起來了，只要能夠正確地找到需要居住的房子，自然就能夠找到存儲器的地址。
4）案例。
一系列復雜的知識問題如果僅靠生硬的文字和圖形進行描述，教學效果未必會很理想。因此，為了提高教學效果，可以引入一些常見的綜合性案例進行輔助教學。由于案例里面包含了和理論知識類似的基礎性知識，因此可以采用類比的方法，只要學生理解了案例，自然就比較容易理解與之對應的理論知識。
例如，在講計算機硬件中的定時器接口芯片時，可以使用“神州九號”火箭發(fā)射的教學案例?；鸺l(fā)射過程中需要用到計時功能，尤其是發(fā)射前最后30s讀數(shù)時間，正是大家最關心最緊張的時候。在課堂上可以播放火箭發(fā)射案例的視頻，讓學生充分地感覺到定時和計數(shù)工作的重要性，并很好地理解其中的基本原理。通過該案例，學生也能比較容易地理解定時器接口芯片的工作原理。
5）以教促學。
“教是最高形式的學習”，這是筆者長期作為教師所深深體會到的。如果一個人可以達到“教”的水平，就代表他一定學習地非常透徹，非常好。在教學活動中也可以采用這種教學方法，讓若干個學生組成一個小組，將計算機硬件體系中幾個小的知識點分配給幾個學習小組，讓他們在學習過某一知識點一段時間后給全班學生講授其中的規(guī)律和特點。這種方法會讓學生以一種全新的方式來對待學習，大大激發(fā)他們的思維活動，使學生充當教師的角色，學生不僅樂于其中，還可以提高自己的自信心和表達能力，在邏輯思維能力和資料搜集能力等很多方面都會有較大的提升。
3 分層次分級教學模式
在課程教學過程中，學生的理解層次和自身特點完全不一樣。我們絕不能按照一個層次的標準進行教學，這樣做只會滿足具有生態(tài)分布特點的所有學生中的一部分達到教學目標，而其他大部分的學生卻達不到教學要求，因此需要進行分層次分級教學。
1）分層次分級原則。
根據(jù)學生自身特點的不同，可以將其分為3級：基礎較差的學生作為A級；經(jīng)過努力能夠完成教學要求的學生作為B級；能夠輕松理解和消化授課內容的學生作為C級，如圖2所示。
2）分層次分級的教學目標。
針對A級學生應該抓住基礎、促進鞏固，只要求其掌握課程規(guī)定的重點內容即可；針對B級的學生應該抓住深度、融會貫通，要求其除掌握重點內容外，還應適當對與重點有關的知識點內容進行融匯和延伸；針對C級的學生應該立足前沿、拓展思維，要求其除了掌握重難點內容以外，還應加大學科的寬度和深度，以拓展其視野，豐富其知識底蘊。
3）多層次的教學方法。
在教學實施過程中應采用多層次的教學方法。教學針對面不僅是某一級，而是讓各層次各級的學生接受起來都不覺得困難。對于基礎性的內容采用“低起點、多臺階、多反饋”的策略，在方法上要“精講多練、多反復、多聯(lián)系”；對于應用性的內容采用“慢變化、重能力、勤反饋”的教學策略，在方法上要“學講結合，合理兼顧”；對于拓展性的內容采用“多啟發(fā)、重創(chuàng)新”的教學策略，在方法上要“適當講解、兼顧自學”。
4）分層次分級教學的實施過程。
在進行分層次分級教學的實施過程中，針對A級學生要盡可能采用動畫演示、化整為零和類比的教學方法，將基礎性的知識內容形象直觀地展示給學生，讓其較為容易地理解和掌握。在進行相對較難的知識內容教學實施時，可以盡可能多的采用化整為零和類比的方法，將較復雜難懂的知識內容分解成一個個容易理解的小的知識塊。同時，將抽象的問題與日常熟悉的生活事物類比起來，引入一些大家都知道的故事、事件作為教學案例。
針對B級或C級學生，可以創(chuàng)設一些合作課題，讓其進行協(xié)作和交流。其中，可以選擇一些合適的主題，為學生創(chuàng)建一個場景，通過討論交流、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題等一系列活動，使學生獲得知識、技能和自信心。但是，根據(jù)每一級學生的具體情況，選題難度要適中；討論分組也需注意人員搭配，保證每組都有一名C級學生；教師需要根據(jù)討論情況分階段進行小結引導，控制討論進程，保證討論效果。另外，如果教學內容的難度達到了B或者C級學生的自學水平，就可以將若干個學生組成一個小組，讓其進行相關內容和資料的搜集和整理并在準備好后上講臺給大家講解，達到以教促學的教學目的。
第3篇：計算機硬件的概念范文
關鍵詞:考研;計算機組成原理;課程改革;教學方法
2009年以前計算機考試是各個學校自己命題,根據(jù)各個學校對考生的要求和學校老師的研究方向確定不同的考試科目。一般從數(shù)據(jù)結構、組成原理、操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡這四門課中挑選兩到三門來考。不同學校的試題難度相對不同學校的學生存在有非客觀的因素。為使學生在計算機專業(yè)課考試中有一個客觀的評價,教育部針對這個問題提出了統(tǒng)考科目。眾所周知,計算機學科整個課程體系粗略可以分為軟件理論和硬件理論兩部分。“數(shù)據(jù)結構”是軟件課程的基礎,“計算機組成原理”是硬件課程的基石。在這兩門課程的基礎上,操作系統(tǒng)講述的是如何使計算機展現(xiàn)給用戶強大而易用的功能。隨著網(wǎng)絡應用的興起,計算機網(wǎng)絡運行基本原理也顯得越發(fā)重要起來。因此,將這四門課被選定為計算機專業(yè)研究生入學考試考查的課程還是比較科學的。計算機專業(yè)考研統(tǒng)考給我們的計算機教學提出了新的要求。
1 “計算機組成原理”考研大綱解析
1.1大綱考查目標
首先我們要知道考研大綱的考查目標,大綱中明確指出了課程的考查目標為:
(1) 理解單處理器計算機系統(tǒng)中各部件的內部工作原理、組成結構以及相互連接方式,具有完整的計算機系統(tǒng)的整機概念。
(2) 理解計算機系統(tǒng)層次化結構概念,熟悉硬件與軟件之間的界面,掌握指令集體系結構的基本知識和基本實現(xiàn)方法。
(3) 能夠運用計算機組成的基本原理和基本方法,對有關計算機硬件系統(tǒng)中的理論和實際問題進行計算、分析,并能對一些基本部件進行簡單設計。
1.2大綱解析
從大綱的考查目標以及近兩年的真題中可以看出“計算機組成原理”課程的教學內容不僅要傳授有關硬件設計的課本知識,更要重視理論知識與實踐過程的結合,將知識綜合靈活運用,重視學生綜合能力和創(chuàng)新能力的訓練和培養(yǎng)。本課程應該著重培養(yǎng)學生關于計算機硬件系統(tǒng)方面的3種能力:即計算機硬件系統(tǒng)的認知能力、設計能力與創(chuàng)新能力。課程主要通過對計算機各功能部件的組成及運行原理的分析、講解和配套實驗,培養(yǎng)學生對計算機硬件的系統(tǒng)級認知能力。通過對數(shù)據(jù)的機器表示、運算方法及運算部件的組成等知識點的講解和實驗,使學生掌握計算機的運算特征;通過指令系統(tǒng)的相關知識,使學生掌握計算機系統(tǒng)匯編級的結構特征和基本操作描述方法;通過存儲系統(tǒng)的詳細講解和實驗,使學生能從容量、速度和成本的角度理解多層次存儲系統(tǒng)的組織結構和工作原理;通過CPU及控制單元的功能和結構的詳細分析,結合指令執(zhí)行控制的深入講解和實驗,使學生理解計算機系統(tǒng)指令執(zhí)行的實質和控制單元的基本實現(xiàn)方法;通過總線、輸入輸出接口及外部設備等知識的講解,使學生了解計算機系統(tǒng)內部、計算機系統(tǒng)與外部的交互方式。
2教學方法探討
2.1教學內容設計
通過對大綱及其所涉及的知識點的分析來看,“計算機組成原理”考研大綱首先要求學生了解各部件的內部工作原理、組成結構以及相互連接方式,具有完整的計算機系統(tǒng)的整機概念。也就是要求學生既能夠從全局或宏觀的角度掌握計算機硬件系統(tǒng)的整體結構和工作原理,又能從局部或微觀的角度理解計算機各個部件的工作過程和交互方式。任課教師不但要使學生清晰地了解所學內容在課程知識結構中的位置以及和其他部分之間的關系,還要使學生對所學內容具有清晰的脈絡和思路,這對學生全面地掌握本課程的知識具有十分重要的作用。因此,有必要研究并實踐一種有效的教學模式,使學生從微觀層面掌握課程知識單元、從宏觀層面建立該課程知識體系,進而培養(yǎng)學生關于計算機硬件系統(tǒng)的認知能力、設計能力和創(chuàng)新能力[1]。
在實踐中,我們從知識與能力兩個層次,課堂與實驗兩個環(huán)節(jié)對“計算機組成原理”課程與實驗體系進行了詳細設計,采用自頂向下的教學思路,建立了一種從整體功能推進到局部組成、從微觀實現(xiàn)抽象到宏觀結構的層次化課程內容設計模式。通過提出問題、分析問題、分析功能需求、探討解決思路、總結功能特征、介紹設計與實現(xiàn)細節(jié)的教學內容展開模式,分別對存儲系統(tǒng)、計算單元、控制單元和輸入輸出系統(tǒng)的教學內容進行設計,貫徹局部組成體現(xiàn)整體功能、微觀實現(xiàn)體現(xiàn)宏觀結構的教學內容設計思路,同時突出“功能分析”和“結構設計”兩條主線。
