时间：2022-03-07 05:47:04
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇微机原理，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词 计算机应用 计算机原理 高等职业教育 能力培养
引言：《微型计算机原理及应用技术》是高等职业学校计算机及相关专业一门非常重要的专业基础课，同时也是一门发展迅速、与实践结合紧密的学科，了解和掌握微型计算机原理和应用的知识是现代社会工程和科研人员比不可少的一项技能。对于高等职业院校的学生来讲，掌握这门课就显得十分重要。本文主要结合教学实践，就充分调动学生学习的主动性，培养学生的创新能力和创新精神方面进行了详细探讨。
一、合理的把握教学的理论起点，侧重硬件部分的教学
高等职业学校的学生掌握计算机的基本原理和计算机的工作方式方法是使得学生获取后续学习能力和持续发展能力的重要保证。但在微机原理的教学过程中，许多内容比较复杂、抽象，学生难以理解。如CPU如何执行程序、存储器的读/写操作、数据/地址线的合用、键盘的扫描等等。如何让学生能更好地理解和接受这些知识，不产生厌学情绪，为此我在教学中合理安排好教学计划，尝试了多种教学方法，取得了一定的教学效果。
首先在制定教学计划时，力争做到重点突出、层次分明。在教学过程中，适时加入对知识纵向和横向的延伸，如在介绍基本原理的基础之上合理的介绍计算机应用的新技术，调动学生学习积极性的同时将计算机日新月异的技术发展介绍个学生。这样才能够最大限度的活跃课堂氛围，让学生能够带着对于新知识的新鲜感和求知欲进行课堂学习，起到事半功倍的作用。
其次在教学方法上，采用启发、渐近、案例、比喻等多种教学方法，充分利用多媒体工具，提高学生的学习兴趣和学习欲望，达到了所要的教学效果。如在介绍存储器时，为了便于学生理解，我把存储器比喻成了学生的宿舍，每个宿舍相当于每个存储单元，每个宿舍都有门牌号那就相当于存储器的单元地址，每个存储单元可存放8位二进制数，那就相当于每个宿舍可住8个学生，存储器读数据比喻成学生走出宿舍，学生进宿舍就好比向存储器内写数据。在讲算术运算指令时，采用启发式教学，首先引导学生回忆标志寄存器的结构和数制计算时的补码运算，在此基础上再介绍算术运算类指令的格式和功能。有了这良好的理论基础，再介绍十进制数转换为十六进制转换程序。用顺序结构算法讲解转换过程，引导学生思考传统算法的不足，为后续介绍循环结构打下基础。
二、加强实验教学，重视技能的训练
微机原理是一门实践性非常强的课程，在日常的教学中，除了要有很好的课堂教学来对学生进行指导之外，实验教学的环节也是必不可少的重要环节。受传统教学的影响，实验课程往往局限于对理论的验证或者是课堂教学的补充，这就在很大程度上限制了学生综合素质的培养。实验课程应该促进学生的学习动机，使得学生可以处在一种期望和主动学习的状态，通过实验课程来培养学生的学习兴趣。在实验过程中，采用多种教学方法相结合，提高教学效率。如对于一些验证性实验和简单的程序设计等基础性实验，可以通过演示法进行教学。对于一些设计性实验，可采用启发、案例、讨论等方法来进行教学。比如在讲授可编程并行通信接口芯片8255A时，如果单纯只讲它的内部结构、引脚和功能、控制字和它的工作方式，学生对这些枯燥的内容就很难理解，通过“交通灯控制”实验，让学生通过编程来实现信号灯的控制，这样学生通过动手明白了如何设置控制字来控制各端口的工作方式、各个端口在不同工作方式下的状态等内容。
当然在具体的实验过程中，由于每一个章节的教学内容都有不同的侧重，学生在进行实验的时候其动手能力也是不断的变化的，所以其教学的深度和难度也会不断的调整和变化。因此在微型原理的教学中务必要紧扣高职学校教学的特点，更加贴近实战，这样才能真正促进学生综合素质的全面提升，为学生工作学习养成良好的习惯。
三、引入工程意识，丰富理论知识
高等教学的特点和目标是将使用作为主导思想来贯穿在整个教学之中。为了可以在教学中能够让学生从整体上把握计算机学习的系统性，就必须将工程的意识引入到日常的教学中，以此来达到提升学生理论知识的目的。教学中，老师可以多给学生讲解一些计算机领域发展中新的技术和前沿信息，一方面可以有效的激发学生学习的积极性，另一方面通过老师的讲解，可以促使学生计算机学习的理论知识更为丰富。
