关于计算机组成原理的课程论文

　　计算机组成原理课程是硬件系列课程中的核心课程，是计算机专业重要的专业基础课程，计算机原理课对其它课程有承上启下的作用，它主要讨论计算机各组成部件的基本概念、基本结构、工作原理及设计方法。下面是学习啦小编为大家整理的计算机组成原理的课程论文，希望大家喜欢!

　　计算机组成原理的课程论文篇一

　　试谈中专计算机组成原理教法

　　摘 要 计算机组成原理是计算机专业的一门基础核心专业基础课程，在该专业的课程体系中起着打地基的作用，学好这门课程对于提高学生的理论认知水平和实践能力有着极为重要的作用。本文从用简单的问题切如枯燥的学习知识;把抽象的知识具体化;通过学生讲解来验证教学效果，三个方面的方法来讲解如何教授中专计算机组成原理这门课程。

　　关键词 问题简单化 知识具体化

　　计算机组成原理的教学内容强调以计算机硬件部件和和整机系统知识为主的同时，还必需适当兼顾与硬件关系最密切的基础软件知识的学习。那种把计算机组成原理完全作为纯硬件课来处理，是陈旧的认识和过时的做法，不符合当今计算机研究和教育发展的潮流。学好这门课的目的是为了了解计算机的构成及基本工作原理。学生应能抽象出一个计算机模型，在此基础上，理解计算机是如何工作的。

　　但是计算机组成原理这门课专业性很强，很抽象，也很枯燥。而现在的中专学生基础差，缺乏学习主动性，学习新知识时理解能力也相对比较薄弱。本文针对中专学生的这一特征，提出了怎样教授计算机组成原理这门课程。利用一种以培养学生的理解、联系实际能力为核心的教学模式，并就该模式下的课堂理论教学、课后练习与辅导、教学效果检验等三个环节进行详细的阐述。

　　一、用简单的问题切如枯燥的学习知识

　　在讲解十进制数与二进制数之间相互转换这个问题时，我并没有直接讲转换算法，而是先提问了一个学生们都认为很简单，但是又回答不正确的问题，来引起学生们的学习兴趣，我提问的问题是：计算机用的是直流电还是交流电，对此问题，我让同学们进行讨论，并说出你回答的答案的依据，几乎所有的学生都认为，计算机用的是交流电。依据是计算机的电源插在220V的交流电源上。我就告诉学生们你们的答案都是错的，计算机用的是直流电，学生们很好奇，就急于想听我讲出这个答案的依据，这样我就引进了二进制数的概念，告诉学生，计算机中所有的数值、文字、符号、语音、图形、图像等等统为称数据，在计算机内部，都必须用数字化编码(基二码 二进制编码)的形式被存储、加工和传送。

　　并且讲解了二进制码的基本点符号0和1。采用0和1的优点是：符号个数最少物理上容易实现;与二值逻辑的真假两个值的对应简单;用二进制码表示数值数据运算规则简单。然而在我们的现实生活中所用的数值都是十进制数，那么接着就讲了十进制数如何转换成二进制数。十进制数分为整数和小数。对于十进制的整数转换成二进制数的法则是：除以2取余。对于十进制的小数转换成二进制的法则是：乘以2取整。相反二进制数如何转换成十进制数呢?我先举了一个简单的例子引入了概念按阶展开，例如十进制数650按阶展开就是650=6*100+5*10+0*1=6*102+5*101+0*100。。

　　十进制数按阶展开是用数字乘以十的次方数，那么以此类推二进制数的按阶展开就应该是用数字乘以二的次方数，例111101按阶展开就是1111101=1*26+1*25+1*24+1*23+1*22+0*21+1*20。然而二进制数转换成十进制数就是把二进制数按阶展开然后计算出数值。

　　二、把抽象的知识具体化

　　讲解CPU的工作原理时，我首先讲解CUP的全称central processing unit 即中央处理器，有人也称它微处理器。顾名思义，CPU就是电脑的中央核心部分，负责处理各种硬件装置传送进来的资源，经过判断计算后，再下指令将资料送到正确的装置上执行。讲完这些以后学生都很迷茫，因为太抽象了。我就用现实中做广播体操的例子来把抽象的问题具体化。做广播体操的整个过程是，首先我们的耳朵听到指令，然后再把指令传送给我们的大脑，大脑经过分析判断后再把指令传送的我们的肢体，以此来确定肢体的动作。

