創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的硬件課程教學(xué)

李元章　譚毓安　張雪蘭　張全新

摘要：針對(duì)日益嚴(yán)峻的就業(yè)形勢(shì)下如何提升計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)，分析現(xiàn)有硬件課程相關(guān)教學(xué)計(jì)劃的優(yōu)缺點(diǎn)，提出培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)硬件課程相關(guān)的實(shí)踐和創(chuàng)新能力的基本思路，為導(dǎo)向創(chuàng)新型課程教學(xué)和實(shí)踐進(jìn)行有益探索。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)；教學(xué)實(shí)踐；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

0.引言

隨著國(guó)家信息化步伐的加快和高等教育的發(fā)展，社會(huì)對(duì)于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才的需求呈現(xiàn)一種加速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，各級(jí)高校都建立起較為完善的計(jì)算機(jī)人才的培養(yǎng)體系，社會(huì)上的各種培訓(xùn)機(jī)構(gòu)也針對(duì)當(dāng)前社會(huì)對(duì)于計(jì)算機(jī)需求的熱點(diǎn)問(wèn)題提供培訓(xùn)服務(wù)。但隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)從業(yè)人員的增多，國(guó)家對(duì)計(jì)算機(jī)人才的需求不僅體現(xiàn)在數(shù)量的增加上，更多體現(xiàn)在質(zhì)量的提高上。培養(yǎng)具有較高的研究和實(shí)踐能力的高層次計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才已經(jīng)成為許多重點(diǎn)大學(xué)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教育的主要目標(biāo)，理論與實(shí)踐并重對(duì)建設(shè)“研究型”大學(xué)，構(gòu)建創(chuàng)新型社會(huì)具有重要意義。

1.現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生不僅要掌握系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)基本理論和基本知識(shí)，更要掌握最新的軟硬件技術(shù)，擁有較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力，來(lái)滿(mǎn)足企業(yè)用人單位的崗位技能要求，實(shí)現(xiàn)真正意義上的人才培養(yǎng)與崗位需求“零距離”。而要想讓學(xué)生真正掌握計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，達(dá)到熟練應(yīng)用的目的，就必須加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，努力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

如果教學(xué)計(jì)劃顧此失彼，不能突出專(zhuān)業(yè)特色，學(xué)生擇業(yè)難度就會(huì)加大。因此，高校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)要想面向企業(yè)培養(yǎng)出合格人才就必須改變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，明確并圍繞實(shí)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，調(diào)整課程體系結(jié)構(gòu)，注重實(shí)踐技能的培養(yǎng)，改革舊的教學(xué)設(shè)置，加大實(shí)踐環(huán)節(jié)，重新設(shè)置教學(xué)計(jì)劃，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地建設(shè)，開(kāi)展校企合作，提高師資隊(duì)伍整體素質(zhì)，為完成實(shí)用型人才培養(yǎng)制訂切實(shí)可行的計(jì)劃，確立人才培養(yǎng)的模式。

匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)和硬件技術(shù)的接口和橋梁，是高等院校計(jì)算機(jī)軟硬件及應(yīng)用專(zhuān)業(yè)學(xué)生需要學(xué)習(xí)的核心課程之一，它是直接面向CPU的效率最高的語(yǔ)言，也是能夠利用計(jì)算機(jī)所有硬件特性并且能夠直接控制硬件的一門(mén)語(yǔ)言。在某些場(chǎng)合，只有使用匯編語(yǔ)言才能達(dá)到目的，如系統(tǒng)的引導(dǎo)控制、軟件的加密與破解、病毒剖析、代碼優(yōu)化、CPU核心編程、軟件疑難問(wèn)題分析等。然而，由于它的內(nèi)容十分豐富，知識(shí)量大，概念抽象，被認(rèn)為是一門(mén)“教師難教、學(xué)生難學(xué)”的課程。

微機(jī)接口技術(shù)是與計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)聯(lián)系最密切的一門(mén)課程，掌握微機(jī)接口技術(shù)能使學(xué)生充分了解和運(yùn)用微機(jī)領(lǐng)域內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)，尤其是涉及CPU與外部設(shè)備進(jìn)行的有關(guān)控制、傳輸?shù)鹊募夹g(shù)。該課程中的Windows操作系統(tǒng)保護(hù)模式內(nèi)容也是操作系統(tǒng)、編譯原理等課程的先修知識(shí)。但由于該課程與硬件技術(shù)聯(lián)系最密切，而計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的本科生又缺少計(jì)算機(jī)硬件實(shí)踐的鍛煉，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)普遍反映難度較大，很難完全掌握相關(guān)知識(shí)，尤其涉及芯片級(jí)的硬件技術(shù)時(shí)，更是難以深入認(rèn)識(shí)。

