計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)精選(九篇)

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第1篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)范文

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境問題日漸突出，大量的污水處理廠和各種污水處理工藝應(yīng)運(yùn)而生，為保證污水處理系統(tǒng)高效運(yùn)行，同時(shí)根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，故此在設(shè)計(jì)中采用了PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了污水處理工藝運(yùn)行的穩(wěn)定性和便利性，實(shí)現(xiàn)了污水處理工藝的半自動(dòng)、全自動(dòng)監(jiān)控，具有十分重要的推廣意義。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng);污水處理;自動(dòng)控制

1 項(xiàng)目背景

伴隨著人們對(duì)環(huán)境的關(guān)注度越來越高，大量的污水處理廠和各種污水處理工藝應(yīng)運(yùn)而生，有物理法、化學(xué)法及生物法等。而在污水處理運(yùn)營中存在著各種各樣的問題。例如：現(xiàn)場設(shè)備出現(xiàn)問題沒有能立即反饋;加藥量不準(zhǔn)，造成藥劑浪費(fèi)或效果不明顯等等。在時(shí)間上，不能做到快速反應(yīng)，及時(shí)解決問題;在人力上，需要大量人員巡視現(xiàn)場;在經(jīng)濟(jì)上，藥劑投加過量或者過少，直接造成成本過高或水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。

為保證污水處理系統(tǒng)高效運(yùn)行，同時(shí)根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)及其他外界因素適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行，提出設(shè)計(jì)一套關(guān)于污水處理廠從污水收集、處理到排放全過程控制的智能化、自動(dòng)化，保證排放水質(zhì)達(dá)標(biāo)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

2 技術(shù)方法

（1）根據(jù)污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行工藝，確定計(jì)算機(jī)自控系統(tǒng)的工作模式。污水廠關(guān)鍵設(shè)備及管路的閥門均設(shè)置手動(dòng)及自動(dòng)兩種工作模式，在自動(dòng)工作模式下，設(shè)備的啟停和控制閥開閉均依照預(yù)設(shè)程序所定制的流程自動(dòng)運(yùn)行，無須人工干預(yù)。采用在線溶解氧檢測儀控制風(fēng)機(jī)曝氣的輸入量，監(jiān)測到氧含量低于設(shè)定值時(shí)，則自動(dòng)曝氣;氧含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值并維持運(yùn)行設(shè)定時(shí)間后，則曝氣結(jié)束。各結(jié)構(gòu)單體均采用液位控制儀在PLC預(yù)設(shè)程序的控制下進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)水及排放。

（2）通過試驗(yàn)分析，優(yōu)化各設(shè)備的工作參數(shù)。合理調(diào)整污水處理工藝運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，找出運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化數(shù)值。

（3）建立自控系統(tǒng)模型，設(shè)計(jì)自控系統(tǒng)。自控系統(tǒng)擬采用集中控制，分散控制的集散型系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由主控級(jí)，現(xiàn)場控制級(jí)和就地控制級(jí)三層結(jié)構(gòu)，利用DP總線通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的控制。

（4）編制程序，設(shè)計(jì)自控系統(tǒng)軟件。自動(dòng)控制軟件的設(shè)計(jì)主要包括污水廠各工藝流程段的操作、監(jiān)視和控制。可進(jìn)行系統(tǒng)功能組態(tài)、監(jiān)視報(bào)警、參數(shù)的在線修改，同各PLC站（I/O站）進(jìn)行通訊，收集檢測信息、運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行匯總、運(yùn)算、處理、報(bào)警、故障分析等。

（5）進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)、改進(jìn)調(diào)試，完善整套系統(tǒng)。

3 技術(shù)方案

根據(jù)就近采集和單元控制為劃分區(qū)域的原則，由檢測控制系統(tǒng)--現(xiàn)場控制站（LCS），對(duì)污水處理設(shè)備進(jìn)行分散控制;再由中心控制系統(tǒng)--中心控制室，對(duì)全廠實(shí)行集中管理。各現(xiàn)場控制站與中心控制室之間由DP總線（或以太網(wǎng)）進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。在生產(chǎn)管理區(qū)有相應(yīng)數(shù)量控制對(duì)象（設(shè)備和儀表），采用線纜與現(xiàn)場控制站連接，組成工廠計(jì)算機(jī)綜合管理控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)從工藝流程出發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為主控級(jí)、現(xiàn)場控制級(jí)和就地控制級(jí)三層結(jié)構(gòu)。

第一層為主控級(jí)，位于中心控制室內(nèi)。一般污水廠內(nèi)設(shè)中心控制室一座，建于綜合樓內(nèi)（面積150平方米左右）并設(shè)維修間、資料室等附屬房間。內(nèi)設(shè)兩套監(jiān)控管理計(jì)算機(jī)操作站、兩套數(shù)據(jù)服務(wù)器、通訊裝置和不間斷電源，主要完成對(duì)污水廠各工藝流程段的集中操作、監(jiān)視和控制功能。

第二層為現(xiàn)場控制級(jí)，即PLC控制站。各現(xiàn)場控制PLC采用抗干擾時(shí)序雙機(jī)熱備型控制器，對(duì)上它們?cè)谥醒肟刂乒芾碛?jì)算機(jī)的協(xié)調(diào)下運(yùn)行，并傳送數(shù)據(jù)，對(duì)下它們分別承擔(dān)本區(qū)域的數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)控制功能，即使中心控制室的計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，它們也能獨(dú)立運(yùn)行。

第三層為就地控制級(jí)，主要應(yīng)用在設(shè)備調(diào)試、設(shè)備維護(hù)階段。

（1）機(jī)械格柵自動(dòng)控制系統(tǒng)。對(duì)粗格柵設(shè)置三種控制方式液位控制、時(shí)間控制、手（自）動(dòng)控制。

在粗格柵前后設(shè)超聲波液位計(jì)，根據(jù)液位計(jì)測得的格柵前后水位差值自動(dòng)控制機(jī)械格柵的運(yùn)行時(shí)間，即水位差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)格柵。當(dāng)格柵停止運(yùn)行的時(shí)間超過設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為時(shí)間控制。PLC系統(tǒng)將根據(jù)軟件程序自動(dòng)控制柵渣螺旋輸送機(jī)、機(jī)械格柵的運(yùn)行先后順序。

（2）提升水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)。在提升泵房設(shè)超聲波液位計(jì)，根據(jù)液位計(jì)測得的泵房水位值自動(dòng)控制多臺(tái)水泵的啟停。當(dāng)泵房水位高至某一設(shè)定的水位值時(shí)，PLC系統(tǒng)將按程序自動(dòng)增加水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù);相反，當(dāng)泵房水位降至某一設(shè)定的水位值時(shí)，系統(tǒng)將按程序自動(dòng)減少水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。

（3）風(fēng)機(jī)曝氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)。生化系統(tǒng)曝氣量首先通過溶解氧儀檢測生物池的溶解氧，用空氣流量計(jì)檢測空氣管路的流量，根據(jù)溶解氧值和空氣流量調(diào)節(jié)生物池空氣管路上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門，以調(diào)節(jié)生物池的進(jìn)氣量。通過控制管理系統(tǒng)可以設(shè)定溶解氧調(diào)節(jié)的參數(shù)值。

（4）回流污泥量的自動(dòng)調(diào)節(jié)。為保證生物池中污泥混合液濃度在工藝要求范圍內(nèi)，采用回流污泥泵的變頻運(yùn)行控制方式。根據(jù)厭養(yǎng)段的污泥沉降比（SVI）測量儀的測量數(shù)值調(diào)節(jié)控制回流污泥泵的變頻運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水量與污泥回流量的合理配比，從而保證生物處理的質(zhì)量穩(wěn)定性。還可通過控制系統(tǒng)的操作面板設(shè)定回流污泥比例和回流泵的變頻控制參數(shù)。

4 實(shí)施效果

本系統(tǒng)已成功應(yīng)用于蠡縣污水處理廠，日處理污水3萬噸，控制準(zhǔn)確、可靠、有效，靈敏度可調(diào);管理運(yùn)行，自動(dòng)化程度達(dá)90%以上，減少操作員工62.5%以上，基本達(dá)到現(xiàn)場無人值守。污水處理廠系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)溶解氧和污泥濃度在線控制，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)曝氣量的大小和剩余污泥泵的運(yùn)行時(shí)間，使污水處理費(fèi)用低于0.20元/t，自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。不僅有效地改善了排放水質(zhì)，每年還可節(jié)省支出費(fèi)用32.08萬元。

5 社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益

通過使用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，市、縣級(jí)污水處理廠可提高自動(dòng)化程度90%以上、控制準(zhǔn)確、快速有效，大大提高了設(shè)備效率，減少人工操作60%以上，減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度，減員增效;符合國家節(jié)能減排的政策。

第2篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)范文

關(guān)鍵詞：果蔬儲(chǔ)藏；環(huán)境監(jiān)控；系統(tǒng)模式；控制算法

中圖分類號(hào)：x859 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20150932006

引言

我國是一個(gè)生產(chǎn)和消費(fèi)水果蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品的大國，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品、特別是水果和蔬菜的需求呈逐年上升的態(tài)勢。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，2012年我國水果產(chǎn)量達(dá)2.41億噸，水果種植面積同比增加1.2%，產(chǎn)量同比增加5.7%；2012年，我國蔬菜總產(chǎn)量達(dá)到7.09億噸，較上年凈增加2953萬噸。如此規(guī)模和上升勢頭的果蔬產(chǎn)業(yè)，亟需先進(jìn)的儲(chǔ)藏系統(tǒng)和設(shè)備確保果蔬的品質(zhì)與長時(shí)間保存，而由于儲(chǔ)藏技術(shù)不過關(guān)，每年我國果品腐爛1200萬噸之多，蔬菜腐壞更是高達(dá)1.3億噸，每年損耗金額達(dá)1000億元以上。

果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境具有多因子性、多變性和非線性的特征。需要監(jiān)控的環(huán)境因子有溫度、濕度、氧氣濃度和二氧化碳濃度等，監(jiān)控系統(tǒng)的任務(wù)就在于測量影響因子的數(shù)值，根據(jù)既定的控制算法確定出被控量的控制量值，通過實(shí)時(shí)合理的調(diào)節(jié)環(huán)境因子，改善儲(chǔ)藏環(huán)境，達(dá)到長時(shí)間保鮮儲(chǔ)藏的目的。果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境的監(jiān)控有3個(gè)不同的層次：人工監(jiān)控、自動(dòng)監(jiān)控和智能監(jiān)控[1]。3種方式中，人工監(jiān)控屬于最初階段的方式，由于其諸多缺點(diǎn)，現(xiàn)已較少采用；自動(dòng)監(jiān)控是我國應(yīng)用最多的果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)控方式；智能監(jiān)控方式處于研究水平的較多，實(shí)際投入實(shí)踐的較少，但智能監(jiān)控勢必是未來的發(fā)展趨勢，因其能更合理、精確與智能地對(duì)果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境實(shí)施監(jiān)督和控制，使得儲(chǔ)藏效果更好[2]。

