北航計(jì)組課程設(shè)計(jì)

北航計(jì)組課程設(shè)計(jì)一、課程目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：

1.理解計(jì)算機(jī)組成原理，掌握計(jì)算機(jī)硬件的基本結(jié)構(gòu)和功能。

2.學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)指令集，掌握指令的執(zhí)行過(guò)程和尋址方式。

3.了解計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)體系，掌握內(nèi)存管理的基本方法。

4.掌握輸入輸出系統(tǒng)的原理和性能評(píng)估。

技能目標(biāo)：

1.能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。

2.能夠分析并優(yōu)化計(jì)算機(jī)指令執(zhí)行效率。

3.能夠運(yùn)用存儲(chǔ)管理技術(shù)進(jìn)行內(nèi)存分配和回收。

4.能夠評(píng)估輸入輸出系統(tǒng)的性能，并提出改進(jìn)方案。

情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：

1.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，提高溝通與協(xié)作能力。

2.增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)術(shù)素養(yǎng)。

4.增強(qiáng)學(xué)生對(duì)我國(guó)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的了解，激發(fā)愛(ài)國(guó)主義情懷。

課程性質(zhì)：本課程為計(jì)算機(jī)組成原理與設(shè)計(jì)相關(guān)課程，旨在幫助學(xué)生建立扎實(shí)的計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)，提高實(shí)際設(shè)計(jì)和分析能力。

學(xué)生特點(diǎn)：北航學(xué)生具備較好的邏輯思維能力和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，對(duì)計(jì)算機(jī)硬件有一定了解，但實(shí)踐能力有待提高。

教學(xué)要求：結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)和課程性質(zhì)，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)動(dòng)手實(shí)踐，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)課程目標(biāo)分解，確保學(xué)生能夠達(dá)到預(yù)期學(xué)習(xí)成果，為后續(xù)教學(xué)和評(píng)估提供依據(jù)。

二、教學(xué)內(nèi)容

1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

-計(jì)算機(jī)發(fā)展史

-計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

-計(jì)算機(jī)硬件基本組成

2.計(jì)算機(jī)組成原理

-CPU結(jié)構(gòu)和工作原理

-存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)及類型

-I/O系統(tǒng)基本原理

3.指令集體系結(jié)構(gòu)

-指令格式與編碼

-尋址方式

-指令執(zhí)行過(guò)程

4.存儲(chǔ)體系

-內(nèi)存管理技術(shù)

-虛擬存儲(chǔ)器原理

-頁(yè)式和段式存儲(chǔ)管理

5.輸入輸出系統(tǒng)

-I/O設(shè)備及其性能評(píng)估

-I/O接口與數(shù)據(jù)傳輸

-中斷與DMA傳輸

6.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能分析

-性能指標(biāo)與評(píng)估方法

-CPU性能優(yōu)化

-存儲(chǔ)器與I/O系統(tǒng)性能優(yōu)化

教學(xué)內(nèi)容安排與進(jìn)度：

第1周：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

第2-3周：計(jì)算機(jī)組成原理

第4-5周：指令集體系結(jié)構(gòu)

第6-7周：存儲(chǔ)體系

第8-9周：輸入輸出系統(tǒng)

第10周：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能分析

三、教學(xué)方法

本課程采用以下教學(xué)方法，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果：

1.講授法：通過(guò)教師系統(tǒng)的講解，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)組成原理的基本知識(shí)和概念。針對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，采用生動(dòng)的語(yǔ)言和形象的比喻，幫助學(xué)生理解和記憶。

2.討論法：針對(duì)課程中的熱點(diǎn)問(wèn)題和有爭(zhēng)議的觀點(diǎn)，組織學(xué)生進(jìn)行課堂討論。鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的看法，培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力和創(chuàng)新意識(shí)。

3.案例分析法：挑選具有代表性的計(jì)算機(jī)硬件案例，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論，從而提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

4.實(shí)驗(yàn)法：結(jié)合課程內(nèi)容，安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生深入理解計(jì)算機(jī)硬件的工作原理，提高實(shí)際操作能力。

5.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法：將課程內(nèi)容分解為若干個(gè)具體任務(wù)，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中，自主學(xué)習(xí)和合作交流，提高解決問(wèn)題的能力。

6.課后作業(yè)與練習(xí)：布置適量的課后作業(yè)和練習(xí)，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，提高運(yùn)用能力。

