计算机学科概论总结范文

［关键词］计算机组成；农林院校；教学；实验

0引言

我校在创建世界一流农业大学的进程中，积极营造交流、开放式、国际化办学的教学氛围，开展深度科研协作，努力实现“产学研紧密结合的世界一流农业大学”。我校自20世纪70年代末开设计算机应用课程以来，曾先后多次调整教学内容，以适应时展的需要。正是在此背景下，在当前信息技术飞速发展的今天，如何开展高等农林院校“计算机组成与系统结构”课程教学，如何改革课程的理论教学、实验教学及课程授课令人深思。

1课程现状

“计算机组成与系统结构”（简称计算机组原）是我校计算机科学与技术、信息管理与信息系统、电子商务和软件工程专业的核心基础课。该门课程呈现出学生难学、教师难教的现象，其原因在于该课程理论性强，概念和知识点繁、杂、抽象。为使学生具备扎实的基础理论和良好的动手实践能力，作者自2006年春开始讲授本门课程，结合多年的教学、教改实践，从以下几方面对该课程的教学进行了一些尝试性探索。

2教学优化过程及实践

2．1优化教学内容，突出重点、难点，补充科技前沿知识由于该课程具有概念繁杂和内容抽象的特点，且每节内容都可扩展开独自形成完整的知识体系，在有限的教学时间内不可能对计算机系统的五大部件和实现技术都进行详细讲解，为此学院及系部每年组织各类教研活动，如集体备课，集体讨论教学大纲，研讨教材重点、难点和疑点，确定实践环节；组织教师之间互相听课，取长补短；新任教师试讲等。2．2强化实验教学设计，提高动手实践能力实验教学是本课程的重要实践环节，是抽象理论的科学验证，有助于提升学生对理论的认知，可激发学生的学习兴趣。我校采用清华大学教学实验机TEC－XP，以验证性实验为主，在实验过程中增加附加的设计型教学实验任务。在授课过程中讲解实验机中的设计思想，让学生清楚了解硬件的连接及程序的实现过程，在实验过程中，通过实验内容逐级深入的方法，使教学试验机的设计思想逐渐渗透，最终实现教学目标。2．3因材施教，运用灵活多变的教学方法及手段为使课堂授课丰富愉悦、内容饱满活泼，为使学生能尽快融会贯通，这就必须对教学内容进行精心设计，多种教学方法相结合并贯穿授课始终。作者结合多年的教学经验总结，极大地提高了学生学习兴趣，极大地提升了教学质量。2．3．1培养学生学习兴趣的互动式板书与PPT教学手段结合教材内容，充分运用现代网络技术，利用图片、动画、视频等多媒体素材设计PPT，帮助学生理解枯燥的计算机组成原理概念，提高学习效果。如第一章计算机系统概论中讲授计算机执行ax2＋bx＋c，以学生熟悉的C语言知识，板书介绍非常重要的地址概念，引导学生熟悉用户程序存放的内存单元地址、自定义变量地址，PPT动画展示运算器的加、乘运算的基本过程。2．3．2客观真实的案例教学法对感性认识不强的计算机组成概念，使用案例教学法可帮助学生消除对计算机的神秘感。如在讲解多体（存储器）交叉存储系统时，通过下述案例，以科技文献及图片素材让学生逐渐了解并掌握大型机（或巨型机）中多体交叉的知识点，有助于后续Cache命令率的学习。2．3．3科学地利用教师的主导作用，运用生活化、形象化的类比教学法作为专职专业课教师，任何时候都可通过课堂中的点滴小事与学生交流，询问他们是否已理解了授课内容和难点、重点知识。作为授课中“人类灵魂的工程师”，真诚关注、鼓励、教育学生注重专业修养，提高综合素质。为避免学生“知其然，不知其所以然”，避免死记硬背，结合日常生活中的实例，采用类比教学法，形象生动、由浅入深地让学生理解计算机中艰涩的概念，最后达到深入浅出的教学效果。如存储器，犹如仓库，计算机中用于存放指令和数据；“按地址寻访”，是指计算机根据地址寻找内存单元和IO部件，地址的概念正如现实生活中区别某人的身份证号码，或现实中的座机号码，或计算机网络中的IP地址。总线中的异步串行通信犹如食堂排队买饭、火车站排队买票等，逐比特的传输；应答信号如通信双方握手一样，成对出现。Cache与主存地址映射过程是本课程的难点和重点，将Cache与主存的地址映射比作火车座位的对应机制，有助于学生对Cache地址映射的理解。讲解寻址方式时，以去宿舍找学生作类比，若已知学生的具体宿舍号，则为直接寻址；若询问宿管办阿姨，则为寄存器间接寻址。介绍运算器的功能时，指出运算器只做一件事，即算术逻辑运算，其余均不参与；控制器的功能就是大总管，控制并管理计算机所有的行为和操作等等。2．3．4强化重点，当堂消化难点，采用专项典型习题讲解法我校采用的教材是由唐朔飞老师主编的国家“十一五”规划教材《计算机组成原理》（第2版）。由于该课程具有很强的理论性以及学生考研的需求，通过对大纲的重点难点知识第四章CPU与存储器的连接、高速缓冲存储器，第六章计算机的运算方法及第十章CU的设计的典型例题、习题进行讲解，能有效巩固、加强学生对所学知识的理解。同时，预留少且精的课后题，以再次加深对知识点的理解，培养学生的思维能力。

