计算机系统结构方向
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计算机系统结构方向范文第1篇
作者简介：裴颂文（1981-），男，湖南邵东人，上海理工大学计算机科学与工程系，讲师。（上海 200093）
基金项目：本文系上海市教育委员会重点课程建设项目（项目编号：1K-12-302-001）、上海理工大学核心课程建设项目（项目编号：1K-00-302-010）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0076-02
面对国内知名高校计算机专业建设国际化教学的大趋势，上海理工大学加大计算机专业课程国际化建设的力度，培养国际化教学团队，开辟国际化精品课程。从课程设置、教材选编、师资队伍、助教制度、国际交流等五个方面建设一套上海理工大学独特的国际化教育模式，体现出教育差异化优势。培养既具有专业背景又能走向国际的计算机专业学生，推进上海理工大学由教学研究型向研究教学型大学转变，把上海理工大学建设成“卓越工程教育”的上海市旗舰高校、全国工程教育的示范高校。
计算机科学技术的变革日新月异，计算机系统结构的发展突飞猛进，通过引进全英文经典教材实施双语教学具有重要的意义。在计算机专业本科生课程中实施双语教学的前期尝试，效果不尽如人意。主要原因在于：第一，本科生的英语听力和阅读能力欠缺，难以有效地理解课程内容；第二，本科生的专业基础的知识结构尚不完整，无法深入理解计算机系统结构的研究前沿课题。而针对研究生的“高级计算机系统结构”课程采用双语教学，因为绝大多数研究生都具备大学英语六级的水平，外国留学生也均来自母语是英语的国家，英语听说能力基本能满足教学的需求；同时，研究生绝大多数都是计算机相关专业毕业的本科生，具备计算机相关专业的基础知识。
通过对“高级计算机系统结构”的双语教学，一方面使得研究生能获得最新的研究方向和研究热点，另一方面将进一步提升研究生的专业英语能力，使得研究生在未来的研究和工作中受益。特别是在2011年计算机科学与工程系获得计算机科学与技术专业和软件工程专业两个一级学科硕士学位授予权的发展机遇期，增强计算机系统结构研究领域内的科研力量，扩大科研创新增加科技成果，推进“高级计算机系统结构”课程的双语教学能力和课程建设，具有重要的现实意义。
一、优化课程设置
计算机系统结构是计算机科学与技术及其相关专业的学位课，其教学内容涵盖了计算机组成原理、编译系统、操作系统、数据结构、数字逻辑等计算机专业的基础课程。因此，国内外著名大学计算机系对这门课程非常重视。据调查，美国的MIT、CMU、UIUC、Stanford 等著名大学都采用最新的计算机系统结构领域内的权威教材，如David A. Patterson等人编写的《Computer Architecture：A Quantitative Approach》。上海理工大学计算机相关专业的研究生课程“高级计算机系统结构”，进一步量化分析和设计计算机系统结构，多年来一直将该课程列为研究生的学位专业课。从前几年的教学情况来看，这门课程在课程设置上的主要问题体现在：
最近几年计算机系统结构发展迅速，如多核处理器、内存技术、总线技术等都取得了飞跃发展，而前几年的课程内容知识陈旧，难以跟上最新技术的步伐，学生希望接触到最前沿的学科发展和研究动态。
“高级计算机体系结构”课程，教学内容与本科阶段的课程内容差别不大，学生觉得有重复教授的内容出现。
由于计算机系统结构是计算机专业综合性最强的一门课程，涉及到计算机软件设计、编译系统、硬件设计等全面知识，学生学习基础薄弱，学习起来比较吃力，从而导致愿意从事计算机系统结构前沿研究的学生不多。
学生反映该课程教学内容多，知识结构全面，前沿课题突出，学习难度大。但是，该课程的学时数和学分数严重偏少，难以深入理解和讲授，不愿意花费大量时间着重学习一门学分偏少的课程。因此，该课程的重要性难以引起学生的重视。