1 果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)模式

1.1基于單片機(jī)的監(jiān)控模式

整個(gè)系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，按照信息流向和控制模塊組成劃分為：前向輸入通道、控制面板和后向輸出控制3部分，如圖1所示。工作過程為：前端傳感器采集儲(chǔ)藏環(huán)境信息，經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片傳給單片機(jī)處理中心，單片機(jī)中存儲(chǔ)了某種或某幾種果蔬必需的儲(chǔ)藏環(huán)境因子數(shù)值，將其與傳感器實(shí)時(shí)采集的環(huán)境因子參數(shù)數(shù)值進(jìn)行比較運(yùn)算，輸出的結(jié)果控制各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作[14]。單片機(jī)監(jiān)控模式是集中式控制結(jié)構(gòu)，單片機(jī)承擔(dān)了所有的控制要求，一旦單片機(jī)出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)失去控制，因此對(duì)單片機(jī)性能要求較高。

單片機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境的全局管理，操作簡單、成本低廉，但可靠性較差、精度不高、故障率高，且自動(dòng)化水平較低。

1.2基于PLC的監(jiān)控模式

基于PLC，即可編程控制器的果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)控模式由上位機(jī)、PLC、數(shù)據(jù)采集單元及驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，模式框圖如圖2所示。上位機(jī)作為全系統(tǒng)的管理監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)統(tǒng)一管理；PLC作為控制核心，通過擴(kuò)展模塊，接受來自傳感器的環(huán)境因子參數(shù)信息，實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)并發(fā)送指令，經(jīng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)控儲(chǔ)藏環(huán)境小氣候，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)藏環(huán)境的自動(dòng)化監(jiān)控。

PLC作為系統(tǒng)的控制核心，融合了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)和傳統(tǒng)繼電器技術(shù)，具有控制能力強(qiáng)、操作靈活方便、可靠性高和適宜長期連續(xù)工作的特點(diǎn)。

1.3 基于CAN現(xiàn)場總線的系統(tǒng)模式

CAN（Controller Area Network），即控制器局域網(wǎng)，是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，由德國博世公司于20世紀(jì)80年代中期開發(fā)。CAN總線的通信速率最高可達(dá)1Mbps，通信距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km，總線上可掛接的節(jié)點(diǎn)數(shù)達(dá)110個(gè)，總線接口芯片支持8位、16位CPU。CAN總線通信介質(zhì)為雙絞線，用戶接口簡單，編程方便，可采取點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)和全局廣播的方式傳送數(shù)據(jù)。

基于CAN現(xiàn)場總線的系統(tǒng)模式由上位機(jī)監(jiān)控中心、現(xiàn)場控制器、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，組網(wǎng)簡單，成本適中，宜于進(jìn)行大規(guī)模、多儲(chǔ)藏室的監(jiān)控，系統(tǒng)框圖如圖3所示。

1.4 基于網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)模式

基于網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)模式包括無線通信網(wǎng)絡(luò)和Internet互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，無線通信網(wǎng)絡(luò)可采用GPRS、3G、微波等方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離儲(chǔ)藏環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)的傳輸，Internet網(wǎng)絡(luò)使得管理人員可以通過遠(yuǎn)程登錄的方式在異地就可完成對(duì)儲(chǔ)藏現(xiàn)場的操控，只要有Internet網(wǎng)絡(luò)覆蓋就可隨時(shí)隨地掌控果蔬儲(chǔ)藏的情況。

該系統(tǒng)模式分解成五層結(jié)構(gòu)，最底層為現(xiàn)場層，由控制器、傳感器和驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，采用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，傳感器負(fù)責(zé)采集環(huán)境因子參數(shù)數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)電路芯片驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)，控制器接受控制指令完成控制操作；第二層為無線通信網(wǎng)絡(luò)層，負(fù)責(zé)現(xiàn)場層采集的數(shù)據(jù)和上層發(fā)送的控制指令的傳輸；第三層是監(jiān)控層，完成下層傳輸上來的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、顯示、處理和控制決策的制定；第四層是Internet網(wǎng)絡(luò)層，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄；第五層為Web客戶層，通過瀏覽器遠(yuǎn)程訪問監(jiān)控現(xiàn)場，系統(tǒng)框圖如圖1.4所示。通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)管理的儲(chǔ)藏室規(guī)模大、范圍廣，易于統(tǒng)籌，通過遠(yuǎn)程登錄的方式能方便的了解到現(xiàn)場的實(shí)際情況，利于決策的制定。但是，此系統(tǒng)所需的軟硬件多、技術(shù)要求高、成本高，實(shí)現(xiàn)起來有一定難度也是其不足之處。

1.5 基于Zigbee無線技術(shù)的系統(tǒng)模式

Zigbee是一種短距離、低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于近距離無線連接。在2.4G Hz輸出功率和良好信道環(huán)境下，傳輸距離可達(dá)100米，數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)250kbps，具有功耗低、可靠性高、可擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)[5]。

基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)模式由5部分組成：上位機(jī)監(jiān)控管理部分、控制器部分、傳感器節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部分，系統(tǒng)框圖如圖5所示[3]。

2 果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)控制算法

監(jiān)控系統(tǒng)的硬件核心可以說是控制器，性能優(yōu)良的控制器不僅能夠出色完成預(yù)定的控制任務(wù)，而且還要消耗較少的能量，具有實(shí)時(shí)性好、效率高等特點(diǎn)。與此同時(shí)，系統(tǒng)還有一個(gè)軟件核心，是人為設(shè)置的控制策略，即算法。好的算法可使得控制精度高，系統(tǒng)時(shí)延小，甚至具有智能。

2.1 模糊控制算法

儲(chǔ)藏環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)受多變量影響的大慣性非線性系統(tǒng)，且有交連、時(shí)延現(xiàn)象，很難對(duì)這類系統(tǒng)建立精確地?cái)?shù)學(xué)模型，也就不適宜用經(jīng)典控制方法和現(xiàn)代控制方法實(shí)現(xiàn)控制。模糊控制不需要建立被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，它是通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行人類用自然語言描述的規(guī)則，綜合考慮各種環(huán)境參數(shù)完成控制任務(wù)。

模糊控制的基本思想是把專家對(duì)特定被控對(duì)象和過程的控制策略總結(jié)成一系列控制規(guī)則，通過模糊推理得到控制作用集，作用于被控對(duì)象和過程。模糊控制的一般步驟如下：

定義模糊子集，建立模糊控制規(guī)則；

由基本論域轉(zhuǎn)變?yōu)槟：险撚颍?/p>

模糊關(guān)系矩陣運(yùn)算；

模糊推理合成，求出控制輸出模糊子集；

進(jìn)行逆模糊運(yùn)算，判決，得到精確控制量。

模糊控制的一般結(jié)構(gòu)如圖6所示。

2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法

神經(jīng)網(wǎng)路是由簡單處理單元，被稱為“神經(jīng)元”，構(gòu)成的大規(guī)模并行分布式處理器，具有存儲(chǔ)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)并使之可用的特性，特別適合于具有較高非線性和難于建立精確數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)的控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過學(xué)習(xí)過程，通常采用多組樣本值進(jìn)行訓(xùn)練的方式，從外界環(huán)境中獲取知識(shí)，互聯(lián)神經(jīng)元的連接強(qiáng)度，即突觸權(quán)值，用于存儲(chǔ)獲取的知識(shí)，經(jīng)過多次有序的改變網(wǎng)絡(luò)的突觸權(quán)值，達(dá)到想要的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

神經(jīng)元是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本信息處理單位，由三種基本要素組成：突觸、加法器和激活函數(shù)。每一個(gè)突觸由其權(quán)值或強(qiáng)度作為特征，每個(gè)輸入信號(hào)和權(quán)值相乘送往加法器；加法器用于求輸入信號(hào)被神經(jīng)元的相應(yīng)突觸加權(quán)的和；激活函數(shù)用來限制神經(jīng)元輸出的振幅，神經(jīng)元模型圖如圖7所示。

2.3 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法

模糊算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的共同點(diǎn)在于處理和解決問題時(shí)都不需要對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型。但一般來說，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不能直接處理結(jié)構(gòu)化的知識(shí)，它需用大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，通過自己學(xué)習(xí)的過程，并借助其并行分布式結(jié)構(gòu)來估計(jì)輸入輸出的映射關(guān)系。模糊算法可以直接處理結(jié)構(gòu)化的知識(shí)，也就是由專家給出的“規(guī)則”，因其引入了“隸屬度”的概念，使得“規(guī)則”可以數(shù)值化。模糊算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的結(jié)合，能將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)機(jī)制引入模糊控制中，使模糊控制也具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的能力，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)借助大規(guī)模的并行分布式處理結(jié)構(gòu)完成模糊的推理過程，構(gòu)建一個(gè)帶有人類感覺和認(rèn)知成分的自適應(yīng)系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合模糊控制，它“不知不覺“中向訓(xùn)練數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)，產(chǎn)生、修正并高度概括輸入輸出之間的模糊規(guī)則，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)的產(chǎn)生和精煉這些規(guī)則，然后根據(jù)輸出模糊集合的幾何分布及由過去經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生的模糊規(guī)則推理得出結(jié)論。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制的融合方式如圖8所示。

2.4 模糊PID控制算法

常規(guī)PID算法具有原理簡單、實(shí)現(xiàn)方便的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于過程控制領(lǐng)域， PID算法適于簡單的單輸入、單輸出線性系統(tǒng)的控制，穩(wěn)態(tài)性能好，但動(dòng)態(tài)性能較差，且容易產(chǎn)生超調(diào)，抗干擾能力差，對(duì)于非線性、時(shí)變、大滯后和參數(shù)難以實(shí)現(xiàn)在線整定的系統(tǒng)有難以克服的局限性。模糊控制算法魯棒性和動(dòng)態(tài)性能較好，自適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)參數(shù)變化不敏感，能較大范圍適應(yīng)參數(shù)變化，對(duì)于非線性時(shí)變滯后系統(tǒng)而言，有較好的控制效果，考慮到果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境條件的多變性，可將二者控制算法結(jié)合實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高效、可靠地監(jiān)控。

