2023年計算機硬件技術基礎【五篇】

當今社會對于熟練掌握計算機應用能力的復合型人才的需求日趨旺盛,熟練掌握計算機的通才極為緊缺。為滿足社會的需要,培養出適應新世紀我國現代化建設需要的具有創新精神、實踐能力和創業精神的高素質人才,在高等院下面是小編為大家整理的2023年計算機硬件技術基礎【五篇】,供大家參考。

計算機硬件技術基礎范文第1篇

關鍵詞:教學改革;案例教學;硬件基礎

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

1引言

當今社會對于熟練掌握計算機應用能力的復合型人才的需求日趨旺盛,熟練掌握計算機的通才極為緊缺。為滿足社會的需要,培養出適應新世紀我國現代化建設需要的具有創新精神、實踐能力和創業精神的高素質人才,在高等院校加強學生掌握計算機理論知識和實際應用能力的培養勢在必行。

基于通識教育的大類培養,實施精英教育是大連理工大學提出的教學改革指導方針?！坝嬎銠C硬件技術基礎”課程是培養學生利用計算機從事科學研究和科技開發工作的技術基礎課程。1997年教育部高教司頒發“加強非計算機專業計算機基礎教學工作的幾點意見”以來,我校便開始執行計算機基礎教學三個層次的課程體系,“計算機硬件技術基礎”課程成為面向全校非電類專業開設的第二層次計算機技術基礎類課程之一。2003年教育部計算機科學與技術專業教學指導分委員會又下發“關于進一步加強高等學校計算機基礎教育教學的意見”(以下簡稱“意見”),把“計算機硬件技術基礎”列為重點核心課程,并提出了教學基本要求。

“計算機硬件技術基礎”是大連理工大學非電類理工科專業技術基礎限選課程。本課程是一門面向應用的、實踐性和綜合性的通識教育課程。本課程主要講授計算機硬件的基礎理論、基本技術和方法,教學目的是培養學生應用計算機硬件技術知識解決本專業及相關領域中問題的能力,使其能成為具有較強實際動手能力和科研開發能力的應用復合型人才。培養學生利用軟硬件相結合的方法分析解決本專業領域的思維方式,從而為學生進一步學習計算機的后續課程,學習和應用相關方面的新知識、新技術打下必要的基礎。

2立足創新能力培養,構建“硬件”教學課程體系

“計算機硬件技術基礎”作為非電類專業的計算機技術基礎類核心課程之一,其教學改革應符合精英人才培養這一目標?！坝嬎銠C硬件技術基礎”課程包含了眾多的計算機硬件基礎知識、基本理論和基本方法,而且具有很強的系統性和實踐性。該課程對于強調培養學生的實際動手能力、工程實踐能力、開發創新能力具有特別重要的意義。任課教師不能只“教”計算機的硬件知識,還應特別重視培養學生的創新能力。課程組的任課教師根據這一思路,充分借鑒了國內外相關高校成功的教學實踐經驗,設計了以基于通識教育的精英人才培養模式為導向的“計算機硬件技術基礎”課程體系。從教材建設、教學內容、授課方式、實踐環節、考核體系等方面全方位構建計算機硬件基礎教學體系。經過近四年來的教學實踐,該門課程取得了良好的教學成果,獲得了學生的好評。

3重視教材建設和教學內容的及時更新

根據高等學校非計算機專業計算機基礎課程教學指導分委會2003年提出的指導意見中的教材建設要求,對于典型核心課程的教材,要強調教材的基礎性和系統性,突出基本概念、基本技術與方法的講解。要使教材能反映計算機技術的新發展,特別是對于教材中一些技術性、應用性的內容更應如此,要讓學生能學到一些先進的開發工具和開發方法。要編寫一些具有專業特色的計算機教材。教材內容不是一般性地講解計算機的技術與方法,而是將它們與專業應用有機結合。要重視案例課程的教材研究,教材從內容到結構要能反映案例課程的特點。

根據“意見”精神,課程組的任課教師編撰了高等教育出版社最新出版的“十一五”規劃教材《微型計算機硬件技術》,以目前在計算機領域中占主導地位的80x86系列微機為例,系統地介紹了計算機的硬件技術基礎知識,并通過對計算機中相關先進技術的介紹,體現出計算機及其應用技術發展的最新水平與趨勢。

結合教材內容,重新調整了教學大綱和教學內容,學時安排參見表1,教學學時為32學時。

“計算機硬件技術基礎”課程內容涉及常用邏輯元器件、CPU、指令系統、內存儲器、外存儲器、輸入輸出接口、常用外部設備和計算機網絡等諸多內容,較為繁雜,課程組的任課教師本著少而精、知識面寬、知識新等原則,刪繁就簡,一是適時修改教學大綱,使之盡量符合新的學科技術及應用發展現狀;二是體現在每次具體講課內容中,可及時傳遞一些新的學科技術及應用信息,強調加強計算機硬件的基礎知識、基本思想、基本方法和基本技能的培養。在保持課程內容系統性的前提下,主要選用和總結具有一般性、普遍性意義的內容。并在今后的課程講授中,實時追蹤最新計算機發展技術,及時補充到課堂教學中。

