El curso Principios de composición informática es un curso básico para la especialización en informática y una de las materias obligatorias para el examen nacional de ingreso a la especialización en informática. Está incluido en toda la especialización en informática. sistema curricular.Tiene la función de conectar lo anterior y lo siguiente. Lo siguiente es lo que les recomiendo, espero que les guste. Capítulo 1
"Discusión sobre la reforma de la enseñanza experimental de los principios de composición informática"
Resumen: este artículo analiza primero el estado actual de la enseñanza experimental de los principios de composición por computadora y los problemas existentes, el importante papel de la enseñanza experimental en la enseñanza de los principios de composición por computadora, y luego propuso ideas de reforma para la enseñanza experimental de los principios de composición por computadora, y finalmente resumió.
Palabras clave: enseñanza experimental principio de composición por computadora disposición experimental reforma de la enseñanza experimental
Resumen: este artículo analiza el importante papel del principio de posición actual de la computadora experimentar la situación de enseñanza y los problemas existentes, la enseñanza experimental en la enseñanza de la organización de computadoras, y luego proponer un principio de posición de la computadora, experimentar ideas de reforma de la enseñanza, y finalmente resumir
Palabras clave: enseñanza experimental;organización de computadoras;disposición experimental;experimento. Reforma
Este artículo profundiza principalmente en las ideas de reforma de la enseñanza experimental de los principios de composición por computadora. Con el propósito de mejorar integralmente la calidad de la enseñanza y los modelos de diseño innovadores como principal ideología rectora, introducimos lenguajes de descripción de hardware, herramientas y tecnologías avanzadas de desarrollo EDA en los experimentos y actualizamos gradualmente el contenido, los modelos y las plataformas experimentales obsoletos en los experimentos de hardware tradicionales. se convertirá en una tendencia de desarrollo en los experimentos de principios de composición por computadora. El experimento de composición por computadora mejorado combina practicidad, tecnología de punta y la diversión de implementar experimentos, y tiene una buena correspondencia con el contenido del curso. Esto mejora el interés de los estudiantes por aprender y mejora su competitividad laboral.
1 Análisis de la situación actual y los problemas existentes de la enseñanza experimental de los principios de composición informática.
El curso Principios de composición informática es un curso básico en la especialidad de informática y también es un requisito obligatorio. prueba para el examen de ingreso nacional para estudiantes de maestría con especialización en informática. Una de las materias que desempeña un papel de conexión en todo el sistema curricular de la especialidad de informática [1]. El experimento del principio de composición de la computadora es un experimento de apoyo del curso "Principio de composición de la computadora" y es un experimento de hardware que involucra el mecanismo de trabajo interno de la computadora. Hoy en día, con el rápido desarrollo de la tecnología informática, el conocimiento teórico del hardware sólo puede profundizarse a través de vínculos experimentales. Los experimentos pueden permitir a los estudiantes dominar el diseño, la fabricación, la depuración, la ejecución y el mantenimiento del hardware, y capacitar a los estudiantes en su capacidad práctica. Cultivar la capacidad de innovación y un estilo de investigación científica serio y riguroso.
La enseñanza experimental de "Principios de composición informática" se centra en los componentes básicos de una computadora, incluido el almacenamiento, las unidades aritméticas, los controladores, los sistemas de entrada y salida, y la composición y organización de los buses del sistema que los conectan. y principios de funcionamiento; la dificultad de este curso es cómo dominar el flujo de control y el flujo de datos como líneas principales, conectar los componentes principales de la computadora y establecer el concepto de toda la máquina. Por tanto, el método de enseñanza experimental de este curso juega un papel vital [3]. El método de enseñanza experimental tradicional es: primero el maestro explica el experimento, luego los estudiantes siguen los pasos experimentales en el libro de instrucciones y usan la caja experimental ya preparada para realizar el experimento de verificación paso a paso, y finalmente el maestro verifica los datos experimentales. archivos. Este método de enseñanza impide que los estudiantes busquen una comprensión profunda y no puede describir de manera intuitiva y vívida los procesos y principios de trabajo de los componentes internos de una computadora.
2 Ideas para la reforma de la enseñanza experimental de los principios de composición por ordenador
A la vista de los problemas comunes que existen en la actual enseñanza experimental de los principios de composición por ordenador, el autor plantea algunas sugerencias basadas sobre los intentos efectivos que se han hecho en la enseñanza.