计算机工程是一个系统的知识体系，需要学生长期的积累才能达到良好的效果。但是仅仅依靠高职阶段的课本知识还是远远不够的，需要老师引导学生进行计算机学习体系的构建。而最为关键的是要培养学生学习计算机的兴趣，树立起长期学习计算机知识的目标，通过一次次老师的启发中，使得学生在学习中获取成功和收获，最终帮助学生构建起属于自身的计算机知识体系。
四、结束语
《微型计算机原理及应用技术》主要讲授的是一些原理性知识，学生能否通过老师的教学获得知识，这虽然和教育的对象以及教学的环境有着密切的关系，但这更取决于学生的决心。高等职业学校教学中面临的困难不少，但老师只要充分的考虑提升学生综合能力的目标，不断的进行教学方法的探讨，寻找适合自己所带班级学生特点的教学方法，发挥学生在课堂中的主体作用。只要教学以学生成长做为教学的动力和目的，就能够使得学生在获取知识的同时掌握学习的能力和方法。
参考文献：
[1]周佩玲 彭虎 傅忠谦 《微机原理与接口技术（基于16位机）》电子工业出版社 2006.
[2]朱金均 《微型计算机原理及应用技术（第2版）》 机械工业出版社
关键词：微机原理与接口技术；教学改革；实验教学
微机原理与接口技术是高等学校电子信息类专业的主干本科专业课程。该课的教学目的是，通过本课程的学习，学生从应用的角度出发，在理论和实践的基础上掌握微型计算机的基本组成、工作原理、汇编语言程序设计、接口电路及硬件的连接，建立系统的整体概念，具有微机应用系统软、硬件开发的初步能力[1]。可见，课程内容兼顾了硬件和软件两方面的特点，具有涉及的知识面广、实践性强的特点，而且随着当代信息科学技术的发展和社会对人才要求的提高，各种新型的微型计算机技术和虚拟仿真和设计技术大量使用[2-4]，所以有必要对这门课程进行教学改革和优化[5-7]，达到教学相长的目的。
1课程内容与结构优化
微机原理与接口技术课程以高级语言程序设计、数字/模拟电子技术为前级课程，概念多、专有名词多、接口芯片多，学生普遍反映课程内容抽象，学起来较困难，从而失去了学习的信心，教学效果不理想。但是该课程是后续课程，如单片机技术、可编程控制器原理及应用、DSP原理及应用、嵌入式系统设计、计算机控制技术等课程学习的重要基础，具有重要的地位，如图1所示。因此，对该课程的教学内容和结构进行优化具有很大意义。
计算机科学发展迅猛，新技术层出不穷，从八十年代初的8位机Z80模型机到现在的Pentium系列模型机或高端嵌入式技术，相应地，微机课程的教学对基础性、先进性和前沿性都有很高的要求，要求对传统和现代的内容进行协调。
大学专业课程教学不同于职业技术培训[8]，必须强调培养学生的专业基础和分析能力，为进一步的深造作应有的准备，而不能盲目追求最新或最实用技术的讲解介绍。因此，微机原理教学内容组织的指导思想是：从熟悉基本原理、基本概念入手，培养学生的分析和扩展能力，在保证基础的前提下，注意引入计算机发展中涌现的新技术，科学合理地更新课程内容，保持先进性和时代性。
首先，由于这门课程概念多、比较抽象、内容相对枯燥，在具体课程内容组织中，教师仍旧以Intel的16位微处理器8086为主，详细讲解其执行部件EU和总线接口部件BIU架构、管脚定义与作用、各种总线操作时序、指令系统和汇编程序设计方法。在I/O接口部分，则以并行接口、串行接口和定时器/计数器接口为例，教师重点讲解I/O接口的基本原理及典型电路。因为以8086 CPU为核心的讲授在内容和方法上都比较成熟，有利于基本概念和基本原理的引入介绍。教学实践证明，如果一下子将教学内容全面提升到32位，如Pentium系列微机，则很多概念和技术成了没有根基的东西，学生纠缠于高端CPU的技术细节中，无法理解和领会微机硬件结构和接口技术发展的过程，学习起来难度太大，无法达到应有的教学效果。
其次，在教学内容中适当地补充最新的微机技术，并保持对国外原版计算机系列优秀教材的关注，主动学习和消化吸收其先进的技术和方法，将之引入课程教学中。例如，笔者在教学中将ARM32位嵌入式芯片的开发技术引入到课程内容讲解中，使大学的课程教学能和现阶段主流项目研发中使用的技术相衔接，开阔了学生的视野，也为学生走出课堂、适应社会技术发展作准备。
2课堂教学方式优化
2.1灵活应用多媒体教学辅助手段