因此，对“高级计算机系统结构”课程采用双语教学，在课程设置和教学内容上非常重视教学内容的更新，坚持每年更新的内容占15%～20%。因此，本课程决定不选用前几年教学中的老教材，而选用最新的、全英文版本的《Computer Architecture：A Quantitative Approach（Edition 5）》作为高级计算机系统结构的教材，并且跟踪计算机系统结构领域内的最新研究成果，组织研究生分组讨论和课程报告。不仅让学生学习计算机系统结构的理论知识和分析方法，引导学生提出新的方法和新的解决方案，而且要求学生采用最新的研究工具，亲自动手设计设计实验，完成方法的验证，进一步提高学生的动手能力和编程能力。
二、更新教学内容
一方面采用最新版本的、与国际接轨的计算机系统结构量化分析教材，由主讲教师进行课堂教学，学生学习；另一方面采用研讨式教学方法，在主讲教师对前沿课题进行介绍的基础上，由学生分组就某个领域进行专题研究，并由学生提出新方法或新的解决方案，分享新思想，研讨新办法。如此，采用师生互动方法，学生既学习到了基本方法又能体会到研究最新技术的乐趣，获得研究成果的成就感。因此，教学内容主要包含计算机系统结构量化分析课程教学和前沿课题研讨两个方面。专题教学内容更新如表1所示。
三、强化师资队伍
从事国际化教学的教师可以从三个方面进行师资队伍建设：
加快青年教师国际化交流与培训的力度，培养本校青年教师骨干，建设一支稳定的全英语或双语教学队伍。近几年连续、有序地派出优秀青年教师到美国、加拿大、澳大利亚等国的著名大学进行教学培训和合作研究。
引进具有国际教育经历的教师，开设具有国际特色的专业课程。近几年连续引进了包括来自德国、日本、美国等国著名大学和研究机构的教授或博士毕业生，提升了教师国际化教学水平的整体实力。
邀请国外专家来华开展学术讲座、学术论坛等。通过教师“走出去”、国外教师“引进来”的战略，可以有效促进学术交流，提高学校知名度，对学校的国际化招生具有重要的作用，对推动上海理工大学国际化教育战略、促进学校办学方向的转移具有重要作用。
四、建设助教制度
建设稳定的助教制度，形成有效的助教评估体系。有助于巩固国际化教育的成果，提高理论教学的效果，学习国内外著名高校计算机专业的教学经验，开展综合性课程设计课程。稳定的助教队伍对稳定教师的教学精力、提高教师的教学水平有重要的促进作用。其中，需要涉及以下相关制度的改进工作：改进教师教学工作的评估体系，进一步规范教师对课程设计教学弹性工作的认定；设立稳定统一的助教制度，设置助教专项基金，保证助教的适当报酬，提高助教的责任心。学校要有专门的资金和相应的岗位安排。无论是研究生当助教还是新招聘的毕业生当助教，都应该遵守明确的岗位责任和职业规范。
五、促进国际交流
国际交流对提高上海理工大学的国际知名度、提高教师的教学水平、提升教师与学生的研究能力都具有举足轻重的作用。从以下方面加强建设：设立国际会议资助专项资金，资助学生或青年教师参加高水平的国际会议；积极开展与国外知名大学、教授的合作，加强对上海理工大学专业的介绍；派遣青年教师访问国外知名大学、研究所等；学校设立专项基金，鼓励计算机科学与技术等专业筹办高水平的国际会议；加强学校同海外留学生、各使领馆的联系，促进国际化教育的顺利开展。
六、修订考核方式
由于这门课程着重培养学生的创新能力和实际动手能力，因此学校将以前注重考核基础知识的学习转变为着重考核学生创新能力和实际动手进行研究的能力上。因此，修订后的考核方式如表2所示。
七、结论
通过对“高级计算机系统结构”课程的双语教学，基本达到了预期的目标，既锻炼了学生的学习和研究能力又提升了教师的教学水平和教学效果。计划在巩固当前双语教学的基础上，在后续几年针对外国留学生开设“高级计算机系统结构”的全英语教学课程，逐步打造计算机系统结构的精品课程，提升课程的教学品质，推进计算机科学与技术专业的国际化建设进程。
参考文献：
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计算机系统结构方向范文第2篇