針對(duì)上述課程問(wèn)題，為提高學(xué)生實(shí)踐能力，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)，結(jié)合了匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)和微機(jī)接口技術(shù)相關(guān)知識(shí)的實(shí)踐性課程——匯編與接口課程設(shè)計(jì)被引入了教學(xué)計(jì)劃。該教學(xué)計(jì)劃試圖在這些課程的基礎(chǔ)上探索一條提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力的新道路。

匯編與接口課程設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科生的一門(mén)必修課，是對(duì)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)和計(jì)算機(jī)組成原理等計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)必修課程的必要補(bǔ)充和延伸。通過(guò)該課程的改革和發(fā)展，使學(xué)生從硬件類(lèi)相關(guān)課程中學(xué)到的知識(shí)得以鞏固和深化，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件類(lèi)課程和相關(guān)研究方向的興趣。課程將理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過(guò)大量與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)和掌握匯編語(yǔ)言和接口技術(shù)等方面的內(nèi)容。

基于以上情況，以提高學(xué)生的實(shí)踐能力，尤其是與微型計(jì)算機(jī)硬件相關(guān)的實(shí)踐能力為導(dǎo)向，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，更新教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)設(shè)備，設(shè)計(jì)出新的實(shí)踐案例是我們的研究重點(diǎn)。

如何通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)手段使學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，掌握計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)和軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的基本方法，訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生硬件動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力以及認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)，提升學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)硬件相關(guān)課程需要關(guān)注的重點(diǎn)。

2.待解決的問(wèn)題

如何改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力，是我們研究的重點(diǎn)。匯編與接口課程設(shè)計(jì)主要解決以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

1）密切跟蹤新技術(shù)的發(fā)展，緊跟當(dāng)前計(jì)算機(jī)領(lǐng)域熱點(diǎn)問(wèn)題。

計(jì)算機(jī)技術(shù)及相關(guān)的軟硬件設(shè)計(jì)正處于高速發(fā)展過(guò)程中。然而，由于計(jì)算機(jī)相關(guān)教材中理論的整理、編寫(xiě)和出版的時(shí)間滯后性，學(xué)生通過(guò)書(shū)本所學(xué)到的理論知識(shí)和當(dāng)前計(jì)算機(jī)、信息領(lǐng)域所活躍的應(yīng)用技術(shù)有一定的差距。因此，如何緊跟當(dāng)前的熱點(diǎn)問(wèn)題，使學(xué)生在走出校園后能夠快速跟上計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的節(jié)奏是我們要考慮的一個(gè)主要問(wèn)題。

如今，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)越來(lái)越普及，移動(dòng)終端和博客、微薄和微信的結(jié)合已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生最大的興趣所在。在匯編與接口課程設(shè)計(jì)中，我們將開(kāi)設(shè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)移動(dòng)通信模塊GPRS/3G等實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板和網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生不僅可以掌握相關(guān)的理論知識(shí)，還能掌握底層硬件基礎(chǔ)上的實(shí)踐能力，當(dāng)學(xué)生走上工作崗位后能快速投入到項(xiàng)目中，實(shí)現(xiàn)高校和企業(yè)的無(wú)縫連接。除該實(shí)驗(yàn)外，課程設(shè)計(jì)還將開(kāi)設(shè)更多與當(dāng)前技術(shù)熱點(diǎn)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。

我們還將重點(diǎn)針對(duì)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行課程改革，逐步改變現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，以目前主流的嵌入式主板作為硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，全面更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)都可以在嵌入式主板及外設(shè)的框架內(nèi)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)采用國(guó)內(nèi)獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，更貼近目前的實(shí)際應(yīng)用。

2）實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合。

目前，實(shí)驗(yàn)課程所依托的科研團(tuán)隊(duì)科研成果豐碩，這些科研成果都是當(dāng)前最新的技術(shù)、方法和理論，如何將這些理論與實(shí)踐，特別是與實(shí)驗(yàn)課程相結(jié)合，也是當(dāng)前教學(xué)教改所研究的重點(diǎn)endprint

