教材在人才培養(yǎng)中占有重要地位，承擔(dān)著“重要的責(zé)任”，有著高質(zhì)量的基本要求。關(guān)于建設(shè)高質(zhì)量的教材，教育部在提高本科教育質(zhì)量的文件中都提出了明確要求。教高〔2005〕1號(hào)(2005年1月7日)文件指出，“加強(qiáng)教材建設(shè)，確保高質(zhì)量教材進(jìn)課堂。要大力錘煉精品教材，并把精品教材作為教材選用的主要目標(biāo)”，“要健全、完善教材評(píng)審、評(píng)介和選用機(jī)制，嚴(yán)把教材質(zhì)量關(guān)”。為了更好地落實(shí)教育部的這些要求，中國(guó)鐵道出版社按照教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)2006年發(fā)布的《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告暨專業(yè)規(guī)范(試行)》(以下簡(jiǎn)稱《專業(yè)規(guī)范》)所構(gòu)建的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科教育的要求，組織了一套《普通高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)規(guī)劃教材》。《計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)》是其中的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)教材，本書(shū)的作者長(zhǎng)年工作于計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)科研第一線，基于其豐富的教學(xué)和科研實(shí)踐編寫了此書(shū)。該書(shū)作為江西省精品課程的主講教材，在編寫的指導(dǎo)思想、內(nèi)容組織和特色上，體現(xiàn)了先進(jìn)性和高質(zhì)量的要求。

1指導(dǎo)思想和內(nèi)容組織

“計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)”是高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是IEEEACM CC2001/CC2005和我國(guó)CCC2002及教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的《專業(yè)規(guī)范》中的核心課程。從課程地位上，它在先導(dǎo)課(如“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”、“數(shù)字邏輯”等)和后續(xù)課(如“微機(jī)原理與接口技術(shù)”、“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”等)之間起著承上啟下的作用。同時(shí)，“計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)”課程對(duì)學(xué)生今后進(jìn)一步深造學(xué)習(xí)研究生課程“高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”等打下一個(gè)重要的基礎(chǔ)。

從教學(xué)內(nèi)容上講，“計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)”主要講述單處理機(jī)系統(tǒng)的基本硬件組成以及組成計(jì)算機(jī)各主要部件的邏輯結(jié)構(gòu)、工作原理和設(shè)計(jì)方法。由于計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展快、應(yīng)用廣、知識(shí)和技術(shù)更新快等特點(diǎn)，“計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)”課程在教材內(nèi)容的組織和編寫上既要保證傳統(tǒng)的知識(shí)和理論的完整性，又要不斷地進(jìn)行內(nèi)容更新，為學(xué)生介紹計(jì)算機(jī)發(fā)展的新技術(shù)、新知識(shí)。

能充分體現(xiàn)課程特點(diǎn)的教材對(duì)提高教學(xué)水平，使學(xué)生更好地掌握所講授的內(nèi)容起著十分重要的作用。因此，我們所編寫的《計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)》教材著重考慮了以下幾個(gè)方面的要求：

(1) 內(nèi)容全面，基本涵蓋CC2001/ CCC2002及《專業(yè)規(guī)范》中“CS-AR計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)與組織”所要求的核心知識(shí)單元。各章節(jié)涵蓋的知識(shí)單元主要包括：

AR2 數(shù)據(jù)的機(jī)器級(jí)表示(核心學(xué)時(shí))：第2章；

AR3匯編級(jí)機(jī)器組織(核心學(xué)時(shí))：第3章；

AR4存儲(chǔ)系統(tǒng)組織與結(jié)構(gòu)(核心學(xué)時(shí))：第4章；

AR5接口和通信(核心學(xué)時(shí))： 第5章、第6章；

AR6功能組織(核心學(xué)時(shí))：第7章；

AR7多處理和體系結(jié)構(gòu)(核心學(xué)時(shí))：第8章。

(2) 基本概念清晰、準(zhǔn)確，一些重要的概念、術(shù)語(yǔ)、符號(hào)等符合相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，使學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的內(nèi)容能與國(guó)際接軌。