[论文摘要]本文针对《计算机系统结构》课程的特点，讨论在教学过程中采用“引导”的方式进行教学，树立明确的学习目标，多种教学方式相结合，注重能力培养，努力提高教学质量。
一、引言
《计算机系统结构》是计算机学科体系的一门重要课程，它是以算法为核心，语言为描述，硬件和软件作为实现工具的互为联系又互为制约的结构技术。课程以计算机系统结构中硬中有软、软中有硬、相互转换、彼此渗透的观点，从原理、结构和实现技术等方面系统地对现代计算机的并行处理进行深入的分析和探讨，使学生建立起“整机”概念，培养其具有一定体系结构技术的应用能力。“计算机系统结构”涉及到多门其他专业课如《数据结构》、《计算机组成原理》、《操作系统》的知识，是一门综合性很强的课程，非常典型地体现出计算机学科互相融合的特点。通过该课程的学习能够提高学生系统思维和综合分析的能力，努力提高这门课程的教学质量有着重要的意义。
由于“系统结构”内容抽象，不易理解，且目前各高校在该课程的教学中实践环节的设计都比较薄弱，有的院校甚至没有安排实验，因此难以激发学生的学习兴趣，教学难度比较大。因此，需要在目前的教学条件下，综合应用多种教学方式和手段，引导学生积极思考和自主学习。
二、课程教学改革总结
（一）课程教学改革的基本思路
教学过程中教师不单要教会学生课程的知识，更重要的是教会学生如何思考，如何进行创造性思维。具备了创造性思维能力，学生不仅可以学会教师传授的知识，而且能够触类旁通，举一返三，在自身的思维实践中获取更多的知识。教师为学生服务，以培养学生的能力为目标。在师生角色上，教师是主导，学生是主体，主要采用“引导”的方式进行教学，把学习的主动权交给学生。
（二）课程教学内容的安排
以教学大纲为根据安排本课程内容，着眼于有关计算机系统结构的基本概念、基本原理、基本结构和基本分析方法，同时适当介绍近几年来系统结构的重要进展和今后的发展方向。课程选择西安电子科技大学出版社出版的《计算机系统结构》（第四版，李学干编著）作为教材，该书曾获得国家级优秀教材一等奖和优秀教学成果二等奖，内容丰富，配有学习指导和大量习题。
本课程的主要内容包括：计算机系统结构的基础理论、数据表示与指令系统、输入输出系统、存储体系、重叠与流水和并行处理机等。以前面五个部分为重点教学内容，讲解时注意与先修课《计算机组成原理与数字逻辑》的衔接，特别要体现出“系统结构”侧重于设计方法和设计思想的描述这个不同点。
（三）课程教学手段的运用
（1）树立明确的学习目标
在课程正式开始之前先对“系统结构”的主要内容、学习重点和基本学习方法作一个总体性介绍，使学生对该课程有一个大致的认识；在课程的每一章开始讲解之前，首先也要明确指出这一章的学习目标，让学生把这个目标贯穿在学习过程中。例如，第一章系统结构的基础理论就是要抓住系统结构的基本概念、系统结构、组成与实现的关系以及软硬取舍的基本原则、计算机系统的设计思路；第四章存储体系的学习目标就是要理解虚拟存储器和高速缓冲存储器的管理方式与原理。如此，学生学习的目的更加明确，更容易抓住学习的重点。
（2）多种教学方式相结合
课堂教学宜采用多媒体教学与传统板书教学相结合的方式。多媒体教学无疑是目前高等院校普遍采用的优秀教学手段，以其形象的图文与特效演示对于加深学生理解知识点很有帮助；而传统板书教学也有其适用的场合，比如在介绍指令系统操作码的哈弗曼编码、发生中断时程序的运行过程以及流水线时-空图画法时就应该采用板书来演示，这样不仅能与学生有良好的互动，还能够更清晰地讲解知识要点。
另外，课外时间可以充分利用网络来强化教学效果，比如，利用论坛教学课件、提供阅读资料，利用电子邮件进行答疑辅导，这些对拓展学生的知识面、提高教学效率很有好处。
（3）启发式教学，注重能力的培养
“系统结构”是一门理论居多的课程，单向灌输算法思想必然不利于知识的掌握。授课时应多采用设计提问，启发思维的教学方法，引导学生自己去发现问题、分析问题和解决问题。