2.2教學方法
在實際教學過程中,有些學生,甚至老師認為各硬件課程之間的銜接并不緊密,互不相干。有的教師講到的知識點如果用到了前導課程的知識,很多老師在這里就只是一筆帶過,沒有將前導課的知識點和本課程銜接和過渡起來,而知識之間的貫穿、聯(lián)系去靠學生自己去領悟,這樣的教學效果可想而知。因為課程與課程之間的聯(lián)系內容對同學們對舊知識的加深和對新知識的理解起著非常重要的作用,教師明確將這種銜接和過渡告訴學生,學生才能在大腦里形成一個嚴密完整、一環(huán)扣一環(huán)的硬件體系[2]。
在培養(yǎng)學生對計算機硬件的系統(tǒng)級認知能力的基礎上,我們通過對運算部件、存儲系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、控制單元、整機硬件系統(tǒng)的設計方法等知識的講解,結合相應設計實驗,培養(yǎng)學生對計算機硬件系統(tǒng)的理解和設計能力。在設計能力培養(yǎng)的具體方式上,可通過課堂講授、課后練習、配套實驗等形式分層次實現(xiàn)。如課堂講授可重點介紹系統(tǒng)和部件的設計方法和設計過程等內容;課后練習可進行框架性設計;配套實驗可圍繞規(guī)范、典型的模型系統(tǒng),從功能部件的實現(xiàn)開始,直至最終設計出一臺具備基本運算能力和存儲能力、支持有限指令集的計算機設備。從而達到驗證功能部件和系統(tǒng)的功能,掌握必要的硬件描述語言、設計工具及仿真環(huán)境,體驗計算機硬件系統(tǒng)的設計過程,掌握相關硬件設計技術與方法等目的。
課堂教學和實驗應著力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,在培養(yǎng)學生認知和設計能力的基礎上,通過對計算機硬件系統(tǒng)不同階段面臨的問題及其技術發(fā)展的分析和探討,體會在特定的技術條件下的創(chuàng)新思維;針對計算機硬件系統(tǒng)面臨的新問題和新需求,結合新技術向學生介紹該領域的技術發(fā)展趨勢,引領學生突破思維定勢,以此培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。通過集成計算機組成原理、操作系統(tǒng)、編譯技術等課程知識內容的綜合課程設計,培養(yǎng)學生的基本創(chuàng)新能力。
3教學方法實踐
在教學中筆者還有意識地運用以下一些方法。
3.1多媒體教學
“計算機組成原理”傳統(tǒng)的教學方法是采用粉筆加黑板的教學方式,教學手段單一。很多工作過程都發(fā)生在芯片內部,看不見也摸不著,內容很抽象,而且電路圖、時序圖也非常多。如果總是空講或是單憑老師在黑板上畫是遠遠不能滿足授課需要的。要解決這個問題,就得充分利用現(xiàn)代的多媒體手段,上課的時候通過多媒體課件,使同學們有一個直觀的、感性的認識,同時擴大學生的知識面。比如:要講解CPU執(zhí)行指令的時候,最好制作一個能反映 CPU每一步工作流程的動畫,動畫生動地反映了計算機指令被執(zhí)行的詳細過程,指令如何流動,數(shù)據(jù)如何獲取,結果如何存放。這樣就能使同學們直觀地獲得感性認識,同時也加深了大家對理論知識的理解和記憶。
3.2啟發(fā)式教學
啟發(fā)式教學是指教師有意識地提出一些現(xiàn)象或問題去引導學生思考。例如,講解加法器的時候引導學生思考:ALU內部有加法器,那么有減法器嗎?教師進一步引導:補碼出現(xiàn)的意義是什么,補碼如何實現(xiàn)減變加?經(jīng)過啟發(fā)引導,學生把前后兩個看似孤立的知識點有機聯(lián)系在一起,構成完整的知識體系。
3.3類比教學
類比教學是在授課過程中將一些概念、策略和思想等與現(xiàn)實生活中的生動事例進行關聯(lián)、類比。使學生更容易理解和牢固掌握教學內容、抓住關鍵思想。例如:為了便于理解指令尋址方式,用生活事例類比:你想找張三,如果張三與你在同一辦公室,在辦公室可直接找到他,這相當于立即數(shù)尋址;如果張三與你不在同一單位,但你知道他的家庭地址。根據(jù)地址到張三家可以找到他,這是直接尋址:如果你不知道張三的地址,但是你知道李四的地址,而李四知道張三的地址,可以通過李四找到張三,這就是間接尋址。再如,把存儲層次中的映像規(guī)則與閱覽室的位置分配進行類比;把局部性原理與衣柜里存放什么衣服以及電腦的桌面放什么圖標相關聯(lián);把流水線技術與工業(yè)流水線進行類比等[3]。
還有在講述計算饑存儲系統(tǒng)時,學生對Cache在計算機系統(tǒng)中的作用不能準確把握,此時可以列舉:假沒學生要找一個同學的電話號碼,一個途徑是從整個城市的電活號碼薄中去查,另一個途徑是在自己隨身攜帶的手機通訊錄中去查,顯然在手機通訊錄中去查會快得多。這例子形象地說明了在Cache中獲取數(shù)據(jù)會比在主存中獲取數(shù)據(jù)更快,另外也說明了Cache的另一個特點:雖然存儲容量有限,但所存儲的信息是較常用的。又例如教學總線寬度的慨念,可借助于城市道路寬度來類比說明。
3.4根據(jù)教材內容補充最新的實用知識
計算機技術的迅速發(fā)展和教材的出版周期的不協(xié)調,使得教材中部分知識顯得較老或過時,這也是造成學生學習興趣不高的原因之一。因此,教學過程的每一環(huán)節(jié),都盡量補充一些當前最新技術的發(fā)展情況和新型元器件的介紹。讓學生不但能在該課程中學習到理論知識,還能開闊眼界并學習到實用的知識,從而有效提高學習積極性[4]。如:在講述內存的存儲單元工作原理和讀寫工作周期時,也可以補充一些與當前流行的計算機內存的相關知識,如SDRAM、DDR、DDRII等,以及內存工作參數(shù)如PC150、DDR266、DDRII800等。又如:講存儲器時,也可以補充ROM、PROM、EPROM、EEPROM,使學生在比較中了解這幾種存儲器的區(qū)別和發(fā)展歷史。在輸入輸出系統(tǒng)教學中,需要指出哪些技術和設備已經(jīng)過時,讓學生清楚了解輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展過程。同時補充一些當前最新的輸入輸出設備的發(fā)展、技術和性能,如 U盤和串行硬盤存儲系統(tǒng)、液晶顯示系統(tǒng)等。由于這些最新的技術和產品是學生經(jīng)常接觸到的,相關知識容易吸引他們的興趣,讓學生清楚地理解教材內容究竟有哪些實際應用,可以讓學生在學習理論知識的同時也學到一些與實踐和應用相關的知識。這樣,使學生對知識的記憶不再孤立,而能進行關聯(lián)記憶,產生較好的教學效果。
4結語
總體來說“計算機組織原理”課程的難度還是較高,在計算機專業(yè)課里占到45分。在學習的時候要特別注意以下幾點,第一要正確理解大綱的基本概念,掌握概念的一些要點;第二把概念和原理聯(lián)系起來,不要孤立學習某一部分,要關聯(lián)起來,因為計算機各個部件之間本來就是一個相互聯(lián)系的整體;第三要把握重點、難點,主次分清。
以上是筆者在多年“計算機組成原理”教學改革摸索過程中的一些心得體會,歸納起來就是:通過合理組織硬件課程的知識內容,使它們詳略得當,突出重點;充分結合實際,引入當前的許多實例來豐富學習的內容,提高同學們的學習興趣;采用新的教學方法,使用多種教學工具充分調動同學們學習的積極性和主動性,提高學生對計算機組成的實際分析、設計和動手操作能力。通過以上這幾個方面來提高課程的教學水平和教學質量,促進課程的建設與發(fā)展。在教授知識的同時,作為教師也應該不斷學習提高,加強學科科研,立足教學,只有這樣教師才能把“計算機組成原理”課程講好,學生才能更加深入地理解和掌握課程內容,對考研大綱所要求的各個知識點才能更加融會貫通,當然也能夠取得較為理想的考試成績。
參考文獻:
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Discussion of Teaching Method to the Principles of Computer Organization
under the Environment of National Unified Exams
WANG Ding-lei
(Anyang Normal University, Anyang 455002, China)
第4篇：計算機硬件的概念范文
（一）計算機硬件的概念
