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計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文第1篇

關鍵詞：高級計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；雙語教學；課程建設；

作者簡介：裴頌文（1981-），男，湖南邵東人，上海理工大學計算機科學與工程系，講師。（上海 200093）

基金項目：本文系上海市教育委員會重點課程建設項目（項目編號：1K-12-302-001）、上海理工大學核心課程建設項目（項目編號：1K-00-302-010）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）01-0076-02

面對國內(nèi)知名高校計算機專業(yè)建設國際化教學的大趨勢，上海理工大學加大計算機專業(yè)課程國際化建設的力度，培養(yǎng)國際化教學團隊，開辟國際化精品課程。從課程設置、教材選編、師資隊伍、助教制度、國際交流等五個方面建設一套上海理工大學獨特的國際化教育模式，體現(xiàn)出教育差異化優(yōu)勢。培養(yǎng)既具有專業(yè)背景又能走向國際的計算機專業(yè)學生，推進上海理工大學由教學研究型向研究教學型大學轉(zhuǎn)變，把上海理工大學建設成“卓越工程教育”的上海市旗艦高校、全國工程教育的示范高校。

計算機科學技術的變革日新月異，計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展突飛猛進，通過引進全英文經(jīng)典教材實施雙語教學具有重要的意義。在計算機專業(yè)本科生課程中實施雙語教學的前期嘗試，效果不盡如人意。主要原因在于：第一，本科生的英語聽力和閱讀能力欠缺，難以有效地理解課程內(nèi)容；第二，本科生的專業(yè)基礎的知識結(jié)構(gòu)尚不完整，無法深入理解計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究前沿課題。而針對研究生的“高級計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程采用雙語教學，因為絕大多數(shù)研究生都具備大學英語六級的水平，外國留學生也均來自母語是英語的國家，英語聽說能力基本能滿足教學的需求；同時，研究生絕大多數(shù)都是計算機相關專業(yè)畢業(yè)的本科生，具備計算機相關專業(yè)的基礎知識。

通過對“高級計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”的雙語教學，一方面使得研究生能獲得最新的研究方向和研究熱點，另一方面將進一步提升研究生的專業(yè)英語能力，使得研究生在未來的研究和工作中受益。特別是在2011年計算機科學與工程系獲得計算機科學與技術專業(yè)和軟件工程專業(yè)兩個一級學科碩士學位授予權(quán)的發(fā)展機遇期，增強計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究領域內(nèi)的科研力量，擴大科研創(chuàng)新增加科技成果，推進“高級計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程的雙語教學能力和課程建設，具有重要的現(xiàn)實意義。

一、優(yōu)化課程設置

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是計算機科學與技術及其相關專業(yè)的學位課，其教學內(nèi)容涵蓋了計算機組成原理、編譯系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)字邏輯等計算機專業(yè)的基礎課程。因此，國內(nèi)外著名大學計算機系對這門課程非常重視。據(jù)調(diào)查，美國的MIT、CMU、UIUC、Stanford 等著名大學都采用最新的計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)領域內(nèi)的權(quán)威教材，如David A. Patterson等人編寫的《Computer Architecture：A Quantitative Approach》。上海理工大學計算機相關專業(yè)的研究生課程“高級計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”，進一步量化分析和設計計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，多年來一直將該課程列為研究生的學位專業(yè)課。從前幾年的教學情況來看，這門課程在課程設置上的主要問題體現(xiàn)在：

最近幾年計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展迅速，如多核處理器、內(nèi)存技術、總線技術等都取得了飛躍發(fā)展，而前幾年的課程內(nèi)容知識陳舊，難以跟上最新技術的步伐，學生希望接觸到最前沿的學科發(fā)展和研究動態(tài)。

“高級計算機體系結(jié)構(gòu)”課程，教學內(nèi)容與本科階段的課程內(nèi)容差別不大，學生覺得有重復教授的內(nèi)容出現(xiàn)。

由于計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是計算機專業(yè)綜合性最強的一門課程，涉及到計算機軟件設計、編譯系統(tǒng)、硬件設計等全面知識，學生學習基礎薄弱，學習起來比較吃力，從而導致愿意從事計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)前沿研究的學生不多。

學生反映該課程教學內(nèi)容多，知識結(jié)構(gòu)全面，前沿課題突出，學習難度大。但是，該課程的學時數(shù)和學分數(shù)嚴重偏少，難以深入理解和講授，不愿意花費大量時間著重學習一門學分偏少的課程。因此，該課程的重要性難以引起學生的重視。

因此，對“高級計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程采用雙語教學，在課程設置和教學內(nèi)容上非常重視教學內(nèi)容的更新，堅持每年更新的內(nèi)容占15%～20%。因此，本課程決定不選用前幾年教學中的老教材，而選用最新的、全英文版本的《Computer Architecture：A Quantitative Approach（Edition 5）》作為高級計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的教材，并且跟蹤計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)領域內(nèi)的最新研究成果，組織研究生分組討論和課程報告。不僅讓學生學習計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理論知識和分析方法，引導學生提出新的方法和新的解決方案，而且要求學生采用最新的研究工具，親自動手設計設計實驗，完成方法的驗證，進一步提高學生的動手能力和編程能力。

