計算機組成原理課程是硬件系列課程中的核心課程，是計算機專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，計算機原理課對其它課程有承上啟下的作用，它主要討論計算機各組成部件的基本概念、基本結(jié)構(gòu)、工作原理及設(shè)計方法。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的計算機組成原理的課程論文，希望大家喜歡!

　　計算機組成原理的課程論文篇一

　　試談中專計算機組成原理教法

　　摘 要 計算機組成原理是計算機專業(yè)的一門基礎(chǔ)核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，在該專業(yè)的課程體系中起著打地基的作用，學(xué)好這門課程對于提高學(xué)生的理論認(rèn)知水平和實踐能力有著極為重要的作用。本文從用簡單的問題切如枯燥的學(xué)習(xí)知識;把抽象的知識具體化;通過學(xué)生講解來驗證教學(xué)效果，三個方面的方法來講解如何教授中專計算機組成原理這門課程。

　　關(guān)鍵詞 問題簡單化 知識具體化

　　計算機組成原理的教學(xué)內(nèi)容強調(diào)以計算機硬件部件和和整機系統(tǒng)知識為主的同時，還必需適當(dāng)兼顧與硬件關(guān)系最密切的基礎(chǔ)軟件知識的學(xué)習(xí)。那種把計算機組成原理完全作為純硬件課來處理，是陳舊的認(rèn)識和過時的做法，不符合當(dāng)今計算機研究和教育發(fā)展的潮流。學(xué)好這門課的目的是為了了解計算機的構(gòu)成及基本工作原理。學(xué)生應(yīng)能抽象出一個計算機模型，在此基礎(chǔ)上，理解計算機是如何工作的。

　　但是計算機組成原理這門課專業(yè)性很強，很抽象，也很枯燥。而現(xiàn)在的中專學(xué)生基礎(chǔ)差，缺乏學(xué)習(xí)主動性，學(xué)習(xí)新知識時理解能力也相對比較薄弱。本文針對中專學(xué)生的這一特征，提出了怎樣教授計算機組成原理這門課程。利用一種以培養(yǎng)學(xué)生的理解、聯(lián)系實際能力為核心的教學(xué)模式，并就該模式下的課堂理論教學(xué)、課后練習(xí)與輔導(dǎo)、教學(xué)效果檢驗等三個環(huán)節(jié)進行詳細(xì)的闡述。

　　一、用簡單的問題切如枯燥的學(xué)習(xí)知識

　　在講解十進制數(shù)與二進制數(shù)之間相互轉(zhuǎn)換這個問題時，我并沒有直接講轉(zhuǎn)換算法，而是先提問了一個學(xué)生們都認(rèn)為很簡單，但是又回答不正確的問題，來引起學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，我提問的問題是：計算機用的是直流電還是交流電，對此問題，我讓同學(xué)們進行討論，并說出你回答的答案的依據(jù)，幾乎所有的學(xué)生都認(rèn)為，計算機用的是交流電。依據(jù)是計算機的電源插在220V的交流電源上。我就告訴學(xué)生們你們的答案都是錯的，計算機用的是直流電，學(xué)生們很好奇，就急于想聽我講出這個答案的依據(jù)，這樣我就引進了二進制數(shù)的概念，告訴學(xué)生，計算機中所有的數(shù)值、文字、符號、語音、圖形、圖像等等統(tǒng)為稱數(shù)據(jù)，在計算機內(nèi)部，都必須用數(shù)字化編碼(基二碼 二進制編碼)的形式被存儲、加工和傳送。

　　并且講解了二進制碼的基本點符號0和1。采用0和1的優(yōu)點是：符號個數(shù)最少物理上容易實現(xiàn);與二值邏輯的真假兩個值的對應(yīng)簡單;用二進制碼表示數(shù)值數(shù)據(jù)運算規(guī)則簡單。然而在我們的現(xiàn)實生活中所用的數(shù)值都是十進制數(shù)，那么接著就講了十進制數(shù)如何轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。十進制數(shù)分為整數(shù)和小數(shù)。對于十進制的整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)的法則是：除以2取余。對于十進制的小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制的法則是：乘以2取整。相反二進制數(shù)如何轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)呢?我先舉了一個簡單的例子引入了概念按階展開，例如十進制數(shù)650按階展開就是650=6*100+5*10+0*1=6*102+5*101+0*100。。

　　十進制數(shù)按階展開是用數(shù)字乘以十的次方數(shù)，那么以此類推二進制數(shù)的按階展開就應(yīng)該是用數(shù)字乘以二的次方數(shù)，例111101按階展開就是1111101=1*26+1*25+1*24+1*23+1*22+0*21+1*20。然而二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)就是把二進制數(shù)按階展開然后計算出數(shù)值。