計算機硬件是指計算機系統(tǒng)中由電子、機械和光電元件等組成的物理裝置總稱。這些物理裝置按系統(tǒng)結構要求構成一個有機整體為計算機軟件運行提供物質基礎。
（二）計算機硬件結構特點
以目前最為經(jīng)典的馮·諾依曼型計算機為架構來說，計算機硬件主要包括：CPU、存儲設備、輸入輸出設備、總線、其他部件。具體介紹如下：1.CPU也稱中央處理器，是計算機最重要的組成部分，用來對數(shù)據(jù)進行各種邏輯運算，是計算機的執(zhí)行單位。2.存儲設備具有記憶功能，分為內存和外村。內存也稱主存儲器，與CPU直接相連，是計算機中的工作存儲器，存取速度快，但存儲容量??；外存也稱輔助存儲器，容量大，例如計算機硬盤、光盤、U盤等。3.輸入輸出設備簡稱I/O設備，是計算機與外界聯(lián)系的橋梁。其中輸入設備是指能向計算機系統(tǒng)輸入信息的設備，如鼠標、鍵盤、掃描儀；輸出設備是指能把計算機處理結果顯示出來的設備，如顯示器、打印機、繪圖儀。4.總線是連接CPU、內存、外存、輸入、輸出設備的一組物理信號線及其相關的控制電路，是計算機中用于在各部件間運載信息的公共機構。其他部件也很重要，影響著計算機的日常使用，如主板、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、物理加速器等。
二、計算機硬件系統(tǒng)組成
（一）控制設備。計算機的控制中心由控制設備擔當，控制器根據(jù)人們事先給定的指令，通過自身功能將指令傳達給其他部件，有條不紊地控制著計算機其他各個部分的正常運作。在整個計算機系統(tǒng)中，控制器有著指揮的作用，它的功能對計算機的自動化程度有深遠影響。
（二）存儲設備。內存儲器和外存儲器構成了計算機的存儲設備，經(jīng)常把它稱為存儲器。內存儲器是由半導體等材料做成的，并由電路和CPU相連接。計算機進行相關工作時，首先要把用戶需要的程序或者相關數(shù)據(jù)裝入內存，然后CPU到內存中讀取相關的指令與數(shù)據(jù)，運算結果的處理上，CPU會將結果寫入內存。所謂的外存儲器，就是用戶用來放置需要長期保存的數(shù)據(jù)，這也是外存儲器的一大優(yōu)點。
（三）運算設備。所謂的運算設備，就是計算機在運算過程中要用到的，并且能夠根據(jù)不同的運算、算數(shù)裝置進行各種算數(shù)處理，使數(shù)據(jù)信號得到全面處理的設備。在人們的日常生活中，運算設備的使用范圍較廣，它能夠使復雜困難的計算變得簡單，極大地節(jié)約了工作的時間，并提高相關工作的效率，同時也提高了計算機運算的準確性。
（四）輸入設備。計算機與人之間所進行的會話是靠計算機中的輸入設備完成的，輸入設備是接受人的命令或接收數(shù)據(jù)時需要的必備設備，它的主要功能是將各種信息傳輸?shù)接嬎銠C，再由內部設備進行相關處理。常用的輸入設備包括鍵盤、鼠標等工具，另外，常用到的輸入形式有數(shù)據(jù)、程序等。
（五）輸出設備。輸出設備主要功能是將計算機內部處理過的信息輸出計算機，并將計算機處理的結果以一種人們能夠看懂的方式輸出的設備。要想得到一個精確地計算結果，必須要借助計算機相關的輸出設備。然而，輸入設備是將人為的命令以及編程等以計算機能夠識別的語言輸入到計算機內部當中，供計算機存儲以及計算或者進行輸出等。
三、如何對計算機硬件設備進行維護
（一）對硬件進行日常維護
計算機硬件是PC的重要組成部分，更是核心部分，對硬件設備做好日常維護，才能保證計算機的正常穩(wěn)定運行。在對硬件進行維護時應該遵循硬件和軟件兼顧的原則。計算機軟件和硬件設備相輔相成，軟件的正常運行對硬件設備有良好的促進作用。此外，要注意為計算機營造一個良好的工作環(huán)境，注意定期對計算機中的各種設備進行除塵。一個干凈的工作環(huán)境可以增加計算機設備的使用壽命，降低故障發(fā)生的概率。
（二）對硬件維護的具體內容
對計算機維護人員來說，對硬件故障進行正確的判斷是維護工作中的重要內容。維護人員要結合計算機的內部情況和外部問題對其進行綜合分析，準確定位故障位置，從而及時解決問題。判斷故障方法：首先，檢查電源情況。要認真觀察計算機本身的電源、插座或者電源線是否出現(xiàn)故障。其次，檢查系統(tǒng)是否正常。硬件設備由計算機系統(tǒng)支配，所以需要檢查計算機的系統(tǒng)問題。
（三）硬件維護的步驟
第一，要定期對計算機硬件進行檢查，要注意電磁干擾方面的影響問題。第二，安排合理的檢查順序，做到從軟件到硬件的檢查。因為很多的硬件故障都是由軟件引起的，所以要先檢查軟件的情況，這樣可以有效提高工作的效率。第三，注重對電源的檢查。電源的性能好壞直接影響計算機的正常工作，如果電源出現(xiàn)損壞，就會導致計算機無法穩(wěn)定運行。所以在檢查時，維修人員要先確定電源沒有問題了，再對其他部件進行檢查。
四、計算機硬件的維護原則、內容及一般步驟
（一）計算機硬件的維護原則
計算機硬件有其敏感性和特殊性特征，因此維護保養(yǎng)顯得尤其重要。在維護計算機硬件時，要遵循以下基本原則：第一，確保軟件和硬件兼容、匹配的原則。計算機軟件和硬件是相互聯(lián)系的兩方面，不兼容的軟件和硬件會對計算機硬件造成極大的傷害。第二，確保計算機有良好的運行環(huán)境。首先，保證計算機電壓的穩(wěn)定，使計算機硬件遠離頻繁跳槽或者電壓不穩(wěn)的電路環(huán)境中；其次，定期清理計算機灰塵；再次，及時更新計算機硬件，確保計算機整體功能的協(xié)調運轉。
（二）計算機硬件的維護內容
在維護計算機硬件故障時，要盡可能選擇科學的手段和方法。計算機維護人員要切實提高自身素質，對計算機運行狀態(tài)進行綜合判斷和分析，科學確定故障原因和位置，及時妥善處理好各種計算機問題。系統(tǒng)或者電源問題會在一定程度上造成計算機硬件故障，就電源而言，可以對電源線和電源接口進行檢查；而就系統(tǒng)而言，要熟悉各種硬件故障。
（三）計算機硬件維護的步驟
維護計算機硬件時要遵循如下步驟：第一，定期檢查。及時檢查計算機硬件，發(fā)現(xiàn)潛在風險和問題，從根源上避免硬件損壞。第二，在檢查過程中遵循先軟件后硬件的基本原則。大部分情況下，計算機硬件故障都是由軟件故障引發(fā)的。第三，主機檢查在外部設備檢查之后進行。第四，首先從電源檢查開始，接著進行其他部件的常規(guī)檢查。
五、對計算機硬件進行故障排查的方法
對計算機硬件進行故障排查的方法有直接觀察法、最小系統(tǒng)法、對最小系統(tǒng)進行逐步增減法、組件替換法、組件比較法、隔離嘗試法六種。直接觀察法即對硬件的工作環(huán)境及本身的配置狀況進行觀察。一旦出現(xiàn)無法正常工作的情況，則可判斷是最基本的運行所需要的軟硬件出現(xiàn)了問題，可以進行故障隔離。如果要判斷出現(xiàn)問題的硬件與狀態(tài)良好的硬件，在配置與環(huán)境設置方面有哪些區(qū)別，也可以直接對兩整的計算機展開對比。隔離嘗試法即通過屏蔽可能導致問題發(fā)生的軟硬件，來判斷是否存在軟硬件之間的沖突，進而解決問題。在具體隔離過程中，可以通過卸載或停止運行的方式來屏蔽軟件，通過禁用設置或將該硬件驅動程序卸載的方式來屏蔽硬件。
六、結束語
第5篇：計算機硬件的概念范文
關鍵詞：計算機硬件課程；教學改革；教學資源；教學方法
1.背景
計算機硬件課程是計算機專業(yè)的重要課程，是深入了解和掌握計算機基本工作原理以及建立整個計算機知識體系結構必不可少的部分。計算機硬件類課程一方面需要對計算機內部CPU結構、各種寄存器、存儲器、指令系統(tǒng)以及指令的執(zhí)行過程等非常清楚，而且需要掌握和記憶的內容較多，知識點也非常分散；另一方面，硬件課程的實驗要復雜得多，需要有相應的硬件平臺支撐，而硬件平臺一般由專門實驗室提供，學生很難擁有自己的硬件學習平臺，無形中就疏遠了硬件課程的學習，再加上沒有運用有效的硬件課程教學方法，進一步加劇“重軟件輕硬件”的現(xiàn)狀。因此，當前高校計算機專業(yè)硬件課程的教學存在兩難的境地：教師難教，學生難學。如何提高計算機硬件課程的教學效果，實現(xiàn)學生愿意學和教師樂于教，成為當前大多高校亟待解決的問題。
2.計算機專業(yè)硬件課程體系結構
隨著信息技術的快速發(fā)展，計算機專業(yè)開設的課程也在不斷調整，但涉及計算機硬件的課程相對穩(wěn)定，只是在內容上有所更新，這給計算機硬件教學帶來一定的便利，不需要大范圍地調整課程體系。
根據(jù)當前普通高校計算機專業(yè)硬件課程的開設情況，并結合安徽理工大學計算機專業(yè)的培養(yǎng)計劃和課程設置，計算機硬件課程體系一般包括4個層次：一是前導課程，如電路原理、電子技術基礎、數(shù)字邏輯等；二是核心專業(yè)基礎課程，如計算機組成原理、匯編語言程序設計等；三是主干專業(yè)基礎課程，如微機原理與接口技術（或微型計算機技術）、計算機體系結構等；四足高級應用層次的課程，如DSP原理與應用、嵌入式系統(tǒng)與應用、計算機控制技術、CPU設計、EDA技術與應用等。
