以問(wèn)題為導(dǎo)向的接口技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)改革研究

談嫻茹　劉玉潔

摘要：在導(dǎo)向性問(wèn)題不同的側(cè)重點(diǎn)影響下，計(jì)算機(jī)接口技術(shù)課程有著不同的教學(xué)重點(diǎn)，但結(jié)合不同專業(yè)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)接口技術(shù)需求的實(shí)際，對(duì)接口技術(shù)課程教學(xué)改革是很有必要的，為此研究以問(wèn)題為導(dǎo)向的接口技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)改革。結(jié)合學(xué)生課程學(xué)習(xí)時(shí)遇到的接口技術(shù)問(wèn)題，設(shè)定硬件與軟件接口技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)，實(shí)際改革時(shí)，將學(xué)生作為應(yīng)用課程的主體，設(shè)定應(yīng)用課程教學(xué)模式，結(jié)合接口技術(shù)的理論知識(shí)與應(yīng)用知識(shí)的重要程度，安排課程學(xué)時(shí)，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的接受程度為改革標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建課程改革運(yùn)行機(jī)制，最終完成研究。

關(guān)鍵詞：接口技術(shù);應(yīng)用課程;教學(xué)改革;運(yùn)行機(jī)制

中圖分類號(hào)：G40.7? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）06-0154-02

計(jì)算機(jī)接口技術(shù)是一種極大提高計(jì)算機(jī)硬盤(pán)外部數(shù)據(jù)傳輸率的一項(xiàng)接口技術(shù)，在該技術(shù)控制作用下，能夠大幅度提高E-IDE接口的性能，結(jié)合同步協(xié)議，配合相應(yīng)的芯片組，提高原有計(jì)算機(jī)的最大傳輸速度，解放硬件設(shè)施內(nèi)的CPU，進(jìn)而釋放大量的數(shù)據(jù)傳輸線程，控制數(shù)據(jù)直接傳輸至主存中，避免過(guò)多的數(shù)據(jù)占據(jù)計(jì)算機(jī)的CPU，提高整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能[1，2]。為此研究以問(wèn)題為導(dǎo)向的接口技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)改革。國(guó)外針對(duì)接口技術(shù)研究起步較早，最早在嵌入式系統(tǒng)仿真開(kāi)始時(shí)，就已初步形成接口技術(shù)的初步理論，現(xiàn)已根據(jù)不同串口的功能形式，形成不同的接口技術(shù)方案。國(guó)內(nèi)針對(duì)接口技術(shù)研究起步較晚，當(dāng)今的接口技術(shù)更加偏向于理論，應(yīng)用層面上還存在大量的教學(xué)空白。

1 以問(wèn)題為導(dǎo)向的接口技術(shù)

1.1 硬件接口技術(shù)

在計(jì)算機(jī)硬件的基礎(chǔ)上，根據(jù)內(nèi)部芯片JTAG協(xié)議對(duì)端口訪問(wèn)標(biāo)準(zhǔn)，讀取計(jì)算機(jī)內(nèi)部寄存器的數(shù)值，利用調(diào)試軟件將JTAG中各項(xiàng)信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)接口TD1上，實(shí)際調(diào)試硬件接口時(shí)，在數(shù)據(jù)接口TD1與TD0之間放置一個(gè)寄存器，此時(shí)數(shù)據(jù)指令通過(guò)芯片的引腳加載至數(shù)據(jù)寄存器中[3]?？刂浦噶罴拇嫫髦械膕hift位移數(shù)據(jù)在接口TD2與接口TD3之間傳輸，將接口時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為BYPASS指令，在接口與寄存器的控制下，數(shù)據(jù)指令直接傳輸至接口TD0，而不經(jīng)過(guò)接口TD1，根據(jù)上述的處理過(guò)程，根據(jù)不同傳輸信號(hào)的性質(zhì)，即可得到不同計(jì)算機(jī)硬件接口的功能，接口功能如下表所示：