3鼓励个性化发展，完善考核方式

课程考核是教学过程的重要组成部分，是实现教学目标和检测学生学习成果的一种手段，贯穿授课及实验过程的始终。本门课程考核的主要内容是学生对整机的基本组成及工作原理的理解程度，以及对基本概念、基本知识的掌握程度。经过多年的教学经验总结，课程考核基本由以下三部分组成。（1）随堂测验（占总成绩的10％）。为了督促和鼓励学生对课程的学习，在重点章节后进行随堂测试，主要考核学生对重点难点内容的理解及掌握情况，随时发现学生在学习过程中存在的各类问题，及时调整教学方向。（2）验证实验及设计型实验（占总成绩的20％）。规范实验教学，严格考勤制度，采用单人单机的形式，主要看重实验过程、实验结果，轻实验报告成绩。对学生的实验验证报告、设计型实验的完成状态以实验截图的形式提交，实验完成后当场验收并给出验收成绩。在所有实验完成后，提交相关代码及实验文档，并给出实验报告成绩。实验成绩由三部分构成：验收成绩占50％，报告成绩占30％，实验考勤占20％。（3）期末考试（占总成绩的70％）。该课程一直沿用闭卷理论考试；课程全部结束后，进行期末考试，全面考核学生对基础理论、基本原理的掌握程度与分析水平。

4总结

鉴于我校地处西北及正处于“创建世界一流农业大学”战略时期，以及计算机组成与系统结构课程的特殊性、重要性，这就决定了该课程的教学改革与实践是一项大工程，需要从理论授课、实验验证、课程考核等多方面同时进行教学优化，以上整个教学过程优化的思考与实践，已取得了较好的效果。作为高等农业院校，我院的本科毕业生受到了国内知名IT公司的好评和青睐，在华为、阿里巴巴、百度、迅雷、网易、美团网、去哪网等公司就业，不少已是部门负责人，连续四年一次性就业率达98％，年薪10万元以上的毕业生每年在12人次以上。虽然取得了一些成绩，但距离世界一流农业大学的创新型人才培养还有一些距离。“计算机组成与系统结构”的课程教学优化需要做的工作还有很多，各种教学方法、教学手段也并不是一成不变的。随着网络技术、信息技术的不断发展，专业教师只有不断进行学习、更新、优化、探索、总结，才能持续有效地提高教学效果、教学质量，持续有效地满足新时代下学生不断增长的求知需求。

作者:黄铝文陈勇李书琴张志勇单位:西北农林科技大学

参考文献:

［1］陈仁甫，邓名万．IBM370系统结构及其发展［J］．计算机工程与应用，1985（5）：1－7．

［2］刘彬让．研究型农业大学国际化办学问题的思考———以西北农林科技大学为例［J］．高等农业教育，2013（6）：30－33．

［3］唐朔飞，刘旭东，王诚，包健，熊桂喜．“计算机组成原理”课程教学实施方案［J］．中国大学教学，2010（11）：42－45．

［4］王革，张景书，杨胜良．对产学研紧密结合办学特色的认识与实践［J］．中国高教研究，2005（1）：14－17．

［5］徐正春．CRAY－1计算机系统简介［J］．电子计算机动态，1978（4）：19－33．

计算机学科概论总结范文篇2

关键词：计算机模拟；概率论课程教学；蒙特卡洛方法

中图分类号：G424文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）25-0163-02

在概率论的发展历史中可以看出，为了进一步分析和研究随机现象的统计规律，一些老一辈的数学家制定了诸多随机试验，其中最为典型的有蒲丰的投针实验、葛尔顿钉板试验等。这些试验在一定程度上凸显出来老一辈数学家的智慧。因此在现代的概率论课程教学过程中拥有着非常重要的意义。而随着现代科技的不断进步和发展，计算机技术逐渐得到普及，而运用计算机来对早期数学家所设计的随机试验进行实施，能够让概率论教学效果得到有效提升。

1计算机模拟随机试验中的问题探讨

在很早之前，大部分数学家想要实验都是依靠纯手工的方式，如掷硬币实验就是靠早期数学家一次次抛掷的方法，来严重硬币的正反面出现概率，如表1。

此外还有一个较为经典的葛尔顿钉板试验，其目的是为了验证频率的稳定性，其是在一块斜立木板上，依次钉上钉子，每一个白点代表一个钉子，且钉子之间的距离均都相同，上面钉子刚好处于下面两颗钉子的中心位置，从入口处将一个半径小于钉子间距的小球放入其中，当小球碰撞到第一排钉子后，会以百分之五十的概率滚向左/右下，然后触碰到第二排钉子，以此循环直至小球从某一个格子内滚出为止。当放入小球数量为1时，则事先难以准确地判断出小球会想那个方向的格子滚去，但如果小球数量增多并达到一定数量时，则其底部所呈现的曲线则基本上一致，均呈现一种橄榄球状[1]。由此可得出，小球落入到每个格子的频率均都稳定，而实验中小球构成的曲线则称之为正态分布，见图1。

此外，如果多次测量一个物体的长度，其平均值会是在处于某个固定值左右。而在目标均匀性实验及灯泡寿命试验等一系列重复性实验也均都是浮动在某固定值上。在设计这些试验不仅较为枯燥，而且还消耗较长的时间，尤其是在进行破坏性实验时，例如寿命试验等，则就需要消耗过高的成本，而若将这些试验运用计算机进行模拟试验，则就能让一系列问题得到有效解决，具有非常显著的教学作用。不过从真实试验向计算机模拟试验转变，首先要做的就是有效解决随机数产生、假设检验记忆蒙特卡洛方法等问题。

2计算机上随机数的形成方法

2.1均匀随机数的形成

计算机上随机数产生方法中最为常见的有余数法：

令：yn+1=λyn（modM），y0=a

再令xn=yn/M

其中λ，M为任意正数，a为正奇数。先给定y0=a，用M除以λyn所得的余数记为yn+1，用yn+1/M得到xn.关于参数的选择，从公开报道得知较适用的有：a=1，λ=517，M=242。

此外，还有一种较为常用的方法，即混同余法：

令yn+1=λyn+b（modM），y0=a

再令xn=yn/M

用混同余法得到（0，1）区间上均匀分布的50个随机数的程序为：m=2～16；b=27421；x0=2；

LinearCong[x_]：=Mod[bx+7，m]；data=Table[LinearCong[x]/m/N，{x，x0，49+x0}]；h=Length[data]

2.2利用[0，1]区间上均匀分布的随机数和反函数定量得出分布的随机数

将单调上升的连续分布函数或已给分布密度设为F（x），结合（0，1）中均匀分布随机变数，得出方程为F（y）=Y，解出的结果为y=F-1（Y）是以F（x）为分布函数的随机变数。