計算機硬件課程4層體系結構如圖1所示其中第2、3層是和計算機密切相關的，也是大多計算機專業(yè)都開設的核心課程，在課程設置上基本保持穩(wěn)定。第4層高級應用課程與計算機應用技術發(fā)展現(xiàn)狀因各高校的具體情況而有所不同，各有其側重點。第2層次和第3層次課程之間的遞進關系如圖2所示，其中，匯編語言程序設計和微機原理及接口技術課程有的學校將其合而為一，但為了突出和加強硬件編程，也可以單獨開設，讓學生更為深入地了解高檔微機的指令系統(tǒng)以及編程技術。
3.計算機硬件課程教學改革探索
3.1交叉內容合理整合
近年來，高校為了適應市場需求，提升學生的就業(yè)競爭力，各專業(yè)新增開設了很多課程，使得其他課程的教學學時大為縮減，很難按照原有的教學計劃進行。如安徽理工大學計算機組成原理課程由64學時縮減為48學時，計算機原理與接口技術由48學時縮減為38學時，計算機體系結構由40學時縮減為26學時，在這樣大幅縮減教學課時的情況下，如何做到保證教學質量和主要教學內容不能減少甚至還需要增加新內容，對任課教師提出了嚴峻挑戰(zhàn)。為了解決學時少和教學內容多的矛盾，我們對硬件類主要專業(yè)基礎課的教學內容進行了全面梳理，對不同課程中出現(xiàn)的重復內容進行反復研究和討論，并對相關內容的講解深度和學時作了重新安排。
在此過程中，以計算機組成原理為基礎，對相關課程的交叉內容進行梳理和整合，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）計算機組成原理課程的主要目標是建立計算機整機系統(tǒng)概念，掌握構成計算機系統(tǒng)5大部件的基本組成原理，重點介紹運算器、控制器、存儲器以及指令系統(tǒng)的設計。因此，有關數(shù)據(jù)表示和運算規(guī)則是運算器設計部分的重要內容，需要詳細深入講解，在其他課程中就不再介紹。
（2）計算機指令系統(tǒng)部分，由于計算機組成原理針對的是計算機共性問題，側重指令系統(tǒng)的設計，因此該部分內容在其他課程的側重不同，仍需要根據(jù)課程性質不同分別介紹；但在教學過程中學時數(shù)可以適當縮減，如果開設了匯編語言程序設計課程，則在微機原理與接口技術課程中就不需要介紹指令系統(tǒng)內容。
（3）存儲系統(tǒng)是計算機5大組成部分之一，計算機組成原理課程對存儲器系統(tǒng)的組成、主存儲器的連接和控制等都進行系統(tǒng)而深入的介紹，因此，相關內容其他課程中不需要介紹。
（4）輸入輸出系統(tǒng)也是計算機組成原理中重點內容之一，相關內容在微機原理與接口技術以及計算機體系結構課程中就不需要重點介紹，但涉及數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌谛酒瑧煤途幊痰热孕枰敿毥榻B。
通過對硬件基礎課中內容的梳理和整合，可以節(jié)省大量的學時數(shù)，也理清了各課程之間關系，即計算機組成原理側重于運算器、控制器、存儲器、指令系統(tǒng)的設計以及各部分的組成；微機原理與接口技術側重于CPU工作原理以及常用接口芯片、設備與主機的接口連接方法等；計算機體系結構側重于計算機系統(tǒng)的性能評價、流水技術和并行處理技術等。為了進一步打破教學過程中各課程之間的獨立性，對硬件基礎課程進行捆綁式教學和研究，構建硬件課程模塊，成立專門硬件課程的教學團隊，定期開展硬件課程之間的研討和交流，讓每一位任課教師清楚地知道每門課程教學內容的側重點，從整體上把握課程教學的思路和各門課程之間的銜接關系、
3.2教學資源多維建設
教學資源建設是專業(yè)建設的重要環(huán)節(jié)，也是課程教學質量的重要保證。教學資源建設主要包括師資、實驗設備、網(wǎng)絡教學平臺、教材、實習基地等建設。結合安徽理工大學計算機專業(yè)硬件課程教學資源建設實踐，具體有以下幾個方面。
（1）高水平教學團隊建設：在計算機硬件課程教學團隊建設過程中，有計劃有針對性地對任課教師進行多方面的實踐培訓，如組織部分教師利用假期到相關的高校和企業(yè)參加硬件設計應用培訓班；通過與一些高新技術企業(yè)建立良好合作關系，任課教師可以參與企業(yè)項目開發(fā)等，進一步提升教師的硬件設計和應用水平。
（2）硬件課程教學設備建設：計算機硬件課程教學需要專門的實驗平臺，也是學生進行實踐的物質基礎。在硬件試驗設備方面，需要結合自身的辦學條件，有計劃有步驟地引進和更新硬件教學設備，并充分利用現(xiàn)有的設備資源，不斷提高教師的實驗指導水平。目前安徽理工大學計算機硬件專業(yè)實驗室配備有啟東東疆DJ-CPTH超強型計算機組成原理和系統(tǒng)結構實驗系統(tǒng)、西安唐都TD-MD16位和TD-PITE32位微機原理及接口技術試驗系統(tǒng)、北京達盛EL-DSP+ARM多功能綜合實驗開發(fā)系統(tǒng)硬件平臺等。實驗室專門人員和任課教師全程參與硬件平臺建設，邀請實驗設備廠家技術人員進行專門的技術指導和培訓，在現(xiàn)有硬件平臺基礎上，自己動手開發(fā)出一系列設計性實驗，作為學生的選做實驗內容。
（3）網(wǎng)絡教學資源和平臺建設：充分利用網(wǎng)絡的方便性，組織任課教師將課程的多媒體課件、難點問題的動畫演示、教學重點難點、課后習題的解題思路、疑難問題解答等放置到專門的網(wǎng)站，考慮到部分考研學生的需求，開辟了考研專題欄目，通過網(wǎng)絡平臺可以及時和學生進行交流，學生也可以通過郵件的方式和任課教師交流。
（4）特色精品教材建設：硬件課程教材的選取非常重要，好的教材便于學生在課下自學和復習，教師也可以將精力集中在主要和重點內容的講解上；在吸收好教材精華的基礎上，著手組織基本功過硬的教師編寫精品教材。
（5）實踐基地建設：參與實踐是鍛煉學生真正學以致用的重要環(huán)節(jié)，通過和中國電子第八研究所、安徽徽斯特電子科技有限公司以及淮南煤礦集團公司等建立良好合作關系，為學生創(chuàng)造更好的硬件實習環(huán)境和實習場所。
3.3教學方法綜合運用
隨著計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，多媒體教學已經(jīng)是最為普遍的一種教學方法，要根據(jù)課程教學內容充分利用好多媒體教學的優(yōu)勢。除了多媒體教學方法之外，還需要探討多種有效的教學方法。首先，類比教學方法是計算機課程教學過程中的有效方法之一，通過將課本中難于理解的概念或理論與生活中的例子進行形象化類比，能使學生不但易于理解而且記憶深刻，是一種行之有效的教學方法。其次，運用啟發(fā)式教學方法可以引導學生逐步深入思考，實現(xiàn)課程內容環(huán)環(huán)相扣，進而充分調動學生的積極性和參與度。如通過對課程內容采用設問的方式，每引入一個新內容，先采用設問的方式，讓學生進行幾分鐘的思考，然后由教師通過內容的講解來共同解答設問的問題，這樣學生會帶著問題思考和聽講，有效提高教學效果。再者，采用任務驅動法，能夠讓學生在學習和聽課過程中有的放矢，聽課的目的是解決問題，如計算機組成原理課程在講解運算器構成部分，可以采用任務驅動的方法，讓學生自行設計多位加法器或乘法器等，在任務的驅動下學生的學習熱情和積極性明顯提高。
實踐中，教學方法需要根據(jù)課程的性質和內容不斷地探索和創(chuàng)新，任何一門課程的教學方法都不是一成不變和唯一的，根據(jù)教學內容的不同，綜合運用好多種教學方法能夠有效提高教學效果，培養(yǎng)學生學習興趣，提高學生的學習熱情和積極性，對計算機硬件課程的教學大有裨益，也是破解計算機硬件教學效果不理想的有效途徑。
3.4重視實踐教學環(huán)節(jié)
實踐教學是計算機硬件課程教學中的重要環(huán)節(jié)，每門課程一般都配有適當?shù)膶嶒?，有些課程還設有課程設計環(huán)節(jié)，有效利用實驗課時間和提高效率尤為重要。目前普遍存在的現(xiàn)狀是：對于驗證性實驗，學生上課基本上是在實驗箱上連線，運行出現(xiàn)實驗指導書上的實驗結果就萬事大吉，學生的實驗報告基本雷同，沒有更深入地探討實驗的原理以及可能出現(xiàn)的問題等；對于綜合性實驗學生大多感到難度大，與實際應用脫節(jié)，沒有教師的指導很難順利完成。改變這種現(xiàn)狀主要有以下幾個方面。
