計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精選(九篇)

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第1篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)范文

關(guān)鍵詞：精品課建設(shè)；教學(xué)內(nèi)容改革；計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）09-0048-02

“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課是“計算機科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)本科生開設(shè)的一門專業(yè)必修課，開設(shè)時間為本科第六學(xué)期，48學(xué)時（理論課42學(xué)時；實驗課6學(xué)時）。它是一門綜合課程，從全局和系統(tǒng)的角度介紹計算機系統(tǒng)設(shè)計所必須了解和掌握的知識，把前續(xù)的“計算機組成原理”、“操作系統(tǒng)”、“編譯原理”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“匯編語言程序設(shè)計”等課程中所學(xué)的軟硬件知識有機的結(jié)合起來，從而建立起計算機系統(tǒng)的完整概念。學(xué)習(xí)本課程旨在使學(xué)生從總體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)分析這一角度來研究計算機系統(tǒng)，對于培養(yǎng)系統(tǒng)地分析和解決問題的能力，培養(yǎng)抽象思維能力有非常重要的作用。由哈爾濱工程大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院硬件教學(xué)團隊承擔(dān)的“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程在2003年評為省級精品課程基礎(chǔ)上，于2008年又被評為“教育部—Intel”精品課。精品課程建設(shè)是教育部組織開展的旨在提高高等院校教學(xué)水平而推出的“高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)改革工程”中的具有戰(zhàn)略意義的舉措之一，是高等學(xué)校教學(xué)改革與建設(shè)的一項具有標志性的工作[1-2]。本文以本科生課程教學(xué)為核心，根據(jù)本課程教學(xué)內(nèi)容特點，詳細介紹課程教學(xué)內(nèi)容建設(shè)及改革思考，以求交流同行經(jīng)驗，促進課程建設(shè)更快發(fā)展。

一、課程內(nèi)容和特點

我校“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”本科生課程主要采用李學(xué)干教授等編著的《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》作為教材，內(nèi)容主要包括計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概論、數(shù)據(jù)表示、尋址方式與指令系統(tǒng)、存儲、中斷、總線與I/O系統(tǒng)、存儲體系及流水和指令級高度并行的超級機等內(nèi)容[3]。想要順利學(xué)習(xí)這門課程的內(nèi)容，需要學(xué)生很好地掌握“計算機組成原理”、“操作系統(tǒng)”、“編譯原理”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“匯編語言程序設(shè)計”等課程的知識點。如在講解“RISC結(jié)構(gòu)采用的基本技術(shù)”時，其中一項基本技術(shù)是“優(yōu)化設(shè)計編譯系統(tǒng)”，涉及到常規(guī)的優(yōu)化技術(shù)和手段，如將公用的子表達式消除、將常量移到循環(huán)體外等編譯優(yōu)化技術(shù)。在“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程中只能通過舉例的方式列舉某些優(yōu)化技術(shù)，而詳細的優(yōu)化技術(shù)的原理需要學(xué)生在編譯技術(shù)課程中詳細學(xué)習(xí)。同樣，在“中斷系統(tǒng)”一節(jié)中，又涉及到大量的操作系統(tǒng)的知識，作為“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程需要重點從全局的角度講解中斷系統(tǒng)中軟硬件是如何配合工作的及軟硬件功能的分配原則。學(xué)生要清晰地掌握這個知識點，就需要在之前開設(shè)的“操作系統(tǒng)”、“計算機組成原理”課程中掌握其中涉及到的基本原理。因此，在講授計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程時，一個很重要的問題就是如何劃分同其他課程有“交叉”的授課內(nèi)容。實質(zhì)上這個“交叉”僅是知識覆蓋面上的交叉，并不是實質(zhì)的知識點的交叉。

二、教學(xué)內(nèi)容改革探討

1.與“計算機組成原理”的內(nèi)容劃分及協(xié)調(diào)。在同與“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程內(nèi)容有“交叉”的課程中，最容易造成授課內(nèi)容劃分不清楚的是“計算機組成原理”課程。如何合理劃分這兩門課內(nèi)容是課程教學(xué)組織過程中需要關(guān)注的重要問題之一。表1詳細描述了“計算機組成原理”和“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標上的不同，雖然兩門課程的覆蓋面有一定相似之處，都包括指令系統(tǒng)、I/O系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)等，但是課程的授課目標和具體的知識點并不相同。“計算機組成原理”課程重點講解基本概念和基本運行原理，而“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程主要講授高級語言、編譯、操作系統(tǒng)和硬件結(jié)構(gòu)的關(guān)系及從量化的角度重點講解如何優(yōu)化計算機性能。如兩門課程講授內(nèi)容都包括了“指令系統(tǒng)”，“計算機組成原理”課程重點講解具體的尋址方式，其中包括“變址尋址”和“基址尋址”格式，而“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程則從計算機系統(tǒng)優(yōu)化的角度引出“變址尋址”和“基址尋址”技術(shù)。在“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程的“數(shù)據(jù)表示”章節(jié)中指出，為了提高計算機的運算速度，對向量、陣列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)提供直接支持，才增設(shè)變址寄存器硬件存放變址值，從而在指令尋址中增加了“變址尋址”方式。而“基址尋址”技術(shù)是在“程序在主存中的定位技術(shù)”章節(jié)中講解的，其主要解決在不準修改指令地址碼時如何實現(xiàn)邏輯地址空間到物理地址空間變換的問題，這又涉及到操作系統(tǒng)課程內(nèi)容。所以，“計算機組成原理”和“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程在講授內(nèi)容的面上有重疊，但是講授的目的和重點是不同的。

2.教學(xué)內(nèi)容的更新.隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，近年來我們逐步從以下幾個方面對“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程內(nèi)容進行更新：①不斷更新課程中的實例內(nèi)容.我校的“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)內(nèi)容立足于基礎(chǔ)性、前沿性和時代性，重視結(jié)合實際案例，與時俱進，及時吸收和反映本學(xué)科的最新研究成果，合理地維持“更新與保留”的適當(dāng)比例。如講授“指令系統(tǒng)的發(fā)展和改進”章節(jié)時，教材中詳細描述了RISC和CISC指令集的特征，但是書中舉得例子卻是60、70年代在IBM 360、IBM370機器上采用的技術(shù)，學(xué)生聽起來枯燥、乏味。我們對課程內(nèi)容進行了適當(dāng)?shù)母?，從現(xiàn)在比較“火”的嵌入式智能手機的微處理器設(shè)計說起，對比采用RISC指令系統(tǒng)的ARM處理器和采用CISC指令系統(tǒng)的Atom處理器的功耗和計算性能的優(yōu)缺點，來解釋不同指令系統(tǒng)的優(yōu)缺點。②加大課程內(nèi)容的深度.“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”是將“計算機組成原理”、“操作系統(tǒng)”、“編譯原理”、“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”、“匯編語言程序設(shè)計”等課程中所需的軟硬件知識有機結(jié)合起來的課程，所以在講授課程內(nèi)容時需要以問題為切入點，從高層次應(yīng)用入手，逐漸深入引出本門課需要講授的知識點。如在講解“物理主存中信息的存儲分布”知識點時，首先啟發(fā)學(xué)生思考：大家在采用C語言編程聲明結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)類型時，是否考慮了其中各種成員變量的聲明順序。也就是說當(dāng)結(jié)構(gòu)體中成員變量的聲明順序不同時，對計算機的存儲資源會產(chǎn)生什么樣的影響？此時就要考慮編譯器為每個結(jié)構(gòu)體成員變量分配內(nèi)存時，做了什么事情？其中為什么要求編譯器需要滿足“信息在存儲器中按整數(shù)邊界對齊”？這樣以編程語言為示例，逐層深入，最終落實到“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程需要掌握的知識點上，在這個過程中既幫助學(xué)生梳理了之前學(xué)習(xí)的專業(yè)內(nèi)容，又達到幫助學(xué)生學(xué)習(xí)從總體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)分析這一角度來研究計算機系統(tǒng)，培養(yǎng)他們系統(tǒng)地分析和解決問題的能力的目的。③引入部分多核技術(shù)知識點.由于Intel、IBM及AMD等公司的多核技術(shù)的出現(xiàn)，改變了原有的片上單核處理器的架構(gòu)，分別出現(xiàn)了同構(gòu)多核和異構(gòu)多核架構(gòu)，這要求計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計者和學(xué)習(xí)者需要充分研究多核架構(gòu)技術(shù)，這樣才能有助于實現(xiàn)程序的性能優(yōu)化。為了使本科學(xué)生更多的了解多核處理器結(jié)構(gòu)，針對課程的特點及難點，以單核處理器體系結(jié)構(gòu)為教學(xué)基礎(chǔ)，適當(dāng)擴充片上多核處理器架構(gòu)的介紹，這樣保證學(xué)生扎實的掌握基礎(chǔ)知識的同時，又可以緊跟技術(shù)發(fā)展的新方向。

一門優(yōu)秀的課程，決不是一朝一夕能夠建成的，其教學(xué)內(nèi)容的錘煉優(yōu)化、不斷更新，教學(xué)方法與手段的不斷探索，教材的編寫和完善等無不需要長時間的不斷探索、認真思考、總結(jié)經(jīng)驗，甚至需要幾代人的努力。本文將“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程中的教學(xué)實踐進行歸納總結(jié)，闡述了其中關(guān)于教學(xué)內(nèi)容改革的做法，以求交流同行經(jīng)驗，促進課程建設(shè)更快發(fā)展。在改革教學(xué)內(nèi)容的實踐中，我們發(fā)現(xiàn)精品課的建設(shè)需要以學(xué)科建設(shè)為立足點，同樣也可以建設(shè)精品課為契機，促進學(xué)科、專業(yè)的進一步發(fā)展。

參考文獻：

[1]陳國定，吳立言，李建華，等.精品課程建設(shè)的思考與啟迪（機械類課程報告論壇文集）[G].北京：高等教育出版社，2006.