在教学工作中，还要注意培养学生良好的学习方法和自学能力。引导学生在学习过程中不断总结自己的学习方法，学会运用各种手段来获取知识，例如，可以布置学生课外通过查找资料完成有关“系统结构”最新发展的小论文。
三、课程教学改革实践案例
（1）堆栈型替换算法原理的教学案例
在存储体系这一章中，虚拟存储器替换算法的实现是教学的重点，同时也是难点。如果按照教材内容编排的顺序，直接给出抽象的逻辑表达式介绍堆栈型替换算法的定义，势必不利于学生对算法的理解。取而代之，先举出实例，比如使用LRU法对页地址流进行一次堆栈处理，从处理结果总结出主存页数与命中率的关系，由此来说明命中率随主存页数的增加而单调上升，至少不会下降[1]，具有这种特性的算法就称为堆栈型替换算法。此时再引出逻辑表达式，将表达式的各个部分与实例相对应，进行归纳，给出堆栈型替换算法的定义，这样，学生就顺理成章地理解了算法的内涵。从教学效果来看，绝大部分学生能够准确地掌握该替换算法的涵义和替换过程。
（2）改进指令系统的教学案例
在数据表示与指令系统这一章中，介绍指令系统设计和改进的两个主要方向时，CISC和RISC是一对需要学生重点理解的概念。前者是按增强指令功能的方向发展指令系统，而后者是按简化指令功能的方向改进指令系统。学生应该了解两者设计思想有哪些不同点，CISC和RISC分别采用哪些基本技术，有哪些典型的应用，它们分别存在哪些不足和问题，为什么说今后的发展应是CISC和RISC的结合。为了说明这些问题，可以让学生自己去查找实例资料，了解IBM 370、Intel i486、IBM6150、Intel i860这几个处理机采用的技术，让他们自己去分析查找答案。通过这种教学方式，不仅加深了学生对知识的理解，而且提高了他们查阅资料的能力。
另外，其他章节也有可以扩展的问题，比如，第7章多处理机的讲解可以结合目前热门的多核处理器，这两者的主要问题是一致的；更进一步地，可以让学生去了解单芯片多处理器(CMP)与同时多线程处理器(SimultaneousMultithreading，SMT)，这两种体系结构可以充分利用指令级并行性和线程级并行性，从而显著提高性能。
四、结束语
《计算机系统结构》这门课的内容可分为两个部分：第一是介绍计算机系统的基本组成，第二是分析提高系统性能的方法。把握好这两个方面，学生理解和掌握系统结构就容易得多。在教学过程中，合理安排进度，明确学习目标，采用多种教学方式，与实例紧密结合，积极引导启发，使枯燥的理论知识变为形象的感性认识，提高学生学习的兴趣，可取得较好的教学效果。
计算机系统结构方向范文第3篇
智能终端是过程层的关键设备，智能终端是一类嵌入式计算机系统设备，因此其体系结构框架与嵌入式系统体系结构是一致的。
智能终端作为嵌入式系统的一个应用方向，其应用场景设定较为明确，因此，其体系结构比普通嵌入式系统结构更加明确，粒度更细，且拥有一些自身的特点。从硬件上看，智能终端普遍采用的还是计算机经典的体系结构——冯·诺依曼结构，即由运算器（Calculator，也叫算术逻辑部件ALU）、控制器（Controller）、存储器（Memory）、输入设备（InputDevice）和输出设备（OutputDevice）5大部件组成，其中的运算器和控制器构成了计算机的核心部件—中央处理器（CenterProcessUnit，简称CPU）。一般而言，由于目前通信协议栈不断增多，多媒体与信息处理也越来越复杂，往往将某些通用的应用放在独立的处理单元中去处理，因而形成一种松耦合的主从式多计算机系统。每一个处理单元都可以看作一个单独的计算机系统，运行着不同的程序。
（来源：文章屋网 ）
计算机系统结构方向范文第4篇
关键词：远程控制；实现；应用
中图分类号：TP872 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2013.03.049
0 引言