2.3通过mathematics软件产生随机数

在外挂软件包mathematics中有一个统计软件包，其中DrscreDistribution能够产生各种分布的随机数。

3随机数的分布拟合

借助于上述的几种方法所获取的数属于一种伪随机数，这种通过一定计算方法所获取到了数，从本质上讲并不能够称之为随机数，不过能够通过数据整理统计的独立性检验及分布检验方法，让让其得到实践应用。通常分布拟合的步骤流程主要分为三个，首先对数据进行分组，通过对其频数进行统计，将条形图画出，然后既能够大概的获得随机变量所形成的概率密度图，然后在以区间估计均值和方差为基础，实施分布的假设检验[2]。例如：使用一台自动包装机，其打包重量均为100kg，然后从某天生产产品中随机抽取130包进行重量测量。将区间划分成十六个相同区间，均为0.5kg，然后对130个数据在各个子区间中的落下频数和频率进行计算。通过计算机的分组统计命令获取到落在各个小区间的频率，让狗将频数图画出，由图可得出其随机变量为近似服从正态分布。然后将样本的期望和方差计算出来。

4蒙特卡洛方法

通过蒲丰的投针试验来阐述蒙特卡洛方法，让其教学应用展现出来。在平面上将一个相等距离a的平行线画出来，然后将任意长度l（l

假设针的投掷中心为M，其中心电距离最近一条平行线的距离为x，与平行线之间的构成的夹角以T表示。由此可得出：0

按照针与一条平行线相交的充分必要条件为x

5随机模拟在教学上的应用分析

近几年来，在现代概率论课程教学过程中，通过计算机模拟应用能够制定出多个教学动画，其中较为典型的有高尔顿钉板试验、捕鱼问题以及贝努力大数定律等[4]。通过概率论试验可以使传统难以理解的概念逐渐变得既生动又具有抽象性的理论，实现概率论的情绪性和直观性，从而让学生学习概率论的兴趣得到进一步提升。而通过计算机模拟开发的实验及动画，则能够让教师对信息技术的使用能力得到提高，让课程教学效果得到进一步改善[5]。而且，在实验过程中，运用一系列的计算机数学软件，也能够让学生科学计算的能力得到有效培养，对学生的日后发展和学习有着非常关键的作用。

6总结

总而言之，从应用计算机模型对数学概率论中的典型问题和实验可以得出，计算机模型能够让概率计算和数据处理变得更加简单、便捷，能够让概念的难以理解现象逐渐转化成既生动又具有抽象性的理论，促使其知识越发直观、清晰，从而全面激发学生对概率论的学习兴趣因此，计算机模拟应用于概率论课程教学中，不但能够让教学效率得到提升，而且对教学质量的提高也有着一定的促进作用。

参考文献：

[1]郝晓斌，董西广.数学建模思想在概率论与数理统计课程教学中的应用[J].经济研究导刊，2010（16）：244-245.

[2]闫磊，杜富强，王博.计算机数值模拟技术在土建专业课程教学中的应用[J].科技信息，2012（1）：493+506.

[3]史娜.SPSS软件在《概率论与数理统计》课程教学中的应用研究[J].甘肃联合大学学报：自然科学版，2012（6）：107-110.

计算机学科概论总结范文

《计算机导论》课程是对计算机专业做个绪论性的介绍，主要目的是让学生对计算机的历史发展、知识体系及学习方法有个总体了解，激发学生的学习兴趣和学习主动性。对《计算机导论》双语课程的内容和特点、教学条件、教学方法等作了详细的阐述，提出了创新点并指出了下一步研究的方向。