第2篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)范文

關(guān)鍵詞：SOPC；FPGA；應(yīng)用型教學(xué)；軟核處理器

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是計算機科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程介紹計算機系統(tǒng)中硬件和軟件的功能結(jié)構(gòu)及相互轉(zhuǎn)換關(guān)系，分析了現(xiàn)代計算機的體系結(jié)構(gòu)，討論了計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理論和相關(guān)技術(shù)。從原理、結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)技術(shù)等方面，側(cè)重對RISC結(jié)構(gòu)、流水線結(jié)構(gòu)、陣列處理機、多處理機系統(tǒng)、智能計算機結(jié)構(gòu)等現(xiàn)代計算機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行了較深入的分析和探討，使計算機專業(yè)的學(xué)生具有計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)理論知識和培養(yǎng)學(xué)生具有一定的體系結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用能力。為今后從事計算機系統(tǒng)及其應(yīng)用的研究、開發(fā)、工程實現(xiàn)有重要的指導(dǎo)意義。

但這樣的一門課程，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，與學(xué)生交流時，多數(shù)同學(xué)認為理論性太強，難度大，更主要的原因是在學(xué)生的思想認識上，認為學(xué)了沒用。于是在課堂上不認真聽講，看一些自己認為有用的書，甚至出現(xiàn)逃課現(xiàn)象。也許是處于各種原因，在一些高校計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)這門課已經(jīng)從教學(xué)計劃中抹掉了，或者把它與計算機組成原理結(jié)合，可能只占很少的份額。在2010年5月9日，由教育部高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會和高等教育出版社組織召開福建省高校計算機專業(yè)課程建設(shè)研討會上，其他高校也同樣存在學(xué)生對這門課的學(xué)習(xí)積極性不高，對應(yīng)的實踐教學(xué)難以開展的問題。

如何尋找這門課程的出路，提高教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣呢？其實計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理論和相關(guān)技術(shù)與SOPC(可編程的片上系統(tǒng))有著緊密的聯(lián)系。SOPC是一個面向應(yīng)用、嶄新的、富有生機的嵌入式系統(tǒng)。在計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學(xué)中，將課

本的理論知識結(jié)合到SOPC的應(yīng)用開發(fā)，加強理論與實踐相結(jié)合，增加應(yīng)用型實踐教學(xué)，必將能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1SOPC的系統(tǒng)概述

隨著IC設(shè)計和工藝水平不斷提高，在一個半導(dǎo)體芯片上完成系統(tǒng)級的集成已成為可能，數(shù)字技術(shù)進入片上系統(tǒng)SoC(System on Chip)時代。SOPC是Altera公司提出來的一種靈活、高效的SoC解決方案，它將CPU、存儲器、I／O接口、DSP模塊、低電壓差分技術(shù)(LVDS)、時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)(CDR)以及瑣相環(huán)(PLL)等系統(tǒng)設(shè)計所必須的模塊集成到一片F(xiàn)PGA上，構(gòu)成一個可編程片上系統(tǒng)。SOPC是PLD和ASIC技術(shù)的融合的結(jié)果。它具有靈活的設(shè)計方式，可裁減、可擴充、可升級，并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程的功能，是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的方向[1]。

實現(xiàn)SOPC的一種解決方案是應(yīng)用FPGA生產(chǎn)廠商Altera公司推出的NiosⅡ嵌入式處理器。NiosⅡ是一種面向用戶的可以靈活定制的通用RISC(精簡指令集架構(gòu))的嵌入式CPU，NiosⅡ以軟核的方式提供給用戶，并專為在Altera的FPGA上實現(xiàn)優(yōu)化，用于SOPC集成并在FPGA上實現(xiàn)。用戶根據(jù)設(shè)計要求，利用QuartusⅡ和SOPC Builder對NiosⅡ及其系統(tǒng)進行構(gòu)建，使嵌入式系統(tǒng)在硬件結(jié)構(gòu)、功能特點、資源占用等全方面滿足用戶系統(tǒng)設(shè)計要求。另外在基于NiosⅡ軟核嵌入式的SOPC系統(tǒng)設(shè)計中可以通過定制指令的方式，為嵌入式處理器配置專有硬件加速器，以便能更有效地處理含有算法模型的程序，從而可以利用FPGA的可重配置的特性向FPGA配置相應(yīng)的嵌入式系統(tǒng)，從而使SOPC系統(tǒng)高效高速工作。

SOPC在應(yīng)用和理論知識構(gòu)成上達到了一種有機融合，由于同時涉及底層的硬件系統(tǒng)和相應(yīng)的軟件設(shè)計，SOPC技術(shù)使開發(fā)者能夠在軟硬件系統(tǒng)的綜合與構(gòu)建兩個方面發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和想象力，從而多角度、多因素和多結(jié)構(gòu)層面對自己的設(shè)計進行優(yōu)化。SOPC從設(shè)計層次上講分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計；從設(shè)計流程上講是典型的自頂向下的流程；從設(shè)計手段上講，它更廣泛和深入地利用計算機這一科研開發(fā)的主流技術(shù)，在這一平臺上設(shè)計者可以最大限度地優(yōu)化系統(tǒng)的性能。SOPC系統(tǒng)的開發(fā)流程如圖1所示[2]。

圖1SOPC系統(tǒng)開發(fā)流程

2應(yīng)用型硬件平臺搭建

實驗室原有的設(shè)備只能用實驗箱進行驗證性的實驗，各種實驗集中在一個實驗箱上，線路繁雜，出錯率高，且設(shè)備陳舊，實驗的成功率很低，不能達到預(yù)期的目的和效果。在這種條件下，要讓學(xué)生完成某種模型機的設(shè)計難度較大，沒有多大的實用價值，不能激發(fā)學(xué)生的興趣。搭建一個基于FPGA的SOPC嵌入式系統(tǒng)硬件平臺，在這樣一個具有設(shè)計靈活，可裁減、可擴充、可升級并具備軟硬件系統(tǒng)可編程的功能系統(tǒng)上，學(xué)生可以更自由發(fā)揮。利用現(xiàn)有的IP核進行裁剪，設(shè)計自己需要的CPU，根據(jù)需要增設(shè)特殊的功能指令，實用性強，難度不大，有利于激發(fā)學(xué)生的興趣。

硬件平臺以滿足實驗最基本需要為主，提供一個簡單、清晰和接線方便的FPGA最小系統(tǒng)，降低硬件系統(tǒng)的復(fù)雜性，最小系統(tǒng)實驗平臺如圖2所示。系統(tǒng)的核心芯片采用Altera公司的FPGA芯片Cyclone EP1C6,它具有9 800個邏輯單元，用戶I/O有185個，使用最新型的AS配置方式，配置芯片EPCS4。一個JTAG接口和一個AS接口用于系統(tǒng)的調(diào)試和下載，F(xiàn)lash閃存用于存儲嵌入式操作系統(tǒng)uCLINUX和用戶數(shù)據(jù)程序。該實驗平臺，學(xué)生可以創(chuàng)建一款不管在外設(shè)、存儲器接口、性能特性等方面，以及在成本上都較為完美的處理器；可在一片F(xiàn)PGA內(nèi)部實現(xiàn)多個處理器內(nèi)核的設(shè)計；流水線的應(yīng)用設(shè)計；uCLINUX嵌入式操作系統(tǒng)的移植等應(yīng)用型操作。

圖2最小SOPC系統(tǒng)實驗平臺

若需要有RS232、以太網(wǎng)、VGA、音頻接口和USB2.0接口等，可以擴展一塊副板，主板與副板間通過擴展I/O連接。

3應(yīng)用型課程實踐項目

從原理、結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)技術(shù)等方面，將RISC結(jié)構(gòu)、流水線結(jié)構(gòu)、多處理機系統(tǒng)和存儲器的理論知識和相關(guān)技術(shù)結(jié)合到一個面向應(yīng)用、嶄新的、富有生機的SOPC嵌入式系統(tǒng)上，可從以下幾個方面將課本的理論知識與SOPC系統(tǒng)結(jié)合。

1)Nios II處理器設(shè)計。

NiosⅡ嵌入式處理器是一種面向用戶的可以靈活定制的通用RISC(精簡指令集架構(gòu))的嵌入式CPU，Nios II以軟核的方式提供給用戶，并專為在Altera的FPGA上實現(xiàn)優(yōu)化，用于SOPC集成并在FPGA上實現(xiàn)。學(xué)生通過使用Altera的QuartusII軟件、SOPC Builder工具及NiosⅡ集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，將Nios II處理器嵌入到SOPC系統(tǒng)中。從系統(tǒng)的性能要求、從軟硬件取舍的基本原則、從計算機系統(tǒng)的定量設(shè)計原理等方面的計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理論知識，來確定是否要為嵌入式處理器配置專有硬件加速器；如為嵌入式處理器配置專有硬件乘法加速器，以便能更有效地處理含有算法模型的程序，從而使SOPC系統(tǒng)高效高速工作。另外，根據(jù)需要為Nios II系統(tǒng)添加片內(nèi)存儲器、PIO、UART和片外存儲器接口等。通過這個實驗可以讓學(xué)生加深對所學(xué)的理論知識的理解和應(yīng)用，同時也加深了對計算機系統(tǒng)的理解。

2)μClinux操作系統(tǒng)的移植。

此項實驗主要用嵌入式操作系統(tǒng)來驗證自己定制的NiosⅡ嵌入式處理器是否可行，操作系統(tǒng)的移植是SOPC的一個組成部分。時也可與ARM等硬核嵌入式處理器做個比較。

3)流水線的應(yīng)用設(shè)計。

利用流水處理機的工作原理，加快單位時間串行的任務(wù)數(shù)。這是也開發(fā)并行性的途徑之一時間重疊，時間重疊(Time Interleaving)是在并行性概念中引入時間因素，讓多個處理過程在時間上相互錯開，輪流重疊地使用同一套硬件設(shè)備的各個部分，加快硬件周轉(zhuǎn)來贏得速度。在這個應(yīng)用設(shè)計中，可以讓學(xué)生完成流水線加法器的設(shè)計、流水線乘法器的設(shè)計、流水線技術(shù)的FIR濾波器等應(yīng)用型實驗[3]。從而提高學(xué)生對流水處理機相關(guān)知識的理解。流水線加法器和流水線乘法器屬于流水線分類中的部件級流水，流水線分類的概念在這也得以體現(xiàn)。

4) 多核系統(tǒng)的設(shè)計。

所謂多核是指在一個處理器中集成兩個或多個完整的計算引擎(內(nèi)核從而提高運行速率和降低能

耗，實現(xiàn)橫向擴展提高性能)多核架構(gòu)能夠使目前的軟件更出色地運行。并創(chuàng)建一個促進未來軟件編寫更趨完善的架構(gòu)[4]。SOPC Builder允許用戶輕松添加多個處理器到系統(tǒng)中。因此建立多處理器系統(tǒng)的難點已不再是硬件的排列和連接。而在于多個處理器的軟件設(shè)計，使它們正常操作，相互之間不產(chǎn)生沖突。

在課程中講授多處理機的知識。多處理機是指有兩臺以上的處理機，共享I/O子系統(tǒng)，機間經(jīng)共享主存或高速通信絡(luò)通信，在操作系統(tǒng)控制下，協(xié)同求解大而復(fù)雜問題的計算機系統(tǒng)。使用多處理機有兩個目的，一個目的是想通過多臺處理機對多個作業(yè)、任務(wù)進行并行執(zhí)行來提高求解大而復(fù)雜問題的速度，從而提高系統(tǒng)的整體性能。另一個目的則是使用冗余的多個處理機，通過重新組織來提高系統(tǒng)的可靠性、適應(yīng)性和可用性。多核和多處理機系統(tǒng)有很多相同的地方，可讓學(xué)生應(yīng)用多處理機的知識解決多核協(xié)調(diào)處理的問題。

4結(jié)語

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程的理論和相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于SOPC系統(tǒng)遠不止這些。隨著SOPC系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展，計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)將會被更多人所重視。開展應(yīng)用型實踐教學(xué)，適當(dāng)減少理論教學(xué)，或通過實踐教學(xué)使學(xué)生自覺學(xué)習(xí)理論知識，而不是被動學(xué)習(xí)。學(xué)生能夠?qū)W以致用，對激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，提高畢業(yè)設(shè)計水平、工作就業(yè)質(zhì)量等，都將起到積極的作用。

參考文獻：

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Based on SOPC the Computer Architecture Application Teaching Discussion

ZHU Shilang

(College of Computer and Information, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China)

Abstract: Analyzed the present situation of the Computer Architecture course, studied the present popular face application SOPC the embedded system and the curriculum relation, points out this curriculum importance. Proposed the teaching approach of integrated the SOPC embedded system and the Computer Architecture curriculum. Designed the teaching hardware platform and the project of application practice teaching.