模糊PID算法的實(shí)現(xiàn)由模糊參數(shù)調(diào)節(jié)器和標(biāo)準(zhǔn)PID控制器共同完成。模糊參數(shù)調(diào)節(jié)器以誤差e和誤差變化率 作為輸入，PID參數(shù)KP、KI、KD作為輸出，利用模糊控制規(guī)則在線對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行修改，運(yùn)行過程中不斷檢測e和，不斷對(duì)三個(gè)參數(shù)進(jìn)行修改，從而達(dá)到良好的控制性能。模糊PID原理圖如圖9所示。

3 結(jié)語

針對(duì)目前我國果蔬儲(chǔ)藏業(yè)的現(xiàn)狀，本文綜述了可應(yīng)用于果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)控的五種系統(tǒng)模式和四種控制算法，用于改善果蔬儲(chǔ)藏的條件，較少儲(chǔ)藏?fù)p失，提高儲(chǔ)藏品質(zhì)。五種系統(tǒng)模式各具特點(diǎn)，適用不同的應(yīng)用場合，實(shí)現(xiàn)的難易程度不同，成本有高有低，根據(jù)我國現(xiàn)狀可實(shí)現(xiàn)多元化的選擇，形成多元化的應(yīng)用格局。四種控制算法相較常規(guī)控制方法，有其獨(dú)特的一面，一定程度上使得控制的可靠性和精確性更高，但實(shí)現(xiàn)上有其難度，需要綜合考慮，謹(jǐn)慎選擇。總之，對(duì)果蔬儲(chǔ)藏環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)及控制算法的研究，會(huì)越來越向著智能化和網(wǎng)絡(luò)化兩個(gè)方向發(fā)展，人為干預(yù)程度越低，自動(dòng)化程度越高，則監(jiān)控效果會(huì)更好。

參考文獻(xiàn)

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第3篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)；素質(zhì)教育；工程應(yīng)用型人才；培養(yǎng)體系

2012年3月，國家教育部教高[2012]4號(hào)文件《教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見》強(qiáng)調(diào)了全面實(shí)施素質(zhì)教育的重要性，把促進(jìn)人的全面發(fā)展和適應(yīng)社會(huì)需要作為衡量人才培養(yǎng)水平的根本標(biāo)準(zhǔn)，要求落實(shí)文化知識(shí)學(xué)習(xí)和思想品德修養(yǎng)、創(chuàng)新思維和社會(huì)實(shí)踐、全面發(fā)展和個(gè)性發(fā)展緊密結(jié)合的人才培養(yǎng)要求。

要達(dá)到這樣的要求，必須從多方面分析社會(huì)對(duì)專業(yè)人才的綜合素質(zhì)需求，設(shè)計(jì)完整的素質(zhì)培養(yǎng)體系，實(shí)施全面教學(xué)改革，不斷檢驗(yàn)實(shí)施效果并進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)，逐步形成提高教學(xué)質(zhì)量的良性循環(huán)。

1.工程應(yīng)用型計(jì)算機(jī)專業(yè)人才素質(zhì)需求分析

近年來，我國出現(xiàn)了IT企業(yè)在計(jì)算機(jī)專業(yè)人才方面的嚴(yán)重缺乏與高校計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)屆畢業(yè)生就業(yè)率持續(xù)下滑相矛盾的現(xiàn)象。究其原因，是由高校培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才與社會(huì)需求不一致造成的。

通過社會(huì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前我國IT界緊缺的是能勝任計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)和推廣應(yīng)用工作的工程應(yīng)用型人才。根據(jù)就業(yè)能力分析，社會(huì)需要的工程應(yīng)用型人才需要具有包括專業(yè)知識(shí)、專業(yè)實(shí)踐能力、社會(huì)能力等多方面的綜合能力。在專業(yè)知識(shí)方面需要在掌握計(jì)算機(jī)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)、方法和技術(shù)的基礎(chǔ)上，具有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建設(shè)能力。和應(yīng)用能力；在專業(yè)實(shí)踐能力方面需要在運(yùn)用專業(yè)理論知識(shí)和方法解決實(shí)際問題的基礎(chǔ)上，具有一定的知識(shí)、方法綜合運(yùn)用能力，以及針對(duì)工程實(shí)際的技術(shù)創(chuàng)新精神；在社會(huì)能力方面需要在具備語言表達(dá)能力、個(gè)性發(fā)展能力的基礎(chǔ)上，具有團(tuán)隊(duì)精神和自主學(xué)習(xí)能力等綜合素質(zhì)。

2.培養(yǎng)體系設(shè)計(jì)

為達(dá)到工程應(yīng)用型計(jì)算機(jī)專業(yè)人才綜合素質(zhì)培養(yǎng)的目的，在傳統(tǒng)培養(yǎng)體系的基礎(chǔ)上進(jìn)行改革和擴(kuò)展，構(gòu)建了知識(shí)培養(yǎng)與能力培養(yǎng)相結(jié)合、課內(nèi)培養(yǎng)與課外培養(yǎng)相結(jié)合的包括4條主線的綜合素質(zhì)培養(yǎng)體系，見圖1。中間的兩條主線是知識(shí)培養(yǎng)體系和實(shí)踐能力培養(yǎng)體系，結(jié)合課程體系調(diào)整和課堂教學(xué)改革，實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)、方法和技術(shù)的培養(yǎng)；結(jié)合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革，著重解決知識(shí)、方法的綜合運(yùn)用以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。兩邊為綜合輔助體系，課外活動(dòng)體系結(jié)合學(xué)生課外活動(dòng)和專業(yè)競賽組織，強(qiáng)化自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作精神等素質(zhì)的培養(yǎng)；教學(xué)管理體系針對(duì)其他3個(gè)體系實(shí)施管理。

其中的知識(shí)培養(yǎng)體系、實(shí)踐能力培養(yǎng)體系分為4個(gè)層次：

第1層為通識(shí)教育平臺(tái)，針對(duì)大學(xué)一年級(jí)學(xué)生。在知識(shí)培養(yǎng)方面以人文、社科、數(shù)學(xué)、自然科學(xué)等基礎(chǔ)性綜合素質(zhì)培養(yǎng)為目的，為學(xué)生的全面發(fā)展和個(gè)性化發(fā)展打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。在實(shí)踐能力培養(yǎng)方面從熟練掌握常用計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件人手，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)基本操作能力。綜合輔助體系開展專業(yè)認(rèn)知講座、名師講堂、企業(yè)專家講座等形式的專業(yè)認(rèn)知教育，并開展專業(yè)科普知識(shí)競賽等課外活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣。

第2層為專業(yè)素質(zhì)平臺(tái)，針對(duì)大學(xué)二年級(jí)學(xué)生。在知識(shí)培養(yǎng)方面以計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心知識(shí)培養(yǎng)為主，為學(xué)生專業(yè)發(fā)展奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。在實(shí)踐能力培養(yǎng)方面以專業(yè)核心課程對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，以及經(jīng)典編程語言課程為主，為學(xué)生打下計(jì)算機(jī)系統(tǒng)建設(shè)實(shí)踐能力基礎(chǔ)。綜合輔助體系開展專業(yè)興趣小組活動(dòng)和校內(nèi)專業(yè)知識(shí)競賽，促進(jìn)學(xué)生專業(yè)知識(shí)的深入學(xué)習(xí)和綜合運(yùn)用，為后續(xù)的創(chuàng)新活動(dòng)和創(chuàng)新競賽作準(zhǔn)備。

第3層為專業(yè)方向平臺(tái)，針對(duì)大學(xué)三年級(jí)學(xué)生。在知識(shí)培養(yǎng)方面結(jié)合具體的專業(yè)方向知識(shí)開設(shè)專門課程，強(qiáng)化學(xué)生的個(gè)性發(fā)展能力。在實(shí)踐能力培養(yǎng)方面圍繞專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)及特色開發(fā)工具構(gòu)造實(shí)踐模塊，并以綜合性實(shí)驗(yàn)、探索性試驗(yàn)、社會(huì)實(shí)踐等多種方式加強(qiáng)學(xué)生計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。綜合輔助體系開展本科生科研參與、專業(yè)創(chuàng)新競賽組織工作，促進(jìn)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)的形成，為其個(gè)性化發(fā)展準(zhǔn)備條件。

第4層為能力提升平臺(tái)，針對(duì)大學(xué)四年級(jí)學(xué)生。在知識(shí)培養(yǎng)方面以專業(yè)前沿技術(shù)發(fā)展知識(shí)更新為依據(jù)，形成動(dòng)態(tài)調(diào)整的知識(shí)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)持續(xù)適應(yīng)社會(huì)需求的建設(shè)目標(biāo)。在實(shí)踐能力培養(yǎng)方面以計(jì)算機(jī)領(lǐng)域社會(huì)需求研發(fā)平臺(tái)為依據(jù)開展校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)，并廣泛開展企業(yè)實(shí)習(xí)和項(xiàng)目開發(fā)實(shí)踐，通過將畢業(yè)設(shè)計(jì)與企業(yè)實(shí)習(xí)相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生接觸社會(huì)需求、行業(yè)規(guī)范、國際標(biāo)準(zhǔn)，幫助學(xué)生提升就業(yè)能力、創(chuàng)新能力。

3.課程體系建設(shè)

計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系的建設(shè)首先要考慮計(jì)算機(jī)學(xué)科核心知識(shí)體系要求，其次應(yīng)兼顧所設(shè)置的特色專業(yè)方向以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展和社會(huì)人才需求。

3.1從計(jì)算機(jī)學(xué)科核心知識(shí)體系出發(fā)，提取專業(yè)核心課程

第4篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)范文

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)組成原理 課程體系 構(gòu)建

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）09-0247-02

一、課程建設(shè)中存在的問題

近年來，多數(shù)高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)都以必修課的形式開設(shè)了“計(jì)算機(jī)組成原理”這門課程。雖然各院校講授的內(nèi)容各不相同，但是他們對(duì)該課程的性質(zhì)、地位、作用及重要性都有了一定的認(rèn)識(shí)。由于“計(jì)算機(jī)組成原理”課程覆蓋的專業(yè)較多，因此各校在進(jìn)行教學(xué)時(shí)在一些問題上還存在不同的認(rèn)識(shí)，其中的有些問題還需要進(jìn)一步探索。

二、課程的地位及作用

“計(jì)算機(jī)組成原理”是系統(tǒng)介紹了計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本原理、基本設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有較全面的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生從理論和實(shí)踐上掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)的方法，進(jìn)而提高學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。因此，“計(jì)算機(jī)組成原理”課程在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)中具有舉足輕重的作用。

