非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的32 位《微機(jī)原理及應(yīng)用》教學(xué)體會(huì)與思考

熊 晶

（長(zhǎng)江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院 湖北 荊州 434023）

《微機(jī)原理及應(yīng)用》是一門(mén)涉及面很寬的學(xué)科，它涉及到數(shù)字電路的一些基本概念、接口問(wèn)題、也涉及到面向機(jī)器的匯編語(yǔ)言編程問(wèn)題。 《微機(jī)原理及應(yīng)用》不僅是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)本科生教學(xué)的主要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一，也是自動(dòng)控制、工業(yè)自動(dòng)化、電子信息、通信工程、機(jī)電一體化等相關(guān)電專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。 我校對(duì)這些非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生也開(kāi)設(shè)了此課程， 目的是使學(xué)生從理論和實(shí)踐上掌握微型機(jī)的組成、工作原理、接口電路及硬件連接，建立微機(jī)系統(tǒng)工作的整體概念，使學(xué)生具有微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟硬件開(kāi)發(fā)的初步能力。 如果按一般的教學(xué)模式即循序漸進(jìn)地講， 由于教學(xué)時(shí)數(shù)所限，只能講一些匯編語(yǔ)言的基本概念和簡(jiǎn)單芯片的介紹，沒(méi)有時(shí)間講解一些綜合性的例子， 不能形成對(duì)微機(jī)系統(tǒng)的整體概念。 非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生缺乏計(jì)算機(jī)硬件及程序設(shè)計(jì)方面等一些必要的先修課程的知識(shí)，往往陷入對(duì)一些復(fù)雜電路的分析中，容易產(chǎn)生畏難、厭倦的情緒。 筆者針對(duì)非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的這種情況，談?wù)勔恍┬牡皿w會(huì)。

1 《微機(jī)原理及應(yīng)用》的教學(xué)現(xiàn)狀

目前 《微機(jī)原理及應(yīng)用》 的課程主體內(nèi)容仍然是16 位8086/8088 處理器、DOS 平臺(tái)的16 位匯編語(yǔ)言和16 位IBM PC 系列機(jī)接口技術(shù)。

而現(xiàn)在計(jì)算機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀是Intel 80x86/ Pentium 等高級(jí)微處理器為核心、Windows 操作系統(tǒng)為主的微型計(jì)算機(jī)主流應(yīng)用環(huán)境， 在微機(jī)系統(tǒng)上應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)也隨之飛速發(fā)展，與此同時(shí)以應(yīng)用型微控制器（MCU 或單片機(jī)）為特征的嵌入式系統(tǒng)和多功能嵌入式微處理器也己成為硬件系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)新的主體，形成了工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)通信、手持設(shè)備，消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品等應(yīng)用方面廣泛的市場(chǎng)。 而與之相反的是國(guó)內(nèi)高校的微型計(jì)算機(jī)技術(shù)理論教學(xué)大多數(shù)仍然停留在陳舊的IA-16階段，主要以Intel 8086/8088 微機(jī)系統(tǒng)為主要的講授內(nèi)容，這些微處理器對(duì)于現(xiàn)在的學(xué)生來(lái)說(shuō)， 他們對(duì)此感到非常陌生，因?yàn)樗麄兏緵](méi)有用過(guò)8086/8088 的機(jī)器， 他們接觸到的都是采用奔騰系列、賽揚(yáng)系列和酷睿等32 位或64 位的微處理器的計(jì)算機(jī)，他們所學(xué)的微機(jī)知識(shí)和接口芯片的知識(shí)的年代和性能離他們目前正在使用的微機(jī)相差太遠(yuǎn)了，以致他們很容易對(duì)所學(xué)內(nèi)容失去興趣。 學(xué)生們也很少愿意了解掌握八十年代陳舊的MS-DOS 體系結(jié)構(gòu)、命令和傳統(tǒng)的命令行或文本畫(huà)面操作方式。

2 32 位微機(jī)原理的教學(xué)內(nèi)容

我們認(rèn)為在教學(xué)內(nèi)容中基于32 位結(jié)構(gòu)的 《微機(jī)原理及應(yīng)用》 課程要在原16 位結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)取舍，刪除過(guò)時(shí)的陳舊技術(shù)，保留核心的基本原理，增添新的先進(jìn)知識(shí)。

在16 位的微機(jī)原理的教學(xué)過(guò)程中， 我們只需要抓住其最核心的東西，也就是必須在學(xué)生的腦海中牢固的樹(shù)立起微機(jī)的工作方式，同時(shí)對(duì)于技術(shù)細(xì)節(jié)不必過(guò)分追求，教學(xué)內(nèi)容可以大膽地摒棄8 位和16 位技術(shù)中陳舊的知識(shí)點(diǎn)， 引出最新的32 位、甚至64 位技術(shù)。例如，匯編語(yǔ)言的32 位Windows編程、 與Visual C++的混合編程， 高速緩沖存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)管理，精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)思想、浮點(diǎn)處理和多媒體指令，以及指令流水線、多線程、多核等技術(shù)。