第3篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)范文

通過本課程的學(xué)習(xí),使得學(xué)生能夠掌握計算機系統(tǒng)設(shè)計的基本思想和方法,提高分析問題和解決問題的能力,增強專業(yè)素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。同時,通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠理解計算機幾十年快速發(fā)展的內(nèi)在推動力,掌握發(fā)展規(guī)律,從而進一步把握計算機技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展趨勢。

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教學(xué)存在如下問題:(1)教學(xué)內(nèi)容涉及數(shù)字邏輯、計算機組成原理、操作系統(tǒng)、編譯原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、匯編語言程序設(shè)計等專業(yè)課,綜合性強,概念多而抽象;(2)教材內(nèi)容無法與新技術(shù)發(fā)展同步;(3)實驗教學(xué)缺乏。上述三個問題導(dǎo)致了教師授課難和學(xué)生學(xué)習(xí)難的兩難局面。為此,本文將基于理論講授、專題討論和開放性實驗的“三位一體”教學(xué)法引入到計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的授課過程中。利用精心組織的課堂講授解決授課內(nèi)容綜合性強,概念抽象的問題;在授課過程中穿插專題討論,讓學(xué)生立足于經(jīng)典的設(shè)計方法,探討新技術(shù)的發(fā)展;合理安排開放性實驗,理論與實踐相結(jié)合,進一步提高教學(xué)效果。

1授課內(nèi)容安排和授課方法探討

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與計算機組成原理在課程內(nèi)容上有一定的重疊,明確兩門課程的授課內(nèi)容,既避免內(nèi)容上的重復(fù),又保證課程之間的無縫銜接,是提高授課質(zhì)量的前提。計算機組成原理主要研究計算機各功能部件的組成和工作原理,以及各部件之間的協(xié)同工作。計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)著重介紹如何最佳、最合理的實現(xiàn)軟硬件的功能分配。計算機組成原理強調(diào)部件細節(jié),而計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強調(diào)系統(tǒng)全局,重點闡述高級語言、編譯、操作系統(tǒng)和硬件結(jié)構(gòu)的關(guān)系,及性能分析中各方面的影響,避免對軟件層面的忽視[4]。

合理安排系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程的授課過程是提高授課質(zhì)量的重點。根據(jù)授課經(jīng)驗,各知識模塊的安排順序如下:計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識、指令系統(tǒng)、流水線處理技術(shù)、存儲系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、多處理機技術(shù)。計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)中主要介紹計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念,包括經(jīng)典定義和廣義定義;計算機系統(tǒng)設(shè)計的量化方法,包括Amdahl定律、常見事件優(yōu)先原則、程序的局部性原理等。指令系統(tǒng)中主要明確指令集在計算機系統(tǒng)中的位置;指令集設(shè)計的基本準則,重點介紹RISC和CISC設(shè)計的出發(fā)點和特點。流水線處理技術(shù)中重點介紹流水線性能指標及計算方法;流水線設(shè)計時遇到的一些相關(guān)和沖突問題,闡述這些問題產(chǎn)生的原因、造成的性能損失和相應(yīng)的解決方法。存儲系統(tǒng)中主要介紹存儲層次存在的原因;衡量存儲層次的性能指標;Cache優(yōu)化技術(shù),包括從失效率、失效開銷、命中時間等三個方面進行優(yōu)化的,并在實際中廣泛采用的技術(shù);采用一個實例如Alpha 21064或者Opteron介紹經(jīng)典的存儲層次,對前面所闡述的各種存儲技術(shù)和思想進行總結(jié),加深同學(xué)們的理解。輸入輸出系統(tǒng)中重點介紹輸入輸出系統(tǒng)的重要性以及RAID。多處理機系統(tǒng)重點介紹Cache一致性問題。

采用適當(dāng)?shù)氖谡n方法,運用合理的教學(xué)手段是提高授課質(zhì)量的靈魂。由于計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程綜合性較強,概念抽象,難以理解。采用傳統(tǒng)教學(xué)方式,學(xué)生會感到枯燥無味,無法維持學(xué)習(xí)興趣。因此在教學(xué)過程中采用了各種方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如對于在講解存儲系統(tǒng)中Cache的映像規(guī)則時,同學(xué)們對于“直接映像”、“組相聯(lián)”、“全相聯(lián)”這幾種映像規(guī)則相聯(lián)度越高,利用率越高,但是查找越復(fù)雜的特點不好理解。此時,可以用同學(xué)們進入教室時是按照學(xué)號入座還是隨便坐的例子來很方便的理解這些特點。

2穿插專題討論

本課程中引入專題討論主要基于一下兩方面原因。

一方面計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展很快,方向很多。但是不可能在原有授課體系中加入過多新技術(shù),也沒有更多的課時來系統(tǒng)講授新技術(shù)。另外,教學(xué)內(nèi)容中對新技術(shù)的補充有時是把“雙刃劍”,教學(xué)內(nèi)容既要跟上技術(shù)的發(fā)展,是知識不致落伍,又有保證教給學(xué)生的是立足于經(jīng)典知識的思維方法,而不是熟練某些技術(shù)細節(jié)[4]。為了解決這個問題,我們可以采用專題討論的形式。每當(dāng)完成某一章或者某一部分的講解之后提出相關(guān)知識的討論題目,同學(xué)們基于已經(jīng)學(xué)習(xí)的基本技術(shù)、基本思想,查閱參考資料,對新知識、新技術(shù)進行探究,思考,乃至預(yù)測其發(fā)展方向,并以文獻綜述、調(diào)研報告的形式總結(jié)自己的觀點,然后在課堂上交流討論。題目的選擇要適當(dāng),既新穎又要注意知識的銜接,比如在微處理器結(jié)構(gòu)方面的“指令融合”、“間接轉(zhuǎn)移預(yù)測”;存儲結(jié)構(gòu)方面的“混合寫回策略”;多處理機結(jié)構(gòu)方面“高性能計算機體系結(jié)構(gòu)發(fā)展”等。

另一方面,這也是大學(xué)教育中以學(xué)生為主體,教師為主導(dǎo)思想的具體體現(xiàn)。并且計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程開設(shè)在大三下學(xué)期或者大四上學(xué)期,具有了一定的專業(yè)基礎(chǔ)。通過引入專題討論,可以啟發(fā)學(xué)生獨立思考,發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力和獨立解決問題的能力。而當(dāng)學(xué)生經(jīng)過認真的思考,對討論題目深入理解后,他樂于將自己的成果與同學(xué)們分享,從而感染其他學(xué)生進一步提出自己感興趣的問題參與討論。這樣就可以加深學(xué)生對于知識的掌握程度,提高學(xué)習(xí)興趣[6]。

3實驗設(shè)計

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程理論性較強,課程中的流水線技術(shù)及相關(guān)問題、指令動態(tài)調(diào)度、存儲層次等內(nèi)容比較抽象,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中難以理解,影響學(xué)習(xí)興趣。通過實驗研究對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行量化分析,從而更好理解相關(guān)內(nèi)容,是國際上流行的一種方法。

當(dāng)前國內(nèi)外存在多種實驗方法和手段。有的使用硬件,有的使用軟件;有的側(cè)重I/O部分,有的側(cè)重流水部分;有的側(cè)重實際設(shè)計,有的側(cè)重理論理解。通過多年的教學(xué)研究,本課程組傾向于實驗中主要使用模擬器進行模擬實驗,幫助學(xué)生理解抽象的理論內(nèi)容,對于流水線、Cache設(shè)計實驗進行講解后由學(xué)生課下完成。

對于實驗內(nèi)容,以幫助理解理論內(nèi)容為目的,根據(jù)本文第二部分中闡述的課程內(nèi)容進行安排,主要包括流水線沖突、指令調(diào)度、分支延遲、Cache性能分析、Cache一致性協(xié)議等。對于具體實驗步驟,本文不再展開。

4結(jié)語

綜上,通過引入三位一體教學(xué)方法,在計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)中實現(xiàn)了理論和實踐相統(tǒng)一,以教師為主導(dǎo)和以學(xué)生為主體相統(tǒng)一,新知識新技術(shù)與經(jīng)典思想相統(tǒng)一,較好的解決了該課程教學(xué)中存在的部分問題,提高了該課程的教學(xué)質(zhì)量。

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第4篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)范文

摘 要：文章針對美國一流大學(xué)的計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗課程進行研究，重點介紹UC Berkeley，MIT，Stanford University，CMU相關(guān)實驗課程的內(nèi)容和特色，為我國大學(xué)計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗課程今后的改革與發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：計算機組成；計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；實驗課程

作者簡介：王帥，男，講師，研究方向為計算機體系結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)；袁春風(fēng)，女，教授，研究方向為Web信息檢索與本文挖掘、多媒體文檔處理、計算機體系結(jié)構(gòu)。

1 美國大學(xué)計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗課程概況

美國一流大學(xué)有著悠久的歷史和長期的經(jīng)驗，所以我們深入研究和分析他們近幾年在計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗課程上的內(nèi)容設(shè)置與教學(xué)變革，希望能夠?qū)ξ覈髮W(xué)的計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗課程今后的改革和發(fā)展提供一些參考與啟發(fā)。

由于院系設(shè)立的不同，美國大學(xué)與計算機相關(guān)的院系一般可分為幾類：單獨的“計算機科學(xué)系”(CS)，與工程相結(jié)合的“計算機科學(xué)與工程系”(CSE)，和電子工程聯(lián)合的“電子工程與計算機科學(xué)系”(EECS)等。由于院系的類別不同，他們對于計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等課程的實驗內(nèi)容和要求也不同，這種不同也是由于師資力量的不同造成的。例如計算機科學(xué)系對于計算機組成與系統(tǒng)主要是從整個計算機系統(tǒng)出發(fā)，強調(diào)從高層(應(yīng)用和軟件)到底層(硬件)的掌握與了解，實驗手段一般也是采用高級語言來實現(xiàn)對硬件的模擬。有著工程背景的計算機科學(xué)與工程系和電子工程與計算機科學(xué)系，一般比較強調(diào)對于硬件的深入了解和底層的實現(xiàn)，要求學(xué)生采用VHDL，Verilog等硬件描述語言進行一些功能部件和小型系統(tǒng)的設(shè)計，并在FPGA等硬件上進行測試驗證；有著師資條件的電子工程與計算機科學(xué)系還會開設(shè)大規(guī)模集成電路設(shè)計(VLSI)等課程，以加深學(xué)生對于計算機系統(tǒng)的全面了解。

雖然學(xué)校之間要求不同，但是作為計算機科學(xué)的一門核心課程，計算機組成和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在每個學(xué)校都有著很重要的地位，而且都會配有相對應(yīng)的實驗課程，使學(xué)生有更加直觀的認知和實踐經(jīng)驗。

2 美國大學(xué)計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗課程內(nèi)容與分析

2.1 UC Berkeley(University of California, Berkeley)

對于UC Berkeley關(guān)于計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的課程設(shè)置，袁春風(fēng)教授等[1]在《計算機教育》雜志中已經(jīng)作出深入而詳細的總結(jié)。CS61C(Machine Structures)[2]作為所有和計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相關(guān)課程的先修課程，實驗部分采用高級語言實現(xiàn)和軟件模擬的方法。CS150(Components and Design Techniques for Digital System)[3]的實驗采用FPGA實現(xiàn)MIPS指令系統(tǒng)的方式，并由一個游戲程序進行驗證。由此可見對于電子工程與計算機科學(xué)系(EECS)的UC Berkeley采用了軟件和硬件實驗并重的方式，使學(xué)生能夠全面地了解計算機系統(tǒng)。

2.2 MIT(Massachusetts Institute of Technology)

作為又一個EECS，MIT的“電子工程與計算機科學(xué)系”也是注重學(xué)生對底層硬件的掌握與設(shè)計。和計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗相關(guān)的課程主要是6.004 (Computation Structures)[4]。課程的內(nèi)容從基本的信息系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)的概念，講到電路中的時序邏輯、有限狀態(tài)機(FSM)，然后從計算機系統(tǒng)中的流水線、指令集，介紹到機器語言、編譯等。后期課程根據(jù)計算機系統(tǒng)設(shè)計中常見的問題，討論了例如中斷、死鎖、流水并行等。整個課程涵蓋范圍很廣，很多地方已經(jīng)涉及到了編譯原理、操作系統(tǒng)等課程的內(nèi)容，對學(xué)生的要求較高。