三、課程體系的構(gòu)建

（一）課程概述

本課程主要從計(jì)算機(jī)的基本概念、基本組成結(jié)構(gòu)分析著手，對(duì)計(jì)算機(jī)各個(gè)基本組成部件及控制單元的工作原理進(jìn)行討論，分析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一般特點(diǎn)，使學(xué)生掌握有關(guān)軟、硬件的基本知識(shí)，尤其是個(gè)基本組成部件有機(jī)連接構(gòu)成整機(jī)系統(tǒng)的方法，為培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)和使用能力打下基礎(chǔ)。

（二）課程性質(zhì)

適用專業(yè)類：高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)

授課時(shí)數(shù)：54學(xué)時(shí)

實(shí)踐時(shí)數(shù)：18學(xué)時(shí)

先修課程：數(shù)字邏輯、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、C++語言程序設(shè)計(jì)。

（三）課程內(nèi)容

本課程對(duì)教學(xué)內(nèi)容的要求分為3個(gè)層次，分別是：“掌握”、“理解”和“了解”。對(duì)于要求“掌握”和“理解”的內(nèi)容，要做到概念清楚，原理明白，并具有分析和計(jì)算能力，有些內(nèi)容還要求會(huì)應(yīng)用。“掌握”比“理解”要求更高，有些知識(shí)必須熟記。對(duì)要求“了解”的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)知道基本概念和基本原理。“計(jì)算機(jī)組成原理”課程體系應(yīng)由理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)兩大部分組成。

1.理論知識(shí)

① 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 （4學(xué)時(shí)）。主要內(nèi)容： 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟硬件的組成與層次結(jié)構(gòu)、 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、 計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用。

②計(jì)算機(jī)的邏輯部件 （6學(xué)時(shí)）。主要內(nèi)容：布爾代數(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)、 計(jì)算機(jī)中常用的組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路。

③數(shù)據(jù)表示、運(yùn)算方法與運(yùn)算部件 （10學(xué)時(shí)）。主要內(nèi)容： 數(shù)字化信息編碼、 計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示、轉(zhuǎn)換和運(yùn)算、 二進(jìn)制乘法和除法運(yùn)算、 浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法、 運(yùn)算部件、 數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼。

④主存儲(chǔ)器 （6學(xué)時(shí)）。主要內(nèi)容： 主存儲(chǔ)器概述、 讀/寫存儲(chǔ)器、 非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。

⑤指令系統(tǒng) （6學(xué)時(shí)）。主要內(nèi)容： 指令格式與數(shù)據(jù)表示、 尋址方式、 指令類型與指令系統(tǒng)的兼容性、 RISC和CISC、 指令系統(tǒng)舉例。

⑥中央處理部件 （6學(xué)時(shí)）。主要內(nèi)容： 計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)、 控制器的組成、 微程序控制的工作原理、 流水線工作原理。

⑦存儲(chǔ)器系統(tǒng) （6學(xué)時(shí)）。主要內(nèi)容： 存儲(chǔ)器系統(tǒng)概述、 高速緩沖存儲(chǔ)器、 虛擬存儲(chǔ)器、 相聯(lián)存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)保護(hù)。

⑧輸入輸出系統(tǒng) （6學(xué)時(shí)）。主要內(nèi)容： 輸入輸出系統(tǒng)概述、 程序中斷、 DMA輸入輸出方式、 通道控制方式、 總線結(jié)構(gòu)、 外設(shè)接口。

⑨計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) （4學(xué)時(shí)）。主要內(nèi)容： 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述、 多媒體計(jì)算機(jī)、超級(jí)流水線處理機(jī)和超長指令計(jì)算機(jī)、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)簡述。

理論共54學(xué)時(shí)，3學(xué)分，成績比例70%。

2.實(shí)驗(yàn)

通過做實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生加深對(duì)所學(xué)學(xué)科知識(shí)的理解和掌握，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析問題的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。具體內(nèi)容如下：①運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)（6學(xué)時(shí)）②存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）③微程序控制器實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）④模型機(jī)組成與指令執(zhí)行實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）⑤輸入輸出實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）。

共18學(xué)時(shí)，1學(xué)分，30%。

（四）課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)：掌握計(jì)算機(jī)的各個(gè)組成部件的工作原理。

難點(diǎn)：指令的執(zhí)行和存儲(chǔ)空間的擴(kuò)充。

四、加強(qiáng)課程構(gòu)建的具體設(shè)想及主要措施

（一）在教學(xué)環(huán)節(jié)中突出本課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)

“計(jì)算機(jī)組成原理”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程的學(xué)習(xí)將為學(xué)習(xí)“操作系統(tǒng)”、“微機(jī)原理”等后續(xù)課程和研制開發(fā)各種系統(tǒng)和應(yīng)用軟件打下扎實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，因此可以將“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)結(jié)合相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)來鞏固并加深所需的知識(shí)點(diǎn)的理解。在教學(xué)過程中，即注重學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)的掌握，也注重學(xué)生動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，使本課程在處理知識(shí)面的寬度和深度上，既滿足作為基礎(chǔ)課的要求又達(dá)能到課程突出實(shí)踐環(huán)節(jié)的特色。

（二）教學(xué)方法的整改策略

實(shí)驗(yàn)教學(xué)分層次組織：以能力培養(yǎng)為宗旨，根據(jù)難度分為達(dá)到“實(shí)驗(yàn)設(shè)置基本要求”和“實(shí)驗(yàn)設(shè)置較高要求”的實(shí)驗(yàn)。教師根據(jù)學(xué)生情況分層次組織實(shí)驗(yàn)，既能掌握基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，也能體驗(yàn)有一定難度的實(shí)驗(yàn)，使不同程度的學(xué)生都能從中受益，并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（三）教學(xué)手段的改進(jìn)

“計(jì)算機(jī)組成原理”充分地利用了學(xué)校網(wǎng)絡(luò)資源，將教學(xué)課件、教輔材料及習(xí)題集等資源上網(wǎng)，使學(xué)生方便地下載，了解本課程的教學(xué)安排、計(jì)劃和要求、考試題型及考核方式，便于學(xué)生課下的復(fù)習(xí)自學(xué)、鞏固知識(shí)點(diǎn)，并對(duì)學(xué)生課余主動(dòng)學(xué)習(xí)提供了很大的方便。使用這樣先進(jìn)的教學(xué)手段，既提高了教學(xué)質(zhì)量，又取得了良好的教學(xué)效果。

五、結(jié)束語

該課程體系是在分析和研究部分高等院校“計(jì)算機(jī)組成原理”課程教學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)上構(gòu)建的，但是由于多數(shù)院校開設(shè)“計(jì)算機(jī)組成原理”課程授課的學(xué)生層次和研究方向、專業(yè)特色的不同，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)等還處于探索階段。因此其科學(xué)性、合理性和實(shí)用性有待實(shí)踐的進(jìn)一步檢驗(yàn)和完善。

參考文獻(xiàn)：

第5篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)范文

1課程教學(xué)內(nèi)容探索

專業(yè)知識(shí)體系由知識(shí)領(lǐng)域、知識(shí)單元和知識(shí)點(diǎn)三個(gè)層次組成，專業(yè)知識(shí)體系分成學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)體系和專業(yè)方向知識(shí)體系。電子信息類學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)體系由電路與電子學(xué)知識(shí)領(lǐng)域、信號(hào)系統(tǒng)與控制知識(shí)體系、計(jì)算機(jī)知識(shí)領(lǐng)域和電磁場知識(shí)領(lǐng)域四個(gè)基本知識(shí)領(lǐng)域構(gòu)成[1]。傳統(tǒng)的微機(jī)原理課程作為計(jì)算機(jī)知識(shí)領(lǐng)域的專業(yè)基礎(chǔ)課，與計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)、C語言、電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等先導(dǎo)課程聯(lián)系緊密，同時(shí)又是單片機(jī)原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用、DSP原理與應(yīng)用、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信等后續(xù)課程的理論基礎(chǔ)。該課程在上述學(xué)科前三個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)領(lǐng)域與電子信息類各專業(yè)方向知識(shí)體系之間起到承上啟下的作用。

隨著集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，微處理器的發(fā)展也日新月異，其芯片集成度越來越高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，處理能力越來越強(qiáng)，已進(jìn)入64位的微處理器時(shí)代。對(duì)于剛剛進(jìn)入高校的本科生，如果直接學(xué)習(xí)32位、甚至64位的微機(jī)系統(tǒng)原理，需要掌握的相關(guān)背景知識(shí)太多，容易陷入技術(shù)的泥潭中[2]。而傳統(tǒng)的微機(jī)原理介紹的16位的微處理器8086/8088及其相應(yīng)的配套接口芯片早已退出應(yīng)用舞臺(tái)，造成知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用存在較大的脫節(jié)，讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)這門課程沒有用的錯(cuò)覺。雖然微機(jī)原理理論更系統(tǒng)，而單片機(jī)應(yīng)用性更強(qiáng)，但這兩門課程在內(nèi)容上(原理與接口應(yīng)用等)和形式上(指令系統(tǒng)和匯編程序設(shè)計(jì)等)具有較大的交叉，獨(dú)立設(shè)課將不可避免地出現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)的重復(fù)和各自重點(diǎn)的缺失。此外，盡管微機(jī)原理課程偏重于系統(tǒng)理論，但也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，需要通過實(shí)驗(yàn)實(shí)踐來加深對(duì)系統(tǒng)理論的理解，以8086/8088為核心的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)缺乏實(shí)際應(yīng)用背景，在學(xué)時(shí)較少的情況下實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果較差，如果采用廣泛使用的51系列單片機(jī)來合理地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)將具有更強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用背景，可以更有效地與系統(tǒng)理論知識(shí)協(xié)調(diào)互補(bǔ)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外動(dòng)手實(shí)踐制作，可更好地增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。為此，我校電子信息類專業(yè)將這兩門課程合二為一，安排45學(xué)時(shí)的理論教學(xué)和20學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