7.翻轉(zhuǎn)課堂：鼓勵(lì)學(xué)生課前預(yù)習(xí)，課堂上進(jìn)行討論、實(shí)踐和問(wèn)題解決。提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和課堂參與度。

8.模擬教學(xué)：利用計(jì)算機(jī)模擬軟件，模擬計(jì)算機(jī)硬件的運(yùn)行過(guò)程，幫助學(xué)生直觀地理解抽象的概念。

教學(xué)方法實(shí)施策略：

1.針對(duì)不同教學(xué)內(nèi)容，靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。

2.結(jié)合學(xué)生特點(diǎn)，調(diào)整教學(xué)方法和進(jìn)度，確保學(xué)生能夠充分理解和掌握知識(shí)。

3.重視課堂互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)、發(fā)言，提高學(xué)生的課堂參與度。

4.定期進(jìn)行教學(xué)反饋，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，調(diào)整教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。

四、教學(xué)評(píng)估

教學(xué)評(píng)估采用多元化方式，確保評(píng)估的客觀性、公正性和全面性，具體包括以下方面：

1.平時(shí)表現(xiàn)評(píng)估：

-課堂出勤：評(píng)估學(xué)生按時(shí)參加課堂的情況，占總評(píng)的10%。

-課堂表現(xiàn)：評(píng)估學(xué)生在課堂上的發(fā)言、提問(wèn)、討論等參與程度，占總評(píng)的10%。

-小組討論：評(píng)估學(xué)生在小組合作中的表現(xiàn)，如合作態(tài)度、貢獻(xiàn)度等，占總評(píng)的10%。

2.作業(yè)評(píng)估：

-課后作業(yè)：評(píng)估學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的鞏固程度，以及運(yùn)用能力，占總評(píng)的20%。

-實(shí)驗(yàn)報(bào)告：評(píng)估學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的觀察、分析和總結(jié)能力，占總評(píng)的20%。

3.考試評(píng)估：

-期中考試：評(píng)估學(xué)生對(duì)前半學(xué)期知識(shí)的掌握程度，占總評(píng)的20%。

-期末考試：全面評(píng)估學(xué)生對(duì)整個(gè)課程知識(shí)的掌握程度，占總評(píng)的20%。

4.案例分析與報(bào)告：

-學(xué)生需在課程中進(jìn)行至少一次案例分析，并以報(bào)告形式提交。評(píng)估學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，占總評(píng)的10%。

教學(xué)評(píng)估注意事項(xiàng)：

1.評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)明確，提前告知學(xué)生評(píng)估要求，使學(xué)生對(duì)評(píng)估有清晰的認(rèn)識(shí)。

2.評(píng)估過(guò)程中，教師應(yīng)保持公正、公平，給予學(xué)生客觀的評(píng)價(jià)。

3.定期反饋評(píng)估結(jié)果，指導(dǎo)學(xué)生查漏補(bǔ)缺，提高學(xué)習(xí)效果。

4.關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，鼓勵(lì)學(xué)生在原有基礎(chǔ)上取得進(jìn)步。

5.鼓勵(lì)學(xué)生參與評(píng)估，提高學(xué)生的自我評(píng)估和反思能力。

五、教學(xué)安排

1.教學(xué)進(jìn)度：

-本課程共計(jì)10周，每周2課時(shí)，共計(jì)20課時(shí)。

-每周安排一次課后的輔導(dǎo)時(shí)間，為期中、期末考試復(fù)習(xí)和答疑。

-實(shí)驗(yàn)課程穿插在理論課程中，共計(jì)4次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)2課時(shí)。

2.教學(xué)時(shí)間：

-理論課程：每周固定時(shí)間進(jìn)行，確保學(xué)生有足夠的時(shí)間預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。

-輔導(dǎo)時(shí)間：安排在學(xué)生課余時(shí)間，便于學(xué)生參加。

-實(shí)驗(yàn)課程：根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和條件，安排在理論課程相應(yīng)章節(jié)之后。

3.教學(xué)地點(diǎn)：

-理論課程：安排在學(xué)校多媒體教室，便于使用教學(xué)資源和展示案例。

-實(shí)驗(yàn)課程：安排在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，確保學(xué)生能夠?qū)嶋H操作。

教學(xué)安排注意事項(xiàng)：

1.考慮學(xué)生的作息時(shí)間，避免安排在學(xué)生疲憊或課余時(shí)間緊張的階段。

2.結(jié)合學(xué)生的興趣愛(ài)好，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)案例和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.確保實(shí)驗(yàn)課程與理論課程緊密結(jié)合