El equipo experimental del principio de composición informática utilizado en nuestro instituto es el sistema experimental informático multifunción FD-CES desarrollado por la Universidad de Fudan. Incluye principalmente experimentos de cuatro componentes: unidad aritmética, controlador, almacenamiento, barra colectora y. Un sistema integrado de experimentos con máquinas. En el pasado, los experimentos eran básicamente experimentos de verificación. Durante la clase experimental, el maestro primero explicaba los principios experimentales y luego los estudiantes conectaban y operaban de acuerdo con los tableros experimentales y los pasos experimentales proporcionados por el fabricante. De acuerdo con los pasos experimentales, no entiendo qué significa cada paso de la operación y qué hace. Para mejorar la capacidad de los estudiantes para pensar de forma independiente y resolver problemas, cambiamos los experimentos de unidad aritmética, almacenamiento y bus de los experimentos de verificación originales a experimentos de diseño. Una semana antes del experimento, el profesor primero explica los principios experimentales en clase y luego copia el diagrama del circuito de la placa de circuito experimental a los estudiantes, para que los estudiantes tengan una cierta comprensión de todos los detalles del circuito de antemano durante el experimento. , el profesor combina la placa de circuito experimental con Explica las funciones de cada chip y señal en la placa experimental con el diagrama del circuito. Finalmente, el profesor guía a los estudiantes a diseñar los pasos experimentales y completar el contenido experimental. En la enseñanza experimental, hemos introducido un nuevo método de enseñanza práctica, utilizando computadoras modernas y combinando tecnología de gráficos por computadora, tecnología de redes y tecnología multimedia para llevar a cabo la enseñanza práctica asistida por computadora. Este método de enseñanza demuestra los principios y procesos de trabajo relativamente abstractos de las computadoras en forma de animación, lo que permite a los estudiantes comprender claramente el proceso del flujo de datos y los resultados finales, y comprender mejor el concepto de toda la máquina. Este método de enseñanza es más intuitivo, vívido y atractivo. Esto puede desarrollar aún más la iniciativa de los estudiantes y mejorar su interés en aprender.
3 Diseño y disposición del contenido didáctico experimental
La disposición de la enseñanza experimental se lleva a cabo paso a paso desde el contenido experimental más superficial hasta el más avanzado. seleccionados racionalmente y tratar de evitar demasiada y demasiada complejidad. Al seleccionar el contenido, preste atención a hacer inferencias de un ejemplo, es decir, centrarse en el pensamiento inspirador. Para experimentos diseñados y completos, siempre que puedan completar los objetivos experimentales predeterminados, no es necesario unificar el proceso y los pasos experimentales. El profesor experimental desempeña principalmente un papel de guía en el experimento. La explicación previa al experimento se centra en los puntos clave, las dificultades y las precauciones, y no es necesario que sea exhaustiva. Puede hacer algunas preguntas primero y dejar que los estudiantes hagan, observen y piensen con las preguntas. En el experimento, los estudiantes deben ser el cuerpo principal, permitiendo que cada estudiante experimente el proceso físico de la computadora a través de comportamientos operativos. Anime a los estudiantes a modificar los experimentos ellos mismos. A veces los estudiantes no están seguros del contenido de los experimentos que diseñaron, pero lo tendrán claro una vez que hayan practicado. Modificó los pasos experimentales durante el experimento y observó los resultados modificados. De hecho, comprendió el papel de las piezas modificadas en todo el proceso operativo. El conocimiento y la comprensión de este papel no se obtuvieron mediante la predicación, sino mediante la experiencia personal. Lo que los estudiantes ven, su comprensión y memoria serán mucho más profundas.
Experimentos específicos El contenido experimental específico debe cubrir todos los aspectos importantes en la enseñanza de los principios de composición informática: calculadora, almacenamiento, componentes de temporización, bus y experimentos con máquinas completas. Los tipos se dividen en opcionales y obligatorios. Cada experimento se clasifica como de validación, de diseño o integral. Con base en las consideraciones anteriores, consideramos y organizamos cuidadosamente la selección del contenido experimental, el diseño de los pasos experimentales y la organización de los archivos experimentales, y tratamos de escribir la "Guía de experimentos de principios de composición por computadora" para los "Principios de composición por computadora". curso. . A continuación se enumeran algunos experimentos imprescindibles.
3.1 Experimento 1: Experimento del componente Calculadora
***1*** Tipo de experimento.
Experimentos diseñados.
***2*** Propósito del experimento.
① Domine los principios de funcionamiento y el uso del generador de funciones de 4 bits 74181, el generador de acarreo anticipado 74182 y el registro de desplazamiento multifuncional de 8 bits 74198.
② Domine los principios de funcionamiento y los métodos de diseño de operadores serie/paralelo de 16 bits.
***3***Requisitos experimentales.
① Utilice cuatro piezas de la unidad de operación lógica aritmética paralela de 4 bits 74181, una pieza del circuito de generación de arrastre 74182, dos piezas de 74198 y dos piezas de 74377, etc., para ensamblar un 16- operación de bits con acarreo entre grupos variable de secuencia/paralelo Cada dispositivo tiene cuatro dígitos en cada grupo.
② Verificar las funciones de los circuitos integrados 74181 y 74198.
③Pruebe el tiempo máximo de retardo de acarreo en el caso de acarreo secuencial y acarreo paralelo entre unidades aritméticas de 16 bits respectivamente.