　　紧接着我就用了计算机如何打印文件这个例子与做广播体操相对照。当我们要打印一份文件时，首先通过键盘或者鼠标输入打印的指令，CPU收到指令经过分析判断后知道我们要打印文件，就会下达指令将资料传送给打印机，然后由打印机执行打印工作。通过这个例子使学生们联想到可以把CPU比喻成人类的大脑它不但要负责接收外界输入的信息资料，而且还要负责处理这些资料，然后将处理后的结果传送到正确的装置上。几乎大大小小的工作，都需要CPU来下达命令，传送到其他设备上来执行。通过举例子的讲解方式使学生们了解了CPU的工作原理。把抽象的复杂的问题具体化简单化，增强了学生学习的信心。

　　三、通过学生讲解来验证教学效果

　　课堂上教师讲解一个系统的知识点后，为了了解学生的掌握情况，我就采用了先挑一些程度好，理解能力强的学生将刚才讲的知识再讲解一遍的训练方法，这样我就可以了解到学生们的理解与我讲解的偏差在哪儿，还有什么地方没有理解到位。我可以就此问题重新的再做解释。然后，再挑一些程度不好的且理解力相对比较差的学生，再来讲解同样的问题，如果讲解的比较到位，就证明这个问题几乎所有的学生都已经掌握了。因为这门课程我同时教授了四个班，为了避免我讲课大意和重复，我就随机挑刚教授过的班级的学生到第二个班去讲，这样刚学过的学生害怕到其他别的班级如果讲的不好丢人，就会好好复习反复练习，这样就激发学生学习的主动性和积极性。

　　然而对于第二个班的学生来说，他们就抱着好奇的态度来听别的班学生的讲解，想看看别的班的学生讲的和老师讲的到底一样吗?这样就调动了学生的听课兴趣，课堂纪律也会好很多。还有现在的中专学生在家中基本都是独生子女，集所有家里人的宠爱与一身，所以他们都非常自我，不懂得如何尊重别人。

　　结束语：在计算机组成原理这门课的教授过程中我想尽了各种办法，运用多种教学手段，设计有趣的教学活动来激发学生的学习兴趣，培养学生积极的学习态度，与学生建立相互信任，相互尊重，平等交流的师生关系，让学生充满激情，主动投入到学习过程中。

　　参考文献：

　　[1]戴志涛，周锋，杨旭东.计算机组成原理(第4版立体化教材)[M].科学出版社，第4版 (2008年9月1日)

　　计算机组成原理的课程论文篇二

　　试谈制造高性能计算机的策略

　　摘要：高性能计算机是衡量一个国家综合国力的重要标志，是国家信息化建设的根本保证。发展高性能计算机，可以带动科学技术的进步，解决国民经济建设、社会发展进步、国防建设与国家安全等方面一系列的挑战性问题，促进我国相关产业的快速发展。高性能计算机与我们生活息息相关，文章总结了国内外高性能计算机发展现状及发展趋势，阐述了高性能计算机的重要性，并总结了我国目前发展高性能计算机面临的问题，最后提出如何制造高性能计算机所遇到问题的解决办法。

　　关键词：高性能计算机;重要性;发展趋势;存在问题;解决办法

　　高性能计算机概念：

　　高性能计算概述高性能计算(英文highperformancecomputing，缩写HPC)指通常使用很多处理器(作为单个机器的一部分)或者某一集群中组织的几台计算机(作为单个计算资源操作)的计算系统和环境。有许多类型的HPC系统，其范围从标准计算机的大型集群，到高度专用的硬件。大多数基于集群的HPC系统使用高性能网络互连，比如那些来自InfiniBand或Myrinet的网络互连。基本的网络拓扑和组织可以使用一个简单的总线拓扑，在性能很高的环境中，网状网络系统在主机之间提供较短的潜伏期，所以可改善总体网络性能和传输速率。

　　高性能计算机的重要性：

　　高性能计算机是衡量一个国家综合国力的重要标志，是国家信息化建设的根本保证。发展高性能计算机，可以带动科学技术的进步，解决国民经济建设、社会发展进步、国防建设与国家安全等方面一系列的挑战性问题，促进我国相关产业的快速发展。衡量高性能计算机的水准主要是看其计算能力。60年前，当每秒能完成数千次运算的第一台数字计算机诞生时，它就是当时最高计算能力的体现。近30年来，计算机的运算速度平均每10年就要翻1000倍，这比我们通常说的每18个月翻一番的摩尔定律速度还要快。在进入新世纪的今天，恐怕每秒5万亿次到10万亿次的运算速度只能算是高性能计算机入门的门槛高性能计算机与大众生活息息相关高性能计算机一般都和科学研究联系在一起，小到原子结构的分析，大到宇宙起源模拟，到处都需要高性能计算机。但是，高性能计算机的应用决不仅限于此。在和人民大众生活息息相关的各个领域。在和人民大众生活息息相关的各个领域，我们都可以看到高性能计算机的身影：