對于MIT課程6.004配套的實驗，開始部分采用了類似于HSPICE的模擬器JSim對基本電路和部件的特性進行模擬和了解，設(shè)計了如基本的加法器、算術(shù)邏輯單元(ALU)、有限狀態(tài)機等。然后他們采用了根據(jù)課程配套開發(fā)的BSim模擬器，來提供對于課程中用到作為實例的Beta 處理器結(jié)構(gòu)(圖1)的支持。Bsim可以提供高級語言程序的輸入，編譯和二進制代碼轉(zhuǎn)換，載入代碼和模擬執(zhí)行，并顯示結(jié)果。學(xué)生要求實現(xiàn)手動的編譯程序(寫出高級語言對應(yīng)的匯編程序)，用JSim實現(xiàn)對應(yīng)的Beta Architecture，在原有的指令系統(tǒng)中加入新的指令，最后實現(xiàn)并驗證整個系統(tǒng)。由此可見，MIT的實驗課程也是強調(diào)硬件模擬(JSim)和軟件模擬(Bsim)的結(jié)合，通過從高級語言到機器執(zhí)行的整個過程的介紹，讓學(xué)生有一個全面的了解。

圖1 MIT 課程6.004 Computation Structures中的Beta 處理器結(jié)構(gòu)[4]

2.3 Stanford University

Stanford的計算機科學(xué)(CS)與電子工程(EE)是兩個獨立的系，因此他們之間的課程也相對獨立。目前和計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相關(guān)的課程主要有：CS的CS107(Computer Organization and Systems)[5]，EE的EE108a(Digital Systems I)[6]和EE108b(Digital Systems II)[7]。

CS107(Computer Organization and Systems)由于是設(shè)立在計算機系(CS)，課程強調(diào)從C語言編程的角

第5篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)范文

（一）大學(xué)預(yù)算系統(tǒng)一個系統(tǒng)由調(diào)整對象、目標價值、組織機構(gòu)、規(guī)則體系和實施手段等要素組成。大學(xué)預(yù)算系統(tǒng)的基本內(nèi)容如下：

（1）調(diào)整對象。調(diào)整對象指系統(tǒng)所涉及的范圍與領(lǐng)域。大學(xué)預(yù)算系統(tǒng)的調(diào)整對象是預(yù)算全過程，包括預(yù)算編制、審批、執(zhí)行、控制、調(diào)整、監(jiān)督、評價和報告等全過程。各個預(yù)算主體在預(yù)算過程中的所有行為和活動都是預(yù)算系統(tǒng)涉及的范圍和領(lǐng)域。

（2）目標價值。目標價值指系統(tǒng)的動機、目的和要求。大學(xué)預(yù)算系統(tǒng)的目標價值是促進大學(xué)可持續(xù)地健康發(fā)展。目標價值的直接表現(xiàn)是追求預(yù)算績效，包括收入汲取績效、資源配置績效、遵從績效、產(chǎn)出績效和結(jié)果績效

（3）組織機構(gòu)。組織機構(gòu)是指實現(xiàn)、貫徹和執(zhí)行系統(tǒng)任務(wù)的組織或社會主體。大學(xué)預(yù)算系統(tǒng)的組織機構(gòu)一般包括校級預(yù)算機構(gòu)和院級預(yù)算機構(gòu)兩個層級，每個層級又可分為預(yù)算決策機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)和監(jiān)督評價機構(gòu)等等。

（4）規(guī)則體系。規(guī)則體系是系統(tǒng)中各個主體行為與活動的原則、規(guī)范和程序。大學(xué)預(yù)算系統(tǒng)的規(guī)則體系指規(guī)范和約束預(yù)算主體行為的一系列原則、規(guī)范和程序，包括預(yù)算決策規(guī)則、預(yù)算執(zhí)行規(guī)則、預(yù)算評價規(guī)則等。

（5）實施手段。實施手段指的是系統(tǒng)所使用的物質(zhì)或非物質(zhì)的工具。大學(xué)預(yù)算系統(tǒng)的實施手段指大學(xué)預(yù)算的形式與技術(shù)。目前我國大學(xué)預(yù)算的實施手段是部門預(yù)算和精細化管理。

（二）大學(xué)預(yù)算制度 大學(xué)預(yù)算制度有狹義和廣義兩種理解。狹義的大學(xué)預(yù)算制度就是上文所述的大學(xué)預(yù)算系統(tǒng)中的規(guī)則體系，即調(diào)節(jié)和約束大學(xué)預(yù)算主體行為的預(yù)算原則、規(guī)范和程序。廣義的大學(xué)預(yù)算制度還應(yīng)包括大學(xué)預(yù)算系統(tǒng)中組織機構(gòu)行動規(guī)則以及系統(tǒng)的技術(shù)和工具。桑德森（Sundelson，1935）曾提出預(yù)算原則包括預(yù)算體制、預(yù)算機制以及預(yù)算形式與技術(shù)三大類，我們認為廣義的大學(xué)預(yù)算制度也有三個層級的內(nèi)容：宏觀層次的預(yù)算體制、運行層次的預(yù)算規(guī)則和操作層次的技術(shù)規(guī)范，如圖1所示：

（1）預(yù)算管理體制。大學(xué)預(yù)算管理體制是大學(xué)預(yù)算權(quán)力關(guān)系的體現(xiàn)，具體表現(xiàn)為預(yù)算機構(gòu)設(shè)立和職責(zé)劃分。一般情況下，學(xué)校財務(wù)部門是大學(xué)核心預(yù)算機構(gòu)。財務(wù)部門對校級預(yù)算機構(gòu)負責(zé)，包括財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組（或類似機構(gòu)）、校務(wù)會、黨委會等，學(xué)校預(yù)算還接受相關(guān)機構(gòu)的監(jiān)督，如審計部門、監(jiān)察部門、教代會、工會等。

大學(xué)預(yù)算管理體制有集權(quán)型和分權(quán)型兩種基本類型。集權(quán)型管理體制指“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、集中管理”模式，一般在規(guī)模較小的大學(xué)適用。院系無預(yù)算管理權(quán)限，不單獨設(shè)置預(yù)算機構(gòu)，也不編制校內(nèi)單位預(yù)算，校內(nèi)單位運行和建設(shè)經(jīng)費歸口向職能部門申報，職能部門初步審核匯總以后報學(xué)校財務(wù)部門。分權(quán)型管理體制指“統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、分級管理、集中核算”模式，一般在規(guī)模較大的學(xué)校適用。管理重心下移，財權(quán)下放，院系實施自主理財制度。大學(xué)以某種撥款方式將辦學(xué)經(jīng)費下達給院系后，院系自編預(yù)算、自求平衡、自主管理、自謀發(fā)展。但是院系不設(shè)二級財務(wù)機構(gòu)，財務(wù)政策由學(xué)校統(tǒng)一制定，資金由學(xué)校統(tǒng)一調(diào)配，會計核算在學(xué)校統(tǒng)一進行。

（2）大學(xué)預(yù)算運行機制。大學(xué)預(yù)算過程一般包括決策――投入――控制――產(chǎn)出――評價――結(jié)果等環(huán)節(jié)。大學(xué)預(yù)算運行機制指大學(xué)預(yù)算過程的基本運行原理，既包括單個環(huán)節(jié)的運行規(guī)則和程序，如預(yù)算決策機制、執(zhí)行機制、評價機制；又包括各個環(huán)節(jié)之間的組成關(guān)系，即預(yù)算管理模式。按照各個環(huán)節(jié)之間是否有反饋機制來分，可以分為直線控制型預(yù)算管理模式和循環(huán)管理型預(yù)算管理模式。直線控制型預(yù)算管理模式是傳統(tǒng)的預(yù)算運行模式，預(yù)算過程中沒有動態(tài)監(jiān)控機制、信息反饋機制和適時調(diào)整機制，自上而下、單向運行。循環(huán)管理型預(yù)算管理模式增加了適時信息監(jiān)測、信號反饋和預(yù)算調(diào)整機制，上下結(jié)合、雙向循環(huán)。

（3）大學(xué)預(yù)算技術(shù)規(guī)范。這主要指大學(xué)預(yù)算系統(tǒng)中具體使用的管理技術(shù)和工具。這些操作層面的具體技術(shù)規(guī)范，也是大學(xué)預(yù)算制度不可或缺的內(nèi)容，甚至是關(guān)鍵性內(nèi)容。首先是具體的預(yù)算編制方法，如線性預(yù)算、績效預(yù)算、規(guī)劃項目預(yù)算、零基預(yù)算、新績效預(yù)算等。其次是預(yù)算過程中使用的管理工具，如目標管理、績效管理、戰(zhàn)略管理工具等等。還包括預(yù)算信息技術(shù)、項目管理手段以及預(yù)算數(shù)據(jù)測算的數(shù)量模型等。

二、大學(xué)預(yù)算制度及其環(huán)境系統(tǒng)

L.E.戴維斯和D.C.諾斯對“制度安排”、“制度環(huán)境”兩個概念做了定義。他們認為“制度安排”是“支配經(jīng)濟單位之間可能合作與競爭的方式的一種安排”。“制度環(huán)境”是“一系列用來建立生產(chǎn)、交換與分配基礎(chǔ)的基本的政治、社會和法律基礎(chǔ)規(guī)則”。很顯然，制度環(huán)境是制度安排的基礎(chǔ)和土壤。就大學(xué)預(yù)算系統(tǒng)及其制度安排而言，其基礎(chǔ)和土壤包括大學(xué)政策系統(tǒng)、服務(wù)系統(tǒng)和人文系統(tǒng)，它們共同構(gòu)成了大學(xué)預(yù)算制度的環(huán)境系統(tǒng)（見表1）。

（一）大學(xué)政策系統(tǒng)是預(yù)算系統(tǒng)的政治基礎(chǔ) 大學(xué)政策系統(tǒng)的調(diào)整對象是大學(xué)政策制定、實施和評價過程，其組織機構(gòu)包括學(xué)術(shù)權(quán)力、行政權(quán)力、政治權(quán)力和公眾權(quán)力的代表機構(gòu)。學(xué)術(shù)權(quán)力的典型代表是學(xué)術(shù)委員會或者教授委員會，行政權(quán)力的代表是校務(wù)委員會及其職能部門，政治權(quán)力的代表是黨委會，公眾權(quán)力的代表有教代會、工會以及學(xué)生組織等。這些機構(gòu)之間的關(guān)系構(gòu)成了大學(xué)治理結(jié)構(gòu)，這種治理關(guān)系在預(yù)算過程中的直接反映就是大學(xué)預(yù)算權(quán)力關(guān)系，與大學(xué)預(yù)算系統(tǒng)中的預(yù)算管理體制相連。在這個意義上，可以說大學(xué)政策系統(tǒng)是預(yù)算系統(tǒng)的政治基礎(chǔ)。大學(xué)政策系統(tǒng)的目標價值是追求政策績效，即科學(xué)決策、政策落實、目標實現(xiàn)。各種權(quán)力機構(gòu)都有自己的議事程序和規(guī)則，它們形成了大學(xué)政策系統(tǒng)的規(guī)則體系。在大學(xué)政策過程中，預(yù)算就是重要政策工具之一。