4啟發式的案例教學方法

計算機硬件課程的特點是包括多門計算機相關課程,體系龐大,內容繁雜,而且大部分知識枯燥抽象,晦澀難懂。計算機硬件的工作原理與人的思維和行為方式“格格不入”,學生對抽象的指令和復雜的硬件電路很不適應。如果教學方法不合理,學生往往因為感覺太難而產生抵觸心理,從而導致教學效果不理想。因此課程組在授課環節的設計上,圍繞以學生為本、培養學生的創新能力這一教學目標,以是否符合創新能力的培養目標作為教學方法的設計依據。實踐表明,采用循序漸進、深入淺出、突出重點的啟發式方法授課,配合精心選擇的各種工程實際案例有助于教學效果的提高。

用淺顯易懂、循序漸進、逐步深入的方式介紹課程內容,幫助學生對課程產生學習興趣,避免一開始就介紹過多的專業術語和細節。在每一堂課的設計上都有一個重點主題,課堂內容圍繞這個重點展開,而不是一味按照講義的章節順序進行。例如在介紹計算機各個部件的工作原理時,以人體為例對比介紹,CPU的作用相當于人類的大腦,指揮身體各個器官協調工作,鍵盤、鼠標等輸入設備相當于人們的耳、鼻、喉、眼等感知器官,顯示器和打印機等輸出設備相當于人類的嘴、手、腳等等,既避免了枯燥的講解,又加深了學生的印象,激發了學生的學習興趣。

精心選取和策劃教學案例,案例是為知識服務的,所講的案例一定要緊緊圍繞相關知識,切不可偏離主題。具體講授時可以步步導入,由淺入深;也可互相穿插,講述理論知識時引入案例分析,分析案例的過程中又回到對理論知識的進一步探討。整個過程中要注重與學生的互動,提出精心準備的各種問題給學生,讓他們思考解決問題的辦法,教師可以進行適當的啟發和提示,這樣學生對知識在實例中的應用會有更切身的體會,這種體會還可以進一步反作用于知識,使其對知識的理解和認識更進一層。比如在講授邏輯電路時,結合三人表決電路的設計,從實際出發,重點介紹邏輯電路的設計和優化,這樣講授要比按照教材逐一介紹各種邏輯電路的效果好得多。又比如在介紹串行接口的介紹,避免對接口原理的枯燥講解,引入計算機監控系統的實例,介紹RS232在計算機監控系統中的應用方法,進而引申出在工程中廣泛應用的RS422和RS485接口,極大地調動了學生的學習興趣,形成了研究型學習氛圍。課程組的老師在授課過程中注重對課程內容學習方法的介紹,引導和啟發學生掌握分析問題的方法,從而做到融會貫通、舉一反三。

5重視實踐環節

鑒于上機實踐實習在計算機硬件基礎教學中的重要性,任課教師編寫了《計算機硬件基礎》上機實驗配套教材,合理組織實驗教學內容。

實踐能力和創新能力是素質教育的重要組成部分,是由被動學習轉為主動學習的必由之路。在“計算機硬件技術基礎”課程中,動手能力的培養尤為重要。因此在實驗教學方式上,要有意識地增加學生自主思考、獨立動手的機會,培養他們的獨立創造能力;在實驗內容上,根據不同專業需求,分別開設計算機硬件拆裝實驗和微機接口實驗兩部分。

計算機硬件拆裝實驗內容:為每個學生提供一套微型計算機,要求學生認知計算機各個主要硬件、獨立完成組裝計算機、安裝操作系統、驅動程序和應用軟件,獨立完成計算機網絡的配置操作。課后要求每個學生寫出完整的實驗報告,要求記錄CPU型號和主頻,主板外頻和倍頻的設置方法,各種板卡的型號,各種外設的品牌型號。除了上述實驗報告以外,還要求學生根據電腦市場的商情和學生本人的實際需求,寫出一份虛擬裝機報告。該實驗適用于數學學院、物理學院、力學系、化工學院、材料學院、船舶學院、環境生命學院和管理學院等。表2為該實驗內容及學時(12學時)安排。

微機接口實驗內容:為每個學生提供一套綜合實驗儀器設備,完成A/D和D/A轉換實驗,I/O接口設計等(4學時)。著重培養學生應用典型可編程接口芯片和數字電子技術進行綜合設計能力。為培養學生主動學習的意識,加強了要求提前預習實驗的環節,以使學生不盲目地僅為完成實驗內容而做實驗,而是要求他們做完實驗后有一定的收獲,得到一定的能力訓練。要求學生獨立完成實驗,最后給出具有一定見解的實驗報告。盡可能發揮學生的獨立思考能力和主觀能動性,以培養學生的實際動手能力和創新能力,倡導學生自主學習和獨立探索。該實驗適用于土木學院、動力系和化機系等。