由于各領(lǐng)域的應(yīng)用需求不同，微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)形成了以PC機(jī)為代表的通用微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和以單片機(jī)、ARM，DSP，SOC，SOPC等為代表的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)這兩大分支。盡管這兩大分支系統(tǒng)在外形上具有很大差異，但由于“本是同根生”，它們都是由基本的馮•諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)工作原理演變而來，存在很多共同的知識(shí)點(diǎn)。因此，課堂教學(xué)應(yīng)首先介紹計(jì)算機(jī)的基本原理：對(duì)數(shù)制與編碼、計(jì)算機(jī)的基本組成邏輯電路、存儲(chǔ)器等基礎(chǔ)知識(shí)簡要回顧，做好課程與數(shù)字電子技術(shù)課程內(nèi)容的銜接；明確計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在硬件結(jié)構(gòu)組成上以運(yùn)算器和控制器為中心引出系統(tǒng)總線配備存儲(chǔ)器和輸入輸出設(shè)備，以指令系統(tǒng)作為軟件基礎(chǔ)明確計(jì)算機(jī)是按照給定程序，逐條執(zhí)行指令從而實(shí)現(xiàn)特定功能，明確程序設(shè)計(jì)語言中的機(jī)器語言、匯編語言和高級(jí)語言這三大類型語言各自的特點(diǎn)和相互關(guān)系；硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)有機(jī)組合在一起才能構(gòu)成完整的微機(jī)系統(tǒng)，以計(jì)算機(jī)執(zhí)行訪問存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備程序過程舉例說明微型計(jì)算機(jī)的基本工作過程和原理；從中斷基本概念出發(fā)明確中斷系統(tǒng)功能和中斷處理過程，介紹中斷程序的一般設(shè)計(jì)方法，從而明確計(jì)算機(jī)中斷系統(tǒng)的原理。由于51系列單片機(jī)“麻雀雖小五臟俱全”，一個(gè)芯片包含了計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)中運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出5個(gè)組成單元，其知識(shí)相對(duì)簡單，容易理解和掌握，而且有廣泛的應(yīng)用背景，比較容易進(jìn)行各種系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，因此，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的基本工作原理后，可著重講授51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用。通過對(duì)51系列單片機(jī)內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和工作原理的學(xué)習(xí)，輔以電源電路、復(fù)位電路和時(shí)鐘電路建立單片機(jī)最小系統(tǒng)作為硬件平臺(tái)；在軟件基礎(chǔ)方面，理解和掌握80C51指令系統(tǒng)中的尋址方式和指令的分類，掌握各條指令有序組合在一起實(shí)現(xiàn)特定功能的匯編程序設(shè)計(jì)方法，從而更深入地理解和掌握單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，再偱序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生采用高級(jí)語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)與C語言課程內(nèi)容的銜接；通過內(nèi)部主要功能單元(定時(shí)/計(jì)數(shù)器、UART串行接口和中斷系統(tǒng))結(jié)構(gòu)和編程應(yīng)用、單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展和接口的編程應(yīng)用的學(xué)習(xí)，從軟硬兩方面綜合實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用。在學(xué)時(shí)允許的條件下，最后簡要介紹微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的原理與應(yīng)用，加深計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作原理的理解，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)。

教學(xué)是教師的教和學(xué)生的學(xué)所組成的一種人類特有的人才培養(yǎng)活動(dòng)。站上講臺(tái)，教師要明確教什么，幫助學(xué)生建立學(xué)科相關(guān)課程的體系結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生明確所學(xué)課程在學(xué)科體系中的地位和作用，明確能夠?qū)W什么。以上介紹可明確我校電子信息專業(yè)微機(jī)原理與接口技術(shù)課程改革后“教什么與學(xué)什么”的問題。

2課程教學(xué)方法探索

通過對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的探索，課程重點(diǎn)講授微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)及其基本工作原理、單片機(jī)工作原理和實(shí)際開發(fā)應(yīng)用兩部分內(nèi)容，課程具有較強(qiáng)的理論性和應(yīng)用性，課程內(nèi)容比較抽象，如何提高課程教學(xué)效果，需要深入探索“怎么教與怎么學(xué)”的問題。

2.1 課堂授課方式探索

隨著現(xiàn)代化多媒體教學(xué)方式的普及，傳統(tǒng)的純板書教學(xué)方式逐步被多媒體投影教學(xué)方式取代。這種 現(xiàn)代化的教學(xué)方式在聲形結(jié)合、圖文并茂地給學(xué)生帶來不同的學(xué)習(xí)體驗(yàn)的同時(shí)，也顯現(xiàn)出一定的弊端。通常情況下，教師在控制臺(tái)講解投影屏上的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，學(xué)生聽到的講解聲音和看到的課程內(nèi)容處于脫離狀態(tài)，視覺和聽覺難以集中[3]。此外，由于多媒體教學(xué)沒有教師板書環(huán)節(jié)，課堂教學(xué)信息量增大，學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容思考時(shí)間變短，同時(shí)長時(shí)間盯著投影屏接受大量信息容易造成視覺疲勞，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳，不具有傳統(tǒng)板書教學(xué)方式中學(xué)生的視覺和聽覺集中在教師板書區(qū)域，能夠跟隨教師板書節(jié)奏邊聽邊理解的優(yōu)點(diǎn)。因此，我們針對(duì)具體教學(xué)內(nèi)容采用傳統(tǒng)板書與現(xiàn)代化多媒體相結(jié)合的方式授課，不僅給學(xué)生帶來圖文并茂的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，同時(shí)對(duì)于重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)，采用板書形式循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生一起互動(dòng)式理解并掌握，提高教學(xué)效果。例如：通過舉例方式講解匯編語言程序設(shè)計(jì)基本方法，通過課件顯示例題題目內(nèi)容可節(jié)省傳統(tǒng)板書書寫時(shí)間，對(duì)設(shè)計(jì)題目分析時(shí)，通過課件以動(dòng)畫的形式生動(dòng)地展示程序流程圖，以流程圖為依據(jù)進(jìn)一步采用傳統(tǒng)板書的方式引導(dǎo)學(xué)生一起在黑板上依次書寫一條條的指令，完成程序設(shè)計(jì)，然后將備課時(shí)在計(jì)算機(jī)上編輯好的程序源代碼用仿真軟件運(yùn)行并通過投影儀展示程序運(yùn)行過程。

由于該課程在學(xué)科專業(yè)體系中承上啟下，課程內(nèi)容與數(shù)字電子技術(shù)息息相關(guān)，在授課過程中要注重相關(guān)課程的銜接。例如：講授總線概念時(shí)，可聯(lián)系數(shù)字電子技術(shù)課程中講授的三態(tài)門采用分時(shí)工作的工作方式，主要應(yīng)用在計(jì)算機(jī)總線中；講授存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)，聯(lián)系數(shù)字電子技術(shù)課程中講授的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的相關(guān)概念；講授定時(shí)/計(jì)算器時(shí)，聯(lián)系數(shù)字電子技術(shù)課程中講授的時(shí)序邏輯電路計(jì)算器的工作原理；講授計(jì)算機(jī)中有符號(hào)數(shù)采用補(bǔ)碼形式可將符號(hào)位直接參與運(yùn)算，結(jié)果仍為補(bǔ)碼形式表示時(shí)，可進(jìn)一步拓展到數(shù)字系統(tǒng)中有符號(hào)表示和運(yùn)算均采用補(bǔ)碼形式。此外，課程內(nèi)容自成體系，需注重課程前后知識(shí)點(diǎn)的連貫銜接，在授課過程中，只要講授的新知識(shí)點(diǎn)與前面學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)相關(guān)，我們就引導(dǎo)學(xué)生翻到教材學(xué)過的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)位置，將前后知識(shí)點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來，幫助學(xué)生形成完整的課程體系。

由于課程部分內(nèi)容較為抽象、難以理解，在講授相關(guān)內(nèi)容時(shí)，還可采用比喻的方法用日常生活中相似的事例進(jìn)行類比，將抽象內(nèi)容形象化、生動(dòng)化，讓學(xué)生更好地理解和掌握。例如：講授中斷處理過程可以用事例“正常講課過程中出現(xiàn)學(xué)生提出疑問并解答完畢回歸正常講課”作類比。“教師正常授課”類似于“執(zhí)行主程序”，“學(xué)生舉手”類似于“中斷請(qǐng)求”，“教師請(qǐng)學(xué)生提出疑問”類似于“中斷響應(yīng)”，“學(xué)生提出疑問以及教師解答”類似于“中斷處理”，“回到正常授課”類似于“中斷返回”，此外，“學(xué)生提出疑問前的授課進(jìn)度和內(nèi)容”類似于“中斷的斷點(diǎn)”，學(xué)生通過這樣的類比可以更好地理解和掌握中斷的相關(guān)概念。講授“MOV”傳送指令時(shí)，可用學(xué)生在課堂上抄作業(yè)進(jìn)行類比。講授空操作指令“NOP”時(shí)，可拿學(xué)生在課堂上打瞌睡作類比，類比過程引來了學(xué)生哄堂大笑，活躍課堂氣氛的同時(shí)，也提醒部分學(xué)生要遵守課堂紀(jì)律，不要在課堂上虛度光陰。

2.2 注重實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)

本課程是實(shí)踐性和應(yīng)用性非常強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，僅僅通過課堂教學(xué)來學(xué)習(xí)掌握基本系統(tǒng)概念、工作原理、設(shè)計(jì)原則和方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，尤其在當(dāng)今大力提倡以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為核心的素質(zhì)教育中，為滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的需要，必須將理論和實(shí)踐緊密結(jié)合起來，用理論指導(dǎo)實(shí)踐，用實(shí)踐強(qiáng)化理論。因此，教學(xué)雙方都要注重實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，正確合理地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，并采用探究式教學(xué)方法，以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力，變被動(dòng)接收為主動(dòng)探求，“做中學(xué)，學(xué)中做”，做到學(xué)以致用、活學(xué)活用。

實(shí)驗(yàn)課程采用層次化的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐內(nèi)容體系，分成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)實(shí)踐三個(gè)層次。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：軟件開發(fā)環(huán)境和簡單程序設(shè)計(jì)，I/O口輸入、輸出實(shí)驗(yàn)，中斷、定時(shí)器實(shí)驗(yàn)；異步串行通信實(shí)驗(yàn)，D/A和A/D接口實(shí)驗(yàn)等。通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)逐步掌握單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷、串行通信、系統(tǒng)擴(kuò)展、接口技術(shù)等功能，在實(shí)驗(yàn)過程中偱序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生采用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。以簡易數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)為題進(jìn)行系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，讓學(xué)生將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中掌握的單片機(jī)各功能模塊組成完整系統(tǒng)，建立單片機(jī)系統(tǒng)整體概念，學(xué)會(huì)站在系統(tǒng)的高度分析和解決問題，初步具備單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)能力。通過以上兩個(gè)層次的訓(xùn)練后，學(xué)生有了一定的理論基礎(chǔ)以及實(shí)踐能力，則進(jìn)入課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)。學(xué)生通過課外時(shí)間自行選擇課題，獨(dú)立完成相關(guān)軟件和硬件的設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)實(shí)物系統(tǒng)測試驗(yàn)收，訓(xùn)練學(xué)生自主解決問題的能力和創(chuàng)新能力。