在教学中，良好的教学方式和手段是通过课程内容传授培养学生能力和素质的保证。在微机原理课堂教学中，相当多的内容只是用文字描述和定义，其对象看不见、摸不着，学生普遍感觉比较抽象和枯燥，只知其然不知其所以然。因此，必须要摒弃传统照本宣科的讲授方法，通过多媒体辅助教学手段的灵活应用加以改变。多媒体技术是先进的计算机技术与视频、音频和通信等技术融为一体而形成的新技术。通过使用多媒体教学手段，把文字、图形、声音、动画等媒体形式有机地组合在一起，抽象知识具体化和形象化，可以有效加强学生的理解和记忆。
例如，在讲授指令系统的寻址方式时，教师可以把执行部件EU、接口部件BIU和存储器等部件执行不同寻址方式指令的变化，做成Flash课件演示。让学生清楚地了解指令执行过程中EU、BIU中的寄存器等部件以及存储器存储单元中内容的变化，并理解各部件之间的构造、功能和指令执行过程中的互相配合过程。这样一来，学生通过感性的认识，可以记得更加牢靠。
2.2引入现代仿真技术加强教学
随着计算机技术的发展，虚拟仪器和仿真技术已经成为现代科学研究和技术开发的利器。同样，将这些现代仿真技术引入课堂教学中，弥补课堂教学中只有枯燥讲解而缺乏实际操作环境的不足，可以大大提高教学质量。
例如，EMU8086仿真软件可以很好地辅助课堂教学。EMU8086是基于8086 CPU的仿真软件，与8086的功能十分相近，其内部集成了汇编程序编辑器、汇编器、连接器、参考资料、例程、学习指南和虚拟硬件等。它能模拟真实微处理器的每一步骤，并显示内部寄存器、存储器、堆栈、变量和标志寄存器，而且其中任何一个数值都可通过鼠标双击来改变。同时，它还虚拟了微机显示器、交通红绿灯、直流步进电机、LED等外设，因此是一款可以很好地辅助微机原理教学的仿真软件。图2所示是笔者将EMU8086用于辅助汇编语言程序设计教学的例子。由图可知，程序可以单步执行或全速执行，每步执行过程中，各寄存器内容变化一目了然，学生可以设置观察窗口观察变量与堆栈变化等。其他的仿真软件有Proteus等。
2.3加强网络教学平台的应用
为了延伸课堂教学，打破课堂教学时间和空间的限制，笔者将网络技术的发展引入微机原理课程的教学中，建立了网络教室。课堂教学的每个课件和多媒体动画都会上传到网络教室中，学生可以在课前下载预习，提高课堂的参与度。同时，网络教室也提供工程项目技术资料、课外扩展阅读材料以及其他相关英文资源、国外著名高校的课堂讲课录像等，学生在这里可以获取原汁原味的国外相关技术知识。网络教室不仅提供了一个资源共享的网络平台，还可以使老师和学生突破时空局限，通过网上授课、网上提问、网上作答甚至网上实验和网上考试等，更大程度地提高学生与老师交流的便利性。
3实践教学环节优化
3.1上机实习和操作实验结合，增加设计性实验
如前所述，微机原理与接口技术是实践性和操作性很强的课程，实验环节是课程教学的重要方面。笔者根据教学实际需要，把实验划分成上机实习和操作实验两部分。
上机实习是理论课程的上机作业，主要针对指令系统和汇编语言程序设计的学习。由浅入深地分为验证性题目和设计性题目。在教学实践中，笔者要求学生在个人电脑上安装EMU8086仿真软件，进行程序的编制和调试，并最终提交上机实习报告。
操作实验需要到实验室进行，实验内容也是由浅入深地分为I/O接口基础实验和设计性综合实验两部分。主要针对微机I/O接口的学习和系统综合设计能力培养。I/O接口基础实验是为了巩固学生对基础理论知识的理解，并培养学生基本的实验操作技能和方法；设计性综合实验是以某一设计目标为导向的开放性设计题目，学生也可以在教师的指导下自拟设计性实验题目。
以前的微机原理实验教学都是在设定好的条件和环境下进行验证性实验，学生学习的积极性和创造力都没有得到发挥。笔者进行实践教学环节的优化，将上机实习和操作实验灵活结合，有效地协调教学内容多和教学学时数逐步减少的矛盾，有利于学生课后的学习思考、巩固加深。而且设计性实验的开出可以锻炼学生的综合程序设计能力和综合创新能力。
3.2先进虚拟仿真技术在实验中的应用
根据实际教学经验，在操作实验中，因为实验时间较短，学生没有充分时间对一些异常现象或程序预期输出和实际输出不相符的情况进行仔细观测、研究和试验，只得草草收兵。或由于实验设备的大部分连线已经固定，学生实际连线操作较少或较简单，实验未能使学生对理论课程内容有深刻的感性理解。甚至由于实验设备接口的频繁插拔，造成设备的损坏而一时难以修复，导致实验无法继续进行。