（1）任課教師引導學生對實驗課要有充分認識：由教師在課堂上將理論課教學和實驗內容結合起來，讓學生明白為什么上實驗課，實驗課的目的是什么，讓學生在上實驗課前思考實驗過程中可能會出現(xiàn)什么問題以及解決辦法等，不至于學生到實驗室時還沒搞清楚做什么。
（2）充分利用優(yōu)秀學生資源：讓一些成績好且學有余力的學生幫助和指導動手能力相對差一點的學生，學生之間的溝通和交流往往效果會更好。
（3）實驗內容和實際應用相結合：設置一些具有創(chuàng)新和綜合性強的實驗，并盡可能和實際應用結合起來，讓學生通過做實驗感到實用價值和具有成就感。如在計算機接口實驗中，可讓學生利用實驗箱的硬件資源設計一款交通信號燈的控制系統(tǒng)，或設計一款集環(huán)境參數(shù)采集、報警和顯示系統(tǒng)等，讓學生看到課本學到的知識在現(xiàn)實生活中確實能夠發(fā)揮作用。
（4）增加實驗課在課程中的考核比重：由于實驗課內容考核比重偏小甚至不計分，導致部分學生不重視實驗課，而只關心理論課的考試成績。有效解決辦法是增加實驗課在課程考核中的比例，比重可提高到20%～30%，實驗考核可由教師組織分組，通過提問和答辯，其他組學生參與打分的辦法。
（5）提高學生對硬件課程學習的熱情和積極性：興趣是最好的老師，培養(yǎng)學生學習興趣非常重要的一點是讓學生參與到科研活動當中，讓其感受到硬件設計成果帶來的成就感。教師可以根據(jù)自身的科研課題情況，積極吸收對課題感興趣的學生參與到課題研究中，并充分利用校級、省級和國家級科技競賽平臺，鼓勵學生積極參與各種電子競賽，提高學生對硬件知識的認識和應用水平，進而激發(fā)學生學習熱情。
第6篇：計算機硬件的概念范文
關鍵詞：運算器；控制器；輸入設備；輸出設備；存儲器
中圖分類號：G427 文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2012）05-074-1
運用類比的方法來教學，把抽象陌生的東西與大家熟知事物相類比，這就能讓抽象的東西具體形象化，陌生的東西變得熟悉化，可以讓學習的人易于理解和接受。利用這一優(yōu)點，讓計算機的硬件結構同人腦功能結構相類比，進行計算機硬件結構的講解，每次都能收到很好的效果。
教材在講解計算機硬件結構時，筆者通常給出下圖（圖-1），依次講解（圖-1）中的硬件部件及其之間的關系。筆者在教學中，由“計算機”被人稱為“電腦”引出與人的“大腦”關系。既然是“腦”，那么必具備“腦”的某些共同特點。在課堂教學中筆者首先從“腦”字入手，分析人腦功能結構，用投影打出下圖（圖-2）：結合（圖-2），具體分析如下：
人腦的內部，大腦是核心，它是由負責思維和記憶兩大部分組成，其中思維部分由運算部分、協(xié)調控制部分組成。如果人只有一個單獨的腦，很顯然是不能進行思維的。大腦要思維，就必須有感覺器官――由它提供信息原材料（眼、耳、鼻、舌、身）。大腦思維的結果要讓別人知道，就必須有能運動器官――它們是大腦思維的輸出設備（人的嘴說話、手寫字或其它手勢等），于是便有圖-2的人腦功能結構圖。
通過圖-2與圖-1對比，不難發(fā)現(xiàn)，電腦硬件結構與人腦的功能結構是何等的相似。電腦本身最重要是電腦的內部設備，它相當于人腦的大腦內部設備有中央處理器(包括運算器、控制器)、內存儲器，其中運算器相當于人腦的負責思維運算的部分，控制器相當于人腦的協(xié)調控制部分，內存儲器相當于人腦負責記憶部分。同樣電腦如果要“思維”，也必須有設備為它提供信息原材料――我們稱之為輸入設備，這些輸入設備就相當于人的眼、耳、鼻、舌、身。電腦思維的結果要讓別人知道，就必須輸出設備――比如顯示器、打印機等，它們的作用就相當于人的嘴在說話，手在寫字。
在這里，書本同人的大腦是什么關系呢?可以想象，書本是信息的載體，可以起到輔助大腦記憶作用。在電腦里有沒有硬件同書本功能相似的設備呢?有，它在電腦的硬件中被稱為：輔助存儲器或叫外存儲器，常見的：磁盤、光盤。
就人腦的記憶而言，可以記憶很長時間但不會忘記的信息(這些信息不隨時間改變而改變，例如：記憶自己的名字等)，也可記憶零時信息(這些信息很快就會被忘記)。電腦里問的記憶是個是也是這樣的呢?可以這么說：很相似。電腦的內存儲器中有：只讀存儲器、隨機存儲器之分。其中只讀存儲器中的信息一般是不能改變的，而隨機存儲器的信息，可隨時改變，最明顯特點是斷電后，隨機存儲器的信息將不復存在。
通過以上類比分析，筆者給出圖-3，再講解計算機的硬件結構，各種問題就迎刃而解了。
第7篇：計算機硬件的概念范文
關鍵詞：課內外一體化；計算機硬件；教學改革；教學模式
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
計算機硬件系列課程是高校計算機科學與技術專業(yè)的重要組成部分，在計算機學科中有著舉足輕重的地位和作用。但目前對大多數(shù)高校而言又是很薄弱的部分，其主要原因之一就是本科教學改革整體上在壓縮課內學時，將時間回歸給學生自主支配，但信息量必須保證不能減少。這樣，學生有了更多的屬于自己的時間，但又不知道如何支配，特別是實踐性很強的計算機硬件課程，學生不知道應該去實驗室做什么，甚至害怕自己進實驗室。
“課內外一體化”是課堂教學與學生課外活動之間相互協(xié)作的新教學模式，最初源自大學體育、音樂課程，后來延伸到學生素質拓展等實踐性很強的教學環(huán)節(jié)中，目的是強化學生的實踐能力，是一種建立在理論教學基礎之上，通過壓縮課內學時、增加課外時間，以學生自覺、自主學習為主，由教師引導與監(jiān)督相結合的教學方式。
針對計算機硬件技術發(fā)展極其迅速，硬件系列課程教學內容多、信息量大、硬件教學實踐性強、而各課程課內學時少等特點，計算機學院于2004年將“課內外一體化”教學模式引入計算機硬件教學，通過近3年的改革實踐，初步取得了好的成效?，F(xiàn)階段，學校在統(tǒng)一修訂2008版教學計劃，我們想將課內外一體化模式在計算機硬件教學中的改革繼續(xù)深入，現(xiàn)愿與各位同行進行探討與交流。
1計算機硬件課程體系和課程內容的改革
1.1硬件課程體系的改革
進入21世紀以后，計算機硬件技術雖然進一步在加速發(fā)展，但仔細分析計算機技術發(fā)展過程，對于計算機專業(yè)來說，發(fā)展更多的是體現(xiàn)在應用層面，即與計算機硬件緊密相關的接口與外設技術；至于計算機硬件技術的基本原理和工作過程并沒有大的變化。這是因為計算機技術的發(fā)展主要體現(xiàn)在兩個方面：一是電子元器件的發(fā)展，計算機發(fā)展階段的劃分就是根據(jù)電子元器件的發(fā)展來進行的。計算機更新?lián)Q代的主要標志，除了計算機系統(tǒng)結構方面的改進和計算機軟件的發(fā)展外，電子元器件的更新是主要的因素，而電子元器件是屬于電子技術的范疇，所以不作討論；二是計算機性能的提升，計算機的指令系統(tǒng)及相應的匯編語言是計算機硬件技術中偏軟部分，由于計算機硬件基本原理的不變性，所以它們的變化較小。
目前，高校計算機科學與技術專業(yè)硬件系列課程普遍設置了數(shù)字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、微機接口技術、計算機體系結構、嵌入式系統(tǒng)等課程。這些課程設置雖然相對獨立，但課程和所提供的教材內容劃分不明確，相互重疊現(xiàn)象比較嚴重。譬如有關微型計算機基本原理和指令系統(tǒng)的內容，在多門課程教材中都有出現(xiàn)。
基于以上原因，我們在2008版教學計劃中重新修訂了計算機硬件教學體系，如圖1所示，具體包括理論教學和實驗教學、課內教學和課外教學，目的是將硬件系列課程作為一個整體統(tǒng)一考慮，建立一個完整的、系統(tǒng)的課程內容體系，這對提高教學質量和壓縮學時都非常有力。
課程體系按課程內容分為三層，第一層中的“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”課程雖然在教學體系上不屬于計算機硬件系列課程，但它是計算機硬件系統(tǒng)的技術基礎，是必修的前續(xù)課；第二層中的3門課是硬件系列中重要的課程，其中“計算機組成原理”課程與“微機原理與匯編語言”課程中的匯編語言部分內容有交叉，兩門課中哪門先作為前續(xù)課，各學校并不統(tǒng)一，我們是將微機原理與匯編語言課程作為了計算機組成原理的前續(xù)課；在第三層的應用層中，既可以是微機接口技術方面的應用，也可以是嵌入式技術方面的應用。這些課程都配有相應的實驗環(huán)節(jié)，具體的教學計劃安排如表1所示。
1.2硬件課程內容的改革
為了使學生在學過該系列課程后具備較強的實際動手能力和計算機應用系統(tǒng)的設計和開發(fā)能力，在該系列課程教學內容的設置上體現(xiàn)出基礎性、系統(tǒng)性、實用性和先進性，既要重視計算機硬件的基礎內容，又要結合當今電子與計算機的最新發(fā)展。為此，我們對系列課程的教學內容和教學體系進行了改革創(chuàng)新。