由于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)來自實(shí)際應(yīng)用課題，使得實(shí)驗(yàn)課程更接近實(shí)際應(yīng)用。設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)占85%，要求根據(jù)任務(wù)，做好預(yù)習(xí)，根據(jù)參考方案或自行設(shè)計(jì)硬件電路，編寫相應(yīng)的程序。每位學(xué)生獨(dú)立完成軟硬件的調(diào)試，做好實(shí)驗(yàn)記錄并由指導(dǎo)教師檢查后簽字確認(rèn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生提交完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括程序清單、電路原理圖、測試記錄、結(jié)果分析等。

3課程教學(xué)目標(biāo)探索

將傳統(tǒng)的微機(jī)原理與接口技術(shù)和單片機(jī)原理與應(yīng)用課程合二為一后，為了能夠?qū)崿F(xiàn)為后續(xù)課程學(xué)習(xí)奠定較強(qiáng)的微機(jī)系統(tǒng)理論基礎(chǔ)并掌握單片機(jī)系統(tǒng)原理和具備單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用開發(fā)能力的教學(xué)目標(biāo)，我們還需要進(jìn)一步探討教學(xué)過程中“教到什么程度與學(xué)到什么程度”的問題。

微機(jī)系統(tǒng)理論基礎(chǔ)是原理性的，傳統(tǒng)的微機(jī)原理課程基于8/16位微處理器展開，而由于技術(shù)不斷發(fā)展，當(dāng)代微處理器已進(jìn)入64位的時(shí)代，教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用之間存在巨大的脫節(jié)。盡管技術(shù)在不斷變換，但是從計(jì)算機(jī)面世以來，基本原理沒有發(fā)生太大的改變，從馮•諾依曼結(jié)構(gòu)提出到現(xiàn)在已有幾十年，即使技術(shù)工藝有了翻天覆地的變化，但體系結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生本質(zhì)改變[4]。因此，課程拋開具體的微處理器型號(hào)，把握通用微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)這兩大分支的共性，以共性為基礎(chǔ)建立微型 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟硬件體系架構(gòu)，并了解微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)。然后學(xué)習(xí)比較容易入手的單片機(jī)原理及應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容：一方面，通過理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，掌握51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試方法，掌握單片機(jī)開發(fā)工具的使用方法，鍛煉和提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為新型單片機(jī)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用打下基礎(chǔ)；另一方面，通過具體型號(hào)的單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用開發(fā)的學(xué)習(xí)，夯實(shí)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟硬件體系架構(gòu)的理解，掌握微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)的一般方法，用于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。

此外，隨著編譯技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的軟件大多采用高級(jí)語言編寫，僅少量引導(dǎo)代碼采用匯編語言編寫[5]。因此，在課程中，對(duì)于51單片機(jī)指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計(jì)的教學(xué)只需要服務(wù)于幫助學(xué)生更深入地理解和掌握單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和高級(jí)語言程序的相關(guān)原理就足夠了，之后，引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)入高級(jí)語言的學(xué)習(xí)，從而在軟件編程時(shí)做到得心應(yīng)手，能夠編寫出高效的軟件程序。

第6篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)范文

    1.考試要求:

    (1)熟悉計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和常用I/O設(shè)備的基礎(chǔ)知識(shí);

    (2)熟悉計(jì)算機(jī)主要部件及其功能的基礎(chǔ)知識(shí);

    (3)了解操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)及其安裝與操作方法;

    (4)熟練掌握常用辦公軟件的操作方法;

    (5)熟悉多媒體、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí);

    (6)熟悉電子商務(wù)理念、發(fā)展階段、特點(diǎn)以及基本運(yùn)作方式;

    (7)熟悉網(wǎng)上交易過程,了解網(wǎng)上支付、支付工具和支付系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí);

    (8)掌握C與Java語言的編程基礎(chǔ)知識(shí);

    (9)掌握HTML語言,了解XML語言,熟練掌握 Dreamweaver和FrontPage網(wǎng)頁制作工具;

    (10) 掌握VBScript或JavaScript腳本語言,掌握ASP和JSP動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁制作技術(shù);

    (11)掌握電子商務(wù)網(wǎng)站建設(shè)和網(wǎng)頁設(shè)計(jì)的基本方法;

    (12)掌握網(wǎng)站運(yùn)營維護(hù)與管理的基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作方法;

    (13)熟悉信息安全的常識(shí),熟悉電子商務(wù)安全技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí);

    (14)了解電子商務(wù)有關(guān)的法律、法規(guī)要點(diǎn),熟悉電子商務(wù)從業(yè)人員職業(yè)道德要求;

    (15)能閱讀和理解相關(guān)領(lǐng)域的簡單英文資料。

    2.通過本考試的人員能理解計(jì)算機(jī)和電子商務(wù)基礎(chǔ)知識(shí);熟練使用常用辦公軟件;能按企業(yè)要求進(jìn)行網(wǎng)站設(shè)計(jì)和網(wǎng)頁制作;能對(duì)電子商務(wù)網(wǎng)站進(jìn)行日常運(yùn)行管理與維護(hù);具有助理工程師(或技術(shù)員)的實(shí)際工作能力和業(yè)務(wù)水平。

    3.本考試設(shè)置的科目包括:

第7篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)范文

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)組成原理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);可編程器件;實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

計(jì)算機(jī)組成原理課程是計(jì)算機(jī)學(xué)科的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,主要內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)構(gòu)成及其各個(gè)部分如何協(xié)調(diào)工作[1]。在整個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系中,計(jì)算機(jī)組成原理是起著承上啟下的作用[2-3],它以數(shù)字邏輯課程為基礎(chǔ),而自身又是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、編譯原理、操作系統(tǒng)等課程的基礎(chǔ)。同時(shí)計(jì)算機(jī)組成原理又是一門與實(shí)踐結(jié)合很緊密的課程,課程實(shí)驗(yàn)一直是教學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn),各高校也很重視,在實(shí)驗(yàn)上投入了大量的精力。

2009年11月在南京召開了“計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)課程群”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研討會(huì),會(huì)上討論了國內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)展和不足,本文立足于此次會(huì)議,結(jié)合各校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),以計(jì)算機(jī)組成原理課程為例,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行研究。

1課程設(shè)置

目前,國內(nèi)大多數(shù)高校都將計(jì)算機(jī)組成原理作為第一門專業(yè)課程安排在數(shù)字邏輯課之后,主要內(nèi)容包括:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本概念、指令系統(tǒng)、處理器組成(運(yùn)算器、控制器等)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、流水線技術(shù)等[1,4]。組成原理一般會(huì)安排在大二下學(xué)期甚至大三上學(xué)期,這樣就不可避免地造成與其他專業(yè)課程同時(shí)開課,使得學(xué)生在沒有掌握計(jì)算機(jī)組成之前就開始更高層次的專業(yè)課學(xué)習(xí),這樣無法體現(xiàn)計(jì)算機(jī)組成原理的專業(yè)基礎(chǔ)課作用。

為了解決這些問題,一些學(xué)校在課程設(shè)置上學(xué)習(xí)了國外大學(xué)的做法,開設(shè)了一門計(jì)算機(jī)入門性質(zhì)的課程,如清華大學(xué)和中國科技大學(xué)開設(shè)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)導(dǎo)論課程,課程系統(tǒng)地介紹了計(jì)算機(jī)專業(yè)的一些入門知識(shí):最底層的器件邏輯門電路微結(jié)構(gòu)指令集結(jié)構(gòu)程序算法問題域。這樣,學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)有了概括性的基礎(chǔ)知識(shí),這樣就可以避免課程安排的問題了,同時(shí),教師在計(jì)算機(jī)組成原理課上就可以更加深入地介紹計(jì)算機(jī)的組成和工作原理了。

各校一般都在計(jì)算機(jī)組成原理課程中安排試驗(yàn)[4-5],課程的總課時(shí)中有專門的實(shí)驗(yàn)課時(shí),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論課的同時(shí)完成實(shí)驗(yàn),這樣做的好處是讓學(xué)生能夠?qū)⒗碚搶W(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)操作同時(shí)進(jìn)行,加深對(duì)知識(shí)的理解,但是由于進(jìn)度安排的問題,綜合性的大實(shí)驗(yàn)(如處理器設(shè)計(jì))只能被安排在學(xué)期后段,學(xué)生需要短時(shí)間內(nèi)投入大量精力才能完成。對(duì)于一些無法單獨(dú)在組成原理課程中實(shí)現(xiàn)的更大規(guī)模的課程設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),需要學(xué)生掌握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、編譯原理、操作系統(tǒng)等課程的知識(shí),也需要更多的實(shí)驗(yàn)課時(shí),為此,一些學(xué)校開設(shè)了專門的計(jì)算機(jī)綜合實(shí)踐課程,如東南大學(xué)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)、中國科技大學(xué)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原型設(shè)計(jì)等,這些課程綜合了計(jì)算機(jī)學(xué)科多方面的知識(shí),以計(jì)算機(jī)組成原理為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),進(jìn)一步拓展了實(shí)驗(yàn)的領(lǐng)域。

中國科技大學(xué)華夏班在課程設(shè)置上參考了國外大學(xué)的一些方案,面向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)學(xué)科發(fā)展前沿,強(qiáng)調(diào)前瞻性、先進(jìn)性和實(shí)踐性,探索出了計(jì)算機(jī)組成課程群課程設(shè)置(見表1)的新方向。

從課程設(shè)置中我們可以看出實(shí)驗(yàn)在總課時(shí)和總學(xué)分中所占的比重很大,幾乎占到了二分之一,并且計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原型設(shè)計(jì)是一門實(shí)驗(yàn)課程,分為A和B兩個(gè)部分,A為CPU設(shè)計(jì),B為系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),二者結(jié)合起來就是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原型。清華大學(xué)在課程設(shè)置上也與其類似,只是沒有專門的實(shí)驗(yàn)課程,內(nèi)容也簡化很多,主要著重于計(jì)算機(jī)組成原理的相關(guān)內(nèi)容。

2實(shí)驗(yàn)設(shè)置

目前國內(nèi)的計(jì)算機(jī)組成原理課程實(shí)驗(yàn)都已經(jīng)逐

漸向處理器設(shè)計(jì)這一方向靠攏,差別只在于實(shí)驗(yàn)的方式和難度。表2是參加此次會(huì)議的幾個(gè)學(xué)校課程實(shí)驗(yàn)設(shè)置情況。