因此，我们在课程教学，特别是实验教学中引入了先进的虚拟仪器仿真技术-Proteus，来弥补实验室实验的缺陷，增加实验的灵活性，加深学生对课程内容的理解。
Proteus是一款嵌入式系统设计和仿真软件，可以分析、仿真各种模拟器件和集成电路，同时提供示波器、逻辑分析仪、信号发生器等虚拟仪器仪表。在Proteus7.5SP3版本中，已经开始提供对8086芯片及相关接口的支持，可以用于微机原理实验教学的虚拟仿真。图3给出了一个利用8086 CPU、8255A，8251A和8253A进行综合设计的仿真原理图，加上相应汇编程序，则可实现计算器的仿真。
同样地，我们可以利用Proteus实现微机原理实验教学中的内存扩展、并行接口、串行接口、A/D和D/A转换、中断等实验。同时，也可以利用Proteus仿真软件进行开放性实验的设计，提高学生的综合知识应用能力。
4结论
从实际教学效果来看，通过从课程内容与结构的优化、课堂教学方式的优化和实践教学环节的优化三个方面对微机原理与接口技术课程进行改革后，学生学习的积极主动性有了明显提高，课堂气氛活跃，参与度高。对相关后续课程和设计的跟踪调查也表明，学生在此课程中普遍提高了知识综合和设计能力。
参考文献：
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[2] 韩萍,康健. 基于LabVIEW的信号处理技术应用演示及实验系统设计[J]. 实验技术与管理,2010,27(7):99-103.
[3] 乔建华,李临生,田启川. Proteus在单片机教学中的应用分析[J]. 电气电子教学学报,2008,30(3):70-73.
[4] 谷兆麟. 基于EMU8086的微机系统的辅助学习方法[J]. 天津工程师范学院学报,2006,16(4):26-28.
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[6] 吕淑平,朱齐丹,曾薄文. 微机原理及应用实验教学设计与实践[J]. 实验科学与技术,2010,8(3):91-93.
[7] 陈君,唐秀明. 基于SNS的“微机原理与接口技术”教学改革探讨[J]. 当代教育理论与实践,2010,2(2):63-65.
[8] 王志军,王克义,杨延军. 微机原理教学中几个问题的探讨[J]. 计算机教育,2010(7):64-66.
Exploration on Teaching Optimization of Microcomputer Principle and Interface Technology
CHEN Zhiming
(Department of Electronic Science, Huizhou University, Huizhou 516007, China)
关键词:微机原理与接口技术;教学;汇编
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 10-0000-01
Brief Talking about Teaching of “Microomputer Principles and Interface Techniques”
Lv Xue
(Huaxia College,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070,China)
Abstract:"Microcomputer Principle and Interface Technology" is a basic course,engineering students is a bridge course,is the basis for turning professional required courses,most students find this course difficult to learn,difficult,boring,tasteless,for these situations teaching us to discuss.
