《计算机系统结构》课程教学探讨

本论文主要讨论在《计算机系统结构》教学过程中坚持培养学生自顶向下、从整体到局部分析和解决问题的能力,要求学生既要有系统的观点,把握全局,又要有层次的概念,分而治之;本课程教学始终围绕并行性开发和性能评价以及量化分析两条主线,采用“互联比较”、“横向联系”、“启发式教学”等教学方法,注重实践,努力提高教学质量。

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理系统、指令系统、存储系统、信启， j进行系统优化设计的能力。传输系统构成的有机系统，其目的是设法 !二 .

al学过程中坚持培养学生自顶向下、从整≯ !提高整个系统的性能。Amd h定律告诉扛我们：系统中某一部件由于采用某种更戤部分婚舌褥决题蛾能丸，要采辱整口既要奄螽饶砖观点把握垒扁叉要南岳 .快的执行方式后整个系统性能的提高与这次的概念 '分而治之；本课程教学始终蹲一

采用比较的方式，加深学生系统结构内容抽象、枯燥，对于相

对知识点的记忆和理解 j 关知识点采用比较的教学方式会达到良好的教学效果。例如，我们在讲解数据流计算机时，应该同时介绍归约机、智能机。与

绕并行性开发和性能评价及量化分析两 j 条主线，采用“联比较”“向联。互、横系皂靛式教峰等教辱方、击注

种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。根据这一定理，我们就能确定系统中的性能瓶颈部件；然好找出加快瓶颈执行的方式，以达到提高系统整体性能的目的…。

传统的冯依曼计算机以控制驱动和共诺享数据的计算模型不同，数据流计算机是滋计算机系统的性能包含多方面，中速其采用数据驱动的计算机模型，有理于并行计算机系统结构；启发式教学 i教学质量；度是最重要的性能标准。从系统结构的的开发。数据驱动的数据流方式是指：观点来说，性能瓶颈部件的速度提高主要是只要一条或一组指令所要求的操作数全部通过并行的方法来实现的，而并行分为时间准备就绪，就可立即激发相应的指令或并行和空间并行两种。时间并行性就是指令组执行。执行结果的输出将送往等将完成一个任务的过程分为若干个子过程，计算机系统结构是高校计算机科学与待这一数据的下一条或下~组指令。如每个子任务由一个子设备来实现，这样相同技术专业的关键性课程，也是计算机专果其中的一些指令因此而所需用到的数据的任务就可以依此通过各子设备

完成。业研究生入学考试的专业课之一。计全部就绪就可被激发执行。因此在这种尽管单个任务的执行时间不变，多个任务但算机系统结构 )机器语言程序员所看 f )是机器上不需要程序计数器。指令的执行可同时在不同的子设备中进行，可以达到提到的传统机器级所具有的属性，包括概基本上是无序的，完全受数据流的驱高速度的目的。典型的时间并行性有先念性结构和功能特性两方面“。实际上， 1计动，与指令在程序中出现的先后顺序无行控制技术、预处理技术和流水线技术，算机的任一功能在有最基本的硬件条件下关。归约机与数据流机一样，都是基于其优点是不需要增加或少量增加硬件，因而既可以由硬件实现，也可以由软件实现，也就 J数据流的计算模型，但其驱动方式是采成本低，,然而并不是所有的瓶颈部件者陌睬是说，软硬件在逻辑功能上是等效的。然用需求驱动。在这种模型中，某条指令用这种部件，只有那些任务可以细分为子任而，软件和硬件在性能有很大的不同，硬件运的执行，仅当其他指令需要用它时才会重实践努力提高教学质量。一

行速度较快，但不灵活；软件运行速度较慢，但有较好的灵活性。因此，计算机系统结构主要研究界定机器硬件和软件的界面，规定哪些功能由软件完成，哪些功能由硬件完成。通过该课程的学习，使学生掌握计

务的部件才能采用这种方法。空间并行

算机系统的内部工作原理，以及在硬件、软件界面划分的权衡策略；建立计算机软硬件整机概念。一

进行。归约机是一种面向函数程序设计性就是重复设置多个相同的部件，这样多个语言的计算机，指令的执行顺序取决于这相同的任务可以同时分别通过各部件执行，些指令产生结果数据的需求，而这种需求达到提高速度的目的。采用空间并行性又源于函数式程序设计语言对表达式的归的有多操作部件处理机、超标量处理机 f约。函数式程序设计语言简称函数语言，和集群系统等，其好处是所有的瓶颈部件都是一种简洁的说明性语言，具有优美数学“可以实现，但其成本较高l 2】。现代计算机系性质”,函数式语言是面向问题的，它描述统结构一般采用时间并行性和空间并行性

说明问题是“做什么”而不是象传统计算，的结合。

、

抓住本课程的主要脉络，突计算机系统结构是从整体上研究由处

因此，在课程教学中始终要求学生从总体结构、系统分析这一角度学习和思考计算机系统，努力培养学生的设计能力、量化评估能力以及利用量化结果

机语言那样描述“么做”怎。智能机主要是

出重点

个知识信息处理系统，通常智能机由推理机、智能接口、数据库机和知识库机等组成。一

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