二、更新教學內(nèi)容

一方面采用最新版本的、與國際接軌的計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)量化分析教材，由主講教師進行課堂教學，學生學習；另一方面采用研討式教學方法，在主講教師對前沿課題進行介紹的基礎上，由學生分組就某個領域進行專題研究，并由學生提出新方法或新的解決方案，分享新思想，研討新辦法。如此，采用師生互動方法，學生既學習到了基本方法又能體會到研究最新技術的樂趣，獲得研究成果的成就感。因此，教學內(nèi)容主要包含計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)量化分析課程教學和前沿課題研討兩個方面。專題教學內(nèi)容更新如表1所示。

三、強化師資隊伍

從事國際化教學的教師可以從三個方面進行師資隊伍建設：

加快青年教師國際化交流與培訓的力度，培養(yǎng)本校青年教師骨干，建設一支穩(wěn)定的全英語或雙語教學隊伍。近幾年連續(xù)、有序地派出優(yōu)秀青年教師到美國、加拿大、澳大利亞等國的著名大學進行教學培訓和合作研究。

引進具有國際教育經(jīng)歷的教師，開設具有國際特色的專業(yè)課程。近幾年連續(xù)引進了包括來自德國、日本、美國等國著名大學和研究機構(gòu)的教授或博士畢業(yè)生，提升了教師國際化教學水平的整體實力。

邀請國外專家來華開展學術講座、學術論壇等。通過教師“走出去”、國外教師“引進來”的戰(zhàn)略，可以有效促進學術交流，提高學校知名度，對學校的國際化招生具有重要的作用，對推動上海理工大學國際化教育戰(zhàn)略、促進學校辦學方向的轉(zhuǎn)移具有重要作用。

四、建設助教制度

建設穩(wěn)定的助教制度，形成有效的助教評估體系。有助于鞏固國際化教育的成果，提高理論教學的效果，學習國內(nèi)外著名高校計算機專業(yè)的教學經(jīng)驗，開展綜合性課程設計課程。穩(wěn)定的助教隊伍對穩(wěn)定教師的教學精力、提高教師的教學水平有重要的促進作用。其中，需要涉及以下相關制度的改進工作：改進教師教學工作的評估體系，進一步規(guī)范教師對課程設計教學彈性工作的認定；設立穩(wěn)定統(tǒng)一的助教制度，設置助教專項基金，保證助教的適當報酬，提高助教的責任心。學校要有專門的資金和相應的崗位安排。無論是研究生當助教還是新招聘的畢業(yè)生當助教，都應該遵守明確的崗位責任和職業(yè)規(guī)范。

五、促進國際交流

國際交流對提高上海理工大學的國際知名度、提高教師的教學水平、提升教師與學生的研究能力都具有舉足輕重的作用。從以下方面加強建設：設立國際會議資助專項資金，資助學生或青年教師參加高水平的國際會議；積極開展與國外知名大學、教授的合作，加強對上海理工大學專業(yè)的介紹；派遣青年教師訪問國外知名大學、研究所等；學校設立專項基金，鼓勵計算機科學與技術等專業(yè)籌辦高水平的國際會議；加強學校同海外留學生、各使領館的聯(lián)系，促進國際化教育的順利開展。

六、修訂考核方式

由于這門課程著重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實際動手能力，因此學校將以前注重考核基礎知識的學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹乜己藢W生創(chuàng)新能力和實際動手進行研究的能力上。因此，修訂后的考核方式如表2所示。

七、結(jié)論

通過對“高級計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程的雙語教學，基本達到了預期的目標，既鍛煉了學生的學習和研究能力又提升了教師的教學水平和教學效果。計劃在鞏固當前雙語教學的基礎上，在后續(xù)幾年針對外國留學生開設“高級計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”的全英語教學課程，逐步打造計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的精品課程，提升課程的教學品質(zhì)，推進計算機科學與技術專業(yè)的國際化建設進程。

參考文獻：

[1]丁紅.計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程雙語教學探索與實踐[J].科技信息，2009，（15）.

[2]范玉濤.計算機科學與技術專業(yè)專業(yè)雙語教學體系構(gòu)建[J].計算機教育，2011，（24）．

[3]張晨曦，王志英，劉依，等．“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程內(nèi)容體系的研究[J].計算機教育，2009，（20）.

[4]陳潔，張燕平，趙姝.計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程教學研究[J].計算機教育，2012，（4）.