　　二、把抽象的知識具體化

　　講解CPU的工作原理時，我首先講解CUP的全稱central processing unit 即中央處理器，有人也稱它微處理器。顧名思義，CPU就是電腦的中央核心部分，負(fù)責(zé)處理各種硬件裝置傳送進來的資源，經(jīng)過判斷計算后，再下指令將資料送到正確的裝置上執(zhí)行。講完這些以后學(xué)生都很迷茫，因為太抽象了。我就用現(xiàn)實中做廣播體操的例子來把抽象的問題具體化。做廣播體操的整個過程是，首先我們的耳朵聽到指令，然后再把指令傳送給我們的大腦，大腦經(jīng)過分析判斷后再把指令傳送的我們的肢體，以此來確定肢體的動作。

　　緊接著我就用了計算機如何打印文件這個例子與做廣播體操相對照。當(dāng)我們要打印一份文件時，首先通過鍵盤或者鼠標(biāo)輸入打印的指令，CPU收到指令經(jīng)過分析判斷后知道我們要打印文件，就會下達指令將資料傳送給打印機，然后由打印機執(zhí)行打印工作。通過這個例子使學(xué)生們聯(lián)想到可以把CPU比喻成人類的大腦它不但要負(fù)責(zé)接收外界輸入的信息資料，而且還要負(fù)責(zé)處理這些資料，然后將處理后的結(jié)果傳送到正確的裝置上。幾乎大大小小的工作，都需要CPU來下達命令，傳送到其他設(shè)備上來執(zhí)行。通過舉例子的講解方式使學(xué)生們了解了CPU的工作原理。把抽象的復(fù)雜的問題具體化簡單化，增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。

　　三、通過學(xué)生講解來驗證教學(xué)效果

　　課堂上教師講解一個系統(tǒng)的知識點后，為了了解學(xué)生的掌握情況，我就采用了先挑一些程度好，理解能力強的學(xué)生將剛才講的知識再講解一遍的訓(xùn)練方法，這樣我就可以了解到學(xué)生們的理解與我講解的偏差在哪兒，還有什么地方?jīng)]有理解到位。我可以就此問題重新的再做解釋。然后，再挑一些程度不好的且理解力相對比較差的學(xué)生，再來講解同樣的問題，如果講解的比較到位，就證明這個問題幾乎所有的學(xué)生都已經(jīng)掌握了。因為這門課程我同時教授了四個班，為了避免我講課大意和重復(fù)，我就隨機挑剛教授過的班級的學(xué)生到第二個班去講，這樣剛學(xué)過的學(xué)生害怕到其他別的班級如果講的不好丟人，就會好好復(fù)習(xí)反復(fù)練習(xí)，這樣就激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

　　然而對于第二個班的學(xué)生來說，他們就抱著好奇的態(tài)度來聽別的班學(xué)生的講解，想看看別的班的學(xué)生講的和老師講的到底一樣嗎?這樣就調(diào)動了學(xué)生的聽課興趣，課堂紀(jì)律也會好很多。還有現(xiàn)在的中專學(xué)生在家中基本都是獨生子女，集所有家里人的寵愛與一身，所以他們都非常自我，不懂得如何尊重別人。

　　結(jié)束語：在計算機組成原理這門課的教授過程中我想盡了各種辦法，運用多種教學(xué)手段，設(shè)計有趣的教學(xué)活動來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生積極的學(xué)習(xí)態(tài)度，與學(xué)生建立相互信任，相互尊重，平等交流的師生關(guān)系，讓學(xué)生充滿激情，主動投入到學(xué)習(xí)過程中。

　　參考文獻：

　　[1]戴志濤，周鋒，楊旭東.計算機組成原理(第4版立體化教材)[M].科學(xué)出版社，第4版 (2008年9月1日)

　　計算機組成原理的課程論文篇二

　　試談制造高性能計算機的策略

　　摘要：高性能計算機是衡量一個國家綜合國力的重要標(biāo)志，是國家信息化建設(shè)的根本保證。發(fā)展高性能計算機，可以帶動科學(xué)技術(shù)的進步，解決國民經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展進步、國防建設(shè)與國家安全等方面一系列的挑戰(zhàn)性問題，促進我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。高性能計算機與我們生活息息相關(guān)，文章總結(jié)了國內(nèi)外高性能計算機發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，闡述了高性能計算機的重要性，并總結(jié)了我國目前發(fā)展高性能計算機面臨的問題，最后提出如何制造高性能計算機所遇到問題的解決辦法。