6改革考試評價體系

根據本課程的特點,要求學生理解本課程的基本原理外,著重考核學生分析和解決問題的能力,引導學生不僅關注課本知識,還要關注本學科的最新技術的發展趨勢。

改革了傳統的“一紙定終身”的考評模式,學生的最后成績由基礎理論成績、實驗成績和平時成績三部分綜合評定得出,其中基礎理論部分的考核采用上機考試,機考成績占總成績的60%,實驗成績占總成績的20%,并結合學生在實驗過程中的主動性、動手能力、分析和解決問題的能力給出實驗成績。任課教師根據平時出勤情況、平時作業、課堂提問以及課堂討論等平時學習的積極性、主動性給出平時成績,平時成績占總成績的20%。

嚴肅考場紀律,杜絕學生作弊思想的滋生,課程組老師建立數量龐大、范圍廣泛的試題庫,并隨時補充新的題目加入試題庫。課程組的任課教師開發了計算機硬件考試系統,并按遺傳算法隨機組卷,學生上機答題,避免了雷同的試卷,杜絕了相互抄襲的現象。上機考試的評閱則采取學生考試結束后當場打分,整個考評過程透明公正。此外,課程組還建立了考試結果分析制度,以指導命題和改進教學。

7結束語

“計算機硬件技術基礎”課程改革從2006年秋季開始進行,從各學期學生的教學評估情況看,多為“理論聯系實際”、“講解方式淺顯易懂”、“考核方式新穎”、 “這門課程很有趣”等正面評價。從學生的認可度來看“計算機硬件技術基礎”課程的改革是比較成功的,符合人才培養的目標,有利于培養學生的研究創新能力。經過課程組教師的長期努力建設,2008年該門課程獲得遼寧省精品課程立項,現正在建設當中。

構建合理的計算機硬件基礎課程體系,對培養學生良好的計算機硬件基礎,提高學生在本專業領域綜合應用計算機的能力至關重要。通過計算機硬件系列課程體系建設及系列課程的教學改革實踐,完善了課程體系,改革了各個教學環節,在教學大綱、教學內容、教學手段、考核環節和實驗教學等方面做了許多工作。近年來,隨著中小學信息技術課程的普及,大學生的計算機應用水平得到了很大的提升,尤其是從大中城市報考來的大學生已經具備了相當不錯的計算機水平,這些學生已經不滿足于有限的課堂講授,為滿足學生自主學習的需要,課程組的教師正在努力建設基于因特網的教學資源庫,整合國內外優秀的教學資源。隨著計算機技術的不斷發展,計算機硬件課程建設和教學改革是一項長期的工作,更需要堅持不懈的長期努力。

參考文獻:

[1] 教育部計算機科學與技術專業教學指導分委員會.關于進一步加強高等學校計算機基礎教學的意見[J].中國大學教學, 2005(5):11-18.

[2] 鄒逢興.關于創新“計算機硬件技術基礎”課程教學的實踐和思考[J].計算機教育,2004(2):81-84.

計算機硬件技術基礎范文第2篇

【摘 要】隨著計算機應用技術的不斷發展，對于作為底層系統的硬件，也提出了更高的要求。本文針對計算機硬件系統的相關技術，進行了由淺入深的分析。

【關鍵詞】計算機應用技術；
硬件；
系統

【Abstract】With the continuous development of computer application technology ， it puts forward higher requirements for the underlying hardware of the system. It analyzes the relevant technology of the computer hardware system.

【Key words】Computer application technology；

Hardware；

System

1 計算機硬件簡介

計算機硬件是指計算機系統中由電子、機械和光電元件等組成的各種物理裝置的總稱。這些物理設備按系統結構的要求構成一個有機整體為計算機軟件的運行提供物質基礎。簡言之，計算機硬件的功能是輸入并存儲程序和數據，以及執行程序，把數據加工成可以利用的形式。從外觀上看，微機由主機箱和外部設備組成。主機箱內部主要包括：CPU、內存、主板、硬盤驅動器、光驅、各種擴展卡、連接線、電源等；
外部設備包括鼠標、鍵盤、顯示器、音箱等，這些設備通過接口和連接線與主機相連[1]。

2 計算機硬件技術

計算機硬件技術，是以計算機硬件系統結構和工作原理為核心，逐步掌握各個硬件模塊的原理與功能，從而能夠利用硬件技術進行系統開發。

3 計算機硬件技術的范疇

計算機硬件技術主要面向計算機軟方向專業開設，因此是一門綜合性的硬件技術課程，其范疇包括：計算機系統概述、電路元器件、計算機數制、常用邏輯部件、硬件結構及原理、指令與匯編語言、接口與外部系統、單片機系統[2]。

其中，對每個知識點都做了詳細的分析，以計算機組成為例，如下圖所示：

圖1 計算機硬件組成

圖中涵蓋了計算機五大硬件模塊：運算器、控制器、輸入設備、輸出設備和存儲器，箭頭表明了各種信息流向。圖中，我們首先要了解各個硬件模塊的功能，從而根據箭頭分析各種信息在硬件設備中如何傳遞。