將科研成果引入到教學(xué)實(shí)踐中，需要處理好經(jīng)典與現(xiàn)代、理論與實(shí)踐的關(guān)系，既要體現(xiàn)基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、兼容性，又要注意與時(shí)俱進(jìn)，還要在滿(mǎn)足教學(xué)基本要求的前提下，注意把科研成果引入教學(xué)與實(shí)驗(yàn)，在實(shí)踐教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，促進(jìn)實(shí)踐型、研究型課程的教學(xué)改革。

在實(shí)施中，需要依托科研項(xiàng)目，注意提取科研中的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，并引入到教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，提升創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)水平。在教學(xué)與科研結(jié)合方面，課程主講人所屬的教學(xué)團(tuán)隊(duì)主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究所和計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)團(tuán)隊(duì)教師組成，有很好的結(jié)構(gòu)。主講教師參加的研究項(xiàng)目中有許多與底層硬件相關(guān)，如反匯編逆向分析、程序性能優(yōu)化、高級(jí)語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言的混合編程等應(yīng)用，積累了豐富的匯編語(yǔ)言工程開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)。我們將注意提取科研中的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，引入到教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，豐富課程實(shí)例，深入淺出地講解，以便學(xué)生更好地理解知識(shí)，跟上時(shí)代的發(fā)展，為學(xué)生把知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決前沿科技問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。這必將推動(dòng)教學(xué)質(zhì)量的進(jìn)一步提高，為使學(xué)生學(xué)有所用，把所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

3）實(shí)現(xiàn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)以設(shè)計(jì)微/小型系統(tǒng)軟件及具有應(yīng)用背景的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為主，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)的融會(huì)貫通能力，如數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、全屏幕編輯器設(shè)計(jì)、讀取硬盤(pán)序列號(hào)、獲得遠(yuǎn)程機(jī)器的控制權(quán)、硬盤(pán)DMA等。

匯編與接口課程設(shè)計(jì)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。課程組跟蹤計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的最新發(fā)展，對(duì)國(guó)內(nèi)外的相關(guān)課程教學(xué)及實(shí)踐進(jìn)行了深入的調(diào)研，結(jié)合在科研實(shí)踐中取得的部分成果，開(kāi)設(shè)出一系列具有鮮明應(yīng)用特色的驗(yàn)證型、綜合型和創(chuàng)新型的層次實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步鞏固理論教學(xué)內(nèi)容。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)以掌握單元知識(shí)為目標(biāo)，著重訓(xùn)練基礎(chǔ)編程能力，如中斷程序設(shè)計(jì)、線(xiàn)程同步、文件管理、高效數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等。創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)以設(shè)計(jì)具有應(yīng)用背景的實(shí)驗(yàn)為主，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)體系的融會(huì)貫通能力，如緩沖區(qū)溢出實(shí)驗(yàn)、讀取硬盤(pán)序列號(hào)、硬盤(pán)DMA等。匯編與接口課程設(shè)計(jì)課程組還開(kāi)發(fā)了嵌入式系統(tǒng)51系列相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，使學(xué)生在掌握Windows/DOS匯編語(yǔ)言編程技術(shù)的同時(shí)，掌握51匯編語(yǔ)言及51C語(yǔ)言編程技術(shù)。通過(guò)這些實(shí)踐，不僅鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，也拓寬了學(xué)生的視野，為學(xué)生進(jìn)行自主性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)打下了基礎(chǔ)。

按照建構(gòu)主義教育理論，基于個(gè)體的差異性，學(xué)生可以按照自己的能力和興趣選做部分或全部實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性。這種強(qiáng)調(diào)自主學(xué)習(xí)的教學(xué)過(guò)程和方法，有效地促進(jìn)了學(xué)生自我認(rèn)知的發(fā)展和新知建構(gòu)。通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高了學(xué)生的程序設(shè)計(jì)能力，為學(xué)習(xí)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程、設(shè)計(jì)硬件驅(qū)動(dòng)、性能優(yōu)化、代碼對(duì)抗等底層系統(tǒng)級(jí)軟件程序打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為導(dǎo)向創(chuàng)新型課程進(jìn)行了有益的探索和實(shí)踐。

在課程實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，召集部分學(xué)有余力、對(duì)課程感興趣的學(xué)生組建學(xué)習(xí)興趣小組。教師提供一些有一定難度的匯編語(yǔ)言和接口技術(shù)相關(guān)的開(kāi)放型課題以及預(yù)期的研究成果和目標(biāo)交予興趣小組討論和研究。同時(shí)，教師給予積極的指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的研究興趣，并以此帶動(dòng)整個(gè)教學(xué)班的學(xué)習(xí)和研究氣氛。