(3) 條理清晰、系統(tǒng)性強(qiáng)，使學(xué)生既建立計(jì)算機(jī)“整機(jī)”概念，又能逐級(jí)細(xì)化，按照從整機(jī)到部件自上而下的思想進(jìn)行課程內(nèi)容的組織，使學(xué)生在每一章節(jié)的學(xué)習(xí)中，都清楚所學(xué)章節(jié)的內(nèi)容與整機(jī)的關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生更容易掌握組成計(jì)算機(jī)各功能部件的原理和設(shè)計(jì)方法。

(4) 有合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)有關(guān)計(jì)算機(jī)后續(xù)課程打下良好基礎(chǔ)?？紤]到近些年并行處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，本教材除了深入講述單處理機(jī)系統(tǒng)的組織與結(jié)構(gòu)外，還專門開(kāi)辟一章的內(nèi)容講述當(dāng)今流行的并行處理技術(shù)，如多處理機(jī)系統(tǒng)、群集系統(tǒng)等。

(5) 力圖反映新技術(shù)、新動(dòng)向，以適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的需要，使學(xué)生“學(xué)以致用”。

本教材的編寫從設(shè)計(jì)者的角度出發(fā)，按照組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各功能部件進(jìn)行章節(jié)的劃分，全書(shū)共分8章，其中：

第1章首先介紹計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程；然后介紹按IEEE的分類法的計(jì)算機(jī)的分類；最后，作為本書(shū)的一個(gè)“序”，概括性地介紹計(jì)算機(jī)的硬件組成及計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)。

第2章首先介紹二進(jìn)制等基本的進(jìn)位計(jì)數(shù)制；再介紹在計(jì)算機(jī)中是如何對(duì)我們?nèi)粘Ｌ幚淼臄?shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)(主要包括字符、漢字等)進(jìn)行二進(jìn)制編碼表示的；然后介紹數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制運(yùn)算方法和實(shí)現(xiàn)；最后介紹對(duì)計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)在傳遞過(guò)程中產(chǎn)生的差錯(cuò)進(jìn)行檢測(cè)而使用的數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼。

第3章首先介紹計(jì)算機(jī)中匯編級(jí)指令的格式、地址結(jié)構(gòu)；然后介紹指令及操作數(shù)的尋址方式，以及指令的種類和功能、典型指令系統(tǒng)的組成等；最后對(duì)精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)RISC進(jìn)行介紹。

第4章首先介紹存儲(chǔ)器的組織、分類和分層結(jié)構(gòu)；然后介紹計(jì)算機(jī)主存儲(chǔ)器的組成與工作原理；最后介紹提高存儲(chǔ)系統(tǒng)性能的交叉存儲(chǔ)技術(shù)、高速緩沖存儲(chǔ)器及虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)等。

第5章首先介紹計(jì)算機(jī)輸入輸出系統(tǒng)的組成；然后對(duì)計(jì)算機(jī)輸入輸出的控制方式進(jìn)行詳細(xì)討論，包括程序控制方式、中斷控制方式、DMA控制方式和通道控制方式等；最后介紹計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備——磁盤系統(tǒng)以及由磁盤陣列組成的RAID技術(shù)。

第6章首先講述計(jì)算機(jī)內(nèi)部各部件之間的總線互連結(jié)構(gòu)，介紹總線的基本概念、總線的類別和總線的控制方式等；然后列舉幾種現(xiàn)代微機(jī)中常用的總線標(biāo)準(zhǔn)：ISA、PCI等；最后介紹幾種目前在計(jì)算機(jī)中常用的外部總線接口標(biāo)準(zhǔn)：USB、IEEE 1394和SCSI等。

第7章首先介紹CPU的功能與組成；然后通過(guò)一個(gè)模型機(jī)的例子介紹CPU的指令周期及執(zhí)行指令的過(guò)程；最后介紹CPU控制部件設(shè)計(jì)的兩種主要方法：硬布線設(shè)計(jì)法和微程序設(shè)計(jì)法。