　　1对新药研制的促进。

　　在与疾病作斗争的过程中，我们需要新的药品。研制一种新药从化合物筛选到临床试验，一般需要10到15年的时间。在化合物筛选阶段，对于数十万种化合物，用传统的实验手段，筛选出有效的化合物需要花费大量资金购买化合物，需要几年的实验时间，而且筛选—的范围受到金钱和时间限制，难以得到最佳的结果。现在使用高性能计算机这个工具，以计算机模拟的手段，科学家可以在较短的时间内从几十万甚至几百万种化合物中筛选出有效的药物化合物，这不仅节省了购买真实化合物的大量资金，而且大大缩短了药物研发的周期。

　　2对网络信息服务的影响。

　　在网络日益普及的今天，我们已经渐渐习惯于从网上获得信息和服务，但是同时也经常为服务响应速度的迟缓而烦恼。网络信息服务绝不是我们通常想象的找一台微机服务器，建个网站就能成的事。要面对数千万、数亿用户的访问请求，服务器必须有强大的数据吞吐和处理能力。这又是高性能计算机发挥作用的舞台。高性能服务器每秒种可以处理数千万乃至数亿次服务请求，及时提供用户所需要的信息和服务，保证服务质量。

　　3对制造业的推动。

　　我国是一个制造业大国，被人们称为“世界工厂”。高性能计算在制造业的广泛使用，不仅可以帮助工程师在设计阶段更科学地计算材料强度，更合理地选择和使用材料，设计出更符合空气和流体动力学原理和人体工程的产品结构和外形，而且可以在仿真基础上全面规划整个制造过程，有效提高产品制造的质量和产量。基于高性能计算的全数字化设计制造环境在缩短产品设计周期、节能降耗、降低污染、提高产品质量方面的作用不可限量。用高性能计算能力武装起来的制造业必然能更快速地应对市场的动态需求，提高自身的竞争能力。

　　4工农业生产和人民生活需要精确的天气预报。

　　以高性能计算为基础的气象和气候数值预报是精确天气预报的基础。我们知道，地球连同它的大气层是一个大系统，它的内部以及它与宇宙空间，特别是与太阳之间的能量交换与转换决定了地球上的气候状况。如果我们能够在观察数据的基础上，精确地计算和模拟出这个系统内能量转换的过程，我们就可以精确地预测天气的变化。现在的高性能计算机的速度还不足以让我们在全球范围以精确的尺度达到这个目的。

　　高性能计算机发展趋势：

　　高性能计算机与网格研究的关系

　　1.高性能计算机(HPC)与网格向分化与共生方向发展。HPC以科学计算为主，实现Petaflops计算机系统是现阶段的主要追求目标，研究领域包括新体系结构、新器件技术、系统软件等。

　　2.计算网格作为一种廉价、易得的计算资源，受到应用科学家及普通用户的广泛关注与试用，向成为高性能计算机系统的使用门户(Portal)的方向发展。

　　3.数据与信息网格提供各种应用系统的开发使用平台，具有资源共享、动态交互与集成等特征，是网格技术研究与发展的主要方面。

　　高性能计算机的使用模式

　　1.从传统集中使用(高性能计算中心)向集成化(与其他设备)、网格化(其它计算中心)及按需计算(租借计算力)的方向发展。

　　2.高性能计算机用户与普通计算机(服务器、PC)一样，关心TOCinlifeCycle及TOCinprojectperiods。

　　3.按需计算(部分计算力、联合计算)、制造成本(10-100倍于传统PCcluster)、运行成本(体积、功耗)等要求对新一代高性能计算机的研发提出挑战。

　　HPC体系结构向超大规模并行、多级存储结构及混合粒度编程的方向发展

　　1.实现Petaflops计算性能的HPC需要10,000-100,000CPUCore(处理器模块)以并行方式连接起来。相对今天几千个CPU构成的系统结构，超大规模并行在节点、连接与存储等方面需要创新。