Keywords:Microomputer Principles and Interface Techniques;
Teaching;Assembly
一、引言
计算机是上个世纪四十年代的产物,世界上的第一台计算机问世于1946年2月15号,当时正处在第二次世界大战期间,美国的导弹研究所为了计算导弹的运行速度委托了宾词法尼亚大学研制计算机,最终在1946年2月15号研制成功。《微机原理与接口技术》在工科专业,特别是电信、检测、自动化的必修课程。
二、课程内容及安排
《微机原理与接口技术》是一门实践性和应用性很强的课程。主要的重难点包括了以下几个方面的内容:计算机的基本工作原理、汇编语言程序设计的基本方法、微机系统与输入输出设备的典型接口电路和接口技术。
在这里我们可以根据所授课专业的不同,总体将内容分为两大部分:微机原理、接口技术。
(一)微机原理部分
1.微型计算机的基本概念。
包括计算机的发展历史、分类、趋势,CPU的发展历史,典型的微型计算机代表,计算机中的数制及编码,将学生慢慢的带入到微机的世界中来。
2.微处理器与总线。
首先介绍微型计算机系统的系统总成,使学生有了微机系统概念后,再进入CPU的学习,CPU是微机的核心,那么针对典型的8086和8088CPU进行内部结构和外部引线的介绍。在8086/8088CPU的教学中,重点要注意内部存储器的讲授,8086/8088CPU是现在计算机发展的奠基石,特别是“分段技术”和“指令预取队列”。
第二部分为总线技术,首先把总线概念给出,再依次介绍总线的的基本功能,与CPU、外设之间的关系,最后举例说明8086/8088系统总线。
3.8086/8088指令系统。
这一部分内容是后续汇编语言程序设计的基础,指令的寻址方式是指令运用的前提条件,指令的功能及编程方法都是在指令的寻址方式之后给学生介绍,由于指令较多学生容易出现记忆混乱的现象,我们在讲授时应当分类总结。
4.汇编语言程序设计。
这一部分内容是对前面讲授内容的总结及应用,汇编语言的设计时以指令为基础的,首先要给出汇编语言的编程概念,与高级语言的不同之处。其次要多举例说明汇编语言的编程方法,比如常见的顺序程序、分之程序、循环程序等等。最后对一些常用程序设计进行举例说明。
(二)接口技术部分
这一部分以中断技术开始进行讲解,中断技术是《微机原理与接口技术中的》的重点内容。
1.中断技术。
首先要告诉学生什么是中断,再依次讲解中断原理,中断系统组成及其功能,8086的中断系统等等。中断的处理过程,中断向量表;中断嵌套的概念,在这里还要介绍一种常用的中断控制器8259A,中断控制器8259A的功能及使用,编写初始化程序和中断服务程序。初始化控制字和操作控制字的作用和使用。最好举例子进行说明。
2.微型计算机的输入/输出。
I/O接口的作用和一般结构;I/O编址方式和I/O传送方式;并行接口8255A的原理、模式、输入/输出控制及扩展方法,使用并行接口器件8255A解决一些简单实际问题。
定时/计数器8253的原理及使用方法(工作方式设定、定时时间、常数计算、初始化程序)。
三、实验教学
《微机原理与接口技术》这门课程的实践性较强,在这里我们需要以多实验进行辅助教学,让学生能提高动手能力。主要可以分为两大部分:软件编写,硬件接口。依据学生的专业性质进行适当的调节,使学生通过实验教学真正的能进行控制语言的编写。
四、学方法与手段
由于《微机原理与接口技术》这门课程学时较长,内容较多,难记忆,我们不能用填鸭式的方式进行教学,必须想办法提高学生的学习兴趣。
(一)实行启发式教学
教学采取以学生自学为主、教师重点讲授为辅,理论与实践结合的方式进行。仍以板书授课为主,精讲主要内容,相对容易或非重点内容留给学生自学,以弥补课程时数不足问题。启发式教学不仅有助于培养学生获取信息,利用课内、外学习和掌握知识的能力,而且有助于学生对问题进行分析、判断和独立思考的能力的培养,实现了融“教”与“学”为一体、理论教学与实践教学为一体、课程教学和课外教学为一体的教学方式,从而取得了良好的教学效果。根据自己的教学经验,恰当引入启发式教学,活跃课堂气氛,适当互动,调动了学生学习的积极性。