（二）大學(xué)服務(wù)系統(tǒng)是預(yù)算系統(tǒng)的作用對象大學(xué)服務(wù)系統(tǒng)的調(diào)整對象是大學(xué)服務(wù)過程，具體包括大學(xué)教育教學(xué)服務(wù)、科研服務(wù)、社會服務(wù)等內(nèi)容。大學(xué)預(yù)算系統(tǒng)的使命是為大學(xué)服務(wù)系統(tǒng)配置資源，并監(jiān)控大學(xué)服務(wù)系統(tǒng)的預(yù)算執(zhí)行，為大學(xué)服務(wù)系統(tǒng)的高效運轉(zhuǎn)提供資金、技術(shù)和政策支持。在這個意義上，大學(xué)服務(wù)系統(tǒng)是預(yù)算系統(tǒng)的最終服務(wù)對象。預(yù)算系統(tǒng)是大學(xué)政策系統(tǒng)的重要內(nèi)容，兩者共同利用預(yù)算工具引導(dǎo)和保障大學(xué)服務(wù)系統(tǒng)順利完成教學(xué)、科研和社會服務(wù)工作。大學(xué)服務(wù)過程的目標價值是追求服務(wù)績效，包括教學(xué)績效、科研績效和社會服務(wù)績效。大學(xué)服務(wù)活動的客觀規(guī)律以及規(guī)范大學(xué)服務(wù)機構(gòu)和人員行為的規(guī)章制度，構(gòu)成了大學(xué)服務(wù)系統(tǒng)的規(guī)則體系。

（三）大學(xué)人文系統(tǒng)影響預(yù)算系統(tǒng)運行效率的重要因素大學(xué)人文系統(tǒng)包括內(nèi)部人文系統(tǒng)和外部人文系統(tǒng)兩個部分。內(nèi)部人文系統(tǒng)主要指大學(xué)歷史、風(fēng)格、習(xí)慣、文化等等非正式制度安排。外部人文系統(tǒng)則泛指大學(xué)外部環(huán)境的總和，包括政府預(yù)算、高等教育管理體制等直接相關(guān)的環(huán)境，也包括政府、市場、社會等在各個方面影響大學(xué)發(fā)展的廣闊背景。大學(xué)預(yù)算改革以及預(yù)算系統(tǒng)運行，都是在具體的各種復(fù)雜環(huán)境中進行的。和諧的校園、開放的理念、進取的精神、社會的包容、政府的支持、市場的完善等等這些良好的人文環(huán)境，將極大地提高預(yù)算改革的成功性和系統(tǒng)運行效率。大學(xué)人文系統(tǒng)目標就是追求人文績效，更好地成為大學(xué)預(yù)算系統(tǒng)、政策系統(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)的劑和助推劑。

三、大學(xué)預(yù)算制度系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)

柯武剛、史漫飛（2002）認為各個單項制度構(gòu)成一個可相互兼容的制度系統(tǒng)，也就是所謂的規(guī)則序列?！爸挥挟?dāng)各種各樣的規(guī)則形成一個恰當(dāng)?shù)暮椭C整體時，它們才能有效地造就秩序，并抑制侵蝕可預(yù)見性和信心的任意性機會主義行為”。大學(xué)預(yù)算制度及其環(huán)境系統(tǒng)就構(gòu)成了這樣一個完整的大學(xué)預(yù)算制度系統(tǒng)。它由四個子系統(tǒng)及其要素相互耦合而成，有比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)關(guān)系（見圖2）。其基本結(jié)構(gòu)包括：邏輯結(jié)構(gòu)、時間結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)。

（一）邏輯結(jié)構(gòu)從正面看，整個系統(tǒng)分為四層，大學(xué)預(yù)算制度系統(tǒng)由四個過程組成，包括預(yù)算過程、政策過程，服務(wù)過程和人文過程。它們之間存在著顯著的作用和反作用機制，并逐層傳導(dǎo)。

首先，人文過程滲透進上面的服務(wù)過程、政策過程和預(yù)算過程，潛移默化地作用于三個過程，并以大學(xué)特色的形式反映出來。同時，上面三個過程的思想、理念、習(xí)慣也會不斷地成熟、穩(wěn)定、沉淀和積累下來，形成新的文化。

其次，大學(xué)服務(wù)過程決定著政策過程和預(yù)算過程。尊重大學(xué)服務(wù)活動的客觀規(guī)律，是政策過程和預(yù)算過程必須遵循的基本準則，為大學(xué)服務(wù)過程服務(wù)，提高大學(xué)服務(wù)能力和水平是政策過程和預(yù)算過程的最高宗旨。因此，大學(xué)服務(wù)過程的需求和特征決定了政策過程和預(yù)算過程的目標和行為。當(dāng)然，大學(xué)政策過程和預(yù)算過程又是約束、監(jiān)督、調(diào)控大學(xué)服務(wù)過程的重要手段，對服務(wù)過程有極大的反作用。在某種程度上，政策過程和預(yù)算過程甚至反客為主，成了主導(dǎo)和改造大學(xué)服務(wù)過程的力量，這不應(yīng)該成為一種經(jīng)常的或者長期的現(xiàn)象。在某些成長中的規(guī)模不大的學(xué)校，學(xué)而優(yōu)則仕的風(fēng)氣較為濃厚，大學(xué)行政系統(tǒng)往往聚集了學(xué)校眾多精英，力量強大；反之，有影響力的學(xué)者、教授不多，整體學(xué)術(shù)力量薄弱，此時很容易出現(xiàn)政策過程和預(yù)算過程為主導(dǎo)的現(xiàn)象。

最后，政策過程和預(yù)算過程之間是決定與反作用的關(guān)系，政策過程決定著預(yù)算過程，預(yù)算過程是政策過程的“數(shù)字化”、“貨幣化”反映。當(dāng)然，理性、民主的預(yù)算過程是政策過程的重要支撐，并將積極地影響政策過程。

（二）時間結(jié)構(gòu) 從正切面看，按預(yù)算循環(huán)的時間先后順序可以分為決策階段、執(zhí)行階段和評價階段三個環(huán)節(jié)。每個環(huán)節(jié)由預(yù)算過程、政策過程，服務(wù)過程、人文過程耦合形成了決策系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、評價系統(tǒng)，這就是我國大學(xué)預(yù)算制度系統(tǒng)的時間結(jié)構(gòu)。

（三）空間結(jié)構(gòu) 從側(cè)面看，按照上文所述大學(xué)預(yù)算制度的規(guī)則體系層次性理論，大學(xué)預(yù)算制度系統(tǒng)也分為三個層次：管理體制、運行機制以及技術(shù)規(guī)范。預(yù)算過程、政策過程，服務(wù)過程、人文過程等四個過程的制度都包括這三個層次，并具體在決策、執(zhí)行和評價三個階段得到應(yīng)用和體現(xiàn)。

參考文獻：

［1］（德）柯武剛、史漫飛：《制度經(jīng)濟學(xué)――社會秩序與公共政策》，商務(wù)印書館2002年版。

第6篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)范文

關(guān)鍵詞：計算機化系統(tǒng) 分步驗證 風(fēng)險評估 結(jié)構(gòu)化方法

自動化控制的生產(chǎn)線、實驗室分析設(shè)備或以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的企業(yè)管理平臺（如ERP或MES）的引入，用于制藥產(chǎn)品的生產(chǎn)、存儲和醫(yī)療設(shè)備的控制，所有這些在醫(yī)藥方面都是GMP相關(guān)的，因此必須進行驗證。這意味著在藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GMP）和相應(yīng)的附件中陳述的驗證原則必須被嚴格遵守并實施。雖然這將是很多企業(yè)，特別是中小規(guī)模企業(yè)的一個巨大挑戰(zhàn)，但它還是可以通過分步驗證的方法被逐步解決。

1.計算機化系統(tǒng)驗證的方法

如果用計算機系統(tǒng)代替一個同樣GMP相關(guān)的手動操作，無論是產(chǎn)品質(zhì)量還是安全都不會降低。大量的信息也不會由于降低人員參與而丟失。 21CFR Part 11中有個非常明確的要求就是對于電子記錄和電子簽名的處理，其前瞻性已經(jīng)超越了其他國家，近年來，已日益成為人們關(guān)注的焦點。然而， 在其GMP指南內(nèi)，對于計算機系統(tǒng)的驗證，只提供了驗證活動的要求，只是一個框架性的東西，而沒有詳細闡述如何去實施。對于這些要求，制藥企業(yè)根本不知道采取哪種方法。

然而，關(guān)于計算機化系統(tǒng)驗證的方法，反而可以在相關(guān)行業(yè)協(xié)會推薦的指南中找到。例如：GAMP5（優(yōu)良自動化生產(chǎn)規(guī)范），國際制藥工程協(xié)會（ISPE）的“工藝控制系統(tǒng)驗證”，以及國際藥品認證合作組織（PIC / S）的“GxP環(huán)境中的計算機化系統(tǒng)的質(zhì)量管理規(guī)范”。對于計算機化系統(tǒng)的法規(guī)要求，這些驗證指南為計算機化系統(tǒng)驗證的合規(guī)化在第一時間提供了技術(shù)的支持。

2.在計算機化系統(tǒng)驗證中引入風(fēng)險評估

為了更好的執(zhí)行計算機化系統(tǒng)驗證，一個最重要的方法就是風(fēng)險評估，這也是權(quán)威機構(gòu)所要求的。通過所涉及的工藝及其產(chǎn)生的功能，風(fēng)險評估有識別這些工藝的目的，并在個別的功能模塊里，可以生成、顯示、刪除或修改GMP相關(guān)的數(shù)據(jù)。在大型的計算機化系統(tǒng)如ERP，GMP風(fēng)險評估被分成兩方面。一方面，識別需要驗證的系統(tǒng)是否是所謂的遺留系統(tǒng)。另一方面，識別由公司或第三方編寫的GMP相關(guān)的工藝流程。除借鑒計算機化系統(tǒng)驗證的各類指南以外，工藝順序方案提供了風(fēng)險分類的基礎(chǔ)，借此，單個的工藝流程可以被描述為功能相關(guān)的業(yè)務(wù)活動的一個工序。最終形成的工藝流程概述描述了如何將工藝單元嵌入期望功能。在這個風(fēng)險分級的框架內(nèi)，所有與ERP系統(tǒng)有交接面的第三方系統(tǒng)也必須被識別并分類。

3.基于風(fēng)險評估的結(jié)構(gòu)化方法

本文主要闡述了對于復(fù)雜的、整體的ERP系統(tǒng)如SAP、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）或文檔管理系統(tǒng)的驗證基于風(fēng)險評估，采取分步的結(jié)構(gòu)化方法將計算機化系統(tǒng)驗證分為三個階段進行，如圖1。

第一階段----起始準備

由于計算機化系統(tǒng)的復(fù)雜性，建議制訂一個單獨的驗證總計劃（VMP）專門用于計算機化系統(tǒng)的驗證。在這個驗證總計劃中將包括驗證的策略、程序、范圍、職責(zé)等內(nèi)容。與此同時，用戶需求規(guī)格說明書（URS）將識別并記錄GMP關(guān)鍵工藝參數(shù)和其它質(zhì)量相關(guān)的所有要求。因此，URS應(yīng)當(dāng)描述所有計算機化系統(tǒng)的要求，不管是在系統(tǒng)的獲得上還是在與供應(yīng)商的一致性及組織配合上，包含的內(nèi)容越詳細越好。其中，以下幾點需考慮：VMP關(guān)聯(lián)性 ，相關(guān)工藝規(guī)則，盡可能考慮實際情況，工藝順序的描述，新系統(tǒng)的引入及其變更的執(zhí)行，硬件規(guī)格說明書（計算機，服務(wù)器，冗余系統(tǒng)等），安全概念（防火墻，病毒掃描等），業(yè)務(wù)流程的連續(xù)性（失效，死機等），退出方案（版本更新或系統(tǒng)出現(xiàn)故障時改進），GMP相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲概念，編程規(guī)則/指南的要求，源代碼審核的要求，第三方系統(tǒng)的考慮，供應(yīng)商評估及審核，供應(yīng)商列表，維修服務(wù)協(xié)議，人員培訓(xùn)。