　　2.CPU与Memory之间的性能“差距”(Bandwidth,Latency)通过多级存储结构(memoryhierarchy)进行拟合。

　　3.粗中细粒度混合编程模型充分挖掘问题本身的并行性的前提下，发挥超大规模系统的运行效率。

　　当前制约我国高性能计算发展的主要因素有：

　　1.核心技术不足。我国制造的高性能计算机在核心技术上虽有不少突破，但仍然在很大程度上依靠于国外。在高性能计算机体系结构和关键技术上投入的研究经费和研究力量不足，阻碍我国在该领域的创新。

　　2.人才不足，高性能计算机的应用目标往往是解决综合性、系统性的复杂问题，涉及多个领域。开发一个好的高性能计算应用涉及应用问题抽象、模型建立、并行算法研究、并行程序实现、应用系统测试验证等多个阶段，需要熟悉应用和计算的“多面手”型人才需要不同学科、不同技术背景的人员的密切合作。而我国高校目前的专业划分难以培养既熟悉先进计算机技术，又熟悉应用领域问题的人才，以至于这类人才奇缺。不同学科的科技人员之间的交流和合作机制又不健全，造成懂高性能计算机的人不懂应用，而了解应用的人又不知道如何用高性能计算的方法来解决问题的局面。

　　3.应用软件匮乏我国长期以来存在的重硬件、轻软件的现象在高性能计算领域格外突出，影响更大。对于高性能计算机而言，缺乏合适的应用软件就根本无法开展相应的应用，也无法吸引用户来使用高性能计算机。高性能计算机上运行的应用软件专业性强，价格昂贵，国内应用部门每年都花费大量经费，采购应用软件，但是这种采购一般是分散进行的，缺少相互协调，因此国家整体布局还不尽合理，有些软件多个部门重复采购，而另一些急需的软件又没人购买。另外，单个部门购买软件的规模往往有限，不能与并行硬件的规模相适应。这些软件的所有权和使用权属于采购的部门，不同部门拥有的软件难以交流和共享。此外，很多国外的应用软件都和国外的高性能计算机系统绑定，这就迫使我国的用户在采购软件的同时必须选用国外的硬件系统，严重影响国产高性能计算机的推广应用和我国高性能计算机产业的成长壮大。

　　4资源分布不均匀，国内高性能计算机主要分布在科研院所、大学以及石油勘探、气象预等应用部门，地域分布也不均匀。资源分布的不均匀和资源访问的困难，使得不少高性能计算的潜在用户放弃了应用的打算。在经济效益不够好的传统产业尤其如此。这种资源分布的不均匀性一方面使需要资源的用户难以获得资源，另一方面也造成宝贵资源的闲置和浪费。

　　解决办法：

　　高性能计算(HighPerformanceComputing)是计算机科学的一个分支，主要是指从体系结构、并行算法和软件开发等方面研究开发高性能计算机的技术。随着计算机技术的飞速发展，高性能计算机的计算速度不断提高，其标准也处在不断变化之中。

　　我国的高性能计算事业必须走可持续均衡发展的道路。高性能计算是昂贵的，不仅有设备的初始投入，而且有场地条件、电力消耗、运行维护和人员队伍建设等多种费用。因此，一定要切实从应用需求出发，大力促进应用的进步，以此推动高性能计算的发展。强调应用需求牵引并不是忽视技术的推动作用。技术的进步可以创造新的应用，调动新的应用需求。网格以其资源共享、协同工作的固有能力和网格服务的形式，支持用户共享使用Internet中的各类资源;网格允许用户克服地理的障碍，更便捷地获得高性能计算的能力;网格简化高性能计算机的使用方式，使更多的普通用户能够利用高性能计算机的能力去解决过去难以解决的问题，扩大了高性能计算机的应用范围。需要强调的是，高性能计算的技术创新有赖于国家持续的支持，以保证足够的研究经费和一支高水平精干的研究队伍。高性能计算人才的培养是一项长期的艰巨任务，不仅要通过改革高校的学科划分和专业设置来加强高性能计算复合型人才的培养，还要通过应用系统的开发，培养和锻炼各个行业与领域熟悉高性能计算的人才，只有这样才能真正保证高性能计算及应用的可持续发展。

　　参考文献：

　　1.百度百科

　　2.《高性能计算机发展现状及机遇到的问题》

　　3.《高性能计算机的发展趋势》樊建平

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