(二)综合式
将板书、录像、实物、课件等教学方法相结合,发挥各自优势,使教学方法和手段灵活多变,具有激发学生的好奇心,对课程不断有新鲜感的特点。在教学方法上,重点研究和实践如何提高单位时间的教学信息量的有效方案、优化课堂讲授内容、协调好基础与新技术的关系,并交叉使用讲授与自习两种方式。
(三)电子课件式
采用生动的电子课件,再辅以必要的板书,一方面使抽象的问题(例如电机的旋转、接触器的动作等)变得形象具体,另一方面增加了课堂信息量,解决了教学时数与内容的矛盾。
参考文献:
关键词：微机原理；多媒体；比喻；C语言
《微机原理与接口技术》课程是职业院校计算机及其相关专业的一门重要的专业基础课。课程任务是使学生建立微机系统的整体概念，具有应用接口芯片进行软硬件开发的初步能力。但是，由于目前学生入学门槛有所放低，学生总体素质也有所下降，所以如何上好《微机原理与接口技术》这门课程，已成为职业院校教师必须深思的课题。根据本人的教学实践和学生的反馈信息，并结合该课程的特点，我在教学过程中对其教学方法进行了一些探索。
一、微机教学中存在的问题
《微机原理与接口技术》这门课程内容抽象，知识点多，并具有理论与实践、硬件与软件相结合等特点，再加上计划课时有限，导致教师很难在有限课时内较好地完成教学任务。
这门课程教学难度大，学生学习兴趣差，普遍感到这门课难学、难懂，多数学生学习目标不明确，总体概念建立不起来，思路不清晰，学习这门课的角度掌握不准确。
二、明确教学目标，激发学习动机
针对该门课程的特点和学生状况，为调动学生的学习积极性和主动性，在教学中，教师首先要让学生明确以下几个问题：
1. 明确学习的侧重点
学习《计算机应用基础》，我们可以演示规范的电子表格，播放一段幻灯片作引导；学习《微机原理与接口技术》，我们也可通过多媒体演示微机应用的例子开始。如多点数据采集系统，通过传感器A/D转换电路采集温度、压力等；利用8255A芯片控制LED数码管的亮和灭，模拟十字路口的交通灯控制系统等。通过这些演示，一方面能使学生明确该课程的实用性，激发学生的学习热情；另一方面能使学生有一个总体的认识，了解人们是怎样用微机进行控制的，知道应用微机操作的具体过程。比如在对红绿灯的演示中，我们可以进一步有意通过键盘改变程序的内容，使灯亮的盏数发生变化，延时时间加长或缩短，并且在操作中我们也可有意将程序改错，观察数码或屏幕显示的错误信息，然后再改正过来正确显示，从而使学生了解人机是怎样会话的、人们的意图是怎样通过编写程序控制微机实现的。这样，就能使学生加深理解该课程的侧重点，掌握编程和接口连接的方法，并能向微机发出命令进行控制操作。
2. 明确从应用的角度学习微机原理，将微机作为一种工具使用
要使学生具有计算机的应用技能，我们就应先从使用的角度、而不是从维修的角度详细讲整个系统的工作过程。如汽车是人的代步工具，从使用角度来说应学习驾驶技术、考驾照，而不是学一定难度的维修；同样电脑代替不了人脑，但其作为一种工具，可帮助人们实现工业、交通的自动控制。所以，按照心理学上认知规律，要先从应用角度学会如何操作微机，实现其控制功能，而不是一开始就要对整体微机系统和工作原理进行深入分析，对微机故障进行维修。因此，对于编程序要着重学习CPU的寄存器、中断方式、存储器的地址分配、端口地址等，对于接口的连接要熟悉典型接口芯片的功能、各个引脚特性、工作方式等。
三、改进教学方法，突破难点
1. 利用多媒体教学，使抽象内容形象化