当前，随着社会的快速发展与科技的不断进步，使得控制系统结构呈现出了复杂化。从控制对象的角度上来看，原先是以单变量线性对象为主，后来逐渐的变成了以多变量非线性对象为主，控制对象从以往的单一变为了现在的多个。计算机网络和通讯技术的迅猛发展，将控制系统与网络技术两者问进行了有机的融合，使得控制系统结构有了很大的变化，逐渐地朝着网络化的方向快速迈进，也就是我们所说的网络控制系统。和传统的控制系统相比，网络控制系统使得系统的连线进行一步减少，便于相关诊断与维护，系统灵活性越来越强，人员安装与维护工作劳动强度降低。
1 计算机远程控制系统组成结构
1.1 主控计算机
该计算机系统的功能作用具体有输入控制命令及其参数、显示被控设备的反馈信息与其他必要的操作。按照计算机控制的基本方式和计算机系统结构特征的不同，主控计算机共有以下几种基本结构：集中控制结构、分散控制结构、递阶控制结构。其实，计算机有着繁杂且多样化的控制结构，不过，这些复杂的结构都是上面三种结构的变型或者集合而成。主控计算机结构具有三方面的共同特征：首先，具有相似性；主控计算机系统通常是由一系列的小网络彼此关联而最终产生的，计算机系统无论是从组织角度上看，还是从物理角度上看，均可分解成诸多个小网络，也就是我们所说的子系统。计算机结构除了在组成结构上存在很大的相似性外，同时，也存在相同的可观性、可控性以及能通性等。其次，具有动态性；主控计算机系统发展过程中，它的信息和参数会相应的发生着变化，比如，对于国际互联网的变结构及变参数系统，就需通过变结构与变参数模型来加以详细的描述与认真分析。主控计算机具有以下动态性：主控计算机服务的动态性。由于计算机系统结构越来越复杂以及规模的不断扩大，主机接入时间与地点使得主机接入呈现出了动态性。这样一来，就加大了接入控制器的处理技术、时间等难度。从主观的角度上来看，计算机具有的动态性主要来自于人们的认识、思维、语言的模糊性，而从客观角度上来看，主要是因为计算机状态发生了变化、事件产生与消失的随机性等等。最后，具有复杂性；在对计算机结构进行分析后得出，计算机系统以集中控制、分散控制以及递阶控制为主要控制结构。彼此间的相互组合致使主控计算机结构呈现出了复杂性。
1.2 通信协议
在远程控制中，具体有LAN、WAN、拨号方式、互联网等诸多的网络连接方式，常常以TCP、IP等协议为主。TCP协议的作用在于在计算机间进行良好的数据包交换传输任务，此协议涉及连接的协议，有着较好的安全、稳定性，不过，实际效率较低，会占用大量的资源。此协议属于面向连接的端到端的可靠协议，对相当一部分的网络应用程序都比较支持，因此，随着互联网的快速发展，其已是网络协议中最重要的应用标准。从上层应用程序角度上看，TCP协议可实施异步传输数据。对于流量控制方面，此协议应给予上层应用程序足够的接入，以支持各类服务。
IP的作用在于诸多的包交换网络进行有机的连接，通过源地址与目的地址进行数据包的传送，其还具有对数据大小的重组功能作用，从而满足各类网络对包大小的实际需求。这项协议主要是调用本地网络协议，同时，把数据报传送至目的计算机或者是下一个网关中。而此协议又可被其上层TCP协议所调用，实际调用过程中，将传送目的地址以及源地址当做主要参数，IP协议在形成数据报后，应调用本地网络接口进行数据报的传送。此协议会实现寻址与分段两种基本功能。
1.3 系统核心性能
首先是可靠性；在远程控制系统中，可靠性属于一项关键的性能指标。系统的可靠性具体涵盖了：一方面，主控计算机系统、数据传输通道与受控网络系统三方间的可靠运行；另一方面，从远程控制系统角度上来看，在上述三项系统中，数据传输通道的传输可靠性最为关键。而要想确保传输的可靠性，就必须强化传输介质和传输方式方法。
其次是稳定性；对系统稳定性造成影响的因素具体有：一，因传输时间延长而带来的影响，本地控制系统在一条控制指令结束后，并未第一时间收到下一条的控制指令，致使控制过程出现了中断的情况，倘若本地控制系统对于中断现象未进行任何的补救，那么，后果将不堪设想；二，如发现本地控制系统异常，需远程监控终端予以及时的修正，而因传输时间过长导致控制现场无法及时的停止，最终产生严重后果。三，由于数据传输存在错误性，导致系统难以稳定，而数据传输通道一定程度上会因为外界因素的影响存在数据传输错误，致使系统的控制稳定性难以得到保障。