关键词：

计算机导论；课程；双语

中图分类号：

F49

文献标识码：A

文章编号：16723198（2014）06017202

1引言

《计算机导论》（双语）课程从学科整体出发，综述性地、深入浅出地介绍计算机学科的有关知识与技能，起导向的作用。它是从事计算机专业学习学生的“引导图”，是对整个计算机学科有一个鸟瞰式的纵览。它没有先修课要求，也无直接的后续课，但它是所有后继专业基础课及专业课的基础。其目的是认识计算机学科的本质，对计算机学科的系统化和科学化进行阐述，并在这个过程中激发学生学习的兴趣。通过计算机基础知识的学习，掌握计算机软硬件基本使用方法，使学生对计算机的认识由感性的、功能的认识深入到内涵的、理论的认识。在学完本课程后，使学生掌握计算机技术所必须的所有核心概念和内容，并为后续的计算机技术课程学习打下坚实的基础。本课程的目标是对计算机专业做一个绪论性的介绍，不求深度优先，但求广度优先，主要目的是让学生对计算机的历史发展，知识体系及学习方法有一个总体的了解，激发学生的学习兴趣和学习主动性，为学生顺利完成大学的学习任务提供必要的专业认识基础。在教学中，主讲教师主要采用双语教学，让同学逐步提高计算机专业英语的听力和表达能力，熟悉计算机专业的英语术语，培养国际化的计算机专业人才。

2教学内容和特点

作为导论性课程，本课程既介绍了计算机软硬系统的基础知识，同时也介绍了数据存储、软件工程、程序设计、人工智能以及算法等方面的知识内容。本课程尽可能地将最有用的信息综合起来提供给学生，因此，课程具有如下特点：覆盖面广，几乎包含了计算机科学和技术所涉及的所有核心概念和内容；弹性大，作为进入大学学习的一门导论性强、覆盖面广的专业基础课程，学生必然面临很多问题和难题，对各部分内容的把握不可能深入，为此需要在教学中灵活处理。但是最基本的要求是把握最基础、最核心的概念和技术。该课程定位是对计算机专业做一个绪论性的介绍，不求深度优先，但求广度优先，主要目的是让学生对计算机的历史发展，知识体系及学习方法有一个总体的了解，激发学生的学习兴趣和学习主动性，为学生顺利完成大学的学习任务提供必要的专业认识基础。主讲教师以科学的认识论和科学的方法论统领整个课程的教学，采取高级科普的深度定位和通俗流畅的语言和故事，向学生介绍整个学科的概貌和国内外的最新进展，帮助学生进行整个学科正确的认知与导学。

《计算机导论》课程是计算机专业一门重要的先导基础课程。该课程教学的两个基本目标和任务是认知与导学。在教学中，教师应该以科学的认识论和科学的方法论统领整个课程的教学，采取高级科普的深度定位和通俗流畅的语言和故事，向学生介绍整个学科的概貌和国内外的最新进展，帮助学生进行整个学科正确的认知与导学，为学生顺利完成大学的学习任务提供必要的专业认识基础，同时，给学生的学习留下大量的疑问和问题，为后续课程的教学留下“伏笔”，真正使导论课程的教学起到初步认知与正确导学的作用，能够引导和帮助学生按照学科专业的特点和要求来开展学习。计算机导论实验是计算机导论课程课内实验，通过实验，要求学生掌握计算机基本应用技能。

利用双语教学充分利用互联网上的信息资源和计算机科学导论的中英文教材深入浅出地介绍计算机的基础知识，计算机体系结构，操作系统，网络计算，程序设计与算法分析，信息系统，软件工程，图形学和可视化计算，智能系统，离散结构等。

3教学条件

选用《ComputerScienceAnOverview（计算机科学概论）》，（美）J.GlennBrookshear著，人民邮电出版社，作为理论教材。同时提供学生一些参考书和一些网站。该教材是计算机科学导论课程的一本经典教材，全书对计算机科学做了精彩的百科全书式的全面阐述，全景式地展现了计算机科学的发展历程、现状及其新的技术发展趋势。教材首先介绍的是信息编码及计算机体系结构的基本原理；进而是操作系统和计算机网络的内容，接着探讨了算法、程序设计语言及软件开发，然后探索了数据结构和数据库方面的问题，通过图形讲述计算机技术的主要应用，涉及了人工智能，阐述了计算机抽象理论。教材在内容编排上遵循由具体到抽象推进这样一种很利于教学的顺序，每一个主题自然而然地引导出下一个主题。此外，书中还有大量的图、表和实例，增强了读者对知识的了解与把握。该教材既适合作为高等院校计算机以及相关专业本科生教材，也可以供有意在计算机方面发展的非计算机专业读者作为入门参考。