課程將會(huì)充分發(fā)揮學(xué)生的想象力，給學(xué)生一個(gè)創(chuàng)新思維的空間。我們培養(yǎng)的學(xué)生將來(lái)不僅是計(jì)算機(jī)的使用者，更是計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)者。在學(xué)生能夠熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，給課程注入新的活力，這將鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。

3.實(shí)驗(yàn)實(shí)踐

重點(diǎn)針對(duì)課程的現(xiàn)狀，按照本科教學(xué)合格評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)新的綜合型、研究型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。按照驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、案例綜合型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)這3個(gè)層次逐漸培養(yǎng)學(xué)生開(kāi)發(fā)與接口技術(shù)相關(guān)的應(yīng)用程序和驅(qū)動(dòng)程序的能力。

匯編與接口課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程的主要內(nèi)容可以分為橫向和縱向兩個(gè)方面。

在縱向上，課程的主要內(nèi)容分為4部分：第1部分是匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，包括6個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和4個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；第2部分是微機(jī)接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)，以TPC-H通用微機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為平臺(tái)，設(shè)計(jì)了各種接口芯片實(shí)驗(yàn)，包括6個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、5個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和4個(gè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；第3部分是匯編語(yǔ)言與接口技術(shù)相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)，該部分主要是一些重點(diǎn)體現(xiàn)匯編語(yǔ)言應(yīng)用于接口技術(shù)的實(shí)驗(yàn)，共4個(gè)實(shí)驗(yàn)；第4部分是一些綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，如與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)、GPS定位實(shí)驗(yàn)等，共5個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)。

從橫向上，課程的主要內(nèi)容也分為4部分：第1部分基于Pentium的Windows匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，如數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、全屏幕編輯器設(shè)計(jì)、緩沖區(qū)溢出實(shí)驗(yàn)等，共5個(gè)實(shí)驗(yàn)；第2部分是基于8086/ARM的16位機(jī)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如讀取硬盤(pán)序列號(hào)、雙機(jī)通信等；第3部分是基于嵌入式8951/ARM的匯編實(shí)驗(yàn)，如實(shí)現(xiàn)A/D、D/A轉(zhuǎn)換、計(jì)算器設(shè)計(jì)、中斷控制等實(shí)驗(yàn)，該部分包括6個(gè)基本實(shí)驗(yàn)和1個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)；第4部分是基于895l/ARM的C語(yǔ)言驗(yàn)證試驗(yàn)，該部分是在嵌入式8951/ARM環(huán)境下采用c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)和匯編語(yǔ)言相同的功能，學(xué)生通過(guò)編寫(xiě)51匯編語(yǔ)言和實(shí)現(xiàn)相同功能的51C語(yǔ)言相比較，找到C語(yǔ)言對(duì)應(yīng)的反匯編碼，分析其優(yōu)劣，從而達(dá)到舉一反三的效果。

和其他實(shí)踐課程類(lèi)似，匯編語(yǔ)言與微機(jī)接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，只有通過(guò)大量的實(shí)踐，才能夠真正達(dá)到得心應(yīng)手的效果，才能夠?qū)μ岣邔W(xué)生的動(dòng)手能力有所幫助。與目前的其他實(shí)踐類(lèi)課程相比，本課程的教學(xué)實(shí)踐力圖在以下幾個(gè)方面有所創(chuàng)新。

1）不同軟件系統(tǒng)下的理解和實(shí)踐能力培養(yǎng)。

由于匯編語(yǔ)言和接口技術(shù)本身的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)這些實(shí)踐技術(shù)離不開(kāi)實(shí)際的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。因此，本課程既要兼顧以DOS環(huán)境為主的16位模式程序設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足目前大部分控制硬件的程序要求，也要體現(xiàn)時(shí)代性，介紹以Windows為主的32位保護(hù)模式下的接口技術(shù)相關(guān)程序設(shè)計(jì)，授課內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)能更好地與目前主流計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相吻合。

除此之外，課程設(shè)計(jì)改革還考慮到在單片機(jī)和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)下的匯編語(yǔ)言與接口技術(shù)相結(jié)合的實(shí)踐能力培養(yǎng)，給學(xué)生以充分的選擇余地。endprint

2）不同的CPU架構(gòu)下的實(shí)踐能力培養(yǎng)。

眾所周知，在CPU方面，Intel系列已經(jīng)經(jīng)歷了從16位的8086/8088/80286到32位80386/80486/Pentium（II、III、IV），