4 硬件技術的核心

硬件技術的核心包括如下幾個方面：

（1）計算機硬件組成原理

計算機硬件組成原理為掌握硬件技術的基礎。

（2）微處理器

微處理器是計算機核心部件，主要包括運算器和控制器。微處理器技術，重點是對指令和指令系統的理解。

同一廠商會在一個處理器產品的基礎上不斷研發下一代新的兼容產品，而新一代處理器與前一代要實現指令兼容，即新一代指令系統包含前一代處理器的全部指令，同時可能增加新指令。而不同廠商之間也可能生產指令兼容的處理器產品。如何提高處理器性能，也是各個廠商爭先研究的對象，一般采取的技術包括：流水線、超標量、超線程、Cache、擴展指令集、多核心等。

（3）總線

總線就是嚴格定義的信號線集合，用于實現計算機各個部件之間信息傳輸的通道[3]?？偩€具備公共性、標準型和可擴展性等特征。通過總線可實現點對點連接或者多點連接。只能實現點對點連接的通道在概念上不是總線，習慣上也稱為總線。

在計算機中，總線一般分三種：數據總線（DB）、地址總線（AB）和控制總線（CB）。

DB：傳輸數據內容，與內存、I/O之間雙向傳輸；

AB：傳輸的存儲位置，如存儲器地址、端口地址等，與I/O接口或之間單向傳輸；

CB：傳輸各種控制信號，如存儲器讀/寫、端口讀/寫等，與I/O接口之間單向傳輸。

（4）接口

接口是用于完成計算機主機系統與外設之間的信息交換[4-5]。接口由接口硬件（接口電路、連接器、連接電纜等）和接口軟件（程序）組成。如下圖所示：

圖2 接口電路的構成

接口功能主要包括：數據傳送、數據緩沖、信號變換、中斷、差錯控制、高層通信協議、即插即用、電源管理、動態配置等。接口構成都是通過數據變換機制來完成。對接口的操作是程序對接口的訪問（讀/寫）的方式，不同接口電路支持不同的操作方式，常用方（下轉第324頁）（上接第128頁）式包括查詢、中斷和DMA控制方式。

5 計算機硬件技術總結

熟悉計算機硬件技術，目的是提高計算機應用能力。不僅僅要熟悉各個硬件模塊的功能，還需了解相關最新技術的發展趨勢及新標準，利用硬件性能測試方法，能解決在實際使用中出現的問題。

【參考文獻】

[1]李桂秋，宋維堂.計算機硬件技術基礎[M].高等教育出版社，2012：5-8.

[2]王福瑞.單片微機測控系統設計大全[M].北京：北京航空航天大學出版社，2000：57-61.

[3]周洪利，朱衛東，陳連坤.計算機硬件技術基礎[M].北京：清華大學出版社，2012：159-162.

計算機硬件技術基礎范文第3篇

關鍵詞：硬件課程；
內容銜接；
優化整合；
模塊化

1 背景

計算機技術的發展是以電子技術為基礎，以硬件技術為前提，這給計算機專業硬件系列基礎課程內容的教學提出了更新、更高的要求。高等院校已經普遍認識到計算機專業硬件課程教學的重要性。在教學過程中，教師采用各種方式進行相關課程的教學改革，更加注重課堂教學的效果，學生學習硬件知識的主動性比以前都有所提高，這個勢頭令人欣喜，但是師生們共同的付出與期望回報的目標相比，還相距甚遠。究其原因，課程之間內容的銜接和整體優化問題值得我們從事硬件系列基礎課程教學的同行們得以深思。

目前高校計算機專業硬件系列基礎課程主要包括：電子技術、數字邏輯、匯編語言程序設計、計算機組成原理、微機原理和接口技術等。這些課程雖然特點不同，各有側重，但它們不僅存在前后銜接的層次關系，而且存在相互滲透的交叉關系。在教學過程中，由于過分強調某一門課的完整性和獨立性，忽略了課程之間內容的銜接和整體優化[1]，這嚴重影響了硬件課程教學效果的提高和專業人才培養的質量，必須采取相應的措施扭轉這種傾向。近幾年，我們在教學過程中針對這些問題，采取了相應的對策，收到了非常好的教學效果。

1 計算機硬件系列基礎課程教學中存在的主要問題

1.1 課程間缺乏有機聯系，學生不能駕馭整個知識體系

高校計算機硬件系列基礎課程，學生要經過若干個學期學習，才能掌握其內容。硬件系列的每門課之間既相互聯系，又相互獨立，各自的內容也比較多，教師在教學過程中往往只注意到每門課的重點，而沒有關注各門課之間的聯系[2]。對于學生而言，對各門課的知識理解尚且不深，運用也不熟練，他們只能在每門課各自的范圍內看到一個個不太完整的計算機硬件系統的模型。有的課程理論性太強而顯得抽象，有的則是知識點太多而容易顧此失彼，這使得學生難以將幾門課程的內容相互融會貫通，無法全面了解計算機硬件系統的組成、結構及功能。

1.2 過分強調各門課的完整性和獨立性，部分內容交叉重復

計算機硬件系列課程從知識結構上看，它是構成計算機系統知識中物理結構及體系結構的完整的知識模塊，在教學過程中應該從全局考慮，將其作為一個整體統一安排，而目前計算機硬件系列基礎課程教學中，大多數教師存在過分強調每門課程的完整性和