2 计算机远程控制的实现及应用
2.1 远端计算机系统统唤醒技术
该项技术主要指的是远程控制在相同的局域网内的计算机自动开机，这里所说的自动开机就是加电的含义。从距离角度上来讲，远端计算机系统唤醒技术没有任何的要求，就算此局域网内的计算机距离较远，也不会影响到远程控制自动加电功能。该项技术的关键要求是主控计算机和远端被控计算机必须在相同的局域网络范畴内，该项技术的基本原理是：以计算机为前提，网卡上存在的MAC地址是唯一的，远端计算机系统唤醒技术主要对网卡上存在的MAC地址进行准确识别，以实施远程唤醒，操作方法是将仅有唯一网卡MAC地址的“Wake-up”数据包传送到远端计算机上，如果远端计算机在比对了MAC的地址后，明确数据包就是传给本机的，开机信号就会自行的发出。
2.2 多克隆技术
计算机实际管理过程中，常常存在一个复杂难解的问题，那就是当计算机科学技术的迅猛发展与不断进步，使得办公软件、游戏软件的诸多的软件更新速度进一步加快，怎样及时有效的对管理者管理的计算机加以更新，这已经成为了现阶段我们迫切需要处理的瓶颈问题，以往所使用的更新措施所花时间较长、人力较大，并且工作效率十分不理想。随着多克隆技术的出现，将上述难题有效的解决了。该项技术中不可缺少的是网络多播技术，以一对多的形式为主，对诸多的计算机更新网络数据，实施该项技术时，必须有稳定的网络传输速度作为支撑，而且，还要具备较好的网络克隆服务器稳定性能以及服务器运行过程中要有同时处理并发与请求的功能。多播克隆时相连的工作站的数量和网络环境情况间是紧密联系的，所以，多播克隆的客户机的数量和网络传输速度环境属于正比关系。
2.3 远程计算机服务器配盖与启动技术
远程计算机启动控制服务实际运行过程中，服务器应先发送两个信息资源到客户端上，这两个信息资源主要是：一是BookBlock引导程序块，在开启远程启动服务时所需的所有资源都涵盖在Book Block引导程序块中；二是Remote boot Profile远程启动配置文件，其所涵盖的信息内容具体会用到开启远程计算机启动服务引导后，远程启动以PXE技术为主的网络。
远程计算机自动控制启动过程中所遵循的原理是：客户端先通过机器将请求数据帧发送到远端服务器上，数据帧中具体涵盖了网卡ID号和其他的识别等方面的信息，因服务器最初建立时就把局域网中包含的发送请求的网卡ID数据进行了储存，所以，当请求数据帧发送到服务器上之后，服务器就自行的进行网卡ID数据的匹配，数据匹配完成后，远程启动就可以开启。PXE技术的原理是：服务器端计算机应先对工作站中的MAC地址进行接收，然后，服务器端再通过服务配置工具DHCP针对工作站的MAC地址匹配相应的IP地址，因为DHCP属于动态主机设置协议的简称，所以，在设置服务器端的IP地址时应以动态式为主，工作站在重新启动后，所配置的IP地址会存在不同。在远程网络启动中，PXE技术应从以下几个程序进行：一，工作站开机启动完成之后，PXE Boot ROM应做好自身测试工作，这不仅关系到控制权的获得，同时还是确保最终远程控制实现的最关键的步骤，PXE Boot ROM在自检结束后，就会通过广播这一模式将请求FIND数据帧在网络上进行发送，如果服务器实际接收到了工作站发送的请求FIND数据帧就会立即回应，发出响应DHCP数据包，该数据包主要涵盖了用户端的IP地址、预置的交互通道等方面的信息内容，如果服务器端未接收到工作站所发送的请求FIND数据帧便没有回应，于是，服务器将会把DHCP响应数据包发送给工作站，这时，工作站就会请求远程计算机把实际所需的资源全部启动，从而确保工作站中的MAC地址能够在服务器端的etnames.Db文件中好好的保存。当服务器和远端工作站反复的请求和响应后，远端工作站最终明确了远程启动的核心参数，控制启动块获得了启动的控制权，而启动块又对操作系统进行了正确的引导，使得远程启动功能得以实现。
3 结论