直到64位的Itanium。本實(shí)踐課程的一部分選擇當(dāng)今廣為流行的Intel 80X86及Pentium為CPU的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其兼容機(jī)作為硬件平臺(tái)，另外一部分選擇了以8951/ARM為代表的單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)作為編程的主要硬件環(huán)境，深入學(xué)習(xí)和實(shí)踐匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)與接口技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。通過(guò)895l/ARM/8086/Pentium一系列的匯編語(yǔ)言和接口技術(shù)的實(shí)踐，使學(xué)生能夠充分了解匯編語(yǔ)言在不同的CPU架構(gòu)下的編程規(guī)范以及掌握匯編語(yǔ)言具有CPU依賴(lài)性的特點(diǎn)，使學(xué)生在未來(lái)的應(yīng)用中能夠快速掌握不同體系、不同架構(gòu)下的CPU的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。

3）更高的著眼點(diǎn)。

目前，很多高校的計(jì)算機(jī)課程只注重在一些應(yīng)用層面上對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)，然而，我們認(rèn)為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科本科專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該將著眼點(diǎn)放在將學(xué)生培養(yǎng)成計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)者而不是計(jì)算機(jī)的使用者上。

目前，社會(huì)上對(duì)于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才的需求非常旺盛，很多信息類(lèi)、機(jī)械類(lèi)甚至管理類(lèi)的學(xué)生畢業(yè)后都選擇了投身于計(jì)算機(jī)與信息行業(yè)。如果我們將培養(yǎng)目標(biāo)僅僅定位于計(jì)算機(jī)的合格使用者上，那么計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科畢業(yè)生相比其他專(zhuān)業(yè)學(xué)科的畢業(yè)生毫無(wú)專(zhuān)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生不僅要會(huì)編寫(xiě)程序，還要知道為什么這樣編寫(xiě)程序，更要知道計(jì)算機(jī)底層是如何對(duì)這些程序進(jìn)行編譯、解釋和執(zhí)行的。而要了解這些知識(shí)，就需要充分地接觸、了解和掌握匯編語(yǔ)言和接口技術(shù)相關(guān)的知識(shí)，課程中開(kāi)設(shè)的一些綜合性實(shí)驗(yàn)在硬件上涉及8951、ARM、8086和Pentium系列CPU，軟件上涉及匯編語(yǔ)言、C語(yǔ)言和51C語(yǔ)言，從橫向和縱向兩個(gè)方面加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制的理解，對(duì)相關(guān)課程知識(shí)間的融會(huì)貫通起到促進(jìn)作用。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)課程中還需要學(xué)生動(dòng)手連接各種接口芯片的線(xiàn)路，以直觀的方式向?qū)W生展示計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行的步驟，充分了解各種接口芯片的工作機(jī)制、運(yùn)行方式等，打通學(xué)生從底層硬件技術(shù)到頂層軟件技術(shù)了解計(jì)算機(jī)的通路，提供了很好的將學(xué)生培養(yǎng)成合格計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)者的途徑。

4.結(jié)語(yǔ)

我們的目標(biāo)是培養(yǎng)計(jì)算機(jī)學(xué)科高水平研究型人才，并以此積極開(kāi)展實(shí)踐型學(xué)習(xí)的教學(xué)思想研究，提高教學(xué)質(zhì)量，在教學(xué)中體現(xiàn)現(xiàn)代教育思想，符合科學(xué)性、先進(jìn)性和教育教學(xué)的普遍規(guī)律，恰當(dāng)運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)與方法，建設(shè)具有特色和一流教學(xué)水平的實(shí)踐型、創(chuàng)新型課程。通過(guò)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)和編制不同體系、不同架構(gòu)下匯編語(yǔ)言程序的能力；熟悉和掌握時(shí)效性要求高、直接控制硬件等與接口技術(shù)相關(guān)的程序設(shè)計(jì)基本方法；掌握調(diào)試工具，準(zhǔn)確分析程序錯(cuò)誤，甚至剖析、優(yōu)化用其他語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)的可執(zhí)行程序的關(guān)鍵代碼；加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制的理解，并對(duì)相關(guān)課程知識(shí)間的融會(huì)貫通起到促進(jìn)作用等。我們的最終目標(biāo)是根據(jù)課程本身的特點(diǎn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，改進(jìn)教學(xué)方法，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)能力，為實(shí)現(xiàn)高水平研究型大學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)。endprint