根據(jù)上表所示的硬件接口功能，在上述接口功能的驅(qū)動(dòng)下，在接口TD0與TD1之間設(shè)置斷點(diǎn)緩沖區(qū)，設(shè)定緩沖區(qū)后，重新定義IO串口的功能，連接核心硬件中的標(biāo)準(zhǔn)四線，通過(guò)核心控制芯片的內(nèi)部計(jì)數(shù)器產(chǎn)生控制指令，在軟件產(chǎn)生的各項(xiàng)操作指令下，調(diào)用一個(gè)USB接口，控制緩沖區(qū)輸出配置兩個(gè)功能點(diǎn)，在硬件調(diào)試板上，控制固件芯片數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)與RAM接口連接，在核心處理硬件上設(shè)置一個(gè)硬件內(nèi)部接口，內(nèi)部接口連接硬件的計(jì)數(shù)器，配置一定的數(shù)據(jù)端點(diǎn)并與硬件調(diào)試器相連。完成初步調(diào)試后，初始化硬件引腳的功能，在調(diào)試器上連續(xù)輸入三個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，設(shè)定硬件數(shù)據(jù)寄存器貫通兩個(gè)數(shù)據(jù)鏈，在I/O接口的控制下，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件芯片的模擬輸入以及輸出。硬件接口技術(shù)研究完畢后，結(jié)合硬件的核心功能，研究軟件接口技術(shù)。

1.2 軟件接口技術(shù)

在設(shè)定軟件接口技術(shù)時(shí)，以學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題為軟件技術(shù)的導(dǎo)向，首先分析學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的學(xué)習(xí)需求，在計(jì)算機(jī)軟件接口的學(xué)習(xí)過(guò)程中，集成專業(yè)化的軟件，能夠統(tǒng)一各個(gè)軟件平臺(tái)之間的轉(zhuǎn)換形式。在軟件編程環(huán)境下，使用功能代碼進(jìn)入到軟件工作平臺(tái)中，在軟件的二次開(kāi)發(fā)作用下，軟件技術(shù)也就產(chǎn)生了多種的接口方式，對(duì)于軟件功能強(qiáng)大、學(xué)生產(chǎn)生疑惑多的接口，在軟件功能編程以及構(gòu)建程序接口處，采用宏錄制和組件應(yīng)用架構(gòu)組合形式，控制硬件操作在軟件接口的控制下自動(dòng)生成代碼。為了保證上述組合形式能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)用戶界面接口的集成，設(shè)定一個(gè)Windows API函數(shù)，在該函數(shù)的控制下，將窗口、事件以及硬件消息進(jìn)行整合。

在窗口處設(shè)定一個(gè)句柄，利用該句柄動(dòng)態(tài)分配軟件代碼的身份，在查找軟件的控制下，設(shè)定事件動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程，在硬件指令經(jīng)過(guò)軟件接口發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)，數(shù)據(jù)引發(fā)消息傳輸該消息至窗口，窗口即時(shí)發(fā)生響應(yīng)。在整合硬件消息時(shí)，采用API函數(shù)對(duì)窗口接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用，得到不同數(shù)據(jù)信息在計(jì)算機(jī)硬件中的位置以及參數(shù)列表。根據(jù)參數(shù)列表中數(shù)據(jù)信息的參數(shù)類型設(shè)定后臺(tái)數(shù)據(jù)接口，劃分后臺(tái)數(shù)據(jù)接口為輸出標(biāo)準(zhǔn)化模型以及數(shù)據(jù)庫(kù)連接，根據(jù)計(jì)算機(jī)軟件接口不同的功能，設(shè)定一個(gè)輸出模型的標(biāo)準(zhǔn)格式，配合數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)的連接接口，將數(shù)據(jù)庫(kù)組件與功能組件進(jìn)行匹配，在不斷匹配控制下，多數(shù)的組件與外部構(gòu)件產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，在實(shí)際軟件技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中，更加便捷的封裝軟件功能模塊。在研究不同方向的接口技術(shù)后，研究應(yīng)用課程教學(xué)改革。