除了驗證總計劃和用戶需求規(guī)格說明書，標準操作規(guī)程（SOP）也會在第一階段被考慮。所有必要的操作與維護指令應(yīng)列在其中。

圖1 結(jié)構(gòu)化驗證策略

第二階段----風(fēng)險分析

所有被劃分為GMP相關(guān)的工藝模塊和工藝流程都要進行詳細的風(fēng)險分析及評估其潛在風(fēng)險。然而， 這個步驟發(fā)生的前提條件是已經(jīng)把用戶需求規(guī)格說明書（URS）里面GMP相關(guān)的要求轉(zhuǎn)化到供應(yīng)商的規(guī)格說明書里面。因為只有這樣，那些模塊里的分項功能和程序執(zhí)行單元的數(shù)量才能被精準的確認。風(fēng)險分析可以基于失效模式影響分析 （FMEA） 的方法進行。

風(fēng)險分析確認了風(fēng)險的類別，它為規(guī)格說明書的編寫提供了基礎(chǔ)，這些規(guī)格說明書包括測試范圍，測試深度和驗證文檔的水平。至關(guān)重要的是，對于每個單獨的程序單元，其有效的驗證測試記錄必須形成文件證明。

此外，在風(fēng)險分析中，程序單元與第三方系統(tǒng)之間的接口，由于他們的GMP相關(guān)性而被評估并檢查。如果有必要， 在運行確認（OQ）期間，各個接口的有效性必須通過相應(yīng)的操作測試而被確立和記錄。

第三階段----驗證實施

用戶特定的編程、工廠驗收測試（FAT）和現(xiàn)場驗收測試（SAT），以及安裝確認（IQ）、運行確認（OQ）和性能確認（PQ） 等驗證活動在產(chǎn)品開發(fā)、驗證和生產(chǎn)體系中分別進行。其中包括編碼審核、模塊測試、軟硬件的集成測試、驗收、放行、投入使用等。當(dāng)然，在運行階段還包括變更管理、維護管理和可追溯性管理的支持流程。

4.結(jié)語

基于風(fēng)險評估的結(jié)構(gòu)化方法為計算機化系統(tǒng)驗證提供了一個解決的方法，其逐步的分階段的驗證策略使計算機化系統(tǒng)驗證變的不再難以逾越。

參考文獻：

[1] 國家食品藥品監(jiān)督管理局.藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（2010年修訂）.2010.

第7篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)范文

1研究方向

到2007年底，每秒鐘能進行1000萬億次浮點運算的超級計算機將要問世，這是計算機科學(xué)家的最新杰作！但是，即便是如此強大的超級計算機，目前還無法實現(xiàn)人腦能夠輕而易舉完成的許多感知信息處理任務(wù)。例如，在混雜的車站里辨認熟人面孔、在熱鬧的晚宴里同朋友自由交談、在國際會議上嫻熟地用外語與各國同行討論研究成果，等。因此，為了建立計算機與人更加友好、自然的用戶界面，我們必須創(chuàng)建新的智能計算理論與方法。我們認為將計算機科學(xué)與腦科學(xué)相結(jié)合，研究仿腦計算理論與模型將是通向這一終極目標的一條理想之路?！吧虾＝煌ù髮W(xué)-微軟智能計算及智能系統(tǒng)實驗室”的主要研究目標就是為了突破傳統(tǒng)數(shù)字計算機在智能信息處理的瓶頸，聯(lián)合實驗室匯集了上海交通大學(xué)計算機科學(xué)與工程系、自動化系和電子工程系的相關(guān)領(lǐng)域的10余名教授、副教授，擬在下列方向開展合作研究：

仿腦計算理論與模型

超并列機器學(xué)習(xí)理論與算法

基于人類視覺信息處理的計算機視覺理論與方法

腦-計算機接口技術(shù)

機器人技術(shù)

多媒體信息獲取技術(shù)

無縫媒體通訊技術(shù)

這里需要強調(diào)的是，微軟亞洲研究院湯曉鷗博士為聯(lián)合實驗室研究方向的確定和研究課題的篩選作出了重要貢獻。湯曉鷗博士在聯(lián)合實驗室成立之初，就來上海交通大學(xué)為我們作了一場精彩的學(xué)術(shù)報告，不僅介紹了微軟亞洲研究院在計算機視覺領(lǐng)域最新的研究成果，而且為我們的學(xué)生詳細介紹了如何腳踏實地、一步一步地開展高水平的科學(xué)研究，使同學(xué)們受益匪淺。自聯(lián)合實驗室成立以來，微軟亞洲研究院的多名國際知名專家來上海交通大學(xué)講學(xué)，他們是“深藍項目”之父許峰雄博士、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專家張崢博士和自然語言處理專家周明博士。

2006年度微軟亞洲研究院資助了聯(lián)合實驗室在機器學(xué)習(xí)、機器人和多媒體通信三個方向的研究課題，具體內(nèi)容如表1所示。

2研究成果

聯(lián)合實驗室成立一年多來，取得了多項創(chuàng)新性的研究成果，已在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物和會議上30余篇。由于篇幅限制，下面僅對部分成果作簡要介紹。

(1) 超并列機器學(xué)習(xí)理論與算法

上海交通大學(xué)計算機科學(xué)與工程系呂寶糧教授在仿腦計算、機器學(xué)習(xí)和腦-計算機接口等方向與微軟亞洲研究院系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組、文本組和圖像組有著密切的合作與交流，他們共同致力于研究大規(guī)模分布式超并列機器學(xué)習(xí)理論與算法，并將其研究成果應(yīng)用于人臉識別、自然語言處理、生物信息學(xué)和腦-計算機接口等領(lǐng)域。在此期間共同進行博士和碩士研究生以及本科生的培養(yǎng)，聯(lián)合發(fā)表學(xué)術(shù)論文。與微軟研究院的文本組、圖像組和機器學(xué)習(xí)組定期交流和選派學(xué)生實習(xí)。通過雙方真誠的合作，智能信息處理方向已有2名博士生和5名碩士順利通過答辯。目前上海交通大學(xué)有1名博士后、3名博士生、5名碩士生和4名ACM班的本科三年級學(xué)生投入到合作研究課題中，來自微軟亞洲研究院的1名優(yōu)秀青年員工在機器學(xué)習(xí)方向作為博士生進行聯(lián)合培養(yǎng)。

(2) 無縫媒體通訊技術(shù)

上海交通大學(xué)電子工程系熊紅凱副教授在無縫媒體通信方向，與微軟亞洲研究院網(wǎng)絡(luò)多媒體IM組已經(jīng)進行了多年的合作研究，他們共同致力于無縫媒體通信的良好遠景，主要研究視頻信號多元化智能處理與傳輸，工作包括可伸縮視頻編碼、分布式視頻編碼、網(wǎng)絡(luò)編碼，等。微軟研究院IM組吳楓等研究人員與他們在此期間共同進行博士和碩士研究生的培養(yǎng)，支持他們參與國際技術(shù)標準MPEG-21和JVT的制訂，聯(lián)合提交技術(shù)提案和發(fā)表學(xué)術(shù)論文。

通過合作研究，媒體通信方向已有2名博士生、3名碩士生順利畢業(yè)；目前上海交通大學(xué)在此方向有2名博士生、4名碩士生投入到合作課題中；微軟亞洲研究院有2名優(yōu)秀員工在媒體通信方向作為博士生進行聯(lián)合培養(yǎng)，實現(xiàn)一體化技術(shù)合作。合作研究的積累，使得該團隊獲得了2005年和2006年度國家自然科學(xué)基金面上和重點項目的相關(guān)課題資助。另外，2007年獲得了國家“十一五”863計劃專題。

(3) 移動機器人的視覺定位技術(shù)

服務(wù)機器人是一個新興的快速發(fā)展的研究領(lǐng)域。服務(wù)機器人的首要問題是其必須在執(zhí)行任務(wù)中應(yīng)付復(fù)雜的環(huán)境。復(fù)雜環(huán)境中的目標定位技術(shù)成為其中一項挑戰(zhàn)性課題。

項目組提出了一種新的單目攝像頭實時定位算法，可以實時計算攝像頭的三維運動軌跡。該算法基于視覺路標，集成了目標識別、特征跟蹤和3D定位算法。其核心思想是：識別場景中的視覺路標，并主動跟蹤匹配特征點，計算攝像機的3D運動軌跡。為了提高算法實時性，相對耗時的目標識別模塊只在初始化時尋找和識別路標，接著跟蹤算子跟蹤匹配特征點，轉(zhuǎn)入實時跟蹤過程，同時輸出3D軌跡。

實驗表明，結(jié)合目標識別、跟蹤和3D定位，本文算法可以主動發(fā)現(xiàn)和實時跟蹤感興趣目標，對于普通PC和USB攝像頭，能以30幀/s跟蹤運動目標。3D定位也有較好的精度，準確跟蹤時，定位誤差一般在5cm之內(nèi)。此外由于每幀都單獨計算位姿，因此不存在累積誤差，目標丟失后也能快速被識別和跟蹤。

3人才培養(yǎng)

聯(lián)合實驗室成立伊始，雙方就將人才培養(yǎng)作為合作的重中之重，經(jīng)過雙方的共同努力和友好合作，在一年多的時間里，已經(jīng)實施了下列三個具有特色人才培養(yǎng)項目。

(1) 博士生聯(lián)合培養(yǎng)項目

上海交通大學(xué)與微軟亞洲研究院的博士生聯(lián)合培養(yǎng)項目是實驗室在人才培養(yǎng)方面的合作亮點。該項目主要包含兩方面的內(nèi)容，一方面上海交通大學(xué)聘用微軟亞洲研究院的資深研究員為上海交通大學(xué)博士生導(dǎo)師并與上海交通大學(xué)的教授一起聯(lián)合指導(dǎo)博士研究生；另一方面微軟亞洲研究院選派具有碩士學(xué)位的優(yōu)秀員工到上海交通大學(xué)攻讀博士學(xué)位。目前有六位微軟研究員被聘為上海交通大學(xué)客座教授，其中沈向洋博士、洪小文博士、張崢博士、宋歌平博士和湯曉鷗博士為博士生導(dǎo)師。2006年4月微軟亞洲研究院選送了六位優(yōu)秀青年員工來上海交通大學(xué)攻讀博士學(xué)位，這些博士生首先在上海交通大學(xué)完成學(xué)位課程的學(xué)習(xí)，之后他們將在上海交通大學(xué)導(dǎo)師的指導(dǎo)下在微軟亞洲研究院進行博士學(xué)位論文的研究工作。這六名博士生的導(dǎo)師分別是上海交通大學(xué)計算機科學(xué)與工程系的張申生教授、俞勇教授和呂寶糧教授；電子工程系的張文軍教授和孫軍教授。博士生聯(lián)合培養(yǎng)項目的實施，既是微軟亞洲研究院對優(yōu)秀青年員工繼續(xù)發(fā)展的支持和鼓勵，同時通過雙方深入的交流，將微軟亞洲研究院的研究理念和企業(yè)需求帶到上海交通大學(xué)，為雙方的共同發(fā)展作出了貢獻。

