匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)多媒體教學(xué)初探

[摘 要]匯編語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)重要的一門專業(yè)課，也是實(shí)踐性非常強(qiáng)的一門課。改革教學(xué)方法，提高教學(xué)效果，使學(xué)生能更好地學(xué)好匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程，我們努力探索，積極改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，增加教學(xué)內(nèi)容，開展多媒體教學(xué)。經(jīng)過近幾年的使用，收到了很好的效果。

[關(guān)鍵詞]教學(xué)方法 程序設(shè)計(jì) 匯編語(yǔ)言 面向機(jī)器

在教學(xué)工作中特別是一些理論性很強(qiáng)、概念較為抽象的專業(yè)課程中多媒體信息技術(shù)對(duì)其教學(xué)有很大幫助。多媒體信息既有圖像、文字、聲音等信息，又有動(dòng)畫效果作為輔助教學(xué)手段，可以使抽象的內(nèi)容形象化彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方式在直觀性、立體感及動(dòng)態(tài)效果方面的不足，有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增大課堂教學(xué)信息量，從而提高教學(xué)效果使學(xué)生更容易、更好地掌握專業(yè)知識(shí)。

傳統(tǒng)教學(xué)方式通常采用文字、掛圖等手段往往存在信息量不足、內(nèi)容陳舊、手段落后等缺陷。多媒體教學(xué)除文字外，還有聲音、圖像與圖形、動(dòng)畫與視頻等多種信息。在匯編語(yǔ)言課程的教學(xué)中充分運(yùn)用多媒體技術(shù)，可有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足。

一、匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)

與高級(jí)語(yǔ)言相比較，匯編語(yǔ)言程序歸納起來主要有以下幾個(gè)主要特性：

1.匯編語(yǔ)言與機(jī)器的相關(guān)性。匯編格式指令實(shí)際上是機(jī)器指令的符號(hào)表示，與機(jī)器指令是一一對(duì)應(yīng)的。因此，它與機(jī)器的硬件有著密切的關(guān)系。而不同類型的CPU有不同的機(jī)器指令系統(tǒng)，也就有不同的匯編語(yǔ)言。

雖然匯編語(yǔ)言源程序與高級(jí)語(yǔ)言源程序相比，它的通用性和可移植性要差很多，但通過匯編語(yǔ)言可以最直接最有效地控制機(jī)器。這常常是大多數(shù)高級(jí)語(yǔ)言難以做到的。

2.匯編語(yǔ)言程序執(zhí)行效率高。正因?yàn)閰R編語(yǔ)言有“與機(jī)器相關(guān)性”的特性，程序員用匯編語(yǔ)言編寫程序時(shí)，可充分發(fā)揮自己的聰明才智，對(duì)機(jī)器內(nèi)部的各種資源進(jìn)行合理的安排，讓它們始終處于最佳的使用狀態(tài)。這樣做的最終效果就是：程序的執(zhí)行代碼短，執(zhí)行速度快。

用匯編語(yǔ)言編寫的源程序在匯編后所得的目標(biāo)程序效率高。這種目標(biāo)程序的高效率反映在時(shí)間和空間兩個(gè)方面：其一是運(yùn)行速度快，其二是目標(biāo)程序短。在采用相同算法的前提下，任何高級(jí)語(yǔ)言程序在這兩方面的效率都不如匯編語(yǔ)言程序，許多情況下更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及。

3.匯編語(yǔ)言程序編寫復(fù)雜，調(diào)試?yán)щy。匯編語(yǔ)言編寫程序時(shí)，必須考慮包括寄存器、存儲(chǔ)單元和尋址方式在內(nèi)的幾乎所有的細(xì)節(jié)問題，例如：存儲(chǔ)單元的分配、指令執(zhí)行結(jié)果對(duì)標(biāo)志位的影響、堆棧設(shè)置的位置既使用情況等。在使用高級(jí)語(yǔ)言編寫程序時(shí)，這些問題都由操作系統(tǒng)完成，程序員不會(huì)遇到這些瑣碎卻重要的問題。