2 應(yīng)用課程教學(xué)改革

2.1 設(shè)定應(yīng)用課程教學(xué)模式

在設(shè)定教學(xué)模式時(shí)，以實(shí)際教學(xué)中學(xué)生產(chǎn)生的問(wèn)題為模式設(shè)計(jì)方向，將學(xué)生作為應(yīng)用課程的主體，將原有學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的方式轉(zhuǎn)換為任務(wù)學(xué)習(xí)小組的模式，通過(guò)多個(gè)學(xué)習(xí)個(gè)體之間的相互配合，形成一個(gè)成熟的流程應(yīng)用課程運(yùn)行方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)于接口技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣，所以在設(shè)定應(yīng)用課程的教學(xué)模式前，首先確定應(yīng)用課程的任務(wù)，根據(jù)課程學(xué)生實(shí)際的知識(shí)接受能力，從學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)接口技術(shù)的理解以及認(rèn)知范圍，確定教師在實(shí)際教學(xué)的教學(xué)任務(wù)，在不同教學(xué)階段設(shè)定不同技術(shù)水平的課后任務(wù)，教師結(jié)合對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的了解，將學(xué)生匹配為整體水平相同的學(xué)習(xí)小組，以團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)能力強(qiáng)且專業(yè)能力強(qiáng)的人作為組長(zhǎng)，為不同應(yīng)用課程任務(wù)下發(fā)課業(yè)任務(wù)，整理并監(jiān)督整個(gè)小組任務(wù)的任務(wù)進(jìn)程。

教師在核實(shí)各個(gè)小組完成的課程作業(yè)后，分析并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，確定不同學(xué)習(xí)小組之間對(duì)應(yīng)用課程的掌握程度，針對(duì)不同學(xué)習(xí)小組存在的學(xué)習(xí)任務(wù)，提出優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)，并提出相應(yīng)的修改意見(jiàn)。各個(gè)學(xué)習(xí)小組修改教師指出的意見(jiàn)后，將整個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)中形成的各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用方式以及遇到的各項(xiàng)問(wèn)題，落實(shí)成為紙質(zhì)任務(wù)書(shū)。教師匯總不同階段應(yīng)用課程紙質(zhì)任務(wù)書(shū)中，不同學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握情況不同，根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況，調(diào)整接下來(lái)的課程教學(xué)方向。根據(jù)接口技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)，在不同的應(yīng)用層面上，設(shè)定自我評(píng)價(jià)、組員評(píng)價(jià)、別組評(píng)價(jià)以及教師評(píng)價(jià)的綜合評(píng)價(jià)方式，在不同的評(píng)價(jià)方式上賦予一定的分值，教師采用公開(kāi)不記名的方式對(duì)評(píng)分進(jìn)行匯總計(jì)算，根據(jù)最終的分值確定學(xué)生在接口技術(shù)學(xué)習(xí)上掌握程度。設(shè)定應(yīng)用課程教學(xué)模式后，結(jié)合不同課程的應(yīng)用性，安排應(yīng)用課程的課時(shí)。

2.2 應(yīng)用課程課時(shí)安排

在制定應(yīng)用課程的課時(shí)安排時(shí)，根據(jù)微機(jī)原理、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)以及接口技術(shù)三大模塊間知識(shí)的連續(xù)性，將偏向理論的課程劃定到理論課時(shí)安排內(nèi)，在偏向操作的課程劃定到實(shí)踐課時(shí)內(nèi)，劃定得到三大教學(xué)模塊理論課時(shí)與實(shí)踐課時(shí)，微機(jī)原理，理論6課時(shí);匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，應(yīng)用15課時(shí)、理論4課時(shí);接口技術(shù)，應(yīng)用24課時(shí)、理論10課時(shí)。

在如上的課時(shí)安排下，微機(jī)原理模塊主要介紹各項(xiàng)計(jì)算機(jī)硬件組合以及軟件概念，實(shí)際運(yùn)行時(shí)計(jì)算機(jī)的原理。按照不同的硬件功能以及軟件性質(zhì)，設(shè)定不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)習(xí)模塊，作為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識(shí)，應(yīng)在理論課程中設(shè)置多個(gè)教學(xué)課時(shí)，為應(yīng)用課程打下堅(jiān)強(qiáng)的理論基礎(chǔ)。匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程中含有一定的軟件理論知識(shí)，在基礎(chǔ)理論知識(shí)的支撐下，學(xué)生可以利用相應(yīng)的理論知識(shí)，在實(shí)際操作中實(shí)現(xiàn)不同硬件的功能，所以在設(shè)置該部分的課程時(shí)，將理論課時(shí)作為應(yīng)用課時(shí)的基礎(chǔ)，將教學(xué)的重點(diǎn)放在應(yīng)用課時(shí)上，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的能力。接口技術(shù)是承載硬件與軟件功能實(shí)現(xiàn)的重要載體，所以在設(shè)置該門(mén)課程的課時(shí)時(shí)，將理論課程與實(shí)踐課程同樣作為重點(diǎn)，讓學(xué)生在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，不斷加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，將理論知識(shí)轉(zhuǎn)換為實(shí)際。