第8章首先介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的并行性概念，對(duì)計(jì)算機(jī)中使用的時(shí)間重疊、資源重復(fù)和資源共享等提高并行性的技術(shù)途徑進(jìn)行概要性的介紹；然后分別介紹現(xiàn)代計(jì)算機(jī)普遍采用的流水線技術(shù)和多處理機(jī)技術(shù)等并行處理技術(shù)；最后對(duì)近些年發(fā)展起來(lái)且應(yīng)用非常廣泛的機(jī)群系統(tǒng)進(jìn)行討論。

2教材的主要特色

一門好的精品課程需要高質(zhì)量的教材作支撐，高質(zhì)量的教材既要全面覆蓋相關(guān)知識(shí)領(lǐng)域的內(nèi)容，又要將這些知識(shí)領(lǐng)域的內(nèi)容很好地融會(huì)貫通起來(lái)，做到通俗易懂、循序漸進(jìn)，既便于教師的教學(xué)使用，又便于學(xué)生的自學(xué)。結(jié)合計(jì)算機(jī)學(xué)科教育重基礎(chǔ)、重發(fā)展、重實(shí)踐、重創(chuàng)新的要求，本教材在編寫上，一方面理論與實(shí)踐相結(jié)合，將枯燥理論知識(shí)的講解通過(guò)對(duì)實(shí)際機(jī)器系統(tǒng)的解剖，使學(xué)生能更好地理解和掌握所學(xué)習(xí)的內(nèi)容。例如，為了給學(xué)生建立整機(jī)的概念，本教材在第1章，通過(guò)將學(xué)生日常所熟悉的實(shí)際PC機(jī)與計(jì)算機(jī)的基本組成部件進(jìn)行比對(duì)的方式，使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)整機(jī)的組成有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，對(duì)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要部件的基本功能有一個(gè)初步的了解。另一方面，圍繞各章節(jié)的內(nèi)容，本教材穿插了一些“知識(shí)拓展”，介紹一些計(jì)算機(jī)系統(tǒng)方面相關(guān)知識(shí)以及計(jì)算機(jī)發(fā)展的新技術(shù)、新知識(shí)等。如在第1章穿插了知識(shí)拓展——摩爾定律、知識(shí)拓展——計(jì)算機(jī)的性能評(píng)測(cè)，在第4章穿插了知識(shí)拓展——新型動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器SDRAM和DDR，在第7章穿插了知識(shí)拓展——網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，在第7章穿插了知識(shí)拓展——CPU未來(lái)微結(jié)構(gòu)發(fā)展等等，為學(xué)生開(kāi)拓視野，增長(zhǎng)知識(shí)。

另外，為了幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)本課程，專門建設(shè)了計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)課程教學(xué)網(wǎng)站。網(wǎng)站的課程介紹部分介紹了本課程的教學(xué)大綱、教學(xué)的組織和安排等；課程教學(xué)部分提供了按課堂教學(xué)單元進(jìn)行組織的教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)等；教學(xué)資源部分為學(xué)生提供了本課程的教學(xué)課件和參考資料；學(xué)習(xí)討論部分提供了一個(gè)學(xué)生與教師以及學(xué)生與學(xué)生之間的交流平臺(tái)等。另外，教學(xué)管理部分還進(jìn)一步為教師提供了一個(gè)學(xué)生管理、作業(yè)管理、考試管理和成績(jī)管理等的平臺(tái)，教師可以通過(guò)本課程網(wǎng)站更好地組織本課程的教學(xué)。本教材的課程教學(xué)網(wǎng)站地址為：http://218.64.56.33/coa。

3結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展日新月異，計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的教材也應(yīng)適應(yīng)這一發(fā)展的需要而不斷更新。只有將那些能反映計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的高質(zhì)量的教材引入課堂，才能使學(xué)生及時(shí)了解和掌握計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)，才能使學(xué)生學(xué)以致用，能更快地適應(yīng)社會(huì)的需要。