獨立性，忽視了課程之間內容的銜接和知識的整體優化，導致有些教學內容重復，而有些應該講授的內容卻被忽略掉，導致教學效果不好。例如，在電子技術課程中花費大量的時間進行電路的化簡、計算，卻沒有時間來分析二極管、三極管的特性和A/D和D/A轉換的工作過程，而這些內容對計算機的后繼課程是相當的重要。又如，在匯編語言程序設計課程中，教師過分強調用匯編語言如何編寫復雜的循環、分支程序，如何用匯編語言來實現C中那些求最大公約數、最小公倍數以及排序、查找算法。而忽略了這門課程承擔著一個重要的任務，它是為計算機組成原理、微機原理與接口技術等課程的學習提供一些基礎知識，要讓同學們通過這門課的學習，建立起內存的空間概念，了解指令系統如何組成，只有掌握這些知識，后繼的課程學起來才能循序漸進。再如，像中斷系統和存儲器系統，在計算機組成原理、微機原理與接口技術、匯編語言程序設計等課程中都涉及到，而教師講解都不完整，學生在學習過程中既感覺重復，又似懂非懂。諸如此類的問題很多，在此不一一列出。

1.3 硬件師資力量薄弱

目前，高校相當一部分計算機硬件系列基礎課教師是從學校畢業直接進入高校教師隊伍，他們經歷讀碩或讀博的過程，本身接受的是精英教育，習慣從書本到書本，從理論到理論。工程實踐的經歷與經驗較少，教師本身對工程實踐經驗匱乏。例如，有些從事硬件教學的教師對硬件的時鐘、脈沖寬度、三態門、總線周期等基本概念及相互關系，并非全面、真正地掌握，這些直接影響硬件的課程教學，同時導致他們對教材的再處理能力下降。有的教師只能照本宣科，至于自己所講的內容在整個課程體系中到底占據什么樣的地位，有什么樣的作用，都不了解。另外，學生們當初對這些年輕的高學歷教師寄予厚望，實際的教學效果欠佳，嚴重影響了學生們的學習興趣，自然學習硬件的積極性就下降了。

2 解決問題的途徑

針對以上在硬件基礎系列課程教學過程中普通存在的問題，根據我們平時在教學中的經驗和體會，筆者提出以下幾點建議，旨在提高硬件基礎課程的教學質量，供同行們參考。

2.1 注重硬件課程之間的聯系，對硬件系列課程內容進行整體優化

如果能很好地解決硬件系列基礎課程內容之間銜接的問題，就可以提高授課效率，同時能改善教學效果。我們采取將相關性較強的課程組合在一起構成一些知識模塊，這樣能較好地解決課程內容整體優化問題。例如，將數字邏輯與電子技術合并(并非合成一門課)構成電子技術知識模塊，將相關課程的教師組織在一起進行討論，確立各門課的授課內容，構建知識的前后銜接，寫出相應的教學計劃和實踐教學環節大綱，這樣既可以使學生受到完整的電子技術綜合能力設計的訓練，又避免了某些內容重復講授。又如，將匯編語言程序設計、微機原理與接口技術及計算機組成原理合并構成計算機應用技術知識模塊，進行知識組合。匯編語言程序設計不再是一門獨立的學科，它是計算機組成原理和微機原理與接口技術等課程的先導課程，與其他課程有著密不可分的聯系，通過這三門課的教學，逐步揭示計算機硬件系統的基本工作過程。如果能從整體上把握教學，就可以讓學生了解硬件系統完整的工作原理，在基礎層次上徹底了解硬件系統。對于這幾門課程，主要整合方式有：

1) 把匯編語言程序設計和計算機組成原理結合，側重于計算機硬件的五大部件、尋址方式和指令系統的理論性教學[3]。這樣有利于把計算機組成原理中介紹的一般性的知識和具體的微機系統聯系起來，給學生打下牢固的理論基礎。

2) 把匯編語言程序設計和微機原理與接口技術相結合，側重于硬件編程能力的培養。這樣有利于學生透徹地了解微機系統，并具備扎實的硬件編程能力，有利于單片機和嵌入式等后繼相關課程的學習。

通過上述結合，對課程內容進行了精練，避免大量的內容重復，同時也解決了課時少和內容多之間的矛盾。

2.2 加強實踐教學，拓展學生的創新思維能力和動手能力

計算機硬件系列課程教學由于課時的限制，我們采取在實驗課上只安排一些重點實驗，部分容易操作的實驗由學生課后完成，實驗課后組織同學進行分組集中匯報。近兩年，我們將大二、大三的每個學期的最后一周安排成實踐周，進行一些綜合設計性訓練。例如，大二的第一學期，我們會在電子技術和數字邏輯課程結束后，提出一些選題，將學生分組，讓學生進行綜合設計。同學們看到自己設計的表決器電路、信號燈控制系統，在Verilog HDL中的仿真結果和實際系統完全一致，產生巨大的成就感。再如，在匯編語言程序設計和計算機組成原理完成后的實踐周里，我們的同學設計出了多條指令的微程序將其存到EPROM中，然后用匯編語言編寫相關的應用程序，調用自己編寫的微程序，看到預期的結果，他們終于明白了，為什么匯編中自己不能隨心所欲地造指令格式。這些都證明了實驗課和硬件理論課處于同等重要的地位。