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文第2篇

[論文摘要]本文針對《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程的特點，討論在教學過程中采用“引導”的方式進行教學，樹立明確的學習目標，多種教學方式相結(jié)合，注重能力培養(yǎng)，努力提高教學質(zhì)量。

一、引言

《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》是計算機學科體系的一門重要課程，它是以算法為核心，語言為描述，硬件和軟件作為實現(xiàn)工具的互為聯(lián)系又互為制約的結(jié)構(gòu)技術。課程以計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中硬中有軟、軟中有硬、相互轉(zhuǎn)換、彼此滲透的觀點，從原理、結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)技術等方面系統(tǒng)地對現(xiàn)代計算機的并行處理進行深入的分析和探討，使學生建立起“整機”概念，培養(yǎng)其具有一定體系結(jié)構(gòu)技術的應用能力。“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”涉及到多門其他專業(yè)課如《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》、《計算機組成原理》、《操作系統(tǒng)》的知識，是一門綜合性很強的課程，非常典型地體現(xiàn)出計算機學科互相融合的特點。通過該課程的學習能夠提高學生系統(tǒng)思維和綜合分析的能力，努力提高這門課程的教學質(zhì)量有著重要的意義。

由于“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”內(nèi)容抽象，不易理解，且目前各高校在該課程的教學中實踐環(huán)節(jié)的設計都比較薄弱，有的院校甚至沒有安排實驗，因此難以激發(fā)學生的學習興趣，教學難度比較大。因此，需要在目前的教學條件下，綜合應用多種教學方式和手段，引導學生積極思考和自主學習。

二、課程教學改革總結(jié)

（一）課程教學改革的基本思路

教學過程中教師不單要教會學生課程的知識，更重要的是教會學生如何思考，如何進行創(chuàng)造性思維。具備了創(chuàng)造性思維能力，學生不僅可以學會教師傳授的知識，而且能夠觸類旁通，舉一返三，在自身的思維實踐中獲取更多的知識。教師為學生服務，以培養(yǎng)學生的能力為目標。在師生角色上，教師是主導，學生是主體，主要采用“引導”的方式進行教學，把學習的主動權(quán)交給學生。

（二）課程教學內(nèi)容的安排

以教學大綱為根據(jù)安排本課程內(nèi)容，著眼于有關計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念、基本原理、基本結(jié)構(gòu)和基本分析方法，同時適當介紹近幾年來系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要進展和今后的發(fā)展方向。課程選擇西安電子科技大學出版社出版的《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》（第四版，李學干編著）作為教材，該書曾獲得國家級優(yōu)秀教材一等獎和優(yōu)秀教學成果二等獎，內(nèi)容豐富，配有學習指導和大量習題。

本課程的主要內(nèi)容包括：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎理論、數(shù)據(jù)表示與指令系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、存儲體系、重疊與流水和并行處理機等。以前面五個部分為重點教學內(nèi)容，講解時注意與先修課《計算機組成原理與數(shù)字邏輯》的銜接，特別要體現(xiàn)出“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”側(cè)重于設計方法和設計思想的描述這個不同點。

（三）課程教學手段的運用

（1）樹立明確的學習目標

在課程正式開始之前先對“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”的主要內(nèi)容、學習重點和基本學習方法作一個總體性介紹，使學生對該課程有一個大致的認識；在課程的每一章開始講解之前，首先也要明確指出這一章的學習目標，讓學生把這個目標貫穿在學習過程中。例如，第一章系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎理論就是要抓住系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成與實現(xiàn)的關系以及軟硬取舍的基本原則、計算機系統(tǒng)的設計思路；第四章存儲體系的學習目標就是要理解虛擬存儲器和高速緩沖存儲器的管理方式與原理。如此，學生學習的目的更加明確，更容易抓住學習的重點。

（2）多種教學方式相結(jié)合

課堂教學宜采用多媒體教學與傳統(tǒng)板書教學相結(jié)合的方式。多媒體教學無疑是目前高等院校普遍采用的優(yōu)秀教學手段，以其形象的圖文與特效演示對于加深學生理解知識點很有幫助；而傳統(tǒng)板書教學也有其適用的場合，比如在介紹指令系統(tǒng)操作碼的哈弗曼編碼、發(fā)生中斷時程序的運行過程以及流水線時-空圖畫法時就應該采用板書來演示，這樣不僅能與學生有良好的互動，還能夠更清晰地講解知識要點。

另外，課外時間可以充分利用網(wǎng)絡來強化教學效果，比如，利用論壇教學課件、提供閱讀資料，利用電子郵件進行答疑輔導，這些對拓展學生的知識面、提高教學效率很有好處。

（3）啟發(fā)式教學，注重能力的培養(yǎng)

“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”是一門理論居多的課程，單向灌輸算法思想必然不利于知識的掌握。授課時應多采用設計提問，啟發(fā)思維的教學方法，引導學生自己去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。

在教學工作中，還要注意培養(yǎng)學生良好的學習方法和自學能力。引導學生在學習過程中不斷總結(jié)自己的學習方法，學會運用各種手段來獲取知識，例如，可以布置學生課外通過查找資料完成有關“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”最新發(fā)展的小論文。

三、課程教學改革實踐案例

（1）堆棧型替換算法原理的教學案例

在存儲體系這一章中，虛擬存儲器替換算法的實現(xiàn)是教學的重點，同時也是難點。如果按照教材內(nèi)容編排的順序，直接給出抽象的邏輯表達式介紹堆棧型替換算法的定義，勢必不利于學生對算法的理解。取而代之，先舉出實例，比如使用LRU法對頁地址流進行一次堆棧處理，從處理結(jié)果總結(jié)出主存頁數(shù)與命中率的關系，由此來說明命中率隨主存頁數(shù)的增加而單調(diào)上升，至少不會下降[1]，具有這種特性的算法就稱為堆棧型替換算法。此時再引出邏輯表達式，將表達式的各個部分與實例相對應，進行歸納，給出堆棧型替換算法的定義，這樣，學生就順理成章地理解了算法的內(nèi)涵。從教學效果來看，絕大部分學生能夠準確地掌握該替換算法的涵義和替換過程。