調(diào)試匯編語(yǔ)言程序往往要比調(diào)試高級(jí)語(yǔ)言的程序困難的多，其主要原因有：匯編語(yǔ)言指令涉及機(jī)器資源的細(xì)節(jié)，調(diào)試時(shí)要清楚機(jī)器資源的變化情況；匯編語(yǔ)言提供程序員最大的“舞臺(tái)”，而程序員往往為了追求“時(shí)空”的高效率而不顧程序的結(jié)構(gòu)。這是造成調(diào)試?yán)щy的客觀上的原因，使匯編語(yǔ)言的調(diào)試工具落后。

二、發(fā)揮多媒體優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)教學(xué)效果

據(jù)統(tǒng)計(jì)，人們獲取的外界信息中，83%來自視覺，11%來自聽覺，3.5%來自嗅覺，1%來自味覺，1.5%來自觸覺。因此在電子教案的設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分發(fā)揮視聽多媒體的優(yōu)勢(shì)，通過動(dòng)靜的配合、色彩的搭配以及突出概念特征等方法，使枯燥的內(nèi)容變得生動(dòng)活潑，吸引學(xué)生的注意力，從而提高教學(xué)效果。

匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是從事計(jì)算機(jī)研究的基礎(chǔ)，是計(jì)算機(jī)研究和應(yīng)用的技術(shù)人員必須掌握的一門技術(shù)。匯編語(yǔ)言是一種助記符形式的語(yǔ)言，它比機(jī)器語(yǔ)言容易掌握和運(yùn)用。但是，匯編語(yǔ)言仍然是面向機(jī)器的語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)需要掌握CPU的組織結(jié)構(gòu)、存貯器組織、信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的表示、指令系統(tǒng)、尋址方式等知識(shí)，內(nèi)容瑣碎，知識(shí)點(diǎn)多，相對(duì)高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言而言，學(xué)生顯得較難掌握。我們?cè)谥v解該課程時(shí)，充分利用多媒體的特點(diǎn)，改革教學(xué)方法，擴(kuò)大教學(xué)信息量，詳細(xì)演示匯編語(yǔ)言各種開發(fā)工具的使用，讓抽象內(nèi)容直觀化，可以使教學(xué)內(nèi)容形象、具體。這不僅可以更好地吸引學(xué)生的注意力，而且可以加深學(xué)生的理解，使學(xué)生很好地掌握了匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)，匯編語(yǔ)言的應(yīng)用，收到了很好的效果。

1.硬件內(nèi)容的教學(xué)。計(jì)算機(jī)硬件有CPU、內(nèi)存、接口等組成，在教學(xué)中，首先，我們給出抽象的原理框圖，然后給出8086CPU、內(nèi)存條、顯卡等實(shí)物和照片，在此基礎(chǔ)上去講解CPU組織結(jié)構(gòu)、存貯器組織結(jié)構(gòu)、接口的組織結(jié)構(gòu)及其相互聯(lián)系，特別是內(nèi)存訪問時(shí)物理地址的形成過程，利用動(dòng)畫技術(shù)可以使學(xué)生加深理解內(nèi)存的分段方法、段地址、偏移地址、邏輯地址、物理地址、有效地址等抽象概念。

2.尋址方式和指令系統(tǒng)的教學(xué)。在多年的匯編語(yǔ)言教學(xué)中，深深體會(huì)到尋址方式是學(xué)好匯編語(yǔ)言最重要的內(nèi)容，也是一個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生非常不容易掌握，但一旦掌握了，對(duì)學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)乃至學(xué)好整個(gè)匯編語(yǔ)言課程起著重要的作用，在教學(xué)中，我們充分利用多媒體教學(xué)手段，演示8086CPU 七種尋址方式以及8086指令系統(tǒng)各條指令的含義、應(yīng)用，為匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)打下很好的基礎(chǔ)，收到了良好的效果。