3.2 Experimento 2: Experimento del componente de almacenamiento
***1*** Tipo de experimento.
Experimento diseñado*** Dado el plan experimental, usted mismo puede diseñar las conexiones de hardware y los pasos experimentales***.
***2*** Propósito del experimento.
① Domina las características y el uso del semiconductor RAM6116 estático.
② Domina la tecnología del kit de expansión y la tecnología de selección de chip de memoria multichip.
***3***Requisitos experimentales.
① Utilice dos piezas de 6116***2K×8*** para formar una RAM de 4K×8bit.
②Mida el tiempo de lectura/escritura de 6116.
3.3 Experimento 3: Experimento de componentes de circuito secuencial
***1*** Tipo de experimento.
Experimento de verificación.
***2*** Propósito del experimento.
① Mejorar la comprensión de los sistemas de cronometraje informático.
② Dominar el método de desarrollo de circuitos secuenciales informáticos utilizando circuitos integrados de pequeño y mediano tamaño.
***3***Requisitos experimentales.
Verificar que un circuito de temporización computarizado con el siguiente rendimiento sea el siguiente.
① Puede generar cuatro estados del ciclo de la máquina: M0, M1, M2, M3.
②Cada estado del ciclo de la máquina contiene cuatro potenciales de latido: T0, T1, T2, T3.
③Cada potencial de latido contiene tres pulsos de reloj completos: CP1, CP2, Φ.
3.4 Experimento 4: Experimento de transmisión en autobús
***1*** Tipo de experimento.
Experimentos diseñados.
***2*** Propósito del experimento.
① Comprenda la tecnología de control de transmisión de bus a través de una línea de transmisión de bus simple de 8 bits.
② Familiarícese con el rendimiento y el uso de varios períodos de salida de tres estados de uso común.
***3***Requisitos experimentales.
Dados los componentes experimentales, intente diseñar las conexiones y los pasos de prueba para formar un sistema de bus único de 8 bits, utilícelo para completar la lectura y escritura del registro temporal y de almacenamiento, y realice la memoria y Intercambio de datos entre dispositivos de almacenamiento.
3.5 Experimento 5: Experimento con toda la máquina
***1*** Tipo de experimento.
Experimento integral.
***2*** Propósito del experimento.
①Comprender las características de las computadoras con múltiples acumuladores;
②Comprender los procesos de control de varios métodos de direccionamiento.
③Dominar el método de diseño de computadoras controladas por microprogramas; la comprensión de las características de los microprogramas;
④ Comprender cómo la computadora ejecuta instrucciones y cómo controlar el trabajo de los dispositivos de E/S mediante el diseño y la depuración.
***3***Requisitos experimentales.
Personalice los recursos del instrumento experimental y desarrolle una computadora experimental usted mismo. Se requiere que la computadora experimental tenga las siguientes características.
①Hay un dispositivo externo.
②La unidad aritmética adopta una estructura de acumulador único con KA, KB, KC y KR colocados a la izquierda, derecha, derecha e izquierda respectivamente.
③El operando adopta el método de dirección directa.
④Los periféricos y la memoria principal se direccionan de manera uniforme. Cuando a10 = 0, se accede a la memoria principal; a10 = 1, se accede al periférico.
⑤ Formato de microinstrucción y microprograma autoprogramados.
⑥ Escribe tus propios programas y aplicaciones de depuración.
4 Conclusión
El experimento de composición por computadora mejorado combina practicidad, tecnología de punta y la diversión de implementar experimentos, y tiene una buena correspondencia con el contenido del curso. Tiene características distintivas y una gran pertinencia, lo que permite a los estudiantes no solo tocar la tecnología de desarrollo de las aplicaciones informáticas convencionales de rápido desarrollo de la actualidad, sino también mejorar el interés de los estudiantes en el aprendizaje y mejorar su competitividad laboral.
En resumen, con el propósito de mejorar integralmente la calidad de la enseñanza y el modelo de diseño innovador como principal ideología rectora, se introducirán en el experimento el lenguaje de descripción de hardware, herramientas y tecnología avanzadas de desarrollo EDA, y Los experimentos de hardware tradicionales se actualizarán gradualmente. Los contenidos, modelos y plataformas experimentales antiguos se convertirán en una tendencia de desarrollo en los experimentos de principios de composición por computadora.
Referencias
[1] Wang Qingxia, Xu Wenlin, Ren Shuyan. Discusión y práctica sobre la reforma docente de los cursos de fundición continua y laminación [J]. Tecnología: Edición de Ciencias Sociales, 2012***5***: 185-186.
[2] Yu Zhanlin en experimentos de principios de composición informática [J]. **15* **: 15-17.
[3] Bai Ming, Zhang Jian. Simulación experimental del principio de composición por computadora basada en GEF [J]. ***: 81- 84.
[4] Chen Hui, Zhou Zili. Implementación de ALU basada en QuartusⅡ[J]. 70.
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