學習之余，我們鼓勵學生積極參加第二課堂的學習活動，組織電子設計競賽課外活動小組，鼓勵學生積極參加各種競賽，接收本科生參與教師的科研課題，如暑期創新實驗等。在近幾年的電子設計大賽中，學生也收獲了不少獎項。2011年10月，在安徽省“煒煌杯”大學生單片機應用技能大賽中，我院派出的6支代表隊中，一支隊伍取得一等獎、一支隊伍取得二等獎、四支隊伍取得了三等獎的好成績，并且還榮獲了最佳組織獎、團隊二等獎等。

實踐證明，上述做法對我們計算機專業學生扎實掌握計算機硬件系列課程的知識，提高他們的學習興趣起到一個非常重要的作用。在近幾年畢業論文的選題中，我們看到了一個非常喜人的現象，選擇硬件課題的學生呈逐年上升的趨勢，這說明學生們已經有實力控制硬件了。

2.3 加強師資隊伍建設

要培養適應信息化社會所需要的創新人才，教師首先要有創新性，要對學科專業知識有獨到認知與領悟，為此需要教學和科研相長。要做好一個教師，不能只研究教學法，最根本的是要把教的東西搞透，做到深入淺出，才能把課講好講活。教師好不好的標準，十分重要的一條是看他在科研上有沒有成績，課上有沒有啟發性的東西。有一流的科研，才有一流的教學水平。教師教學也不能鎖定在一門課程上，甚至固定在一本書里，鼓勵教師分別在硬件系列課程、軟件系

列課程中交叉上課，進而軟硬件課程交叉。

為了提高教師自身的素質，我校鼓勵教師積極申報各種縱向和橫向課題，通過參與科研項目，提高自己的動手能力。另外，學校有計劃地把教師送到一些開發公司、企業和科研單位，直接參與計算機產品的應用開發。例如，我們多次利用暑假派出一些教師參加由計算機實驗儀器生產商組織的產品研發研討班，通過這樣的研討，教師的視角高了，對原理的理解更透了，講起課來不再空乏無味，因為他們有來自現場的實例，有更高層次的研發視角，同學們學習相關課程的興趣也濃了。同時，教研組安排有實力、有經驗的老教師幫助經驗少的年輕教師，安排年輕教師給老教師帶實驗、當助教，年輕教師的業務水平提高更快。

要想培養出優秀的學生，這對教師提出了更高更具體的要求:

1) 教師應具有廣泛的知識面、深厚的專業知識，在科研工作中不斷地提高自己的業務能力；

2) 實行開放式教學模式，將單一的課堂講授擴大到學生自學、討論、科研和實踐中；

3) 實行啟發式和討論式的教學方法，來激勵學生的求知欲和想象力，發展學生的求異思想。這些要求都是我們教師要去身體力行的。

2.4 加強協作精神的培養

計算機學科知識和技術更新速度快，需要人與人廣泛地合作與交流，為此在教學工作中，我們不論年老年少，不論知識層次如何，良好的合作與協作會使我們知識更加豐富。

3 結語

計算機硬件技術基礎范文第4篇

關鍵詞:課程群;計算機硬件;農業院校;人才培養

當前我國很多高等農業院校計算機專業已逐漸轉變為軟件工程和計算機科學與技術兩個專業方向。然而,在教學實踐中過分強調軟件與應用,計算機硬件方面的教學卻相對薄弱,導致學生缺乏計算機體系結構、計算機組成與結構等硬件方向的基本能力。即,計算機教育上存在著“重軟輕硬”的傾向。

1計算機硬件教學存在問題分析

當前,農業院校計算機科學與技術本科專業中,計算機硬件與結構方向的核心和普通知識點一般體現在以下幾門課程中:數字邏輯、計算機組成原理、微機原理、微機接口技術、匯編語言、計算機系統結構、計算機系統結構、嵌入式系統等。在教學過程中,各門課程相互之間內容銜接較多、重復之處也比較多,而某些知識點缺乏前導、造成斷層。教師一般按照自己的教學大綱和計劃對各門課程內容進行劃定,而不是以計算機系統的整個體系結構為主線,造成缺乏系統性和科學性,難以實現學生從大一到大四的完整體系,使知識的連貫性變差;而且計算機硬件技術,例如:處理器技術、存儲技術及網絡技術等每天都有新的進展和變化,這些變化很難及時地反映到計算機硬件相關教材和實驗設備上,因此難以體現發展中的新技術和教材之間的關聯。由此造成,學生對這些課程普遍存在沒有學習興趣,教師上課缺乏激情的情況[1]。

因此,學生在掌握計算機硬件基本原理的基礎上,如何結合計算機硬件技術的發展,并充分體現硬件技術的系統性和實踐性,是當前農業院校計算機硬件教學所面臨的重要問題;也是真正實現計算機科學與技術專業培養目標所必須解決的問題。

