微型计算机技术课程的式教学

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摘 要：《微型计算机技术》是一门工程性很强的课程,内容涵盖丰富,软硬件结合,学习难度较大.本文从寻求问题出发到实际解决该问题的过程中培养学生的学习兴趣,从而获得学习的主动性.

关 键 词：微型计算机技术思考主动性

中图分类号：G642文献标识码：CDOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.21.110

1前言

微型计算机技术是一门计算机科学专业必修的专业基础课,是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程.通过对本课程学习,使学生获得微型计算机硬件技术的基础知识、基本思想和基本方法技能,培养学生利用以微型计算机硬件为主、从硬件与软件的结合上处理问题的思维方式和分析、解决计算机工业应用及计算机科学专业领域问题的初步能力,为进一步学习和应用相关方面的新知识、新技术打下必要基础.

2学习的难点

对于计算机及其相关专业的学生来说这是一门极其重要的课程,同样也是一门比较难的课程.笔者分析了一下,主要难在这些方面：第一,知识量大、细节较多,讲授的内容涵盖微处理器系统结构、指令系统、汇编语言程序设计、存储器技术、中断技术、输入输出技术、可编程接口技术和总线技术,一个细节掌握不好可能影响整个课程的学习,比如,在指令系统中有关于输入（IN）和输出（OUT）的指令,如果不能理解深刻,后面的关于接口技术中的编程根本无法进行；第二,授课内容对学生来说比较枯燥,需要记忆的内容很多,这就直接导致一部分学生疏于记忆,由于该课程各个章节的知识连贯性较强,后续的学习没有基本知识做铺垫根本寸步难行,前部分知识掌握得不全面直接影响后续部分的学习,学生学习中遇到的问题会越来越多,易造成“滚雪球”效应,比如,指令系统这一章介绍了8086CPU常用的指令集,这是所有编程的基础,学生如果记不住常用指令,根本无法进行汇编语言程序设计,也就无法写出接口程序；第三,该课程是软、硬件结合,应用性较强,而该课程的理论学时和实验学时有限,要想学好必须在课外进行大量的训练,这就要求学生有较强的学习主动性与自觉性.

3启发式教学的思路

孔子言,“知之者不如好之者,好之者不如乐之者”.对于学生来说,如果有足够的兴趣作支撑,以上所述的这些难点都可以克服,因此,作为老师,在教授学生知识的同时,更应该思考如何让学生喜欢这门课程,让学生在整个学习过程中一直保持浓厚的兴趣.从而,教学方法就显得极其重要,笔者讲授微型计算机技术课程多年,一直从事这方面的思考和研究,逐渐摸索出一些经验和技巧,最后归结为启发式教学,主要的思路如下所述.

3.1从问题出发寻求该知识学习的必要性

作为教学活动,整个课堂如果只有老师一人在不停地讲课的话,再有趣的课也会让人感觉枯燥乏味,随之就是学生昏昏欲睡,课堂变成老师一个人的课堂,学生的学习积极性可想而知.学生的学习是以兴趣作为支撑,而怎样让学生对一门课程产生兴趣,提问未尝不是一种好办法.有了问题,学生就会主动思考,寻求解决该问题的办法,现有的知识不够,那就去寻找新的知识.在这样的过程当中,学生是作为主体参与了课堂,比起被动接受老师的知识来说学生的积极性有了大幅度的提升.比如在介绍有符号数在计算机内表示的过程中,首先并不提原码、反码和补码,而是给学生抛出一个简单的问题：有符号的数在计算机内表示时,用最高位表示符号位,剩余的其它位表示数值位,如果机器字长为8位,那么8在计算机中表示为00001000B,-8在计算机中表示为10001000B,如果将两者相加结果是多少?学生很快就能得出结果为10010000B,它表示-32,很显然答案错了,所以在计算机内有符号数的表示并不是如此,那怎么表示呢?课程讲述到这里很轻松地就引出了原码、反码和补码的概念,让学生觉得是为了解决问题而学,不是为了学习而学.再比如介绍指令系统的时候,如果从头到尾一条一条讲,学生基本上没有兴趣去一条一条记忆,即使记住了,也是空洞的.老师就可以从需求的角度出发引导学生学习.要让8086CPU去计算1234H+5678H怎么办?很显然一次完成不了,那就要分两次相加,高位在相加的时候必须考虑低位的进位,所以需要采用不同的加法指令ADD和ADC,对于减法也是如此,就可以顺理成章地引出SUB和SBB指令；作为加法和减法,在学习C语言的时候有自增和自减,这里是否能实现呢?这样就可以引出INC和DEC指令；在数学中我们可以取一个数的相反数,这里可以吗?你可以很肯定地告诉学生,NEG指令就可以解决这个问题.如此等等,我们很多的知识都可以在探索解决实际问题的过程中让学生知道为什么要学这个知识,学习了之后有什么益处.