（2）改進指令系統(tǒng)的教學案例

在數(shù)據(jù)表示與指令系統(tǒng)這一章中，介紹指令系統(tǒng)設計和改進的兩個主要方向時，CISC和RISC是一對需要學生重點理解的概念。前者是按增強指令功能的方向發(fā)展指令系統(tǒng)，而后者是按簡化指令功能的方向改進指令系統(tǒng)。學生應該了解兩者設計思想有哪些不同點，CISC和RISC分別采用哪些基本技術，有哪些典型的應用，它們分別存在哪些不足和問題，為什么說今后的發(fā)展應是CISC和RISC的結(jié)合。為了說明這些問題，可以讓學生自己去查找實例資料，了解IBM 370、Intel i486、IBM6150、Intel i860這幾個處理機采用的技術，讓他們自己去分析查找答案。通過這種教學方式，不僅加深了學生對知識的理解，而且提高了他們查閱資料的能力。

另外，其他章節(jié)也有可以擴展的問題，比如，第7章多處理機的講解可以結(jié)合目前熱門的多核處理器，這兩者的主要問題是一致的；更進一步地，可以讓學生去了解單芯片多處理器(CMP)與同時多線程處理器(SimultaneousMultithreading，SMT)，這兩種體系結(jié)構(gòu)可以充分利用指令級并行性和線程級并行性，從而顯著提高性能。

四、結(jié)束語

《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》這門課的內(nèi)容可分為兩個部分：第一是介紹計算機系統(tǒng)的基本組成，第二是分析提高系統(tǒng)性能的方法。把握好這兩個方面，學生理解和掌握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就容易得多。在教學過程中，合理安排進度，明確學習目標，采用多種教學方式，與實例緊密結(jié)合，積極引導啟發(fā)，使枯燥的理論知識變?yōu)樾蜗蟮母行哉J識，提高學生學習的興趣，可取得較好的教學效果。

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文第3篇

智能終端是過程層的關鍵設備，智能終端是一類嵌入式計算機系統(tǒng)設備，因此其體系結(jié)構(gòu)框架與嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是一致的。

智能終端作為嵌入式系統(tǒng)的一個應用方向，其應用場景設定較為明確，因此，其體系結(jié)構(gòu)比普通嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加明確，粒度更細，且擁有一些自身的特點。從硬件上看，智能終端普遍采用的還是計算機經(jīng)典的體系結(jié)構(gòu)——馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，即由運算器（Calculator，也叫算術邏輯部件ALU）、控制器（Controller）、存儲器（Memory）、輸入設備（InputDevice）和輸出設備（OutputDevice）5大部件組成，其中的運算器和控制器構(gòu)成了計算機的核心部件—中央處理器（CenterProcessUnit，簡稱CPU）。一般而言，由于目前通信協(xié)議棧不斷增多，多媒體與信息處理也越來越復雜，往往將某些通用的應用放在獨立的處理單元中去處理，因而形成一種松耦合的主從式多計算機系統(tǒng)。每一個處理單元都可以看作一個單獨的計算機系統(tǒng)，運行著不同的程序。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文第4篇

關鍵詞：遠程控制；實現(xiàn)；應用

中圖分類號：TP872 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.03.049

0 引言

當前，隨著社會的快速發(fā)展與科技的不斷進步，使得控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出了復雜化。從控制對象的角度上來看，原先是以單變量線性對象為主，后來逐漸的變成了以多變量非線性對象為主，控制對象從以往的單一變?yōu)榱爽F(xiàn)在的多個。計算機網(wǎng)絡和通訊技術的迅猛發(fā)展，將控制系統(tǒng)與網(wǎng)絡技術兩者問進行了有機的融合，使得控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有了很大的變化，逐漸地朝著網(wǎng)絡化的方向快速邁進，也就是我們所說的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。和傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，網(wǎng)絡控制系統(tǒng)使得系統(tǒng)的連線進行一步減少，便于相關診斷與維護，系統(tǒng)靈活性越來越強，人員安裝與維護工作勞動強度降低。