由于微机内部芯片的高度集成化，其工作原理讲解起来比较抽象，工作过程难于理解。特别像寄存器、存储单元内容看不见、摸不着，传统的教学方式效果不理想。为此，我们可利用多媒体进行辅助教学，将抽象、复杂的内容采用直观、形象的多媒体课件进行演示，化抽象为具体、化难为易，以利于学生理解和掌握，提高学生学习的兴趣。
教材中各种图比较多，如原理图、时序图以及流程图等，如果我们用传统的教学方式，既费时又不规范。而运用多媒体课件辅助教学，可很快直观地展示给学生，对重点内容可用不同的颜色标注，需强调的内容可用闪烁方式显示，使学生紧跟老师的思路，既省去了大量的板书时间，又以整齐、美观和可重现等方式展现课程内容，提高了教学效率。实践证明，采用现代化的教学手段，可以把原本枯燥的硬件课程讲解得生动易懂，加深学生对理论知识的理解，达到事半功倍的效果。
2. 形象比喻，深入浅出
比喻就是打比方，根据事物之间的相似点，把某一事物比作另一事物，把抽象的事物变得具体，把深奥的道理变得浅显。该课程内容抽象，学生学习起来困难较多，在教学过程中，我们可拿一些生动、形象的例子来作比喻，以便学生理解和掌握。
如寻址方式，指令操作首先要寻找操作对象的操作数，为提高CPU的运行速度，CPU中设有寄存器可暂存数据，而数据主要存在存储器中。若操作数在寄存器中可直接找到，就是直接寻址；若操作数在存储器中不能直接找到，可通过寄存器中的有关信息找到，即寄存器间接寻址。我们可用去宿舍找学生作比喻，若知道学生的具体房间号，可以直接去找（直接寻址），不知道可以去宿舍值班室询问，得知学生房间号后再找到学生，这就类似于寄存器的间接寻址。
又如中断引入解决了高速CPU与低速外设信息的交换问题，CPU由被动变为主动，采用分时操作，从而大大提高了效率。如何使学生理解中断的执行过程，我们可用优秀售货员或以教学讲课中学生有问题举手提问作比喻，教师允许学生提问并作出回答，即为响应中断和执行教学中断服务的程序过程。
另外，刷新可用慢撒气的自行车作比喻，中断扩展电路8259A可比作经理的秘书等。课本中许多枯燥抽象的问题，多能与生活中的事情联系起来，通过恰当的比喻会使它们变得生动形象，易于被学生理解和接受。
四、结合C语言学习汇编语言
建构主义认为学习不是被动接受刺激的过程，而是学习者通过新旧知识经验间反复的、双向的意义建构过程。因此，学生已有的知识经验对于学习新知识具有重要的作用。多数学生已有了高级语言的基础，如C语言，教学过程中我们可利用学生已有的知识、熟知的事物恰当地运用类比，学生学习的兴趣就会很浓，更重要的是学生对所学的知识不容易遗忘，而且能达到“举一反三”“触类旁通”的效果。
如两种语言设计中相似之处较多：（1）程序设计的基本步骤：分析题目确定算法、画程序流程图、编写源程序、上机调试。（2）程序的四种基本结构：顺序、选择（分支）、循环、函数（子程序）。（3）典型程序的算法：找最大值、最小值，冒泡排序，对分查找等。
又如两种语言的不同之处：在输入、输出部分中，C语言是高级语言，输入、输出分别由赋值语句、输入函数（scanf）、输出函数（printf）实现，如X=3对于数据放在哪不用考虑；而汇编语言是面向机器的语言，因此编程应了解对应微型机的结构，如存储区的地址分配、外设端口地址分配，然后分配程序所要使用的存储器、寄存器，规定数据输入、输出的方式等。因此，用汇编语言要考虑数据放在存储器哪个单元，如何找到即用什么寻址方式取出操作数，数据处理完后还要考虑放回到哪个存储单元，或通过哪个端口输出等。
这样，结合C语言学习汇编语言，既便于学生对汇编语言的理解，又加深了学生对C语言内容的掌握。
在《微机原理与接口技术》教学中，我们针对教材和学生的实际，不断改进教学方法，使枯燥抽象的内容变得形象生动、深入浅出，调动了学生学习的积极性，也使教学质量在不断提高。总之，《微机原理与接口技术》课程的教学改革不可能一蹴而就，需要职业学校的教师进行不断地探索和实践。
参考文献：
[1]张荣标.微型计算机原理与接口技术[M].北京:机械工业出版
社,2005.