综上所述可知，随着计算机远程控制技术的不断涌现，十分有利于计算机网络管理工作者的工作，采用远程控制技术使得计算机资源得到了有效的控制，对用户的上机时间与下机时间进行了有效的控制，不同程度上限制了用户的登录权限，同时，管理人员的管理水平有了很大的提高。本文所论述的计算机远程控制技术对于远程自动化控制远端计算机目标的实现具有重要意义。
参考文献
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计算机系统结构方向范文第5篇
关键词：计算机体系结构；教学方式；课程内容；卓越工程师
作者简介：李旎（1978-），女，浙江温州人，湖南城市学院信息科学与工程学院，讲师；吴宏斌（1964-），男，湖南益阳人，湖南城市学院信息科学与工程学院院长，教授。（湖南 益阳 413000）
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0079-01
2010-2020年，中国“卓越工程师教育培养计划”将用10年时间，培养百万高素质各类型工程技术人才，为建设创新型国家、实现工业化和现代化奠定人力资源优势。“卓越计划”具有三个特点：一是行业企业深度参与培养过程，二是学校按通用标准和行业标准培养工程技术人才，三是强化培养学生的工程能力和创新能力。本文就第三点，以“计算机体系结构”课程为例，提出了从课程内容与教学方式两方面进行课程教学模式的创新，以提高学生工程能力与创新能力的一些探索。
“计算机体系结构”是计算机科学与技术专业的一门基础和必修课程，覆盖了计算机组成原理、操作系统、编译原理、数据结构、数字电子技术、模拟电路基础等方面的内容。课程的目的是帮助学生建立整机系统的概念，提高学生从总体结构的层次来理解和研究计算机系统的能力。
“计算机体系结构”不仅是计算机专业研究生入学考试的专业课程之一，也是其他计算机类考试的必选内容。目前的计算机类考试主要是以下两种：软件水平考试，分初级、中级和高级三个级别；IT认证考试。无论哪种考试都涉及计算机体系结构的内容。比如，系统分析师考试大纲就要求学生了解各种计算机体系结构的特点与应用（SMP、MPP等），构成计算机的各类部件功能及其相互关系；实现性能计算（响应时间、吞吐量、TAT），性能设计（系统调整、Amdahl解决方案、响应特性、负载均衡）和性能指标（SPEC-Int、SPEC-Fp、TPC、Gibson mix、响应时间）。这从一个侧面说明，“计算机体系结构”是一门非常重要的计算机专业课程，对提高计算机专业学生的分析、计算和设计能力有很大的帮助。但是，在实践教学中，发现这门课程存在内容抽象、语言枯燥、学生难以理解等问题，因此教学难度大，效果也不尽如人意。为了做好“计算机体系结构”课程的教学，培养出高素质的计算机专业学生，我们改变了传统单一的教学模式，从教学方式和课程内容两个方面来改进课程教学。
一、教学方式的改进
1.启发式课程教学
启发式教学是指教师在教学过程中根据教学任务和学习的客观规律，从学生的实际出发，采用多种方式，以启发学生的思维为核心，调动学生的学习主动性和积极性，促使他们生动活泼学习的一种教学方式。
在教学中，先给学生设置悬念，然后再讨论需要讲解的内容，从而提高学生的兴趣。Nancy M.Dixon指出：我们能够记住所听到的10%，所看到的15%，边看边听的20%，做的10%，积极去做并得到响应的80%，给他人讲授的90%。所以，在常规教学中，学生能掌握的知识是有限的，需要创造情景，使学生积极地做并进行响应，若能转换成学生自己也能讲授的程度则更好。教师经常要求学生自问：如果自己是老师，会怎么讲这些内容，并要求在学生之间互相扮演教师和学生的角色，讲述课程内容。如在讲述流水线技术的过程中，笔者先向学生提出：为什么要采用流水线技术，怎样实现流水线，它与工程上的流水线有何相关。课堂中，首先以经典的五段式流水线为例，和学生一起探讨这个问题；然后，鼓励他们积极思考，踊跃发言；最后，由他们推出一位学生做总结性的发言。现场气氛活跃，课堂效果非常好。在期末考试中，关于流水线方面的知识，大部分学生均拿了满分。