1 計算機遠程控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

1.1 主控計算機

該計算機系統(tǒng)的功能作用具體有輸入控制命令及其參數(shù)、顯示被控設備的反饋信息與其他必要的操作。按照計算機控制的基本方式和計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征的不同，主控計算機共有以下幾種基本結(jié)構(gòu)：集中控制結(jié)構(gòu)、分散控制結(jié)構(gòu)、遞階控制結(jié)構(gòu)。其實，計算機有著繁雜且多樣化的控制結(jié)構(gòu)，不過，這些復雜的結(jié)構(gòu)都是上面三種結(jié)構(gòu)的變型或者集合而成。主控計算機結(jié)構(gòu)具有三方面的共同特征：首先，具有相似性；主控計算機系統(tǒng)通常是由一系列的小網(wǎng)絡彼此關聯(lián)而最終產(chǎn)生的，計算機系統(tǒng)無論是從組織角度上看，還是從物理角度上看，均可分解成諸多個小網(wǎng)絡，也就是我們所說的子系統(tǒng)。計算機結(jié)構(gòu)除了在組成結(jié)構(gòu)上存在很大的相似性外，同時，也存在相同的可觀性、可控性以及能通性等。其次，具有動態(tài)性；主控計算機系統(tǒng)發(fā)展過程中，它的信息和參數(shù)會相應的發(fā)生著變化，比如，對于國際互聯(lián)網(wǎng)的變結(jié)構(gòu)及變參數(shù)系統(tǒng)，就需通過變結(jié)構(gòu)與變參數(shù)模型來加以詳細的描述與認真分析。主控計算機具有以下動態(tài)性：主控計算機服務的動態(tài)性。由于計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越來越復雜以及規(guī)模的不斷擴大，主機接入時間與地點使得主機接入呈現(xiàn)出了動態(tài)性。這樣一來，就加大了接入控制器的處理技術、時間等難度。從主觀的角度上來看，計算機具有的動態(tài)性主要來自于人們的認識、思維、語言的模糊性，而從客觀角度上來看，主要是因為計算機狀態(tài)發(fā)生了變化、事件產(chǎn)生與消失的隨機性等等。最后，具有復雜性；在對計算機結(jié)構(gòu)進行分析后得出，計算機系統(tǒng)以集中控制、分散控制以及遞階控制為主要控制結(jié)構(gòu)。彼此間的相互組合致使主控計算機結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出了復雜性。

1.2 通信協(xié)議

在遠程控制中，具體有LAN、WAN、撥號方式、互聯(lián)網(wǎng)等諸多的網(wǎng)絡連接方式，常常以TCP、IP等協(xié)議為主。TCP協(xié)議的作用在于在計算機間進行良好的數(shù)據(jù)包交換傳輸任務，此協(xié)議涉及連接的協(xié)議，有著較好的安全、穩(wěn)定性，不過，實際效率較低，會占用大量的資源。此協(xié)議屬于面向連接的端到端的可靠協(xié)議，對相當一部分的網(wǎng)絡應用程序都比較支持，因此，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，其已是網(wǎng)絡協(xié)議中最重要的應用標準。從上層應用程序角度上看，TCP協(xié)議可實施異步傳輸數(shù)據(jù)。對于流量控制方面，此協(xié)議應給予上層應用程序足夠的接入，以支持各類服務。

IP的作用在于諸多的包交換網(wǎng)絡進行有機的連接，通過源地址與目的地址進行數(shù)據(jù)包的傳送，其還具有對數(shù)據(jù)大小的重組功能作用，從而滿足各類網(wǎng)絡對包大小的實際需求。這項協(xié)議主要是調(diào)用本地網(wǎng)絡協(xié)議，同時，把數(shù)據(jù)報傳送至目的計算機或者是下一個網(wǎng)關中。而此協(xié)議又可被其上層TCP協(xié)議所調(diào)用，實際調(diào)用過程中，將傳送目的地址以及源地址當做主要參數(shù)，IP協(xié)議在形成數(shù)據(jù)報后，應調(diào)用本地網(wǎng)絡接口進行數(shù)據(jù)報的傳送。此協(xié)議會實現(xiàn)尋址與分段兩種基本功能。

1.3 系統(tǒng)核心性能

首先是可靠性；在遠程控制系統(tǒng)中，可靠性屬于一項關鍵的性能指標。系統(tǒng)的可靠性具體涵蓋了：一方面，主控計算機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸通道與受控網(wǎng)絡系統(tǒng)三方間的可靠運行；另一方面，從遠程控制系統(tǒng)角度上來看，在上述三項系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸通道的傳輸可靠性最為關鍵。而要想確保傳輸?shù)目煽啃?，就必須強化傳輸介質(zhì)和傳輸方式方法。

其次是穩(wěn)定性；對系統(tǒng)穩(wěn)定性造成影響的因素具體有：一，因傳輸時間延長而帶來的影響，本地控制系統(tǒng)在一條控制指令結(jié)束后，并未第一時間收到下一條的控制指令，致使控制過程出現(xiàn)了中斷的情況，倘若本地控制系統(tǒng)對于中斷現(xiàn)象未進行任何的補救，那么，后果將不堪設想；二，如發(fā)現(xiàn)本地控制系統(tǒng)異常，需遠程監(jiān)控終端予以及時的修正，而因傳輸時間過長導致控制現(xiàn)場無法及時的停止，最終產(chǎn)生嚴重后果。三，由于數(shù)據(jù)傳輸存在錯誤性，導致系統(tǒng)難以穩(wěn)定，而數(shù)據(jù)傳輸通道一定程度上會因為外界因素的影響存在數(shù)據(jù)傳輸錯誤，致使系統(tǒng)的控制穩(wěn)定性難以得到保障。