　　關(guān)鍵詞：高性能計算機;重要性;發(fā)展趨勢;存在問題;解決辦法

　　高性能計算機概念：

　　高性能計算概述高性能計算(英文highperformancecomputing，縮寫HPC)指通常使用很多處理器(作為單個機器的一部分)或者某一集群中組織的幾臺計算機(作為單個計算資源操作)的計算系統(tǒng)和環(huán)境。有許多類型的HPC系統(tǒng)，其范圍從標(biāo)準(zhǔn)計算機的大型集群，到高度專用的硬件。大多數(shù)基于集群的HPC系統(tǒng)使用高性能網(wǎng)絡(luò)互連，比如那些來自InfiniBand或Myrinet的網(wǎng)絡(luò)互連?；镜木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜徒M織可以使用一個簡單的總線拓?fù)洌谛阅芎芨叩沫h(huán)境中，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在主機之間提供較短的潛伏期，所以可改善總體網(wǎng)絡(luò)性能和傳輸速率。

　　高性能計算機的重要性：

　　高性能計算機是衡量一個國家綜合國力的重要標(biāo)志，是國家信息化建設(shè)的根本保證。發(fā)展高性能計算機，可以帶動科學(xué)技術(shù)的進步，解決國民經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展進步、國防建設(shè)與國家安全等方面一系列的挑戰(zhàn)性問題，促進我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。衡量高性能計算機的水準(zhǔn)主要是看其計算能力。60年前，當(dāng)每秒能完成數(shù)千次運算的第一臺數(shù)字計算機誕生時，它就是當(dāng)時最高計算能力的體現(xiàn)。近30年來，計算機的運算速度平均每10年就要翻1000倍，這比我們通常說的每18個月翻一番的摩爾定律速度還要快。在進入新世紀(jì)的今天，恐怕每秒5萬億次到10萬億次的運算速度只能算是高性能計算機入門的門檻高性能計算機與大眾生活息息相關(guān)高性能計算機一般都和科學(xué)研究聯(lián)系在一起，小到原子結(jié)構(gòu)的分析，大到宇宙起源模擬，到處都需要高性能計算機。但是，高性能計算機的應(yīng)用決不僅限于此。在和人民大眾生活息息相關(guān)的各個領(lǐng)域。在和人民大眾生活息息相關(guān)的各個領(lǐng)域，我們都可以看到高性能計算機的身影：

　　1對新藥研制的促進。

　　在與疾病作斗爭的過程中，我們需要新的藥品。研制一種新藥從化合物篩選到臨床試驗，一般需要10到15年的時間。在化合物篩選階段，對于數(shù)十萬種化合物，用傳統(tǒng)的實驗手段，篩選出有效的化合物需要花費大量資金購買化合物，需要幾年的實驗時間，而且篩選—的范圍受到金錢和時間限制，難以得到最佳的結(jié)果。現(xiàn)在使用高性能計算機這個工具，以計算機模擬的手段，科學(xué)家可以在較短的時間內(nèi)從幾十萬甚至幾百萬種化合物中篩選出有效的藥物化合物，這不僅節(jié)省了購買真實化合物的大量資金，而且大大縮短了藥物研發(fā)的周期。

　　2對網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)的影響。

　　在網(wǎng)絡(luò)日益普及的今天，我們已經(jīng)漸漸習(xí)慣于從網(wǎng)上獲得信息和服務(wù)，但是同時也經(jīng)常為服務(wù)響應(yīng)速度的遲緩而煩惱。網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)絕不是我們通常想象的找一臺微機服務(wù)器，建個網(wǎng)站就能成的事。要面對數(shù)千萬、數(shù)億用戶的訪問請求，服務(wù)器必須有強大的數(shù)據(jù)吞吐和處理能力。這又是高性能計算機發(fā)揮作用的舞臺。高性能服務(wù)器每秒種可以處理數(shù)千萬乃至數(shù)億次服務(wù)請求，及時提供用戶所需要的信息和服務(wù)，保證服務(wù)質(zhì)量。

　　3對制造業(yè)的推動。

　　我國是一個制造業(yè)大國，被人們稱為“世界工廠”。高性能計算在制造業(yè)的廣泛使用，不僅可以幫助工程師在設(shè)計階段更科學(xué)地計算材料強度，更合理地選擇和使用材料，設(shè)計出更符合空氣和流體動力學(xué)原理和人體工程的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和外形，而且可以在仿真基礎(chǔ)上全面規(guī)劃整個制造過程，有效提高產(chǎn)品制造的質(zhì)量和產(chǎn)量?；诟咝阅苡嬎愕娜珨?shù)字化設(shè)計制造環(huán)境在縮短產(chǎn)品設(shè)計周期、節(jié)能降耗、降低污染、提高產(chǎn)品質(zhì)量方面的作用不可限量。用高性能計算能力武裝起來的制造業(yè)必然能更快速地應(yīng)對市場的動態(tài)需求，提高自身的競爭能力。