在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，硬件接口技術(shù)有著很強(qiáng)的實(shí)踐性，不同的硬件接口連接方式可能會(huì)給計(jì)算機(jī)的軟件功能帶來(lái)不同的變化，所以根據(jù)不同的硬件裝置以及硬件接口，設(shè)定不同內(nèi)容應(yīng)用教學(xué)接口實(shí)驗(yàn)課程，設(shè)定的教學(xué)實(shí)驗(yàn)以及相應(yīng)的課時(shí)安排如下表所示：

在上表所示的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及學(xué)時(shí)課程安排下，增強(qiáng)接口技術(shù)課程的實(shí)踐性。設(shè)定應(yīng)用課程安排后，構(gòu)建應(yīng)用課程改革運(yùn)行機(jī)制，完成改革研究。

2.3 構(gòu)建課程改革運(yùn)行機(jī)制

在上述應(yīng)用課程的課時(shí)安排下，以課程學(xué)習(xí)進(jìn)度以及學(xué)生的接受程度為改革標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)定的應(yīng)用課程運(yùn)行周期下構(gòu)建一個(gè)映射關(guān)系，以接口技術(shù)的知識(shí)鏈為基礎(chǔ)，設(shè)置不同應(yīng)用改革設(shè)施的監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)，根據(jù)不同水平的指標(biāo)達(dá)成度，考量一定學(xué)習(xí)周期內(nèi)學(xué)科的科學(xué)性以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合接口技術(shù)信息平臺(tái)發(fā)布的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)用課程教學(xué)采用課前、課中以及課后三個(gè)階段的質(zhì)量評(píng)價(jià)階段，在以問(wèn)題為導(dǎo)向的過(guò)程中，根據(jù)問(wèn)題在改革教學(xué)中得到解決的數(shù)量，對(duì)應(yīng)用課程周期性的改革方向進(jìn)行及時(shí)的分析，及時(shí)解決學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用課程學(xué)習(xí)時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題，以應(yīng)用課程第一次調(diào)整教學(xué)方向?yàn)楦母锲瘘c(diǎn)，最終應(yīng)用課程的評(píng)定作為終點(diǎn)，將學(xué)生產(chǎn)生的問(wèn)題要素作為改革運(yùn)行中的規(guī)范要素，控制各個(gè)要素間的相互影響關(guān)系，保持課程教學(xué)改革的一致性。根據(jù)接口技術(shù)應(yīng)用課程的側(cè)重點(diǎn)，在改革的最后，結(jié)合不同學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的需要，匯總學(xué)生的導(dǎo)向問(wèn)題，平衡學(xué)生與學(xué)習(xí)之間的關(guān)系，最終形成一個(gè)關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的改革方式。綜合上述分析，最終完成對(duì)以問(wèn)題為導(dǎo)向的接口技術(shù)及應(yīng)用課程教學(xué)改革研究。

3 結(jié)束語(yǔ)

在計(jì)算機(jī)課程實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，以學(xué)生在應(yīng)用課程中產(chǎn)生的問(wèn)題為教學(xué)導(dǎo)向，能夠提高學(xué)生對(duì)接口技術(shù)的掌握能力，為計(jì)算機(jī)教師今后研究接口技術(shù)的應(yīng)用型教學(xué)提供更多的參考依據(jù)。教師在實(shí)際改革過(guò)程中，應(yīng)時(shí)刻關(guān)注接口技術(shù)的最新發(fā)展，避免學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)習(xí)過(guò)時(shí)的知識(shí)。但文中提出的應(yīng)用課程教學(xué)改革只是提供了一個(gè)整體的改革方向，在實(shí)際運(yùn)用到教學(xué)中時(shí)，應(yīng)注意與實(shí)際教學(xué)重點(diǎn)相結(jié)合。

參考文獻(xiàn)：

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【通聯(lián)編輯：張薇】