2計算機硬件課程群

為了解決以上存在的問題,本文提出構建計算機科學與技術專業硬件課程群。課程群方法是近年來高等院校課程體系建設實踐中出現的一項新的課程開發技術。其基本思想是把各門課程內容聯系緊密,內在邏輯性強,屬同一培養能力范疇的同一類課程作為一個課程群組進行建設,從技能培養目標層次有效的把握課程內容的分配、實施、保障和技能的實現。課程群體系的進程如圖1所示。

其優勢在于以下3個方面:

1) 內容具有科學性。課程群各組成課程之間關系密切、邏輯性強,知識具有遞進性,便于組織教學。

2) 實驗室高效利用。課程群使計算機專業實驗室可以進行大型的跨課程綜合型實驗,不僅在使用人次上,更重要的是在每次使用的效率上將得到極大的提高。

3) 教學具有可控性。課程群所有課程的教與學透明度提高,教學中的隨意性和非計劃性減少,可以有效的提高教學的可控性[2]。

3計算機硬件課程群構建的主要內容

本課程群的構建主要針對我校2010級本科教學人才培養實施方案。構建以下3個方面:計算機硬件課程群課程建設,綜合型實驗與課程設計設置和課程群內容的更新[3]。

3.1計算機硬件課程群課程建設

課程群的建立包括確定核心課程與選修課程。在課程群設置中,以學科方向和模塊為核心,同時與專業培養計劃相適應。在設置課程群的時候,打破單一授課的限制,使不同專業教研室的教師根據課程群設置凝聚一起,集中對各門核心課程和選修課程的內容與組織進行系統地規劃,避免重復和脫節現象。例如:可以考慮把匯編語言課程和計算機組成原理課程結合,側重于計算機硬件的五大部件、尋址方式和指令系統。這樣有利于把計算機組成原理中介紹的一般性的知識和具體的微機系統聯系起來,給學生打下牢固的理論基礎;也可將匯編語言、計算機組成原理和微機接口技術3門課程全部聯系起來,將計算機硬件基礎知識全部融合在一起,提供給學生完善的知識體系[4]。

3.2計算機硬件課程群綜合型實驗建設

計算機硬件課程群建設中,強調實踐教學的重要性。在課程群建設中,不是以單一的課程為單位設計實驗,而是按照整個課程群來設計一體化的實驗環境與實驗內容?？梢詫R編語言方向、微機接口方向、計算機組成原理和計算機體系結構等實驗有機地結合在一起,創建良好的實驗環境,靈活運用實驗室、開放式實驗室等多種手段培養學生的研究能力與團隊精神的教育方法。例如,在計算機組成原理實驗中設置了8255、8253等實驗,同樣在計算機接口實驗技術中也有同樣的內容,因此,可以考慮整合這部分內容,利用幾個接口芯片開發一個小系統,不僅使同學學習了相關接口芯片知識,同時也鍛煉了芯片在系統中的應用,建立整機概念等。

3.3課程群內容更新建設

根據計算機學科發展情況,及時、動態地調整課程群內核心課程、選修課程的設置,同時考慮到每一門課程具體內容的設置。讓學生要盡可能學習掌握同當前主流技術發展方向聯系比較緊密的新技術(如Pentium 的超標量流水線、分離的指令Cache 與數據Cache、指令分支預測技術、Itanium 的EPIC 核心技術),以及計算機新技術發展趨勢(如未來處理器技術, 現代網絡環境對硬件技術的要求, 64 位微處理器技術)等。

4結語

本方案已經通過相關課程專業教師多次研討,打破以往獨立課程設置方式,初步確立計算機硬件的課程群設置,計算機硬件綜合實驗設置的方案。該方案如果做進一步的深入研究、探討與實踐,必將對提高計算機專業學生軟件和硬件能力的協調起到良好的作用,改變當前高等農業院校計算機專業學生硬件能力偏差的現狀,提高其學生的自身綜合素質和增強其就業能力。

參考文獻:

[1] 唐建宇. 計算機硬件課程教學中的若干問題分析與探討[J]. 福建電腦,2007(5):188-189.

[2] 劉新平,鄭秋梅,孫士明,等. 計算機硬件課程群實驗體系的改革與完善[J]. 計算機教育,2008(12):117-119.

[3] 王讓定,錢江波,石守東,等. CC2005的計算機學科硬件與結構課程群改革探索[J]. 計算機教育,2008(8):137-138.

[4] 劉全利,黃賢英,楊宏雨. 計算機組成原理課程群建設的探討[J]. 科技信息,2008(4):9-10.