　　4工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活需要精確的天氣預(yù)報。

　　以高性能計算為基礎(chǔ)的氣象和氣候數(shù)值預(yù)報是精確天氣預(yù)報的基礎(chǔ)。我們知道，地球連同它的大氣層是一個大系統(tǒng)，它的內(nèi)部以及它與宇宙空間，特別是與太陽之間的能量交換與轉(zhuǎn)換決定了地球上的氣候狀況。如果我們能夠在觀察數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，精確地計算和模擬出這個系統(tǒng)內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的過程，我們就可以精確地預(yù)測天氣的變化?，F(xiàn)在的高性能計算機的速度還不足以讓我們在全球范圍以精確的尺度達到這個目的。

　　高性能計算機發(fā)展趨勢：

　　高性能計算機與網(wǎng)格研究的關(guān)系

　　1.高性能計算機(HPC)與網(wǎng)格向分化與共生方向發(fā)展。HPC以科學(xué)計算為主，實現(xiàn)Petaflops計算機系統(tǒng)是現(xiàn)階段的主要追求目標(biāo)，研究領(lǐng)域包括新體系結(jié)構(gòu)、新器件技術(shù)、系統(tǒng)軟件等。

　　2.計算網(wǎng)格作為一種廉價、易得的計算資源，受到應(yīng)用科學(xué)家及普通用戶的廣泛關(guān)注與試用，向成為高性能計算機系統(tǒng)的使用門戶(Portal)的方向發(fā)展。

　　3.數(shù)據(jù)與信息網(wǎng)格提供各種應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)使用平臺，具有資源共享、動態(tài)交互與集成等特征，是網(wǎng)格技術(shù)研究與發(fā)展的主要方面。

　　高性能計算機的使用模式

　　1.從傳統(tǒng)集中使用(高性能計算中心)向集成化(與其他設(shè)備)、網(wǎng)格化(其它計算中心)及按需計算(租借計算力)的方向發(fā)展。

　　2.高性能計算機用戶與普通計算機(服務(wù)器、PC)一樣，關(guān)心TOCinlifeCycle及TOCinprojectperiods。

　　3.按需計算(部分計算力、聯(lián)合計算)、制造成本(10-100倍于傳統(tǒng)PCcluster)、運行成本(體積、功耗)等要求對新一代高性能計算機的研發(fā)提出挑戰(zhàn)。

　　HPC體系結(jié)構(gòu)向超大規(guī)模并行、多級存儲結(jié)構(gòu)及混合粒度編程的方向發(fā)展

　　1.實現(xiàn)Petaflops計算性能的HPC需要10,000-100,000CPUCore(處理器模塊)以并行方式連接起來。相對今天幾千個CPU構(gòu)成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，超大規(guī)模并行在節(jié)點、連接與存儲等方面需要創(chuàng)新。

　　2.CPU與Memory之間的性能“差距”(Bandwidth,Latency)通過多級存儲結(jié)構(gòu)(memoryhierarchy)進行擬合。

　　3.粗中細(xì)粒度混合編程模型充分挖掘問題本身的并行性的前提下，發(fā)揮超大規(guī)模系統(tǒng)的運行效率。

　　當(dāng)前制約我國高性能計算發(fā)展的主要因素有：

　　1.核心技術(shù)不足。我國制造的高性能計算機在核心技術(shù)上雖有不少突破，但仍然在很大程度上依靠于國外。在高性能計算機體系結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)上投入的研究經(jīng)費和研究力量不足，阻礙我國在該領(lǐng)域的創(chuàng)新。

　　2.人才不足，高性能計算機的應(yīng)用目標(biāo)往往是解決綜合性、系統(tǒng)性的復(fù)雜問題，涉及多個領(lǐng)域。開發(fā)一個好的高性能計算應(yīng)用涉及應(yīng)用問題抽象、模型建立、并行算法研究、并行程序?qū)崿F(xiàn)、應(yīng)用系統(tǒng)測試驗證等多個階段，需要熟悉應(yīng)用和計算的“多面手”型人才需要不同學(xué)科、不同技術(shù)背景的人員的密切合作。而我國高校目前的專業(yè)劃分難以培養(yǎng)既熟悉先進計算機技術(shù)，又熟悉應(yīng)用領(lǐng)域問題的人才，以至于這類人才奇缺。不同學(xué)科的科技人員之間的交流和合作機制又不健全，造成懂高性能計算機的人不懂應(yīng)用，而了解應(yīng)用的人又不知道如何用高性能計算的方法來解決問題的局面。

