郑州大学计算机组成原理课件

时间反复无常，鼓着翅膀飞逝郑州大学计算机组成原理郑州大学计算机组成原理时间反复无常，鼓着翅膀飞逝郑州大学计算机组成原理计算机组成原理任课教师:石磊教授郑州大学信息工程学院计算机系Email:shileiazzu.edu.cn目录第一章计算机系统概论第二章运算方法和运算器第三章存储系统第四章指令系统第五章中央处理器第六章总线系统冷第七章外围设备第八章输入输出系统冷第九章并行组织认知规律；活动；思维；情感态度；有效性课堂教学是师生互动交往的过程，这种过程所带来的教学有效性取决于教师是否尊重学生的认知规律和已有经验基础。在实际教学中，有些课堂教学为了追求所谓的“新、奇、特”，忽视了教学起点，违背了学生的认知规律，导致学生的认知成了空中楼阁，教学过程成为“揠苗助长”，学生发展受到约束，教学有效性大打折扣。如何规避类似现象扰乱课堂教学？本文以人教版义务教育课程标准实验教科书小学数学五年级下册综合应用《打电话》为例，尝试探讨如何准确掌握学情，关注教学起点，真正做到“以学定教”，提高教学的有效性。一、关注数学知识的生长点【案例回放】1.情境引入师：一个舞蹈队共有15人，星期天有一个紧急演出，老师需要尽快通知到每一个队员（出示图片），你认为可以用哪些方式通知？生1：可以打电话，发短信。生2：也可以用校讯通，上QQ通知。2.探讨方案师：如果用打电话的方式，通知1个队员要1分钟，通知完15名队员共需要多少分钟？生：15分钟。师：是怎样通知的？生：一个一个地通知，用15分钟。师：你觉得这种方法怎么样？生：太慢了。师：还有更快的方法吗？生：可以分组通知。比如分成3个组，用7分钟。师：你能用图示的方法表示出来吗？（学生尝试画图表示）师：哪一种方法比较快？生：分组通知。师：是不是分的组越多用的时间越少？生1：不一定。如果分成5组，也是用7分钟。生2：如果分成15组，要用15分钟，反而更慢了。师：还有比分组通知更快的方法吗？生：每个队员接到通知后马上通知别人。接下来他（她）再继续通知其他人……【案例分析】表面上看，通过创设教学情境引入“如何用打电话的方式尽快通知到每一个队员”，再让学生集思广益，师生共同探讨是否有更快的打电话方法，并让学生尝试用图示的方法画出相应的流程图。表面上看有些学生对答如流，似乎学生对方案的优化设计没有什么障碍。但事实上在随后学生尝试画出打电话的流程图这个环节，全班共分12个学习小组，只有两个小组分别画出分成3组通知和分成5组通知的方案，更多的小组还没找到合适的图示方法，没有一组学生画出通知15名队员的最省时的打电话流程图，因而学生发现隐藏在打电话背后的规律自然是勉为其难。究其原因，就是教师忽略了学生认知的起点，首先，在教学中没有引导学生辨析分组通知中积极因素和消极因素，理解分组通知比一个一个通知快的原因在于“组长接到通知后马上通知组员”，而分组通知并非最优方案的原因在于两个方面：老师通知完3个组长后没有接着通知其他队员；接到通知的队员也没有再往下通知。其次，按教材呈现的最优方案设计的流程图，即用正方形表示老师、圆形表示学生、线上的数表示第几分钟这样的要求，完整的流程图至少需要46个小步骤才能完成，这对小学生而言是既要思考又要作图，在短时间内无异于缘木求鱼。【改进策略】基于以上原因分析，教师应当在加强辨析的基础上，通过动手操作（摆一摆，画一画）给学生提供直观的感性认识，帮助学生理解方案的优化过程。如上教学片段预设可作如下改进：导入新课后，教师出示“讨论话题”：自学课本第132-133页。①课本介绍了几种通知的方法？②是不是分的组越多用的时间越少？③还有更快的方法吗？