《计算机导论》（双语）课程是计算机专业一门基础课，历来得到学校及学院各方的关注和重视。我们制定了“以人为本”、“因材施教”、“教学互动”的教学方针，对《计算机导论》（双语）课程在教学内容、方法以及教学手段和考核方式等方面进行了大范围改革试验。采用整体、交互式教学模式，推广“以学生为中心”的教学方法，对课堂教学实践进行了个案分析和研究，观察了“任务型教学法”和“问题驱动法”在课堂教学活动中的实践效果。以上改革成果取得了良好的成效。学校图书馆有很多可利用的网络电子期刊和国内外几个大型的数据库，如：中国学术期刊全文库、中国博硕士学位论文全文库、Elsevier期刊全文库、Springerlink期刊全文库、LexisAcademic数据库、AIP&APS期刊全文库、IOP期刊全文库、国家科技图书文献中心、高校人文社会科学文献中心、中国知网总站（高等教育期刊）、中国知网总站（基础教育期刊）等。学院有自己的图书资料室，藏书丰富，有许多关于计算机专业的中外文图书和中外文期刊，资料室的管理人员具有高级职称，业务水平高，为教师的科研、教学提供了高质量、热情的服务。这些不仅确保了“计算机导论”课程教学任务的顺利实现，而且为学生的课外学习创造了宽舒的、有利的环境。目前该课程可以进行网络共享的教学资源有课程教学大纲、考试大纲、教学计划、习题集、电子教案、教学课件、参考文献等。利用多媒体教室，以英文电子讲义为主用双语讲授所涉及内容的基本观点、技术、理论和新概念，以有关章节的历史故事为主线将人，内容和实践统一到教学过程中。充分利用互联网获取最新的信息，技术和工具，并和学生同时分享。

4教学方法

根据教学目标的需要和后继课程内容相关性，在原版教材中选择满足教学要求的教学内容实施教学，精心设计教学内容，并适当补充后继课程所需教学内容。在课堂教学的基础上，为学生指定了大量阅读资料（网上下载、资料室、电子图书馆、相关参考书），设计了大量的案例，布置了操作性强的项目设计。充分体现专业特色，在“知识够用”的前提下，强调技能的培养。建立课程内容更新机制，把枯燥的计算机理论转化具有实际意义案例教学。以调动学生积极性为核心，以模拟实践教学为主线，建立多渠道、获取式教学系统的教学方法体系。以多媒体教学为主线，建立多媒体课件、立体化教材、网上资源为一体的教学体系。教师通过班级QQ群相关教学资料和教学通知，学生可以登陆教学交互平台，阅读下载资料、掌握教学难点与重点，学生通过网络上交作业，教师批改完毕通过网络回传给学生。起到了良好的教学辅助作用。课前学生可以中文教材为基础进行预习，大致了解课堂教学的基本内容以及专业概念的母语表达；课上教师以英文电子讲义为主用双语讲授所涉及内容的基本观点、技术、理论和新概念；课后学生又可详读英文教材和推荐的英文网站将课上内容进一步扩展。通过指导学生进行课堂讨论等方式引导学生主动参与，提高学习兴趣与效果。在适当的时刻利用中文提示。双语教学的一个重要目的是让学生掌握专业词汇的中英文含义，由于采用英文原版教材，且课件以英文表达为主。为了让学生掌握专业词汇的中文含义，必须采用中文提示。中文提示采用两种方式：静态方式和动态方式，静态方式中两种语言同时呈现（为了吸引学生注意，采用两种不同颜色），动态方式则动过标注及动画的方式实现。过多的采用静态方式可能让学生麻木而疏于记忆，过多的采用纯英文表述可能让学生感到疲劳。我们在课件中采用静态和动态相结合的方式，对于特别难以理解以及难以表达的部分，还采用中英文混合讲解的方法，提高学生对专业知识的双语表达能力。将最新的研究成果带入课堂不仅可以开阔学生的眼界，也可以培养学生的创新思维。通过实验以及课程设计项目，一方面可以帮助学生理解方法的本质，另一方面可以培养学生解决实际问题的能力。通过案例培养学生的兴趣以及求解实际问题的能力。