我們教學(xué)的目的在與通過(guò)教學(xué)就應(yīng)使學(xué)生真正理解和掌握微型計(jì)算機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)、基本工作機(jī)制及典型接口技術(shù)，掌握微型計(jì)算機(jī)到底是怎樣構(gòu)成的，它們又是怎樣工作的。 在此基礎(chǔ)上，再學(xué)習(xí)和掌握微機(jī)發(fā)展的最新成果和技術(shù)。 這樣做不僅較符合人們的認(rèn)識(shí)規(guī)律和知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程，而且也更有利于學(xué)生分析和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。 相反，那種所謂的講授最新的硬件知識(shí)， 市場(chǎng)上流行什么我就講什么，必將導(dǎo)致學(xué)生的知識(shí)廣而不深、 專(zhuān)業(yè)知識(shí)缺乏系統(tǒng)性的弊病。

我們?cè)谧罱鼛啄甑慕虒W(xué)過(guò)程中，實(shí)際的教學(xué)效果告訴我們，盲目拋棄16 位微處理器的知識(shí)是不科學(xué)的，所以我們不主張?jiān)诮虒W(xué)內(nèi)容的編排上應(yīng)該直接以32 位教學(xué)內(nèi)容為起點(diǎn)，而是需要從16 位開(kāi)始循序漸進(jìn)。 教學(xué)中也絕不能靠簡(jiǎn)單增加學(xué)時(shí)來(lái)被動(dòng)地追趕學(xué)科發(fā)展步伐，也不能靠單純?cè)黾诱n程內(nèi)容來(lái)“求新求全”。 我們?cè)诟髡陆虒W(xué)中對(duì)重點(diǎn)技術(shù)都結(jié)合實(shí)例予以說(shuō)明，在實(shí)例的分析過(guò)程注意和這些專(zhuān)業(yè)的學(xué)生的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)相結(jié)合，使之能夠真正應(yīng)用于所學(xué)專(zhuān)業(yè)，并要進(jìn)行歸納和總結(jié)，以利于學(xué)生對(duì)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)中最關(guān)鍵的部分深入理解、牢固掌握和靈活應(yīng)用，同時(shí)對(duì)主要內(nèi)容盡量結(jié)合當(dāng)前最先進(jìn)的技術(shù)作充實(shí)和優(yōu)化，并闡述各新技術(shù)的設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)新點(diǎn)。

3 調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性

硬件類(lèi)課程相對(duì)枯燥，單純靠老師在講臺(tái)上講的教學(xué)方式無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和參與性。 如何去調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性，我們也做了很多嘗試，結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下：可以采用啟發(fā)式教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的思考性；重點(diǎn)內(nèi)容采用討論式，由老師引出問(wèn)題，這樣容易實(shí)現(xiàn)互動(dòng)性；實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用開(kāi)放式教學(xué)法， 容易調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與性和創(chuàng)造性；提出課程設(shè)計(jì)任務(wù)，讓學(xué)生去實(shí)踐，在實(shí)踐去學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和獨(dú)立思考能力。

《微機(jī)原理及應(yīng)用》還是部分非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的考研課程。我們針對(duì)這部分學(xué)生的需求，應(yīng)該在教學(xué)過(guò)程講解一些具有考研難度的試題，作為提高題來(lái)使用。 考研的學(xué)生只要認(rèn)識(shí)到這門(mén)課對(duì)于考取碩士研究生的重要題，他們的積極性自然會(huì)提高。 一部分的同學(xué)肯學(xué)想學(xué)了，在班上就會(huì)形成良好的學(xué)習(xí)氛圍。

4 結(jié)束語(yǔ)

《微機(jī)原理及應(yīng)用》 課程特點(diǎn)是面向?qū)I(yè)多， 教學(xué)層次多，大部分專(zhuān)業(yè)都是非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生。 非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生由于專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的限制， 掌握此課程有著先天的不足，但是我們針對(duì)其各專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，有目的去引導(dǎo)教學(xué)，在教學(xué)內(nèi)容上有所取舍，不斷創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高，為社會(huì)培養(yǎng)復(fù)合型應(yīng)用型人才。

［1］李華貴，等.微機(jī)原理與接口技術(shù)：基于IA-32 處理器和32 位匯編語(yǔ)言[M].北京:電子工業(yè)出版社，2010.

［2］白凱，熊晶，文漢云.非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)》課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)：自科版，2009（2）:383-384.

［3］錢(qián)曉捷.微機(jī)原理與接口技術(shù)：基于IA-32 處理器和32 位匯編語(yǔ)言[M].4 版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

［4］錢(qián)曉捷.基于32 位結(jié)構(gòu)的微機(jī)原理教學(xué)方案[J].教育與教學(xué)研究，2009（13）:81-82.