從表2可以看出,計(jì)算機(jī)組成原理課程的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)由以前的驗(yàn)證性部件實(shí)驗(yàn)逐漸過渡到處理器設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)搭建這一層次上,具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1) 使用可編程邏輯器件作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[2],這樣能夠大大提高實(shí)驗(yàn)的靈活性和可操作性,根據(jù)學(xué)生能力的不同安排不同層次和難度的實(shí)驗(yàn),充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式上不斷創(chuàng)新,同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生的興趣,實(shí)驗(yàn)樣式也不再呆板和單調(diào)。但是,這樣需要有更加完善的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)機(jī)制,做到公平和公正;還需要學(xué)生掌握硬件描述語言和相應(yīng)的EDA工具軟件,這些就需要對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或者得到先修課程的支持。

2) 指令集基本上都是MIPS或者類MIPS的,其好處是指令系統(tǒng)成熟,格式規(guī)整,有很好的技術(shù)和文檔支持。使用這類的指令系統(tǒng),學(xué)生能夠更好的掌握和理解,設(shè)計(jì)出來的處理器結(jié)構(gòu)也更加規(guī)范,而且有很多相應(yīng)的設(shè)計(jì)文檔和實(shí)例可供參考;其次,如果想要進(jìn)行更高層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,就需要相應(yīng)的編譯器等工具的支持,MIPS指令系統(tǒng)在這一點(diǎn)有很大的優(yōu)勢,有了這些工具開發(fā)難度能夠大大降低。因此目前來看采用MIPS指令系統(tǒng)是一個(gè)很好的方案。不過這樣也有一些缺點(diǎn),采用統(tǒng)一的指令系統(tǒng)限制了學(xué)生在指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的靈活性,使得設(shè)計(jì)出來的處理器過于類似,過多的設(shè)計(jì)資料也使得學(xué)生可以更加容易偷懶,使得實(shí)驗(yàn)效果降低。

3) 基本上將流水線等知識(shí)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)之中[5]。由于各個(gè)學(xué)校都在不同程度的推進(jìn)計(jì)算機(jī)組成原理課程改革,普遍將流水線、高速緩存等內(nèi)容加入了教學(xué)計(jì)劃中,實(shí)驗(yàn)中也相應(yīng)的加入了這些內(nèi)容;同時(shí)MIPS指令系統(tǒng)能夠很好的支持流水線的設(shè)計(jì),現(xiàn)有的資料和教材大多也是圍繞著流水線處理器設(shè)計(jì)展開的,因此流水線處理器的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了各個(gè)學(xué)校實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容。在清華的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)中并沒有規(guī)定一定要實(shí)現(xiàn)流水線,要求學(xué)生完成多周期或者流水線處理器的設(shè)計(jì),僅過幾輪實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生普遍選擇了流水線處理器的設(shè)計(jì),因?yàn)槎嘀芷谔幚砥鞯脑O(shè)計(jì)并不比流水線處理器設(shè)計(jì)簡單很多,而且相應(yīng)的設(shè)計(jì)資料較少。不過有一點(diǎn)是值得商榷的,就是為了組成原理實(shí)驗(yàn)有更好的顯示度,在實(shí)驗(yàn)中加入了不少其他課程的內(nèi)容,比如編譯、操作系統(tǒng)等內(nèi)容。這些內(nèi)容安排在單獨(dú)的綜合實(shí)驗(yàn)課程中還可以,放到組成原理課程實(shí)驗(yàn)中就有些喧賓奪主了,學(xué)生會(huì)投入太多的精力在這些內(nèi)容上,組成原理實(shí)驗(yàn)還是應(yīng)該以理解計(jì)算機(jī)組成及工作原理為目的,不需要完成其他課程的內(nèi)容,只有少數(shù)能力較強(qiáng)的同學(xué)在完成了基本內(nèi)容后,才值得鼓勵(lì)去做這些事情。

4) 實(shí)驗(yàn)規(guī)模較大,需要多個(gè)同學(xué)分工協(xié)作來完成。在以往的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)中大多數(shù)是以驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)為主,學(xué)生往往可以獨(dú)立完成,但是處理器設(shè)計(jì)這一類的實(shí)驗(yàn)單靠個(gè)人完成對(duì)學(xué)生的壓力太大,這就需要學(xué)生組成一個(gè)駝隊(duì)來完成實(shí)驗(yàn),這樣不僅能夠減輕學(xué)生的工作量,還可以培養(yǎng)他們團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。一個(gè)團(tuán)隊(duì)規(guī)模控制在2～3人比較合適,人數(shù)太多會(huì)造成有人懈怠,達(dá)不到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

3實(shí)驗(yàn)管理和評(píng)價(jià)

由于計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式的更新,具體的實(shí)驗(yàn)管理方式和評(píng)價(jià)機(jī)制也有了很大的改動(dòng)。以前是以實(shí)驗(yàn)室為主的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)室安排的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和時(shí)間來完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn);現(xiàn)在則是實(shí)驗(yàn)室根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和需求,提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)支持,包括設(shè)備、場地以及人員等。

以清華大學(xué)的組成原理課程實(shí)驗(yàn)為例,前兩個(gè)驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)安排在實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一完成,幫助學(xué)生熟悉軟件工具和實(shí)驗(yàn)設(shè)備,然后再安排課程大實(shí)驗(yàn)。大實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)將實(shí)驗(yàn)設(shè)備發(fā)放給學(xué)生,讓學(xué)生能夠在宿舍進(jìn)行實(shí)驗(yàn),同時(shí)實(shí)驗(yàn)室保證一定的開放時(shí)間,方便學(xué)生來實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。在整個(gè)過程中安排三次集中的實(shí)驗(yàn)課程,實(shí)行小班教學(xué),目的是能夠更好的掌握學(xué)生目前的實(shí)驗(yàn)情況,控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和解決學(xué)生遇到的一些實(shí)際問題。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,實(shí)驗(yàn)室的主要作用就是后勤保障和監(jiān)督進(jìn)度,協(xié)助和督促學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。

由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和形式的變化,實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不能簡單的通過檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來評(píng)定一個(gè)實(shí)驗(yàn)完成的程度,需要從多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于我們的大實(shí)驗(yàn),首先會(huì)提供一套標(biāo)準(zhǔn)的測試程序,通過這些程序來檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正確;然后學(xué)生需要針對(duì)自己的處理器提供自測程序來體現(xiàn)自己設(shè)計(jì)的處理器的特點(diǎn),這些測試都是需要教師或助教現(xiàn)場檢查的,檢查的同時(shí)會(huì)詢問他們?cè)谠O(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)的過程中是否獨(dú)立完成以及各自的分工,以便確定是否存在抄襲現(xiàn)象、工作量分配是否合理。對(duì)于完成較好或者有所創(chuàng)新的小組給與加分獎(jiǎng)勵(lì)[7],并鼓勵(lì)其在實(shí)驗(yàn)總結(jié)課上展示自己的成果。將這些匯總?cè)缓蠼Y(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告及平時(shí)實(shí)驗(yàn)情況,就能夠給出一個(gè)比較全面公平的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果。

在這種實(shí)驗(yàn)管理模式和評(píng)價(jià)機(jī)制下,能夠很好的提高同學(xué)的積極性和對(duì)實(shí)驗(yàn)的整體把握程度,教師也能夠掌控好實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和學(xué)生掌握情況,達(dá)到很好的實(shí)驗(yàn)效果,不過這需要教師和助教通力合作,所花費(fèi)的精力也比較多。

4結(jié)語

隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷進(jìn)步,計(jì)算機(jī)組成原理課程實(shí)驗(yàn)在內(nèi)容和形式上已經(jīng)發(fā)生了很大的變化,各個(gè)高校都有著自己的發(fā)展思路,但是大的方向是一致的,總體說來就是實(shí)驗(yàn)已經(jīng)由驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)過渡到設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),內(nèi)容也變成了在可編程芯片上進(jìn)行處理器設(shè)計(jì),進(jìn)而形成一個(gè)簡單的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),可以說是計(jì)算機(jī)組成原理課程實(shí)驗(yàn)已經(jīng)由驗(yàn)證計(jì)算機(jī)各部分功能逐漸過渡到設(shè)計(jì)及搭建計(jì)算機(jī)系統(tǒng)這一層面上。

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Investigation and Research on the Experiment Teaching of Computer Organization Course

LI Shan-shan, QUAN Cheng-bin

(Lab for Computer Education, Tsinghua University, Beijing 100084, China)

第8篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)范文

關(guān)鍵詞：專業(yè)感知；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；電路板制作

0 引言

當(dāng)今，軟件產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，社會(huì)對(duì)軟件工程人才需求旺盛。2011年9月，國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)了新增軟件工程為一級(jí)學(xué)科的通知，此項(xiàng)措施充分體現(xiàn)了國家對(duì)軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重視。2012年，北京聯(lián)合大學(xué)新增了軟件工程專業(yè)，培養(yǎng)符合軟件工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的軟件工程技術(shù)與服務(wù)應(yīng)用型人才、具有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)背景的軟件工程專業(yè)人才，并制定了“軟硬結(jié)合”的特色培養(yǎng)方案。

軟件工程專業(yè)要培養(yǎng)學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)和軟件工程綜合實(shí)踐能力，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中自主探索和思考。專業(yè)感知與實(shí)踐課程是軟件工程專業(yè)第一學(xué)期開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，為提高低年級(jí)學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)興趣而設(shè)，以“感知專業(yè)、實(shí)踐創(chuàng)新”為目標(biāo)。文獻(xiàn)[5]提出專業(yè)感知課程的教學(xué)內(nèi)容為c語言與移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)相結(jié)合，讓學(xué)生了解到c語言在移動(dòng)平臺(tái)上的應(yīng)用，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性。國內(nèi)高校開設(shè)專業(yè)感知與實(shí)踐課程的較少，為培養(yǎng)低年級(jí)的實(shí)踐能力，很多高校開展了相關(guān)教學(xué)研究。文獻(xiàn)[6]在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上進(jìn)行了改革探索，提出了任務(wù)驅(qū)動(dòng)、案例驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。文獻(xiàn)[7]介紹了程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。文獻(xiàn)[8]以電路原理實(shí)驗(yàn)課程為例，探討了為培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐的出發(fā)點(diǎn)與落腳點(diǎn)應(yīng)該從低年級(jí)開始。文獻(xiàn)[9]提出研制LED實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，提高了微機(jī)原理與接口課程的可操作性。