2 計算機遠程控制的實現(xiàn)及應用

2.1 遠端計算機系統(tǒng)統(tǒng)喚醒技術

該項技術主要指的是遠程控制在相同的局域網(wǎng)內(nèi)的計算機自動開機，這里所說的自動開機就是加電的含義。從距離角度上來講，遠端計算機系統(tǒng)喚醒技術沒有任何的要求，就算此局域網(wǎng)內(nèi)的計算機距離較遠，也不會影響到遠程控制自動加電功能。該項技術的關鍵要求是主控計算機和遠端被控計算機必須在相同的局域網(wǎng)絡范疇內(nèi)，該項技術的基本原理是：以計算機為前提，網(wǎng)卡上存在的MAC地址是唯一的，遠端計算機系統(tǒng)喚醒技術主要對網(wǎng)卡上存在的MAC地址進行準確識別，以實施遠程喚醒，操作方法是將僅有唯一網(wǎng)卡MAC地址的“Wake-up”數(shù)據(jù)包傳送到遠端計算機上，如果遠端計算機在比對了MAC的地址后，明確數(shù)據(jù)包就是傳給本機的，開機信號就會自行的發(fā)出。

2.2 多克隆技術

計算機實際管理過程中，常常存在一個復雜難解的問題，那就是當計算機科學技術的迅猛發(fā)展與不斷進步，使得辦公軟件、游戲軟件的諸多的軟件更新速度進一步加快，怎樣及時有效的對管理者管理的計算機加以更新，這已經(jīng)成為了現(xiàn)階段我們迫切需要處理的瓶頸問題，以往所使用的更新措施所花時間較長、人力較大，并且工作效率十分不理想。隨著多克隆技術的出現(xiàn)，將上述難題有效的解決了。該項技術中不可缺少的是網(wǎng)絡多播技術，以一對多的形式為主，對諸多的計算機更新網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，實施該項技術時，必須有穩(wěn)定的網(wǎng)絡傳輸速度作為支撐，而且，還要具備較好的網(wǎng)絡克隆服務器穩(wěn)定性能以及服務器運行過程中要有同時處理并發(fā)與請求的功能。多播克隆時相連的工作站的數(shù)量和網(wǎng)絡環(huán)境情況間是緊密聯(lián)系的，所以，多播克隆的客戶機的數(shù)量和網(wǎng)絡傳輸速度環(huán)境屬于正比關系。

2.3 遠程計算機服務器配蓋與啟動技術

遠程計算機啟動控制服務實際運行過程中，服務器應先發(fā)送兩個信息資源到客戶端上，這兩個信息資源主要是：一是BookBlock引導程序塊，在開啟遠程啟動服務時所需的所有資源都涵蓋在Book Block引導程序塊中；二是Remote boot Profile遠程啟動配置文件，其所涵蓋的信息內(nèi)容具體會用到開啟遠程計算機啟動服務引導后，遠程啟動以PXE技術為主的網(wǎng)絡。

遠程計算機自動控制啟動過程中所遵循的原理是：客戶端先通過機器將請求數(shù)據(jù)幀發(fā)送到遠端服務器上，數(shù)據(jù)幀中具體涵蓋了網(wǎng)卡ID號和其他的識別等方面的信息，因服務器最初建立時就把局域網(wǎng)中包含的發(fā)送請求的網(wǎng)卡ID數(shù)據(jù)進行了儲存，所以，當請求數(shù)據(jù)幀發(fā)送到服務器上之后，服務器就自行的進行網(wǎng)卡ID數(shù)據(jù)的匹配，數(shù)據(jù)匹配完成后，遠程啟動就可以開啟。PXE技術的原理是：服務器端計算機應先對工作站中的MAC地址進行接收，然后，服務器端再通過服務配置工具DHCP針對工作站的MAC地址匹配相應的IP地址，因為DHCP屬于動態(tài)主機設置協(xié)議的簡稱，所以，在設置服務器端的IP地址時應以動態(tài)式為主，工作站在重新啟動后，所配置的IP地址會存在不同。在遠程網(wǎng)絡啟動中，PXE技術應從以下幾個程序進行：一，工作站開機啟動完成之后，PXE Boot ROM應做好自身測試工作，這不僅關系到控制權(quán)的獲得，同時還是確保最終遠程控制實現(xiàn)的最關鍵的步驟，PXE Boot ROM在自檢結(jié)束后，就會通過廣播這一模式將請求FIND數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)絡上進行發(fā)送，如果服務器實際接收到了工作站發(fā)送的請求FIND數(shù)據(jù)幀就會立即回應，發(fā)出響應DHCP數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包主要涵蓋了用戶端的IP地址、預置的交互通道等方面的信息內(nèi)容，如果服務器端未接收到工作站所發(fā)送的請求FIND數(shù)據(jù)幀便沒有回應，于是，服務器將會把DHCP響應數(shù)據(jù)包發(fā)送給工作站，這時，工作站就會請求遠程計算機把實際所需的資源全部啟動，從而確保工作站中的MAC地址能夠在服務器端的etnames.Db文件中好好的保存。當服務器和遠端工作站反復的請求和響應后，遠端工作站最終明確了遠程啟動的核心參數(shù)，控制啟動塊獲得了啟動的控制權(quán)，而啟動塊又對操作系統(tǒng)進行了正確的引導，使得遠程啟動功能得以實現(xiàn)。