　　3.應(yīng)用軟件匱乏我國長期以來存在的重硬件、輕軟件的現(xiàn)象在高性能計算領(lǐng)域格外突出，影響更大。對于高性能計算機而言，缺乏合適的應(yīng)用軟件就根本無法開展相應(yīng)的應(yīng)用，也無法吸引用戶來使用高性能計算機。高性能計算機上運行的應(yīng)用軟件專業(yè)性強，價格昂貴，國內(nèi)應(yīng)用部門每年都花費大量經(jīng)費，采購應(yīng)用軟件，但是這種采購一般是分散進行的，缺少相互協(xié)調(diào)，因此國家整體布局還不盡合理，有些軟件多個部門重復(fù)采購，而另一些急需的軟件又沒人購買。另外，單個部門購買軟件的規(guī)模往往有限，不能與并行硬件的規(guī)模相適應(yīng)。這些軟件的所有權(quán)和使用權(quán)屬于采購的部門，不同部門擁有的軟件難以交流和共享。此外，很多國外的應(yīng)用軟件都和國外的高性能計算機系統(tǒng)綁定，這就迫使我國的用戶在采購軟件的同時必須選用國外的硬件系統(tǒng)，嚴(yán)重影響國產(chǎn)高性能計算機的推廣應(yīng)用和我國高性能計算機產(chǎn)業(yè)的成長壯大。

　　4資源分布不均勻，國內(nèi)高性能計算機主要分布在科研院所、大學(xué)以及石油勘探、氣象預(yù)等應(yīng)用部門，地域分布也不均勻。資源分布的不均勻和資源訪問的困難，使得不少高性能計算的潛在用戶放棄了應(yīng)用的打算。在經(jīng)濟效益不夠好的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)尤其如此。這種資源分布的不均勻性一方面使需要資源的用戶難以獲得資源，另一方面也造成寶貴資源的閑置和浪費。

　　解決辦法：

　　高性能計算(HighPerformanceComputing)是計算機科學(xué)的一個分支，主要是指從體系結(jié)構(gòu)、并行算法和軟件開發(fā)等方面研究開發(fā)高性能計算機的技術(shù)。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，高性能計算機的計算速度不斷提高，其標(biāo)準(zhǔn)也處在不斷變化之中。

　　我國的高性能計算事業(yè)必須走可持續(xù)均衡發(fā)展的道路。高性能計算是昂貴的，不僅有設(shè)備的初始投入，而且有場地條件、電力消耗、運行維護和人員隊伍建設(shè)等多種費用。因此，一定要切實從應(yīng)用需求出發(fā)，大力促進應(yīng)用的進步，以此推動高性能計算的發(fā)展。強調(diào)應(yīng)用需求牽引并不是忽視技術(shù)的推動作用。技術(shù)的進步可以創(chuàng)造新的應(yīng)用，調(diào)動新的應(yīng)用需求。網(wǎng)格以其資源共享、協(xié)同工作的固有能力和網(wǎng)格服務(wù)的形式，支持用戶共享使用Internet中的各類資源;網(wǎng)格允許用戶克服地理的障礙，更便捷地獲得高性能計算的能力;網(wǎng)格簡化高性能計算機的使用方式，使更多的普通用戶能夠利用高性能計算機的能力去解決過去難以解決的問題，擴大了高性能計算機的應(yīng)用范圍。需要強調(diào)的是，高性能計算的技術(shù)創(chuàng)新有賴于國家持續(xù)的支持，以保證足夠的研究經(jīng)費和一支高水平精干的研究隊伍。高性能計算人才的培養(yǎng)是一項長期的艱巨任務(wù)，不僅要通過改革高校的學(xué)科劃分和專業(yè)設(shè)置來加強高性能計算復(fù)合型人才的培養(yǎng)，還要通過應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)，培養(yǎng)和鍛煉各個行業(yè)與領(lǐng)域熟悉高性能計算的人才，只有這樣才能真正保證高性能計算及應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展。

　　參考文獻：

　　1.百度百科

　　2.《高性能計算機發(fā)展現(xiàn)狀及機遇到的問題》

　　3.《高性能計算機的發(fā)展趨勢》樊建平

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