（提示：可以在题板上用磁钉摆一摆，也可以用书写笔画一画）在汇报交流环节，教师要有意识地引导学生围绕“分组通知”为什么会比“一个一个通知快”，但却不是最佳方案的原因进行探讨，在学生进入“愤悱”之间时，以“分组通知能不能改进得更快一些”为话题，引导学生对方案进行“优化”环节的教学。二、关注数学活动的支撑点【案例回放】1.设计最佳方案小组合作：设计一个更省时的方案。并在题板上画出打电话的流程图。2.教师巡视指导3.学生展示方案【案例分析】从教学现场呈现的情况看，学生设计的打电话方案大部分是6分钟、5分钟，只有1个小组用4分钟时间。在随后对方案进一步优化过程中，由于分组通知先入为主的负迁移，导致很多学生一开始就从分组通知入手，在展示方案与汇报交流时表现较为茫然。究其原因，主要是因为平时没有人这样打电话，学生缺乏这方面统筹优化的意识和经验，很难有学生一下子就能想到和理解“每个人（含老师）知道消息后马上通知别人”这句话的真正含义以及如何实施。【改进策略】从以上分析来看，学生对打电话的最优方案的领悟感到困难，在于缺少统筹优化方面的意识和经验。因此，教学的关键是如何让学生积累这方面的基本活动经验，为后续学习提供必要的“支架”。柏拉图认为：游戏可以引导出孩子的学习天性，因此，主张以游戏方式教育下一代，以上教学片段预设可作如下改进：1.议一议2012年9月，新一轮高中课程改革已全面铺开，这不仅仅是一场课程革命，也是一场教育革命。作为农村高中，生源相对城市较差，学生的综合素质也比较低，缺少良好的学习品质。由于现代社会发展的需求，对无效、低效教育效果的反思以及网络等新媒体的出现，新课程改革将会给农村高中学校教师特别是语文教师带来前所未有的挑战。如何培养学生学习语文的兴趣，如何提高语文课堂教学的效率，是摆在广大语文教师面前的一个严峻的挑战。现从以下三个方面作一些简要的探讨，以达到抛砖引玉的目的。一、深入挖掘文本内涵，寻找文本的闪光点，是实现语文课堂有效教学的基础阅读是什么？《语文课程标准》指出：“阅读是搜集处理信息、认识世界、发展思维、获得审美体验的重要途径。阅读是学生、老师、文本之间对话的过程。”先哲朱熹说过：“大凡读书，须是熟读。熟读了自精熟。精熟后理自见得。”语文学科与其他学科的不同之处在于语文是人文性与工具性的统一，教师要沉下心来，静静地去读，细细地去品，深入挖掘文本内涵，在细读中寻找文本的闪光点。同样是写人叙事的文章，小学、初中、高中都有，如果我们没有深入挖掘文本内涵，没有寻找文本的闪光点，那么我们的教学也许还是停留在同一个层面上。如初中所学的魏巍的《我的老师》与高中所学的梁实秋的《记梁任公先生的一次演讲》，通过深入挖掘，我们会不难发现，魏巍的《我的老师》体现的是一种普世情怀，即对学生的关爱和谆谆教诲；梁实秋的《记梁任公先生的一次演讲》侧重于展示梁启超的个性品质，即博闻强记、幽默风趣。深入挖掘文本需要语文教师细读文本，而细读文本并不是完全照抄参考资料，而是基于自己的理解，包括字词句段的理解和体悟。这样在教学中才能做到深入浅出，得心应手，才能灵活地应对教学中出现的问题。在平时的教学中，我们经常看到，不少语文教师由于对文本内涵缺少深入挖掘，在备课的时候，找来一堆堆资料，结果将文本的空白处写得满满的，有的教师唯恐空白处太少，还将备课内容写在便笺上。我们对这样的教师备课态度无可非议，但有一点是可以肯定的，这样的教师很可能没有细读文本，没有深入挖掘文本的内涵，更没有找到文本的闪光点。如果一位教师对文本进行了细读，进行了深入挖掘，那么，他对文本的语言乃至思路结构有了充分的理解，对文本解读就有了话语权，备课时无需抄他人那生硬的文字，课堂上也不用去念那些干巴巴的语言。当然，要使语文课堂教学有效，还得站在学生的立场上去解读文本，否则，深入挖掘文本的内涵、寻找文本的闪光点的结果会是曲高和寡，变成“伟大的虚无”。特别是农村高中，学生基础相对城市高中学生的基础要差得多，在学习品质方面也不如城市高中的学生。