(1)“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”課程內容在重點講述傳統(tǒng)的數(shù)字電路內容基礎上，弱化器件，增加與EDA有關的內容。
(2)“計算機組成原理”課程內容在重點講述CPU、存儲系統(tǒng)、系統(tǒng)總線、輸入／輸出系統(tǒng)的基礎上，要強調系統(tǒng)的設計。
(3) 對“微機原理與匯編語言”和“接口技術及應用”兩門課，在優(yōu)化原有基本內容的基礎上，增加了高檔微機系統(tǒng)涉及的部分內容，形成由三大模塊組成的課程體系：①基本模塊，主要以16位8086為背景組成的微機系統(tǒng)作為核心內容，這樣可以保持較長的穩(wěn)定教學時間，確保教學內容的相對穩(wěn)定性和基本教學質量；②提高模塊，重點以Pentium處理器為核心內容的，以跟上新技術發(fā)展的速度。主要講解CPU的保護模式、Pentium處理器的結構、超標量流水線體系結構的特點、高速緩沖存儲器(Cache)和虛擬存儲器、Flash閃速存儲器以及現(xiàn)代PC機的總線技術等等；③應用模塊，以微機接口技術為主要內容，包括中斷技術概念、Pentium處理器的中斷處理、典型接口芯片的工作原理及應用。課程教學既保留了國內目前廣泛采用的16位微機系統(tǒng)的基本內容，又緊跟了時代的發(fā)展，使教學體系具有先進性和實用性。
(4)“嵌入式系統(tǒng)體系結構”和“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應用”兩門課，以目前流行的32位ARM為核心，主要學習嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎、嵌入式系統(tǒng)應用軟件設計、嵌入式基本硬件接口、嵌入式操作系統(tǒng)移植及應用，并適當學習嵌入式系統(tǒng)復雜的實用模塊開發(fā)例程等內容。
對于以上課程，每門課程中都增加了實驗學時，加強了實驗操作，有的課程還獨立開設了實驗課，目的是加強學生動手能力、培養(yǎng)學生綜合設計創(chuàng)新能力和實際應用工程開發(fā)能力。
2課內外一體化教學模式的實施
將課內外一體化教學模式引入計算機硬件教學，使課內外有機地結合起來，渾然一體，可收到好的教學效果。
2.1課堂教學手段和教學方法的改革
計算機硬件課內教學是指每門硬件課程在教學計劃中規(guī)定的教學時內的教學，教學形式主要是課堂，內容主要包括基礎理論知識和課內實驗，基礎理論知識的講授充分利用了現(xiàn)代化教學手段，在教學方法上采用了案例式、啟發(fā)式等教學方法。
由于計算機硬件系列課程中涉及的各類硬件結構復雜，課程內容多，學生不易理解，因此，我們對每門硬件關課程不僅僅開發(fā)了內容充實、富于變化的電子教案，而且還對部分較抽象、難以理解的內容開發(fā)了CAI教學課件，在課堂上充分利用計算機的多媒體功能，通過動畫技術、動態(tài)模擬、圖形等手段，幫助學生更好地理解教學內容，增大課堂信息量，提高教學質量。如對“微機原理與匯編語言”課程中的時序和尋址方式、指令系統(tǒng)部分，“計算機組成原理”課程中的CPU組成與機器指令執(zhí)行等部分，都采用了動畫形式，如圖2所示為push指令執(zhí)行前后的動畫演示界面。同時，課件也掛在了學校的BB網(wǎng)站上，以作為課程教學的輔助手段。
計算機硬件系列課程同其他計算機課程相比，總的來說除了零碎之外，還比較枯燥和抽象，理論性強，學生接受起來較困難。所以在課堂上我們改變了原來的“灌輸式”、“一言堂”的教學方法，而是將傳統(tǒng)的教學方法與多媒體教學方法結合起來，根據(jù)具體的教學內容，采用合適的教學方法。譬如在講“計算機組成原理”課時，從“為什么我們在編輯文件時掉電，文件會丟失?”來說明計算機存儲系統(tǒng)的工作原理；在講到虛擬存儲器的頁面尋址、頁表的作用時，把頁表比作一本書的目錄，通過查目錄的索引(虛頁地址)，來得到對應內容的頁碼(實頁地址)。同時，在講授過程中還重視激發(fā)學生的學習興趣，增加與學生的互動性，如對“計算機組成原理”課，可以從就業(yè)考研方面、從“微機原理”和“計算機組成原理”的不同，“計算機組成原理”和“匯編語言”、“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”、“操作系統(tǒng)”的關系等來說明該課程的重要性及在計算機專業(yè)的地位。
2.2課外教學的改革創(chuàng)新
計算機硬件課外教學是在課堂教學的基礎上進行的，具體包括課外作業(yè)、課外實驗、課程設計(大作業(yè))、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計和科技活動等，充分利用學校的BB網(wǎng)絡平臺，采用多種教學形式。
2.2.1開展網(wǎng)絡教學
每門硬件課程都充分利用學校的BB網(wǎng)絡平臺，組建了自己的網(wǎng)絡課程，在網(wǎng)上進行課外教學。內容除了掛接有教學大綱、實驗大綱、實驗指導書、課外作業(yè)、電子教案、CAI課件等基本信息媒體，供學生在課外進行自主化學習外，針對硬件器件的飛速發(fā)展，還對該領域中的新概念、新思想、新技術等最新參考資料和有用網(wǎng)站也掛在了網(wǎng)上，另外，還通過“討論板”實現(xiàn)師生或同學間的網(wǎng)上交流和學習。如課外作業(yè)，規(guī)定每門課每章至少有5道題的作業(yè)量，學生在一周之內在網(wǎng)上提交，教師在網(wǎng)上直接進行點評；對正在教學的課程，教師每周須有1－2個論壇題目供學生討論，針對與課程有關的內容，每個學生隨時都可提出問題，也可回答問題。這樣進一步調動了學生的積極性和主動性，加深了他們對課程內容重點、難點的理解，也擴充了知識面。如圖3所示為“微機原理與接口技術”網(wǎng)絡課程的部分圖示。
2.2.2強化實踐教學
因為實踐教學對硬件系列課程非常重要，因此，實踐教學是硬件課程課外教學的重點。計算機學院規(guī)定，對每門有實驗的硬件課程，除正常教學時數(shù)中的實驗外，都必須有20時的課外實驗，讓學生在課外必須完成。每門課在實驗內容上都分為三個層次：驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗。其中驗證性實驗和部分簡單設計性實驗原則上規(guī)定在課內完成，有紙質的或電子版的實驗指導書，但我們也正在嘗試利用網(wǎng)絡將這部分實驗改為探索性實驗，目的是進一步培養(yǎng)學生探索硬件知識的能力。20時的課外實驗主要完成有難度的設計性實驗。
課程設計(或大作業(yè))是對一門課程知識的綜合性應用，是硬件課程的主要實踐環(huán)節(jié)。我們對“計算機組成原理”、“微機原理與匯編語言”、“接口技術及應用”、“嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應用”4門課程安排有課程設計，時間安排在該門課程結束后學期末的最后2~3周，將學生分成若干組，每組3~4人共同完成一個題目，但每人有自己的子題目，在教師的指導下完成。如：“交通智能燈的設計”、“基于ARM的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設計”、“數(shù)據(jù)采集及溫度控制設計”，用匯編語言設計實現(xiàn)“計算器”、“模擬霓虹燈”、“打字練習”等，都是04級本科生做設計型、綜合型實驗的結果。這樣既培養(yǎng)了同學之間的團隊合作精神，也培養(yǎng)了學生綜合應用該門課程知識的能力。
畢業(yè)實習是為畢業(yè)設計準備的，在第7個學期的學期末最后5周，為計算機專業(yè)的學生中對硬件感興趣、學習基礎較好的學生提供，采取開放性實驗的條件，內容是結合老師的科研，布置一些與實際工程應用有關的設計性、研究探索性或綜合應用性實驗任務。近年來，硬件方面的畢業(yè)設計題目雖然較少，選硬件題目的學生也相對軟件較少，但通過畢業(yè)實習和畢業(yè)設計，這些真正搞硬件的學生畢業(yè)就業(yè)好，后勁也很足。近兩年來搞的畢業(yè)設計題目有：“基于GPRS的TCP/IP的研究與實現(xiàn)”、“基于CY7C68013的數(shù)據(jù)傳輸模塊主機端程序設計與實現(xiàn)”、“短消息群發(fā)系統(tǒng)設計與實現(xiàn)”、“基于短消息的家居監(jiān)控系統(tǒng)”、“基于Linux操作系統(tǒng)的視頻采集卡驅動程序設計”等等。