3.子程序和宏指令的教學(xué)。匯編語(yǔ)言程序的結(jié)構(gòu)有順序、分之、循環(huán)、子程序、宏指令五種結(jié)構(gòu)，其中子程序是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是匯編語(yǔ)言教學(xué)過程中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，有關(guān)子程序的內(nèi)容包括子程序定義、子程序的調(diào)用、子程序參數(shù)傳遞的方法（利用寄存器、利用內(nèi)存單元、利用堆棧）。子程序執(zhí)行過程中也需要保護(hù)斷點(diǎn)地址、保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。宏指令有關(guān)的內(nèi)容包括宏定義、宏調(diào)用、宏展開。教師可利用多媒體技術(shù)展示子程序調(diào)用的執(zhí)行過程、子程序參數(shù)傳遞的過程以及子程序和宏調(diào)用的區(qū)別，幫助學(xué)生理解程序的執(zhí)行過程，提高匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的能力。

三、利用多媒體，演示匯編語(yǔ)言各種開發(fā)工具的使用

匯編語(yǔ)言的調(diào)式工具有：DOS程序的調(diào)試工具DEBUG和CV、宏匯編MASM611、MASM32使用、W32Dasm使用。

DEBUG.EXE是DOS提供的可用于調(diào)試可執(zhí)行程序的一個(gè)工具軟件，是學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言程序調(diào)試的一個(gè)基礎(chǔ)，有關(guān)它的一些命令的使用必須熟練掌握。必須掌握的內(nèi)容包括DEBUG的啟動(dòng)和退出，常用的DEBUG子命令，如A、U、R、D、G、T、P、E、N、L、W等的使用。

宏匯編MASM6.11是目前最常用的匯編語(yǔ)言編程環(huán)境，其命令行方式上機(jī)操作過程分為四步：編輯源程序、匯編源程序、連接目標(biāo)程序、調(diào)試運(yùn)行可執(zhí)行程序。編輯源程序可以使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中任何能編輯文本文件的編輯器來編輯匯編語(yǔ)言的源程序。常用的編輯程序有：EDIT.EXE、記事本；當(dāng)源程序編寫好后，可用MASM命令或ML/c命令來匯編該源程序；連接目標(biāo)程序用LINK.EXE程序完成；最后調(diào)試運(yùn)行可執(zhí)行程序，如果我們?cè)诔绦蛑袥]有編寫結(jié)果輸出程序，只是把結(jié)果放在了內(nèi)存單元中或CPU內(nèi)部的寄存器中，就需要使用Debug調(diào)試程序查看結(jié)果，或者當(dāng)程序的運(yùn)行結(jié)果達(dá)不到預(yù)期結(jié)果時(shí)，也需要使用調(diào)試程序，找出錯(cuò)誤的語(yǔ)句或邏輯關(guān)系。MASM系統(tǒng)提供了用于源程序一級(jí)的調(diào)試工具CV(CodeView)。

Masm32是Windows下用匯編語(yǔ)言開發(fā)32位程序的工具。Masm32的原代碼編輯、編譯的程序是Qeditor.exe。要用匯編語(yǔ)言編寫使用API函數(shù)和帶有圖形界面窗口GUI的程序，需要使用Masm32。

Windows下的反匯編工具分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)反匯編。常用的靜態(tài)反匯編工具是W32Dasm。

W32Dasm的主要功能有：保存反匯編文本文件和創(chuàng)建方案文件；跳轉(zhuǎn)到代碼的某個(gè)位置；查看導(dǎo)入、導(dǎo)出函數(shù)；以二進(jìn)制方式查看數(shù)據(jù)段和代碼段數(shù)據(jù)；資源定位。

本文為河南工業(yè)大學(xué)校科研基金項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)08XGG022。

參考文獻(xiàn)

[1]趙樹聲，楊建軍.DOS/Windows匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

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