教师在深入挖掘文本内涵时，务必从学生的立场出发，切实了解学生的知识和能力，想一想自己对文本的理解，学生可以接受吗？或对文本的某一理解，通过小组讨论可以完成吗？这样多想多问，对文本的理解会更全面，更有利于提高语文课堂教学的效率。二、细化教学目标，是实现语文课堂有效教学的重要条件教学活动是一种有目的、有计划的活动，其目的性、计划性主要反映和体现在学习目标上。现代教学论认为，完整的教学活动包括学习目标、教学过程、教学评价三大支柱，而教学目标是最重要的，它对有效课堂教学起着导向作用，也是衡量教学是否有效的一个重要标准。目前，在农村高中，语文教学目标要么是过多、空泛，要么是不明确、不具体。因此在农村高中，语文教师只有细化教学目标，才能切实提高课堂教学效率。细化教学目标必须吃透《课程标准》，深入理解《课程标准》提出的三维目标，即知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观。在教学中，我们发现，大多数教师在设定教学目标时，往往离不开这三维目标。譬如一位教师这样设计马丁?路德?金《我有一个梦想》的教学目标――知识与技能：①把握本文的情感，借助朗读体会本文是如何做到以情动人、以理感人的。②揣摩重点语段的含义及感情色彩。情感态度和价值观：①体会作者倾注在所述梦想中的真切情感和实现梦想的坚定信念。②体悟马丁?路德?金的崇高献身精神。作者从两个维度出发共设计了四个教学目标，那么哪一个是重点目标呢？而这位教师所设计的教学重点是：揣摩语段，体会演讲词的特点。显然“体会演讲词的特点”在教学目标中没有体现，这无形中又多了一个教学目标。再看这位教师所设计的教学难点：背景的认识，非暴力主张的认识。同样，这一教学难点在教学目标中也没有呈现出来，这又多了一个教学目标。结合作者的整个设计来看，教学过程中隐含了六个教学目标，在短短的四十分钟要完成这六个目标是有相当难度的。细化教学目标的原则就是找出文本的闪光点，化繁为简、化多为少，化空泛为具体。课堂教学目标是指教学活动预期达到的结果，是教育目的、教学目标和课程目标的具体化，也是教师完成教学任务所要达到的要求和标准。所谓“具体化”，就是找出文本的闪光点，以闪光点为切入点，细化教学目标。以《就任北京大学校长演说》和《我有一个梦想》为例。两篇文章都是演讲辞，通过对文本内涵的深入挖掘，我们不难发现，蔡元培的《就任北京大学校长之演说》条理清楚，结构完整，体现了演讲辞观点鲜明、逻辑性强这一特点；马丁?路德?金的《我有一个梦想》语言热烈奔放、气贯长虹，充分体现了演讲辞鼓动性这一特点。那么在设计教学目标时，《就任北京大学校长之演说》就应该侧重于体现演讲辞观点鲜明、逻辑性强，而《我有一个梦想》则应该侧重于体现演讲辞的鼓动性。三、实施有效教学手段，是实现语文课堂有效教学的重要途径有效教学手段是指师生在课堂教学中有效使用相互传递信息的工具、媒体或设备。在日常的教学中，教学手段是多种多样的，在农村中学，目前使用的教学手段主要有黑板、多媒体、小组讨论等三种形式。乔姆斯基理论认为：人的大脑独具一种“语言获得装置”，这种装置只有在具体的语言环境中，才能成为具体的语法，说出具体的语言。语文教学中只有有效利用各种教学手段，解决用语言难以描述的难题，才能真正促进学生与作者、教者的情感交流，才能达到良好的教学效果。有效使用黑板。让学生翻译文言文时，大多数教师是这样操作的：先自己串讲，讲完一段后就叫一个学生站起来翻译。我们观察到，大多数学生在站起来翻译时往往是看文中的注释和翻译工具书；而一位教师则在讲完一段内容时，先给学生几分钟时间来进行消化，然后再让几位学生到黑板上翻译文段中的重要句子。