2.2.3加強實驗室管理與建設
實驗室的管理與建設關系到實驗教學質量的提高，所以我們首先加強了硬件實驗室建設。在學校的大力支持下，在原有的80臺微機，80臺清華大學計算機組成原理實驗儀，各40臺16位和32位唐都西安電子微機接口實驗儀，20臺華中科技大學ARM嵌入式系統(tǒng)實驗儀的基礎上，又新增加了高檔微機40臺，“MFID－USB多功能微機原理與接口實驗平臺”10臺，“MFPT多功能微機接口實訓平臺”20臺，“MF－PCC計算機組成原理教學實驗系統(tǒng)”10臺，“ARM10嵌入式教學實驗系統(tǒng)”50臺，實驗環(huán)境的改善為硬件實驗提供了有力的保障。
在實驗管理方面也制定出了一套較為完整的管理制度和崗位責任制度。包括“實驗室管理規(guī)定”、“實驗室工作人員崗位責任”、“實驗室安全制度”、“學生實驗守則”等。通過這些制度的切實貫徹執(zhí)行，使每位實驗教師都明確自己的職責，并且將實驗室繁雜的各項工作，如實驗的準備，儀器的維護、維修、管理，實驗教學方法的研究，硬件設備的改進，軟件的開發(fā)及實驗內容的改革等都與本職工作量掛鉤，以充分發(fā)揮大家的積極性。同時也使大部分學生對實驗更加重視，對實驗設備更加愛護和了解。
同時，在課外實驗時間上我們也予以保證，走開放性的實驗室管理制度，計算機硬件實驗室全天除正常的教學外，其余時間全部免費向學生開放，這給師生提供了極大的方便，便于學生集中進行實驗或設計，保障學生有“練武的平臺”。
3改革考核方法
考試是教學評價的重要手段，不同的考試內容、考試題型、考試方式，對學生的學習積極性和創(chuàng)造性有很大的影響，也是老師和學生都比較關心的問題。那具體怎樣考試，考試的比例如何分配，老師并沒有決定的權力，應根據(jù)不同的課程來定。根據(jù)硬件課程的特點，若以實驗占一定比例，再以書面考試對基本知識、基本理論進行考核是最為理想的方式，但比例上應有所不同。以“計算機組成原理”為例，因其理論性較強，還是考研科目，所以應以書面考試的比例為主，適當加入實驗考核的比例；對于“微機原理與匯編語言”或者“嵌入式體系結構”等偏重于實踐應用的課，實驗和理論考試的比例就基本上應當是1:1了；而對于“嵌入式開發(fā)與應用”等足屬于應用性的課程，就應以平時做實驗和最后的設計為主來進行考核了。即在考核上要改變傳統(tǒng)單純地靠答卷考試的模式，而采用 “綜合化”的考核方法，課程最后總分成績的考核包含多個方面，具體為：平時學習表現(xiàn)(指考勤、提問和課外作業(yè))，實驗(指實驗考勤、課內外的實驗報告、程序設計與調試過程、實驗結果演示)，最后卷面成績等，各部分的比例分配應根據(jù)各門課程而定。
這樣，對實踐性強的硬件課程來說，可從思想深處克服學生重理論輕實踐的現(xiàn)象，也只有將實驗成績作為學生考試成績的一部分才能真正有效地提高學生實驗的積極性，對學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有著積極的推動作用，能真正掌握學生學習知識的全面情況。
4結束語
課內外一體化教學學習空間大，彈性強，能讓學生在理想的環(huán)境與氛圍中擔任不同角色，大大調動了學生學習的興趣和積極性，使學生變被動學習為主動參與，在參與過程中使學生樹立起了終身學習制，對學生的創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)具有顯著的作用。課內外一體化教學模式的改革和實踐，是我們在計算機硬件教學改革進程中的一個階段性成果，有待進一步探討和完善，希望有關專家和同行能提出寶貴的意見。
參考文獻
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第8篇：計算機硬件的概念范文
一、計算機組裝與維修在教學上存在的主要問題
由于計算機組裝與維修相對于軟件來說，教學知識概念比較抽象，不動手操作很難讓學生理解，這就導致了當前學生們普遍的“喜軟件、怕硬件”的情緒。同時，由于許多軟件教學課程實踐中并沒有和硬件產生必要的聯(lián)系，這讓一些計算機專業(yè)學生產生輕視硬件組裝課程學習。在計算機硬件組裝與維修的教學實踐中，很大程度的受到課時因素、場地因素、資金因素等多種因素的制約，把本應在探索和實踐中進行理解和消化的教學內容，局限在書本上的講解，這樣生硬的、傳統(tǒng)的教學方式不符合學生的認識規(guī)律，也不容易調動學生的主動學習意識，這些就是當前計算機硬件組裝教學所面臨的最嚴重的問題。
二、計算機硬件組裝與維修教學的原則
（一）充分運用項目教學法
在教學中，根據(jù)社會的實際需求，主要采用項目教學來構建教學模式。所謂的項目教學法是基于學生的自主性、探索性學習為基礎，采用類似科學研究及實踐的方法，促進學生主動發(fā)展的一種新型的教學方法。在教學活動中，教師需要解決的問題或需要完成的任務以項目的形式交給學生，在老師的引導下，以團隊合作的方式，按照實際工作由學生完成項目、制定計劃，或分工完成整個項目。在項目教學和學習過程中，注重的不是最終結果，而是學生在項目實踐過程中，理解和把握課程要求的知識和技能，體驗創(chuàng)新的艱辛與樂趣，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力及團隊精神和合作能力等。
（二）將理論和實踐操作進行有機結合
學生系統(tǒng)地學習相關知識，必須及時復習和做習題，了解自己還有其他不懂或不明白的問題等，然后通過回答問題來解決。同時，老師要進行歸納總結，把知識系統(tǒng)化。學生也可通過電話等方式得到老師與同學的幫助。這樣，學生所學知識才會融會貫通。因為將理論和實踐操作進行有機結合是以計算機科技發(fā)展為基礎進行硬件組裝教學的首要原則。
（三）靈活應用多媒體手段，激發(fā)學生主動學習欲望
孔子說過：“知之者不如好知者，好知者不如樂知者”。學習興趣是學生學習積極性的核心因素?？梢?，正如人們常說的，興趣是一個人的最好老師，它引導著人們走向成功。學生好奇心強，求知欲強。多媒體計算機以特有的感染力，通過聲情并茂的文字、圖像、聲音、動畫等形式對學生形成刺激，吸引學生的注意力，喚起學生的學習興趣，進而使他們主動參與到學習中去。
（四）盡多的安排實訓課時
計算機硬件組裝與維修教學的內容知識、方法步驟都能死記硬背而記牢，但當進行實際操作時往往就變得不著頭緒，不能很好地把學到的理論知識結合到實踐中去。依據(jù)學生職業(yè)能力培養(yǎng)的基本要求，以真實工作任務為依據(jù)整合教學內容。教、學、做相結合，理論與實踐一體化。不斷增設大量的實踐教學環(huán)節(jié)，校內實訓與校外社會實踐相結合。因此，要盡學校最大的努力多安排計算機硬件組裝與維修的實訓課程，這樣在學生鞏固所學理論知識的同時還大大提高了學生的動手能力、實踐能力，為以后就業(yè)工作實踐打下了堅實的基礎。
三、完善考核體系
在傳統(tǒng)的計算機硬件組裝考核中，學生的成績基本都是由實踐操作報告來進行分數(shù)評定的，這樣得出的分數(shù)與該學生的實際操作能力有很大出入。在計算機組裝與維修實操課中，過程性測試以完成實際操作項目為考核內容，根據(jù)學校的教學情況合理的安排項目分數(shù)，關注學生的知識復憶能力。老師還可以把紀律、學習主動性、回答問題情況、衛(wèi)生、出勤等作為考核，同時，還能培養(yǎng)學生嚴謹?shù)摹⒁唤z不茍的科學實驗作風。
四、建立虛擬計算機實驗室
計算機硬件組裝與維修除了課堂理論教學，還有大量的實驗教學，實驗教學是教學活動的重要環(huán)節(jié)，實驗教學和課堂理論教學相輔相成。實驗室主要對課程的理論作出科學驗證或展開演繹，讓學生加深對理論的認識，由于在實驗教學中設備容易在操作中損壞，在不同程度上影響到學生動手能力的培養(yǎng)。因此，虛擬的計算機硬件設備解決了這些問題，虛擬的設備是不會有磨損和消耗的，這樣極大地方便了學生。在學習硬件維修中不擔心自己損壞硬件設備了，可以放心大膽的練習計算機硬件維修技術。
第9篇：計算機硬件的概念范文
關鍵詞：計算機教學；操作要求；計算機課堂
目前在我國各個階段都已經(jīng)開展了計算機的教學，然而在計算機的教學中存在的問題很多，很多學生對于計算機課程的態(tài)度也發(fā)生了改變，眾多的不利于學生學習計算機課程因素都與教師的教學方法有個直接的關系，計算機課程是一門對于實際操作要求非常高的課程，所以教師應該如何在課堂上進行操作就顯得非常重要，計算機教師在課堂上對學生的引導方式和對計算機的使用方式會給學生帶來很大的影響，所以在計算機的教學中教師的實際操作非常重要，應該不斷的改善優(yōu)化。
1. 計算機教學現(xiàn)狀
