計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(已修改)
2025-04-25 23:15 本頁面
【正文】 精品課程建設(shè)體會(huì)與 課程教學(xué)改革實(shí)踐 南京大學(xué)計(jì)算機(jī)系 袁春風(fēng) 主要內(nèi)容 ? 對精品課程建設(shè)的認(rèn)識(shí) – 何謂“精品課程”？ – 如何建設(shè)“精品課程”？ ? “計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”（本科）教學(xué)改革實(shí)踐 – 課程改革總體規(guī)劃思路 – 課程的地位和特點(diǎn) – 教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)理念 – 教學(xué)內(nèi)容及其組織思路 – 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施 – 教學(xué)手段和教學(xué)支撐環(huán)境 何謂“精品課程”？ – 形式上（板書、幻燈片、網(wǎng)站等） ? 看得清楚、舒服 ? 操作方便 – 內(nèi)容上（教材、教案、教輔等） ? 內(nèi)容新 ? 體系全 ? 關(guān)聯(lián)明 – 環(huán)境上（方法、手段等） ? 講解：從問題出發(fā)、以例子說明 ? 演示：少文多圖、動(dòng)比靜好 ? 實(shí)驗(yàn)：自主設(shè)計(jì)、體現(xiàn)創(chuàng)新 ? 習(xí)題：驗(yàn)證所學(xué)、啟發(fā)思考 ? 網(wǎng)站：課堂教學(xué)的延伸和補(bǔ)充 ? 答疑：形式多樣、方便有效 ?一流的師資隊(duì)伍 ?一流的教學(xué)內(nèi)容 ?一流的教學(xué)方法 ?一流的教材 ?一流的教學(xué)管理 什么樣的糕點(diǎn)是精品？ 好看、好吃、吃的環(huán)境好 有利于學(xué)生成才的才是“精品”！ 如何建設(shè)“精品課程”？ ? 態(tài)度是最基本的要素 – 喜歡當(dāng)老師，喜歡上課 – 愿意把時(shí)間花在教學(xué)上 – 看到好東西（有用的知識(shí)）有強(qiáng)烈的“分享、傳授”的沖動(dòng) – 上課時(shí)看到學(xué)生點(diǎn)頭是最大的快慰 – 把每次上課看成是一次“舞臺(tái)演出”，成功的“演出”會(huì)帶來快樂，失敗的“演出” 會(huì)想辦法下次演得“成功” – 把所授課程看成是奉獻(xiàn)給學(xué)生的“糕點(diǎn)” – 希望我的學(xué)生能“吃到最好的糕點(diǎn)” 有人認(rèn)為在教學(xué)上花時(shí)間動(dòng)腦筋不如寫篇論文或申請個(gè)項(xiàng)目實(shí)惠 但是 教學(xué)上的投入一定會(huì)有效果，至少學(xué)生一定會(huì)受益 南京大學(xué)本科生“計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程建設(shè)情況 要建成真正的“精品”一定是需要花心思、下功夫的！ 多核 / 眾核 CPU帶來的變化 ? Old：自下而上設(shè)計(jì)（硬件 → 軟件 ） ? New：一同設(shè)計(jì)（協(xié)同） ? Old: 自上而下透明（層次化） ? New: 雙向感知（扁平） ? Old: 編譯 —充分利用硬件資源，提高效率 ? New: 編譯 —同時(shí)分配資源，充分挖掘數(shù)據(jù)局部性 ? Old OS ：調(diào)度對多核和共享資源不敏感 。缺乏應(yīng)用域知識(shí) ? New OS: 多核提供良好結(jié)構(gòu)支持；分析監(jiān)視應(yīng)用信息 ? Old OS: 時(shí)分復(fù)用 ? New OS: 域劃分 ? 李國杰院士在演講中指出：“不論是集成電路、高性能計(jì)算還是互聯(lián)網(wǎng)， 2020年前后都會(huì)遇到只靠延續(xù)現(xiàn)有技術(shù)難以逾越的障礙（信息技術(shù)墻），強(qiáng)大的需求將激發(fā)原理性的重大突破 ?！? ? 中國工程院副院長鄔賀銓院士說：“集成電路采用高 K介質(zhì)和金屬柵極的工藝突破說明， 信息技術(shù)至少還將持續(xù)高速發(fā)展 10年 。他同時(shí)指出，微納技術(shù)正在重構(gòu)集成電路產(chǎn)業(yè)體系， 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)面臨重大變革 ，軟件技術(shù)發(fā)展需要新思想應(yīng)對新需求”。 體系結(jié)構(gòu)面臨挑戰(zhàn)和機(jī)遇 要求培養(yǎng)的學(xué)生能夠： 適應(yīng)新的時(shí)代要求，抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)。 目前國內(nèi)相關(guān)課程的教學(xué)理念和教學(xué)內(nèi)容遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能做到！ 根本在于：改革課程體系，重新規(guī)劃實(shí)驗(yàn)教學(xué)！ 國外一流大學(xué)如何做的？我們該如何做？ 課程教學(xué)如何調(diào)整？ ? 模型機(jī) 大型機(jī) → 小型機(jī) → 微機(jī) +并行處理 → ？ ? 課程設(shè)置 組成結(jié)構(gòu) → 組成 +結(jié)構(gòu) → ？ ? 教材 自編 → 國內(nèi) → 國外 → 國內(nèi) +國外 → 國外 → ？ ? 實(shí)驗(yàn) 無實(shí)驗(yàn) → 面包板（驗(yàn)證性） → ？ ? 教學(xué)手段 粉筆 → 靜態(tài)幻燈片 + 粉筆 → 幻燈片 + 粉筆 + 動(dòng)畫 → ？ 課程建設(shè)總體規(guī)劃過程 ?參照國際一流大學(xué)（如 UC Berkeley、 MIT等） ?從課程地位和特點(diǎn)出發(fā)，確定教學(xué)目標(biāo)和理念 ?由教學(xué)目標(biāo)和理念，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容 ?確立和相關(guān)課程之間的銜接關(guān)系 ?編寫講義和教材，精煉教案 ?設(shè)計(jì)與教學(xué)內(nèi)容配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容 ?完善課程網(wǎng)站內(nèi)容，構(gòu)建課后交流平臺(tái) [1] Randal E. Bryant, David R. O?Hallaron, Computer Systems: A Programmer’s Perspective, Prentice Hall, 2022 （龔奕利，雷迎春譯， 深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（修訂版） 北京：中國電力出版社， 2022 ） [2] David A. Patterson, John L. Hennessy, Computer Organization and Design:The Hardware/Software Interface, 3rd Ed., San Mateo, CA: Man Kaufman, 2022 （鄭緯民等譯， 計(jì)算機(jī)組成和設(shè)計(jì) 硬件 /軟件接口（第 3版） , 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022 ） [3] Carl Hamache
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