从教学效果上看，后一位教师的教学效果要好些，关键是这位教师有效地使用黑板这一教学手段，并且检测的内容重点突出，学生上黑板上去写，也防止了教学中的“虚化”现象。有效使用多媒体。目前，农村高中基本上实现了现代化教学，现代化教学的重要载体则是多媒体。十多年前，多媒体刚刚应用到教学中的时候，不少教育专家把是否使用多媒体教学作为评价教师的一个重要内容，占8%-10%的分数。近几年来的教学实践证明，多媒体的容量大，达到直观效果，但它并不是万能的。只有合理使用多媒体教学，才能给语文课堂增色。不管是公开课还是平时的常态课，我们发现，教师只要一使用多媒体，往往把教学目标等内容展示出来，有的教师还让学生将教学目标读一遍，目的是让学生记住教学目标，但事实上又有几个学生能记住教学目标呢？有效使用多媒体，就要先考虑多媒体会给这堂课带来哪些效果。多媒体展示出来的内容往往是重要的，如果不重要也就没必要展示出来。既然展示出来了，就要给学生一定的时空去识记，去理解，才能达到目的。有效使用小组合作。小组合作带来的教学效果是显而易见的，但在农村高中的语文教学中，在使用小组合作时，除了要充分考虑学生的知识和能力外，还要考虑到问题的难易度，否则就会造成小组合作的“假、大、空”现象。小组合作前须给学生一个独立思考的空间，教师不要一抛出问题就马上让学生进行小组讨论，因为没有经过独立思考的讨论，往往是不成熟的讨论。小组合作还要尊重学生的个性差异，可以允许个别学生不参加讨论。总之，新课程改革给农村高中语文教师带来挑战的同时也带来了机遇，如何迎接挑战，如何抓住机遇，需要我们语文教师沉着应对，不断提高自身的素质，以新课程标准的理念为指导，大胆实践，勇于探索，不断反思，从实际出发，切实提高语文教学的效果。计算机组成原理任课教师:石磊教授郑州大学信息工程学院计算机系Email:shileiazzu.edu.cn目录第一章计算机系统概论第二章运算方法和运算器第三章存储系统第四章指令系统第五章中央处理器第六章总线系统冷第七章外围设备第八章输入输出系统冷第九章并行组织教材白中英,计算机组成原理·网络版,科学出版社,2002■参考书石磊,计算机组成原理·第2版,清华大学出版社,2006钱晓捷,微型计算机原理及应用,清华大学出版社,2006王爱英,计算机组成与结构·第3版,清华大学出版社,2001白中英邝坚,计算机组织与结构·网络版,科学出版社,2003第5章中央处理器让算机组成原理5.1CPU的组成和功能58流水CPU5.2指令周期5.9RISCCPU53时序产生器和控制方式5.10多媒体CPU54微程序控制器5.11CPU性能评价55微程序设计技术5.6硬布线控制器5.7传统CPU51cPU的功能和组成当代主流计算机所遵循的仍然是冯,诺依曼的“存储程序、程序控制”思想程序告诉计算机:应该逐步执行什么操作在什么地方找到用来操作的数据,结果存到何处等中央处理器是控制计算机自动完成取出指令和执行指令任务的部件。它是计算机的核心部件,通常简称为cPU(Centra|ProcessingUni511cPU的功能★指令控制保证机器按程序规定的顺序取出执行■★操作控制CPU产生每条指令所对应的操作信号,并把各种操作信号送往相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作★时间控制对各种操作的实施时间进行定时★数据加工对数据进行算术运算和逻辑运算处理5.1.2CPU的基本组成控制器完成对整个计算机系统操作的协调与指挥(1)控制机器从内存中取出一条指令,并指出下一条指令在内存中的位置;(2)对指令进行译码,并产生相应的操作控制信号,送往相应的部件,启动规定的动作;(3)指挥并控制CPU、内存与输入/输出(I/0)设备之间数据流动的方向运算器是数据加工处理部件,所进行的