2.量化分析教学
培养从总体、系统的角度来分析和解决问题的能力以及自主创新能力，对学生的成长和未来发展有很大的影响，“计算机体系结构”特别强调培养学生的这一种能力。“计算机体系结构”一般安排在大学四年级开始，需要学生在学完主要的软硬件基础课程后，从整体系统、总体设计的角度来理解和研究计算机系统，学习如何根据各种实际应用的需要，综合考虑软硬件，设计和构建合理的计算机系统结构。“计算机体系结构”课程中多是抽象的概念和原理，这些内容不被学生理解，且有限的实验环境也限制了学生自主创新能力的培养，但是，如果将研究对象转换成可以运算的数据，并对这些数据进行分析是完全可行的，这就是量化分析方法。
前人对量化分析法的定义和特点阐述主要有：量化研究遵循的是实证主义，它应用量的方法以验证假设；量的研究是指研究者事先建立假设并确定具有因果关系的各种变量，然后使用某些检测工具对这些变量进行测量和分析，从而验证预定的假设。“计算机体系结构”是从整体上研究由处理系统、指令系统、存储系统、信息传输系统构成的有机系统，其目的是设法提高整个系统的性能。对性能的分析主要就是采用量化分析法，将问题简化、精确化和客观化，使抽象的知识也变得形象起来。如在探讨计算机加速比S的过程中，以时间t为标准，比较计算机改进前与改进后的时间比值。实践证明，这样的效果非常好。
二、课程内容的改进
1.“计算机体系结构”课程和“计算机组成原理”课程有很多相似的地方
这两门课程都讲授输入输出系统、存储部件、数据表示等，但“计算机组成原理”作为一门硬件课程主要强调其基本运行原理，而“计算机体系结构”强调性能优化方法；“计算机组成原理”强调其细节，而“计算机体系结构”则强调的是软硬件的分配，及对性能的影响。现在有些专业中，在“计算机组成原理”中涵盖计算机体系结构的内容，有些专业则单独开设这两门课程。必须合理划分两门课的内容，组织教学内容和教学计划。现在，“计算机体系结构”课程主要讲述内容为流水线技术和存储技术，并对嵌入式系统方向的学生加强了存储技术中虚拟存储系统的讲授。
2.强调知识的更新和发展
计算机技术是发展最快、应用最广、影响最大的学科之一，“计算机体系结构”知识也在日新月异发展着。近年来多核技术、虚拟机、复杂存储系统和先进互联技术的发展使经典的计算机体系结构内容有了很大的更新。怎样运用有限的课堂时间，使这些复杂技术与经典体系结构知识点融合，是教学内容改革的主要任务。
同时，就是同一门课程，不同的作者所编著的教材的内容和侧重点都有很大的不同，如张晨曦所编著的《计算机系统结构》Catch部分，偏重于Catch性能的分析与优化，而李学干的《计算机体系结构》，则偏重于Catch系统的结构，且着重描述了虚拟存储器的结构和功能。
所以，教学中既不能照本宣科，也不能脱离书本，根据专业方向的不同，有选择性地进行讲授，同时将一些新技术、新知识、新产品以及最新的发展动态，融入课堂教学中。
3.加强实验教学环节
实验是任何科学创新的源和本。在学校教学工作中，理论课和实验课是教学体系中两个互相有联系的独立环节，要重视实验，决不能把实验课看成是理论课的依附。
计算机专业作为一门应用型专业，需加大培养学生的动手能力，激发他们的创新潜能，通过实验将课堂和实践结合，改善理论教学枯燥、单调的情况。现在“计算机体系结构”课程实验学时仅8个学时，而很多著名的高等院校如同济大学的实验环节已增加到了24学时，很值得借鉴。
三、结束语
人才是一个国家发展最重要的资源，能否培养出有优秀工程能力和创新能力的人才，最后的关键还要看是否有一个科学的课程体系和教学内容。探索说明，只有不断改进课程教学，才能培养出更多的高素质人才，实现我国的“卓越计划”。
参考文献：
[1]于永斌，徐洁，吴晓华，等.多核时代的“计算机系统结构”课程[J].计算机教育，2011，（6）.
[2]张晨曦，刘依.探索新的教学模式和方法，建设计算机系统结构精品课程[J].计算机教育，2007，（12）.