3.2从思考问题的解决方法中学会新知识

很多人都有这样的体会,一道题目看着别人做完,回过头来自己再做的时候有可能就做不出来了,原因是什么?看着别人做题的过程中自己并没有主动思考,这样所获得的信息并没有在自己的大脑中留下深刻的印象,所以,学习的过程应该是一个思考的过程.微型计算机技术这门课程知识点非常多,单纯地靠死记硬背不仅学习的过程枯燥乏味,更重要的是知识掌握得非常不牢固,等到要用的时候发现还是不会.因此,向学生提出问题之后,在解决这个问题的过程当中去学会新知识就变得顺其自然.指令系统中的BCD码的修正指令一直是学习的难点,难的不是规则的记忆,而是理解之后的应用.那么老师完全可以从为什么需要BCD码的修正指令出发把对指令的讲解一点一滴地呈现在学生面前.比如,针对加法压缩BCD码的修正指令DAA可以举3个实例：

①12+34,（12）BCD+（34）BCD等于00010010B+00110100B等于01000110B等于（46）BCD,结果正确；

②18+38,（18）BCD+（38）BCD等于00011000B+00111000B等于01010000B等于（50）BCD,结果不正确；③12+38,（12）BCD+（38）BCD等于00010010B+00111000B等于01001010B,此处1010B不是正确的BCD码,没有结果；

通过这3个实例,学生可以知道,直接利用BCD码完成十进制数的加法计算的过程有的正确,有的错误,那么这个结果还能用吗?错误的结果有没有办法可以变成正确的?第②个例子的结果是01010000B等于（50）BCD,正确的结果应该01010110B等于（56）BCD,相差6；第③个例子的结果是01001010B,正确的结果是01010000B等于（50）BCD,也相差6.因此可以推出一条结论：使用BCD码完成十进制数的加法计算,结果如果有问题只要稍加修正即可.关键是何种情况下修正?又该如何修正?这里就涉及到了问题的本质,作为十进制数的进位规则是逢十进一,在用BCD码完成十进制数的加法计算的过程中,使用的是二进制的进位规则,每4位二进制数表示一位十进制数,那么二进制的低4位和高4位的进位规则是逢十六进一,这就造成了进制的不统一,所以会出现问题.再进一步分析：第②个例子中存在低4位向高4位的进位,所以结果应该把多进的6补回来；第③个例子中低4位的值已经大于10,作为十进制数的加法就应该向高位进一,所以也应该加个6；第①个例子低4位向高4位不存在进位,低4位相加的值又小于10,所以不需要修正.低4位的情况如此,高4位也是一样,这样就总结出DAA指令的修正规则：低4位的值大于9或者低4位向高4位有进位（即AF等于1）,就将低4位加6；高4位的值大于9或者高4位向更高位有进位（即CF等于1）,就将高4位加6.通过这样的分析学习新知识,学生就很难忘记了,以此类推,其它的减法压缩BCD码的修正指令DAS、加法非压缩BCD码的修正指令AAA、减法非压缩BCD码的修正指令AAS也可以用相同的学习过程.

4结论

学而不思则罔,没有思考的学习是空洞的.学生的自信在解决一个一个问题的过程当中得到了提升,从而可以对该课程产生浓厚的兴趣,由此而形成的学习的主动性不仅对其它课程的学习,甚至是以后的工作生活可以产生深远的影响.