計算機硬件實驗教學是計算機學科中的一門核心的基礎課程，在我國的整體計算機軟硬件課程中起著支撐的作用，可以幫助學生理解一些計算機的硬件系統(tǒng)組成以及工作原理，從而不斷培養(yǎng)學生對計算機硬件結構的分析和設計開發(fā)能力。
目前計算機教學模式主要以教師灌輸為主，學生缺乏足夠的批判性和創(chuàng)新思維，而且實踐經(jīng)驗較少，很難將課堂所學理論知識運用到實踐中去。例如在計算機組成這樣的教學中，課堂上簡單起見我們采用的教學模型主要是以16位機為主，而我們生產和生活實踐中以32位機為主，現(xiàn)在64位技術也在不斷的普及，所以對于教學問題的分析要更加的全面。另外，計算機硬件教學所選用的教材必須既要能講述清楚一些重要概念、原理、結構，而且必須脫離具體機型，可以讓學生了解一般計算機的系統(tǒng)結構。
隨著信息時代的到來，我們的各種觀念都在發(fā)生巨大的轉變，因此計算機教學觀念也要發(fā)生相應的變化，必須改變傳統(tǒng)的以教師為主導的課堂，充分發(fā)揮學生的主體地位。另外要加強實驗在教學中的重要性，將一些抽象、難懂的概念與學生日常生活中較為熟悉的事件或食物進行類比，給予學生充分的思考時間，充分調動學生的積極性。
由于計算機硬件教學的實踐性很強，因此必須加強實驗教學的重要性，而且實驗教學的質量高低直接關系到學生的動手能力的提高，關系到學生是否能夠培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力，對于學生的分析、解決問題以及獨立工作能力的提高都有著十分重要的作用。因此在基礎教學的基礎上，我們應該將理論教學與實驗教學兩手抓，兩手都要硬，適當增加實驗教學的課時數(shù)，而且要構建全新的實驗體系，將實驗分為：基礎性實驗、綜合性實驗、研究性實驗三個層次。在實驗的設計上，可以將開放式實驗與封閉式實驗相結合，讓學生可以根據(jù)自己所學的專業(yè)知識對一些實驗進行自主的設計，從而學以致用，將自己所學與實踐相結合，不斷培養(yǎng)自己的綜合技能，提高自身動手和創(chuàng)新能力。
基礎實驗是針對一些基本操作的理論課程，主要是各個課程的分解部分，操作中可能會解決一些小的問題，但是不能獨自完成大的操作要求。綜合性實驗是實用性操作，在實驗中注重的是各個基礎性實驗的結合，綜合來完成大的任務。研究性實驗是更為深層次的實驗，主要是對于原理的研究，對于源程序的開發(fā)等。
2. 加強教師課堂操作的措施
計算機硬件實驗教學的質量對教學實驗設備的依賴性非常強，因此要想提高教學的質量必須不斷改善教學設備的性能和數(shù)量，從而改善實驗環(huán)境，達到提高教學質量的目的。目前中職學校中實驗設備和師資力量不足，也就使學生無法充分接觸到一些設備，有的甚至是三四個人合用一臺，因此實驗教學無法取得預期的效果，為了能讓學生親身實踐體驗實驗，我們采取分批上課的方法來解決這個困難，即一個實驗分成8～10批,確保一個學生一臺設備,同時將學生與設備編號對應.這樣學生能有足夠的時間完成實驗內容，而且能夠獨立冷靜地去面對解決試驗中遇到的問題。教師在實驗課程中也能夠更好輔導學生,學生與設備配對后,更能保留學生的實驗結果，發(fā)現(xiàn)學生的不足和優(yōu)點，同時為實驗設備的管理也提供了方便.不過這種教學方法也存在自己的問題，那就是對師資力量要求較高，上課的課時數(shù)也會增多。
計算機硬件實驗教學過程的構建是一個逐步建設的過程，從而加強對課程體系系統(tǒng)性和完整性的構建。在這個過程中，實驗教學的課程設置不應該間斷，相反應該不斷提高其難度，內容應該逐步遞進，從而可以達到硬件實踐訓練層次化、系統(tǒng)化的目的，并且不斷加強學生的硬件動手能力。實驗教學內容的改革主要可以分為4種：驗證型、設計型、綜合型以及探索型，這四部分內容的難易度由淺入深，貫穿于整個實驗課程中，一般實驗課程主要由50%的驗證實驗、20%的設計實驗、20%的綜合實驗、10%的探索實驗組成，從而形成了一個“驗證型-設計型-綜合型-探索型”的多層次實踐教學模式，其中驗證性實驗使為了加強學生的理論基礎知識，設計性實驗是讓學生了解一些基本的電路設計及其調試方法，綜合性實驗的是為了培養(yǎng)學生的一些綜合應用能力，提高他們分析問題和解決問題的能力，而探索型實驗的設置目的主要在于培養(yǎng)學生的自主能力，讓他們能夠獨立地設計一些課題，并且不斷查閱大量的資料，獨立地分析問題和解決問題，在這個過程中培養(yǎng)自身的創(chuàng)新能力，最終使得整個硬件實驗教學課程能夠達到整體性和系統(tǒng)性的統(tǒng)一。另外，驗證性課程的布置，教師可以根據(jù)學生的實際情況，設計一些預實驗方案，在課堂上，除了驗證教材上的一些實驗內容還可以驗證自己編寫設計的實驗方案，從而充分調動學生的積極性和主觀能動性。比如計算機硬件拆卸和組裝實驗,不僅要做實驗教學內容規(guī)定拆卸和組裝作的操作步驟、注意事項,還要求學生自己根據(jù)實踐操作去探索怎樣的拆卸和安裝操作更不會損壞硬件設備,尋找別的拆卸和組裝作的操作步驟、方法，從而加深對計算機整個硬件體系的理解?？傊?，加強學生自主的實踐過程可能會遇到一定的困難，但 是卻對學生形成一定的吸引力，只要學生持之以恒，就一定能夠充分地應付這些實驗操作，從而不斷提高自身的操作技能。
3. 從教學操作中拓展學生計算機學習的思路
學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要是在硬件實驗室中得到培養(yǎng)的，因此加強對實驗室的建設與管理可以幫助學生水平的提高以及學校聲望的不斷提高。要想提高實驗室的教學效果，有一個很關鍵的因素就是必須不斷加強對實驗資料的整理，主要是一些實驗教學資料以及設備檔案的整理。
每門硬件實驗課程都要結合理論課程認真組織研究，以基本原理為基礎進行實驗設計,同時對基本原理進行擴充和結合,從而設計出一套由淺入深的綜合性、設計性實驗教學體系,結合一系列教學資料進行修改，例如相應的實驗教學講義、實驗教案、參考實驗報告等，最終形成一套讓學生認可的實驗資料。
硬件實驗室的開放可以不斷加大學生接觸設備的幾率，提高學生的實踐機會。由于硬件實驗課程相對來說比較復雜，學生無法單純地依據(jù)教學大綱去真正理解和獨立完成實驗的內容，因此要求實驗室簡單的開放必須靈活，讓學生可以有選擇、有計劃地去安排自己的實驗，從而提高自身的主動性。另外，硬件課程相對來說也是比較抽象的，讓學生多加接觸實驗設備有助于學生更直觀地去理解和掌握一些硬件的原理和構成，而且還能夠根據(jù)自己的興趣愛好，自主地設計一些課程以外的實驗內容，從而不斷提升實驗的效果。例如,我們設立數(shù)字電路、計算機組成原理和微機接口等開放實驗室,對學生做到實驗設備開放、元器件開放.這樣吸引學生參與實踐,學生均表現(xiàn)出較強的學習興趣和創(chuàng)造能力,取得良好的教學效果。
為了不斷提高中職學生的創(chuàng)新精神、實踐能力以及面對就業(yè)競爭壓力，我們必須加大對中職學生的項目設計和創(chuàng)業(yè)的支持力度。在一項調查統(tǒng)計中我們發(fā)現(xiàn)，有將近20%的中職學生有很明顯地項目設計的欲望，教師針對這種情況必須給予不同程度的支持和鼓勵，給學生提供機會，讓他們參與到教師的可養(yǎng)活動中去，從而不斷提高自身的項目設計和創(chuàng)新能力。讓學生參加這些項目設計創(chuàng)新活動，不僅可以幫助他們不斷鞏固自己的所學理論知識，而且可以不斷激發(fā)學生的項目開發(fā)能力，不斷發(fā)掘學生的潛能，培養(yǎng)他們的興趣，發(fā)揮主觀能動性。當然，由于學生的時間、精力和經(jīng)驗都比較少,失敗也很常見,既使有些實驗項目無法達到預期的效果，但是只要學生在試驗中能夠學習到一些知識，并且分析問題和解決問題的能力得到提高，那么實驗的目的就算已經(jīng)達到了。我們經(jīng)常就不同的設計項目成立不同的學生研發(fā)小組,集中對于失敗的實例進行講解、分析和討論,重新設計,探索新實驗方案.對于成功的實例也要進行討論,進一步修改完善,以期待達到最佳效果.通過這一措施促進了個性發(fā)展,為學生營造一個活潑主動、開放交流的學習環(huán)境和氛圍,創(chuàng)造一個具有項目設計能力、創(chuàng)新意識的發(fā)展平臺。
計算機教學要避免以往的那種松散的教學形式，教師通過課堂上一些具體的操作來實現(xiàn)對學生的引導和管理，這種引導要通過正確的實際操作來完成，讓學生積極的融入到課程的教學操作中來，而不是去做一些無關的事情，在這方面還需要計算機教師做出更大的投入。
參考文獻：
[1]韓錫斌,程建鋼;構建大學網(wǎng)絡教學環(huán)境的兩個主要問題[J];中國遠程教育;2005年04期