(2) 卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)聯(lián)合人才培養(yǎng)項目

微軟亞洲研究院聯(lián)手上海交通大學(xué)和美國卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)高素質(zhì)人才。根據(jù)“卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)-上海交通大學(xué)-微軟亞洲研究院”三方達成的協(xié)議，上海交通大學(xué)、卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)每年將互換5名優(yōu)秀本科學(xué)生進行為期一學(xué)期的學(xué)習(xí)，在兩校學(xué)習(xí)之后，這些學(xué)生將到微軟亞洲研究院進行為期三個月的實習(xí)，其間他們將參與實際項目的研發(fā)工作。這一“產(chǎn)學(xué)研”跨國合作的模式，將為中國培養(yǎng)高素質(zhì)的“IT國際人”提供一種有效的便捷渠道。到目前為止，上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院經(jīng)過嚴格挑選，已選派了十多位優(yōu)秀的本科生去卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)電子與計算機工程系學(xué)習(xí)，這些學(xué)生分別來自計算機科學(xué)與工程系、自動化系和電子工程系?？▋?nèi)基?梅隆大學(xué)也已選派了多名交換生來上海交通大學(xué)和微軟亞洲研究院學(xué)習(xí)和實習(xí)。經(jīng)過三方的聯(lián)合培養(yǎng)，不僅拓寬了學(xué)生的視野，而且進一步提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)。在參加該項目的學(xué)生中，有的同學(xué)已在本領(lǐng)域高水平的國際雜志和會議上發(fā)表了多篇學(xué)術(shù)論文。此外隨著三方合作的進一步深入和上海交通大學(xué)國際化辦學(xué)的進一步深化，將會使上海交通大學(xué)更多的本科生同學(xué)有機會親密接觸世界知名學(xué)府和研究院。

第8篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)范文

集成電路技術(shù)的發(fā)展，使集成電路和處理器的關(guān)系密不可分。隨著多核技術(shù)的出現(xiàn)，處理器已經(jīng)變成構(gòu)成系統(tǒng)級芯片（SoC）的基本單元，因此，從集成電路的功能級設(shè)計層面講，計算機系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)采用的方法就是大規(guī)模集成電路（VLSI）系統(tǒng)的設(shè)計方法。從卓越人才培養(yǎng)的角度，VLSI系統(tǒng)設(shè)計是微處理器的邏輯實現(xiàn)手段，而數(shù)字邏輯是計算機組成的物理實現(xiàn)基礎(chǔ)。學(xué)生的數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計能力和VLSI系統(tǒng)設(shè)計能力直接決定了其計算機系統(tǒng)設(shè)計能力。因此提升學(xué)生計算機系統(tǒng)設(shè)計能力的關(guān)鍵是提升學(xué)生的數(shù)字邏輯系統(tǒng)設(shè)計能力和VLSI系統(tǒng)設(shè)計能力。為了切實提高計算機工程專業(yè)方向本科學(xué)生的計算機系統(tǒng)設(shè)計能力，教學(xué)改革研究工作的目標確定為：以數(shù)字邏輯設(shè)計方法為設(shè)計基礎(chǔ)、以硬件描述語言為設(shè)計工具、以硬件仿真系統(tǒng)為設(shè)計環(huán)境、以FPGA為系統(tǒng)實現(xiàn)手段、以計算機系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)為目標和主線，將計算機系統(tǒng)設(shè)計實踐完整地貫穿于專業(yè)核心課程之中；教學(xué)改革研究思路確定為：系統(tǒng)視角、整體優(yōu)先、設(shè)計牽引、講做結(jié)合、注重能力。該研究思路不同于一般的課程群，不是簡單的知識點的審視，是“自頂向下”的觀點和“自底向上”的實現(xiàn)的一種結(jié)合方法，最終目標是提升計算機工程專業(yè)方向本科學(xué)生的計算機系統(tǒng)設(shè)計能力。

2研究內(nèi)容

計算機工程專業(yè)方向的主干課程包括數(shù)字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)、計算機設(shè)計與調(diào)試、計算機系統(tǒng)設(shè)計、VLSI系統(tǒng)設(shè)計等。課程各有目標，課程之間有宏觀上的先后順序，有微觀上的相互穿插，有內(nèi)容上的重疊。經(jīng)過近幾年的教學(xué)研究和改革，各門課程都發(fā)生了非常大的變化[1]：VLSI課程中會涉及算術(shù)邏輯單元的設(shè)計甚至處理器設(shè)計方面的內(nèi)容；匯編語言的作用已經(jīng)從編程工具轉(zhuǎn)變?yōu)槊枋龊屠斫庥嬎銠C系統(tǒng)工作原理的有效工具；HDL語言和仿真工具不再專屬于數(shù)字邏輯電路設(shè)計領(lǐng)域，已經(jīng)成為計算機系統(tǒng)設(shè)計的通用語言和工具。但是，由于總目標不明確，導(dǎo)致課程分頭講，實驗分頭做，總體學(xué)時不少，最終效果欠佳。筆者的主要研究內(nèi)容以計算機系統(tǒng)設(shè)計為目標，從能力培養(yǎng)的視角看待和理解數(shù)字邏輯、計算機組成原理、匯編語言、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、嵌入式系統(tǒng)、計算機設(shè)計與調(diào)試、VLSI、計算機系統(tǒng)設(shè)計等課程，借鑒CDIO的思想，將系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計實踐貫穿整個計算機工程專業(yè)方向人才培養(yǎng)過程。

2.1重新審視和修訂教學(xué)計劃

在研究過程中，我們首先整理涉及的各門課程的全部知識點，對相互影響的重要知識點整體排序，整合相近和相似的知識點，歸并出一些重要的專題，提出有利于培養(yǎng)計算機系統(tǒng)設(shè)計能力的完整實踐教學(xué)體系，全線引入HDL語言，全線引入基于FPGA開發(fā)板的設(shè)計實驗，緊密配合理論課、設(shè)計方法課、實踐課，形成“學(xué)習(xí)—構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)”的完整過程。

2.2數(shù)字邏輯電路設(shè)計課程內(nèi)容的改革

數(shù)字邏輯電路設(shè)計課程改革的研究重點是設(shè)法強化和提升學(xué)生使用硬件描述語言說明硬件系統(tǒng)的能力，將硬件設(shè)計語言的介紹提前到課程的開始部分，使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯電路設(shè)計過程中就開始使用硬件設(shè)計語言，相當(dāng)于使學(xué)生掌握了一個設(shè)計工具，為計算機組成原理課程和計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程提供支持，另外，從教學(xué)上形成學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯電路設(shè)計就是學(xué)習(xí)集成電路設(shè)計的理念。數(shù)字邏輯電路設(shè)計課程的實驗既有使用邏輯電路器件搭建實驗電路的傳統(tǒng)型實驗，又有使用FPGA開發(fā)板的設(shè)計實驗。

2.3計算機組成原理課程的教學(xué)改革

計算機組成原理課程借鑒“深入理解計算機系統(tǒng)”教材中的思想，調(diào)整了部分課程內(nèi)容和授課重點，比如，在數(shù)據(jù)表示部分增加了C語言的整數(shù)表示以及比較運算的示例，在存儲器部分增加了程序訪問局部性原理的C語言示例，在指令系統(tǒng)部分增加了尋址方式的C語言示例等。增加C語言的示例是進行教學(xué)視角調(diào)整的一種嘗試，由于學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過C語言，已經(jīng)初步掌握了編程方法，但是并不清楚程序在計算機內(nèi)部，特別是在計算機系統(tǒng)底層硬件中是如何表示、如何執(zhí)行的。通過在計算機組成原理課程中增加一些C語言的示例，讓學(xué)生真正理解程序的執(zhí)行過程。

2.4計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容的調(diào)整

計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程在課程內(nèi)容方面進行了一些調(diào)整，主要為了更好地與計算機組成原理和計算機設(shè)計與調(diào)試等課程銜接。增加多核處理器和多線程調(diào)度等方面的內(nèi)容；對教材中給出的一些具體處理器實例給予更多關(guān)注，比如Pentium、PowerPC和MIPS處理器實例等；重視向量運算和向量處理器部分的內(nèi)容。

2.5計算機設(shè)計與調(diào)試課程實踐教學(xué)改革

計算機設(shè)計與調(diào)試課程把以往讓學(xué)生設(shè)計實現(xiàn)一個有十幾條基本指令的微程序控制器改變?yōu)樵O(shè)計實現(xiàn)向量協(xié)處理器；以PowerPCRISC處理器的指令系統(tǒng)為參考，把設(shè)計PowerPC擴展指令協(xié)處理器AltiVec模塊中的VSFX指令部分作為教學(xué)內(nèi)容。整個設(shè)計任務(wù)分為8個相互聯(lián)系、難度逐步增加的子任務(wù)，通過教師引導(dǎo)、分組討論、學(xué)生實踐、實現(xiàn)設(shè)計、完成測試等一系列教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生完成協(xié)處理器中的部分設(shè)計工作并熟悉完整的協(xié)處理器的設(shè)計與調(diào)試方法。

2.6嵌入式系統(tǒng)設(shè)計課程實踐教學(xué)改革

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計課程開發(fā)出嵌入式系統(tǒng)計算機結(jié)構(gòu)及相關(guān)軟件的綜合實驗，使硬件與軟件相結(jié)合，強化對學(xué)生計算機綜合開發(fā)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的實踐能力。綜合實驗要求學(xué)生完成一個嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實現(xiàn)的全過程，包括完成硬件、軟件的功能分配，進行主控數(shù)字系統(tǒng)硬件的設(shè)計和制作，設(shè)計驅(qū)動和功能軟件，硬件、軟件的分別測試與綜合測試等。

2.7VSLI系統(tǒng)設(shè)計課程實踐教學(xué)改革

VSLI系統(tǒng)設(shè)計課程的實踐教學(xué)改革，把實踐分為3種類型：課程實驗、自主實驗和課程設(shè)計，3種類型的實驗全部基于Nexys3FPGA開發(fā)板進行設(shè)計。課程實驗包括XilinxFPGA設(shè)計流程、Nexys3FPGA開發(fā)板主要模塊接口設(shè)計和基于IP的數(shù)字電路設(shè)計等。自主實驗部分的題目類型包括：串—并轉(zhuǎn)換電路、FIFO存儲器設(shè)計、大數(shù)加法器設(shè)計和FIR數(shù)字濾波器設(shè)計等。課程設(shè)計部分的題目類型包括密碼協(xié)處理器設(shè)計、數(shù)字信號協(xié)處理器設(shè)計和圖像處理協(xié)處理器設(shè)計等。

3實驗室建設(shè)

天津大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2006年建立了數(shù)字邏輯電路設(shè)計實驗室、計算機組成實驗室、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗室、嵌入式系統(tǒng)實驗室，建立了超大規(guī)模集成電路設(shè)計與應(yīng)用研究所。實驗室配備了數(shù)字邏輯實驗臺、計算機組成原理實驗臺、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗臺（帶有FPGA模塊）、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計實驗臺等教學(xué)實驗設(shè)備。這些實驗室和實驗設(shè)備能夠滿足常規(guī)的計算機系統(tǒng)實驗，但對計算機系統(tǒng)設(shè)計能力培養(yǎng)的支持還不夠。為此，學(xué)院2013年與美國Xilinx公司合作，建立了天津大學(xué)—美國Xilinx公司計算機系統(tǒng)設(shè)計聯(lián)合實驗室，實驗室配備了50多塊Nexys3FPGA開發(fā)板，實驗時可以滿足每人一塊開發(fā)板的要求。超大規(guī)模集成電路設(shè)計與應(yīng)用研究所于2012年引進BEECube公司先進的BEE3系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于計算機系統(tǒng)的第三代商用FPGA系統(tǒng)，包括4個Virtex5FXTFPGA芯片，以及高達64GB的DDR2ECCDRAM和8個用于模塊間通信的10GigE接口。有了Nexys3FPGA開發(fā)板和BEE3系統(tǒng)，我們具備了實現(xiàn)學(xué)生設(shè)計的各種計算機系統(tǒng)的設(shè)備平臺，為培養(yǎng)學(xué)生計算機系統(tǒng)設(shè)計能力提供了強有力的支撐。