已開展的實(shí)踐教學(xué)研究為軟件工程專業(yè)的專業(yè)感知與實(shí)踐課程建設(shè)提供了重要參考。2009年，北京聯(lián)合大學(xué)信息學(xué)院開設(shè)專業(yè)感知與實(shí)踐課程，課題組教師研制的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用于低年級(jí)的專業(yè)基礎(chǔ)教育。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研制正是專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容上的創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)幫助學(xué)生在實(shí)踐中循序漸進(jìn)地感受和領(lǐng)悟計(jì)算機(jī)指令的運(yùn)行機(jī)理，掌握問題求解的基本方法，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的思維方式分析和解決問題，為將來從事嵌入式軟件開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

1 課程定位與目標(biāo)

計(jì)算機(jī)科學(xué)是軟件工程學(xué)科的一個(gè)重要基礎(chǔ)，軟件工程專業(yè)第一學(xué)期開設(shè)專業(yè)感知與實(shí)踐課程正是要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本認(rèn)識(shí)和計(jì)算思維能力。教學(xué)內(nèi)容包括基本邏輯門電路、組合邏輯電路的工作原理和焊接實(shí)驗(yàn)。本課程為后續(xù)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)組成原理等專業(yè)課的學(xué)習(xí)作好鋪墊，為將來從事基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或嵌入式軟件開發(fā)奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)“感知專業(yè)、實(shí)踐創(chuàng)新”的目標(biāo)。

2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)

以應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)為主線，以提高學(xué)生認(rèn)知專業(yè)知識(shí)為導(dǎo)向，我們采用分模塊、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力；設(shè)計(jì)了6組基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，分別為開關(guān)電路、與門電路、或門電路、計(jì)數(shù)器電路、寄存器電路、運(yùn)算器電路。6組實(shí)驗(yàn)有針對(duì)性地介紹了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)理，難度循序漸進(jìn)，詳情見表1。

教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，自主研制了電路板，如圖1所示。學(xué)生在了解電路工作原理的基礎(chǔ)上，動(dòng)手焊接實(shí)驗(yàn)，完成電路板制作。

以與門電路為例，介紹實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)原理。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲寣W(xué)生掌握邏輯“與”的概念，了解如何用硬件實(shí)現(xiàn)“與”操作。與門電路由二極管或集成電路構(gòu)成（見圖2），平臺(tái)采用復(fù)用方式將這兩種電路結(jié)合起來。去掉集成電路U1A，就是由二極管組成的與門電路，去掉兩個(gè)二極管D1、D2，就是集成電路與門。當(dāng)開關(guān)SW1、SW2都接高電平時(shí)，加在電阻R2上的電壓為高，三極管T1導(dǎo)通，發(fā)光二極管L27亮。開關(guān)SW1、SW2只要有一個(gè)接低電平，T1不導(dǎo)通，發(fā)光二極管L27不亮。學(xué)生通過焊接，掌握硬件實(shí)現(xiàn)“與”操作的不同方法。

同時(shí)，對(duì)比C程序設(shè)計(jì)中“&&”語句實(shí)現(xiàn)的“與”操作，使學(xué)生了解軟件開發(fā)中有些任務(wù)用硬件或軟件均能實(shí)現(xiàn)。

3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)自2012年正式應(yīng)用，受到學(xué)生的好評(píng)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括原理和操作方法等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)和電路板制作實(shí)驗(yàn)。從基本與、或關(guān)系，到二進(jìn)制進(jìn)位、存儲(chǔ)原理、加/減運(yùn)算，由淺入深。課程分模塊、分步驟進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)必備的材料有電阻、電容、二極管、發(fā)光二極管、三極管、集成電路等；工具主要有萬用表、電烙鐵、鉻鐵架、焊錫、鑷子等。學(xué)生要認(rèn)識(shí)各種元件，了解元件的極性等物理特征，并能熟練使用萬用表。由于是低年級(jí)學(xué)生，對(duì)焊接實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、基本步驟、具體手法、焊點(diǎn)質(zhì)量及檢查等內(nèi)容也要介紹，保證實(shí)驗(yàn)順利完成。

電路、元件和焊接技術(shù)前期工作準(zhǔn)備完畢后，方能實(shí)施焊接操作。實(shí)驗(yàn)以小組為單位，2-3人一組，共用一塊電路板。在了解了開關(guān)電路、與門電路、或門電路、計(jì)數(shù)器電路、寄存器電路、運(yùn)算器電路的原理基礎(chǔ)上，小組成員分工，每人都要有明確的任務(wù)。學(xué)生將電子元器件按照電路圖正確地焊接到指定位置，電路板制作完整效果如圖3所示。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的應(yīng)用，具有較強(qiáng)的操作性，增強(qiáng)了課程的趣味，提高了學(xué)生對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生操作認(rèn)真，互幫互助，充分調(diào)動(dòng)了積極性，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)幫助學(xué)生理解數(shù)字邏輯、數(shù)據(jù)的機(jī)器表示、數(shù)制轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)原理、指令執(zhí)行等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)，尤其是二進(jìn)制，二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，以前僅通過書本學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)的進(jìn)位、溢位等概念理解不深。平臺(tái)中的計(jì)數(shù)器、運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)，將二進(jìn)制加減運(yùn)算、進(jìn)位、溢位、存儲(chǔ)、進(jìn)制轉(zhuǎn)換等從設(shè)計(jì)原理到硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了直觀展示，幫助學(xué)生透徹理解，對(duì)后續(xù)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)組成原理課程的學(xué)習(xí)提供幫助。

從具體的操作實(shí)驗(yàn)中理解基本知識(shí)、基本理論，較傳統(tǒng)的書本傳授要更形象更生動(dòng)。學(xué)生在興趣的激發(fā)下，樂于動(dòng)手，積極思考。課程有助于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)并為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

電路板制作實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是為軟件工程專業(yè)低年級(jí)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)感知與實(shí)踐課程而研制，設(shè)計(jì)了從基本邏輯到組合邏輯的6個(gè)模塊，已通過近130人的實(shí)踐。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生邊做邊學(xué)，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)積極性，課堂效果良好。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是培養(yǎng)具有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)背景的軟件工程人才的一個(gè)探索，為類似課程的實(shí)踐教學(xué)開辟新的思路。

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第9篇：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)范文

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)是中職院校之中的一門公共基礎(chǔ)課程，教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)掌握能力，但是由于不同專業(yè)學(xué)生存在不同知識(shí)結(jié)構(gòu)差異，因此多數(shù)中職院校計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程教學(xué)開展并不順利，為了能夠?qū)崿F(xiàn)更好的教學(xué)效果，教師必須不斷的加強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)特征研究，采用多樣化的教學(xué)方法，這樣才能更好的滿足學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)展。

一、生活比喻教學(xué)，加深知識(shí)理解

中專計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)具有一定的抽象性，很多知?R都是虛擬網(wǎng)絡(luò)名詞，因此很多學(xué)生難以理解接受，這無疑對(duì)中專計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)效率造成了一定的影響，而生活比喻教學(xué)，主要是指教師將一些深?yuàn)W復(fù)雜的計(jì)算機(jī)理論知識(shí)，用通俗易懂的比喻方式講解出來，并結(jié)合一些生活實(shí)際例子，從而加深學(xué)生中專計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)理解。如在學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成”這節(jié)課程時(shí)，教師可以把計(jì)算機(jī)與人體進(jìn)行比較，其中CPU就是計(jì)算機(jī)的大腦、內(nèi)存就好比計(jì)算機(jī)的血液、顯卡就好比計(jì)算機(jī)的視覺系統(tǒng)、硬盤就是計(jì)算機(jī)的大腦記憶神經(jīng)、顯示器就是計(jì)算機(jī)的眼睛，鼠標(biāo)、鍵盤好比計(jì)算機(jī)的四肢，而電源就是計(jì)算機(jī)的食物能量，這樣的生活比喻方式，學(xué)生很容易就會(huì)理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成，這也是中專計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)中的一種可行的多元化教學(xué)方法體現(xiàn)。

二、合作探究教學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情

在教育教學(xué)改革不斷推進(jìn)的過程中，有越來越多的專家學(xué)者認(rèn)識(shí)到知識(shí)并不是通過教師傳授習(xí)得的，而是通過學(xué)習(xí)者主體知識(shí)構(gòu)建得到，這也被稱之為構(gòu)建理論主義，而合作探究教學(xué)就是在構(gòu)建理論主義下衍生出的一種教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)了以教師為中心到以學(xué)生為中心的過渡，更加突出學(xué)生主體作用，學(xué)生不是在外部刺激下被動(dòng)學(xué)習(xí)，因此更有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。因此在今后的中專計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)，教師也應(yīng)該轉(zhuǎn)變以往的觀念認(rèn)識(shí)，進(jìn)行合作探究中專計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)。如在學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)WIMP界面”教學(xué)知識(shí)時(shí)，教師就要改變以往埋頭苦干的教學(xué)方式，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，為學(xué)生設(shè)置相關(guān)問題，讓學(xué)生以小組為單位展開合作探究，從而讓學(xué)者自行理解計(jì)算機(jī)界面是使用者與計(jì)算機(jī)對(duì)話接口的含義，進(jìn)而自主認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這樣突出學(xué)生主體作用的課堂，更有助于學(xué)生學(xué)習(xí)熱情激發(fā)，是多元化教學(xué)的一種體現(xiàn)。

三、創(chuàng)設(shè)情境教學(xué)，提高教學(xué)效率

中專計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)，離不開教學(xué)環(huán)境與教學(xué)氛圍的依托，而在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中由于不能為學(xué)生提供實(shí)際情境所帶有的生動(dòng)性和豐富性，因此教學(xué)效率并不理想，為此在教學(xué)改革不斷推進(jìn)的過程中，情境教學(xué)備受教育學(xué)者推崇重視，在今后的中專計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)應(yīng)用情境教學(xué)法，也是多元化教學(xué)的一種體現(xiàn)。如在現(xiàn)下的計(jì)算機(jī)功能教室中，擁有各種計(jì)算機(jī)演示軟件，以及多媒體電子出版物，在教學(xué)過程中，教師只需點(diǎn)擊多媒體服務(wù)器，就可以為學(xué)生進(jìn)行音頻或者視頻播放，從而讓學(xué)生走入到相應(yīng)的教學(xué)情境之中。除此之外，還具有CAI課件和實(shí)踐操作演示功能，學(xué)生可以在這種交互式的環(huán)境之中，更好的感受計(jì)算機(jī)技術(shù)的奇妙與強(qiáng)大，從而在這些生動(dòng)的情境之中，更好的學(xué)習(xí)中專計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)，這樣的多元化教學(xué)方式將成為教學(xué)效率的依托與保障。

四、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，提升實(shí)踐能力