Discuss on the Computer Hardware Course Group in Computer Science and

Technology Teaching of Agricultural Universities

ZHANG Xi-hai, YU Xiao, WU Ya-chun, WEI Xiao-li

(Engineering college, Northeast Agriculture University, Harbin 150030, China)

計算機硬件技術基礎范文第5篇

1.硬件課程體系存在的問題。目前，硬件課程體系中主要存在的問題：教材知識相對落后，學生無法學以致用；
缺乏實踐環節，實驗條件差，學生無法鍛煉實踐能力，教師更無法鼓勵和激發其創新能力；
學生電子技術方面的理論基礎較差，其對硬件的分析理解能力受到一定限制，學習困難較大；
硬件課程開設學時離理想要求遠遠不足。2.導致這些問題的原因。⑴認識上的不足。目前，計算機教育存在著重軟輕硬的傾向。很多學生對硬件課程的了解甚少，認為硬件課程只是學習計算機的內部工作原理，在計算機應用當中無關緊要，認識不到硬件技術在應用方面的重要性。⑵課程教學系統性方面的不完整，課程教學系統缺乏足夠的系統性，各相關課程以及教材之間的分工與銜接不夠規范。①硬件課程知識與軟件課程知識之間缺乏足夠的交叉和互補，學生無法深入理解計算機的基本工作原理及其在軟件系統中的作用；
②在硬件課程之間缺乏充分的銜接，有些知識點重復，有些知識點缺失；
③缺乏足夠的實踐訓練。④內容多和時間少的矛盾突出。這些都導致了學生的知識體系結構不健全。⑶解決的辦法。①提高認識。計算機系統是硬件和軟件的統一，計算機工作的過程，實質上是以硬件為基礎執行程序的過程，所有硬件的工作都是軟件驅動的結果，而計算機的優良性能是通過復雜的硬件系統結構換取的。只有對軟件的載體――硬件、硬件組成、硬件的工作原理理解才能對軟件是怎樣依附于硬件的全過程有一個飛躍的認識，最終達到對計算機系統軟、硬件基本知識的融會貫通。因此，在各硬件課程開設時，應首先給學生介紹該門課程的主要內容、該門課程在計算機專業當中的地位、與相關課程的關系，建立起與軟件之間的聯系。其次，加大實踐能力在考試評價體系中所占比例，以促進學生對硬件實踐的重視。從而改變大學課堂上“重軟輕硬”的現象。實現學生的全面發展，使其具備一個IT時代大學生必備的基礎知識和基本素質。②保持教學內容的系統性。硬件和軟件知識是相輔相成的，它們都包含豐富的知識和先進的技術。計算機硬件知識必須對計算機的體系結構、組成及其核心技術進行系統的描述，以使學生能學到較系統的先進硬件知識。首先，在計算機硬件課程教學中完善教學大綱，加強教師之間的溝通，注意課程之間的相互銜接，注意知識點的重疊和互補，以保證教學知識的系統性和完備性。其次要加強計算機軟硬件教學之間的溝通，對軟硬件課程的教學內容中進行適當的穿插。在“微機原理及接口技術”和“單片機原理及應用”的課程中，可以加入一些利用高級語言對硬件進行編程的實例。在“計算機組成原理”和“計算機系統結構”的課程中，聯系“操作系統”課程中I/O管理、內存管理、CPU調度等知識，以引導學生思考，建立必要的知識關聯，最終達到對計算機系統基本知識融會貫通的目的。同時解決好內容多和時間少的矛盾，計算機硬件技術內涵豐富，學時少和內容多、要求高將是一個一直要面對的主要矛盾，要解決這個矛盾，一要靠系列課程內外體系的整體優化，找到一種相對來說能動態跟上計算機硬件發展步伐的教學和教材新模式；
二要靠課程各教學環節功能的統一運籌、合理調動和多種教學方法模式的科學設計、統籌配合；
三要靠課堂教學的數字化、現代化。

二、教材的改革

1.當前硬件教材存在的問題。一般教材都與實際聯系不緊密，且教材知識相對落后，許多客觀條件原因限制計算機硬件教學內容的更新。⑴計算機硬件發展太快，真正能反映當今世界微機領域新技術的微機原理教材太少，相應的實驗設備和條件幾乎沒有。⑵計算機硬件知識存在不直觀，最新的硬件知識往往包含許多較復雜的技術，講述起來抽象、枯燥，教學方法可視性和直觀性差，致使學生對硬件知識的理解存在困難，學習起來不太容易，教學效果較差。由于組織和實施教學的難度非常大，許多教師偏向于講述舊的知識。⑶新知識的過快更新給許多教師帶來了巨大的工作量和工作壓力，熟悉并掌握新的教學知識和內容往往需要幾年時間的摸索和實踐，因此，教師往往跟不上新技術的發展。2.解決的辦法。首先，作為課程教學，應盡量選用能反映目前計算機領域內硬件新技術、新成就，能體現出知識性、先進性和系統性的計算機硬件教材，重點要突出基本原理思想和基本方法技術的闡述，以使學生能學到先進的硬件知識。其次，要重視其實用性的一面，盡量拉近學校教育與社會上流行技術、流行產品、流行工具的距離，著力培養學生利用計算機處理問題的思維方式和利用硬件、軟件技術與先進工具解決本學科專業及相關領域中問題的能力，以及將來獨立獲取、掌握新知識、跟蹤計算機技術新發展、新應用的能力。使課程的組織內容符合計算機基礎教育的固有規律、學科的內涵及聯系，以及人的認知規律?？梢酝ㄟ^在系列課程教學中引入課程設計，鼓勵學生參加電子設計大賽和科技創新活動、社會實踐實習、畢業設計等綜合性實踐環節來解決。

三、硬件實驗教學改革