4結(jié)語

第9篇：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)范文

“編譯原理”、“操作系統(tǒng)”和“計算機體系結(jié)構(gòu)”是計算機專業(yè)的三門核心課程,在計算機科學(xué)的教學(xué)體系中占有重要地位。學(xué)生對于這三門課程的掌握程度在一定程度上反映了他們對計算機專業(yè)知識的掌握情況;進一步講,能否確切理解編譯程序、操作系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)及它們在計算機系統(tǒng)中的層次地位,直接反映了學(xué)生對專業(yè)知識的整體把握程度。遺憾的是,受限于目前的教學(xué)大綱和學(xué)時,這三門課程的教學(xué)很少涉及對相關(guān)課程的介紹和聯(lián)系,只注重課程自身教學(xué)內(nèi)容的講解和分析,導(dǎo)致學(xué)生無法理解所學(xué)知識的應(yīng)用背景,產(chǎn)生學(xué)無所用的想法。

由于編譯課程內(nèi)容具有較強的理論性、邏輯性和實踐性,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感到過于抽象和難以理解。編譯教學(xué)內(nèi)容涉及到程序設(shè)計、操作系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等相關(guān)課程,掌握編譯技術(shù)有助于加深學(xué)生對整個計算機系統(tǒng)的理解[1]。目前,編譯課程的教學(xué)更多關(guān)注自身內(nèi)容的講解和傳授,與其他課程橫向聯(lián)系的內(nèi)容相對較少。許多學(xué)校雖然開設(shè)了實驗課及相應(yīng)的課程設(shè)計,但只對編譯理論中的某些算法或編譯系統(tǒng)的某一階段功能進行單純的實現(xiàn)與驗證,缺少實際背景。另外,現(xiàn)行的編譯教材大部分都是從編譯技術(shù)本身的角度撰寫的,為的是讓學(xué)生掌握編譯的基

本理論與思想[2]。所有這些最終導(dǎo)致學(xué)生無法對高級語言程序設(shè)計每條指令的執(zhí)行過程有清晰的認識和理解,因而不能實現(xiàn)專業(yè)知識的融會貫通。計算機專業(yè)的理論基礎(chǔ)對培養(yǎng)學(xué)生的計算機專業(yè)素養(yǎng)具有非常重要的作用[3],因此課程間封閉的教學(xué)方式不利于專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)和提高。

目前,這一現(xiàn)狀在短時間內(nèi)很難改變。筆者認為應(yīng)以編譯課程為切入點,在教學(xué)過程中加強相關(guān)課程的聯(lián)系,促進計算機專業(yè)知識的交叉融合。

1以編譯課程為切入點,強化專業(yè)知識融會貫通

編譯程序在計算機系統(tǒng)不同層次中處于核心地位,在程序設(shè)計及運行過程中起到橋梁和紐帶作用,因此應(yīng)以編譯課程為切入點,促進專業(yè)知識的融合。按照教學(xué)大綱安排,學(xué)生入學(xué)后首先要學(xué)習(xí)程序設(shè)計的相關(guān)課程,進入高年級后,主要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)、計算機體系結(jié)構(gòu)和編譯原理等核心專業(yè)課程,它們之間的關(guān)系如圖1所示。由圖1可以看出,編譯程序在從程序設(shè)計到程序運行產(chǎn)生輸出結(jié)果這一過程中處于核心地位,編譯系統(tǒng)對用程序設(shè)計語言編寫的源程序

進行編譯,編譯過程中會用到源語言自身的規(guī)范和庫程序,需要操作系統(tǒng)提供的庫程序和接口以及目標體系結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息生成可執(zhí)行的二進制程序?？蓤?zhí)行程序根據(jù)用戶的需要,由操作系統(tǒng)調(diào)度運行,并與下層的硬件系統(tǒng)產(chǎn)生密切的關(guān)系。本文由收集整理為此,編譯課程的部分內(nèi)容需要程序設(shè)計語言、操作系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu)等課程作為支撐,這樣學(xué)生才能更好地理解計算機系統(tǒng)從軟件設(shè)計到程序執(zhí)行的完整過程。

正是由于編譯系統(tǒng)在計算機系統(tǒng)中處于重要地位,以編譯課程為切入點,在教學(xué)過程中加強核心課程之間的橫向聯(lián)系,不僅有助于實現(xiàn)編譯課程抽象內(nèi)容形象化,也有助于加強學(xué)生對整個計算機系統(tǒng)的認識。另外,隨著計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展與更新,嵌入式計算、并行計算與可重構(gòu)計算系統(tǒng)逐漸得到發(fā)展和普及,這些都使編譯系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系變得比以往更加密切。一種新結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)需要新編譯系統(tǒng)的支持才能真正發(fā)揮作用,因此在編譯課程的教學(xué)中加強與其他課程的聯(lián)系,也是符合計算機系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢。

2以編譯課程為切入點的可能性分析

以編譯課程為切入點,強化各個核心專業(yè)課程之間的關(guān)聯(lián),其可能性概括如下:

(1) “編譯原理”是計算機專業(yè)重要的專業(yè)課程,且在計算機系統(tǒng)中具有重要地位。

(2) 編譯課程開課的學(xué)期較為合適。我們查閱了國內(nèi)部分高校的教學(xué)計劃,研究了計算機核心專業(yè)課程的課程安排。如表1所示,在我們調(diào)查的高校中,除北京大學(xué)、北京航空航天大學(xué)和西安交通大學(xué)外,近一半高校編譯課程的開課學(xué)期多位于程序設(shè)計、操作系統(tǒng)和計算機體系結(jié)構(gòu)等課程之后,或與操作系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu)等課程同時講授,因此在編譯課程的講授過程中穿插聯(lián)系相關(guān)課程的內(nèi)容比較合理。通過對相關(guān)知識進行整理歸納、鞏固與提升,能夠取得較好的教學(xué)效果。

(3) 編譯課程多次涉及其他專業(yè)課程的內(nèi)容,例如“編譯原理教學(xué)引論”部分要講授程序設(shè)計語言的發(fā)展歷史、編譯程序在計算機軟件系統(tǒng)中的重要地位等內(nèi)容;講授“編譯運行時的環(huán)境”部分時,一定學(xué)時用于講述存儲分配,特別是基于棧的運行時環(huán)境的動態(tài)存儲分配和基于堆的運行時環(huán)境的動態(tài)存儲分配部分,與操作系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容相互滲透;在“代碼生成和優(yōu)化”部分,尤其是過程(函數(shù))調(diào)用的翻譯部分,針對目標系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化部分,亦需要體系結(jié)構(gòu)相關(guān)知識作為支撐。反觀操作系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu)等課程的教學(xué)內(nèi)容,與其他課程的聯(lián)系則相對較少。

基于以上幾點認識,我們認為,以編譯課程為切入點,充分利用有限的學(xué)時,在部分教學(xué)內(nèi)容中強化與其他核心課程的關(guān)聯(lián),實現(xiàn)專業(yè)知識融會貫通的可能性是存在的。

3關(guān)于課程教學(xué)的幾點建議

如前所述,目前教與學(xué)的實際情況不利于學(xué)生對計算機專業(yè)知識的融會貫通,在注重軟件能力培養(yǎng)的計算機學(xué)院中,學(xué)生對圖1的陰影部分知之甚少,而對陰影前后兩部分的內(nèi)容更加熟悉,掌握程度更高。所以,學(xué)生沒有從總體上對所學(xué)知識建立完整的知識體系,對所學(xué)專業(yè)課程沒有構(gòu)成清晰的輪廓和概括。

為了強化編譯課程的教學(xué)效果,教師需要將課程教學(xué)置于計算機系統(tǒng)大的背景環(huán)境之中,重點闡述編譯程序在計算機軟件系統(tǒng)中的重要性,與其他核心專業(yè)課程之間的聯(lián)系,同時運用實例教學(xué),使學(xué)生從抽象的教學(xué)內(nèi)容中解脫出來,真正感受到所學(xué)知識的可用性和有用性。鑒于此,我們對編譯課程的教學(xué)提出如下幾點建議:

(1) 在引言部分強調(diào)編譯課程與其他課程的關(guān)系,重點

說明編譯程序在整個計算機系統(tǒng)中的作用和層次地位。需要說明的是,教師不應(yīng)只強調(diào)編譯程序自身的地位和作用,還要將其放入圖1所示的背景中,使學(xué)生能夠理解編譯程序在從語言到程序執(zhí)行過程中所處的位置和作用,加強對計算機專業(yè)大背景的認識。

(2) 在運行環(huán)境、代碼生成和優(yōu)化部分,教師應(yīng)結(jié)合操作系統(tǒng)和計算機體系結(jié)構(gòu)內(nèi)容進行講解,使學(xué)生能更好地理解目標代碼格式、函數(shù)調(diào)用方式、基于棧的存儲管理、代碼優(yōu)化的原因和目標等概念。

例1:對可優(yōu)化的簡單程序源碼,使用同一編譯程序多次編譯,每次編譯時指定不同的優(yōu)化級別,通過分析編譯程序生成的匯編源碼比較生成的可執(zhí)行程序運行性能,向?qū)W生解釋編譯程序在編譯過程中實施的優(yōu)化措施,說明優(yōu)化的目的和效果。

例2:針對最簡單的c語言helloworld程序,通過分析其在具體平臺上編譯后的運行時函數(shù)調(diào)用圖(包括操作系統(tǒng)api),說明用戶編寫的程序與語言庫、系統(tǒng)庫之間的關(guān)系。

例3:結(jié)合具體型號的dsp處理器(例如tms320 c6000系列)及其調(diào)試模式下指令的執(zhí)行過程,說明針

對具體計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行編譯優(yōu)化的必要性和重要性。

(3) 建議針對目前常用的系統(tǒng)平臺設(shè)計小型完整的實踐課程,實踐內(nèi)容應(yīng)適量涉及體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。針對常見的處理器架構(gòu)和操作系統(tǒng)設(shè)計實踐課程,可以使學(xué)生在實際的系統(tǒng)中觀察到實踐結(jié)果,通過實際操作和驗證增強感官認識,對所學(xué)知識融會貫通。

例:針對學(xué)生熟悉的程序設(shè)計語言(c或者java)、經(jīng)常使用的操作系統(tǒng)(windows或者linux)、常見處理器架構(gòu)(例如x86),設(shè)計簡單完整的實踐課程。教師提供能夠處理一小部分語法子集的完整編譯程序,供學(xué)生學(xué)習(xí),作為實踐過程的參照。學(xué)生可以將一小部分沒有實現(xiàn)的語法子集作為實踐任務(wù),完善已有的編譯程序,實現(xiàn)從詞法分析到代碼生成的各部分功能。最后應(yīng)能使增強的編譯程序在現(xiàn)有的系統(tǒng)平臺上運行,編譯源碼文件并生成可運行的應(yīng)用程序。