3 結(jié)論

綜上所述可知，隨著計算機遠程控制技術的不斷涌現(xiàn)，十分有利于計算機網(wǎng)絡管理工作者的工作，采用遠程控制技術使得計算機資源得到了有效的控制，對用戶的上機時間與下機時間進行了有效的控制，不同程度上限制了用戶的登錄權(quán)限，同時，管理人員的管理水平有了很大的提高。本文所論述的計算機遠程控制技術對于遠程自動化控制遠端計算機目標的實現(xiàn)具有重要意義。

參考文獻

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計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方向范文第5篇

關鍵詞：計算機體系結(jié)構(gòu)；教學方式；課程內(nèi)容；卓越工程師

作者簡介：李旎（1978-），女，浙江溫州人，湖南城市學院信息科學與工程學院，講師；吳宏斌（1964-），男，湖南益陽人，湖南城市學院信息科學與工程學院院長，教授。（湖南　益陽　413000）

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）31-0079-01

2010-2020年，中國“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”將用10年時間，培養(yǎng)百萬高素質(zhì)各類型工程技術人才，為建設創(chuàng)新型國家、實現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化奠定人力資源優(yōu)勢?！白吭接媱潯本哂腥齻€特點：一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程，二是學校按通用標準和行業(yè)標準培養(yǎng)工程技術人才，三是強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力。本文就第三點，以“計算機體系結(jié)構(gòu)”課程為例，提出了從課程內(nèi)容與教學方式兩方面進行課程教學模式的創(chuàng)新，以提高學生工程能力與創(chuàng)新能力的一些探索。

“計算機體系結(jié)構(gòu)”是計算機科學與技術專業(yè)的一門基礎和必修課程，覆蓋了計算機組成原理、操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)字電子技術、模擬電路基礎等方面的內(nèi)容。課程的目的是幫助學生建立整機系統(tǒng)的概念，提高學生從總體結(jié)構(gòu)的層次來理解和研究計算機系統(tǒng)的能力。

“計算機體系結(jié)構(gòu)”不僅是計算機專業(yè)研究生入學考試的專業(yè)課程之一，也是其他計算機類考試的必選內(nèi)容。目前的計算機類考試主要是以下兩種：軟件水平考試，分初級、中級和高級三個級別；IT認證考試。無論哪種考試都涉及計算機體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。比如，系統(tǒng)分析師考試大綱就要求學生了解各種計算機體系結(jié)構(gòu)的特點與應用（SMP、MPP等），構(gòu)成計算機的各類部件功能及其相互關系；實現(xiàn)性能計算（響應時間、吞吐量、TAT），性能設計（系統(tǒng)調(diào)整、Amdahl解決方案、響應特性、負載均衡）和性能指標（SPEC-Int、SPEC-Fp、TPC、Gibson mix、響應時間）。這從一個側(cè)面說明，“計算機體系結(jié)構(gòu)”是一門非常重要的計算機專業(yè)課程，對提高計算機專業(yè)學生的分析、計算和設計能力有很大的幫助。但是，在實踐教學中，發(fā)現(xiàn)這門課程存在內(nèi)容抽象、語言枯燥、學生難以理解等問題，因此教學難度大，效果也不盡如人意。為了做好“計算機體系結(jié)構(gòu)”課程的教學，培養(yǎng)出高素質(zhì)的計算機專業(yè)學生，我們改變了傳統(tǒng)單一的教學模式，從教學方式和課程內(nèi)容兩個方面來改進課程教學。

一、教學方式的改進

1.啟發(fā)式課程教學

啟發(fā)式教學是指教師在教學過程中根據(jù)教學任務和學習的客觀規(guī)律，從學生的實際出發(fā)，采用多種方式，以啟發(fā)學生的思維為核心，調(diào)動學生的學習主動性和積極性，促使他們生動活潑學習的一種教學方式。

在教學中，先給學生設置懸念，然后再討論需要講解的內(nèi)容，從而提高學生的興趣。Nancy M.Dixon指出：我們能夠記住所聽到的10%，所看到的15%，邊看邊聽的20%，做的10%，積極去做并得到響應的80%，給他人講授的90%。所以，在常規(guī)教學中，學生能掌握的知識是有限的，需要創(chuàng)造情景，使學生積極地做并進行響應，若能轉(zhuǎn)換成學生自己也能講授的程度則更好。教師經(jīng)常要求學生自問：如果自己是老師，會怎么講這些內(nèi)容，并要求在學生之間互相扮演教師和學生的角色，講述課程內(nèi)容。如在講述流水線技術的過程中，筆者先向?qū)W生提出：為什么要采用流水線技術，怎樣實現(xiàn)流水線，它與工程上的流水線有何相關。課堂中，首先以經(jīng)典的五段式流水線為例，和學生一起探討這個問題；然后，鼓勵他們積極思考，踴躍發(fā)言；最后，由他們推出一位學生做總結(jié)性的發(fā)言。現(xiàn)場氣氛活躍，課堂效果非常好。在期末考試中，關于流水線方面的知識，大部分學生均拿了滿分。

2.量化分析教學

培養(yǎng)從總體、系統(tǒng)的角度來分析和解決問題的能力以及自主創(chuàng)新能力，對學生的成長和未來發(fā)展有很大的影響，“計算機體系結(jié)構(gòu)”特別強調(diào)培養(yǎng)學生的這一種能力?！坝嬎銠C體系結(jié)構(gòu)”一般安排在大學四年級開始，需要學生在學完主要的軟硬件基礎課程后，從整體系統(tǒng)、總體設計的角度來理解和研究計算機系統(tǒng)，學習如何根據(jù)各種實際應用的需要，綜合考慮軟硬件，設計和構(gòu)建合理的計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。“計算機體系結(jié)構(gòu)”課程中多是抽象的概念和原理，這些內(nèi)容不被學生理解，且有限的實驗環(huán)境也限制了學生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，但是，如果將研究對象轉(zhuǎn)換成可以運算的數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行分析是完全可行的，這就是量化分析方法。

前人對量化分析法的定義和特點闡述主要有：量化研究遵循的是實證主義，它應用量的方法以驗證假設；量的研究是指研究者事先建立假設并確定具有因果關系的各種變量，然后使用某些檢測工具對這些變量進行測量和分析，從而驗證預定的假設?！坝嬎銠C體系結(jié)構(gòu)”是從整體上研究由處理系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的有機系統(tǒng)，其目的是設法提高整個系統(tǒng)的性能。對性能的分析主要就是采用量化分析法，將問題簡化、精確化和客觀化，使抽象的知識也變得形象起來。如在探討計算機加速比S的過程中，以時間t為標準，比較計算機改進前與改進后的時間比值。實踐證明，這樣的效果非常好。

二、課程內(nèi)容的改進

1.“計算機體系結(jié)構(gòu)”課程和“計算機組成原理”課程有很多相似的地方

這兩門課程都講授輸入輸出系統(tǒng)、存儲部件、數(shù)據(jù)表示等，但“計算機組成原理”作為一門硬件課程主要強調(diào)其基本運行原理，而“計算機體系結(jié)構(gòu)”強調(diào)性能優(yōu)化方法；“計算機組成原理”強調(diào)其細節(jié)，而“計算機體系結(jié)構(gòu)”則強調(diào)的是軟硬件的分配，及對性能的影響。現(xiàn)在有些專業(yè)中，在“計算機組成原理”中涵蓋計算機體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，有些專業(yè)則單獨開設這兩門課程。必須合理劃分兩門課的內(nèi)容，組織教學內(nèi)容和教學計劃。現(xiàn)在，“計算機體系結(jié)構(gòu)”課程主要講述內(nèi)容為流水線技術和存儲技術，并對嵌入式系統(tǒng)方向的學生加強了存儲技術中虛擬存儲系統(tǒng)的講授。

2.強調(diào)知識的更新和發(fā)展

計算機技術是發(fā)展最快、應用最廣、影響最大的學科之一，“計算機體系結(jié)構(gòu)”知識也在日新月異發(fā)展著。近年來多核技術、虛擬機、復雜存儲系統(tǒng)和先進互聯(lián)技術的發(fā)展使經(jīng)典的計算機體系結(jié)構(gòu)內(nèi)容有了很大的更新。怎樣運用有限的課堂時間，使這些復雜技術與經(jīng)典體系結(jié)構(gòu)知識點融合，是教學內(nèi)容改革的主要任務。

同時，就是同一門課程，不同的作者所編著的教材的內(nèi)容和側(cè)重點都有很大的不同，如張晨曦所編著的《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》Catch部分，偏重于Catch性能的分析與優(yōu)化，而李學干的《計算機體系結(jié)構(gòu)》，則偏重于Catch系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，且著重描述了虛擬存儲器的結(jié)構(gòu)和功能。

所以，教學中既不能照本宣科，也不能脫離書本，根據(jù)專業(yè)方向的不同，有選擇性地進行講授，同時將一些新技術、新知識、新產(chǎn)品以及最新的發(fā)展動態(tài)，融入課堂教學中。

3.加強實驗教學環(huán)節(jié)

實驗是任何科學創(chuàng)新的源和本。在學校教學工作中，理論課和實驗課是教學體系中兩個互相有聯(lián)系的獨立環(huán)節(jié)，要重視實驗，決不能把實驗課看成是理論課的依附。

計算機專業(yè)作為一門應用型專業(yè)，需加大培養(yǎng)學生的動手能力，激發(fā)他們的創(chuàng)新潛能，通過實驗將課堂和實踐結(jié)合，改善理論教學枯燥、單調(diào)的情況?，F(xiàn)在“計算機體系結(jié)構(gòu)”課程實驗學時僅8個學時，而很多著名的高等院校如同濟大學的實驗環(huán)節(jié)已增加到了24學時，很值得借鑒。

三、結(jié)束語

人才是一個國家發(fā)展最重要的資源，能否培養(yǎng)出有優(yōu)秀工程能力和創(chuàng)新能力的人才，最后的關鍵還要看是否有一個科學的課程體系和教學內(nèi)容。探索說明，只有不斷改進課程教學，才能培養(yǎng)出更多的高素質(zhì)人才，實現(xiàn)我國的“卓越計劃”。

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