[2]陈裕国.类比法、关联法在微机教学中的应用[J].科技信息,
关键词：自投装置；切换原理；切换判断；故障处理
中图分类号：TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)022-0190-01
1备自投装置概述
随着电网规模的逐渐扩大，对供电的可靠性逐渐提高，例如有关的国家标准和电气规程规定，对于一级负荷应该采用两个完全独立的电源供电，当其中一路电源发生故障或者停电检修时，应外一个独立电源能继续供电。在各种发电厂中，微机备自投装置主要用于厂用电备用线路、备用变压器的自动投入。由于备自投装置能够提高供电的可靠性，并且其投资费用较低，故在发电厂、变电站和各级配电网中都普遍应用。
2微机备自投装置的基本原理
1）微机备自投装置保护功能的基本原理。备自投装置的发展经历了整流型、晶体型、集成电路型和微机型四个阶段，各个阶段的主要在于逻辑功能的实现和对电压量、电流性和开关量的运算方式的区别。目前微机型备用自投装置成为市场中的主流产品，它是将各个采集得到的模拟量通过A/D转换或压频变换器的方式转换成开关量，然后对开关量进行逻辑判断，并根据判断结果使相关断路器动作。
图1为厂用电的一次接线，该接线系统有两条进线、两台变压器一台运行另一台备用或两台变压器并行运行。当该系统采用以下运行方式时：1DL、3DL合，2DL断开，则线路1带两段母线并列运行，线路2为备用线路。当1#进线电源因检修或故障被断开后，2#进线开关应自动投入，且只允许动作一次。
微机备自投装置在充电完成后，动作过程是：Ⅰ母线无压（母线电压小于定值），U2有压（检2＃线路有压投入），I1进线无流，经T1延时跳开1DL。保护确认1DL跳开后，且Ⅱ母线无压则延时T2合2DL。
根据实际的工作经验，备自投满足以下条件下，其功能才能得到充分发挥：①备自投装置应该在停电的较短时间范围内，把供电电源切换到备用电源；②备自投装置必须在备用电源的工作母线失压时动作；③为了避免母线上发生持续性故障时备用电源被投入到故障元件上，备自投装置必须动作一次；④当备用电源没有电压时，备自投装置动作没有任何效果，因此在此情况下，备自投装置不应该动作；⑤备自投装置不应在电压互感器的熔断器断开的情况下动作。
2）微机备自投的逻辑判据。微机备自投装置从根本上讲属于简单的逻辑运算，性能优良的微机备自投装置要具有完善的备自投逻辑方案，除此之外还要根据实际的运行环境进行设计，不能不切实际地设计适应一切故障情况的逻辑判断，这样不仅会导致逻辑关系的复杂，也会使设备的可靠性大大降低。
3微机备自投装置的应用
1）IMP-3802微机备自投装置介绍。IMP-3802微机备自投装置具有自动选择自投方案、自动识别运行方式、分段母联电流保护、分段母线电流速断保护和PT断线告警等功能。该装置采用32位DSP，具有处理速度快，测量精度高等优点，具有完整的动作记录和外部开关量监视功能，同时还具有友好的人机界面，支持RS485、RS232通讯方式。交流电压回路连续工作时能够承受1.2倍的额定电压，允许10s的1.4倍额定电压。交流电流回路连续工作时能够承受2倍的额定电流，允许10s的10倍额定电流。
2）微机备自投装置的启动条件。微机备自投装置启动的条件是工作母线失压，为了防止电压波动导致的误动作，IMP-3802微机备自投装置设置的有启动延时。为了防止微机备自投装置对线路倒送电，备自投装置在延时启动后跳一次断路器，并且把检查断路器跳位辅助触点作为启动合闸的必要条件。对于供电容量大、供电线路长、对连续供电要求高的重要负荷一般采用直接自投方式。
3）微机备自投装置应用中的一些特殊问题处理。①无功补偿电容器的处理。对于线路中的无功补偿电容器，补偿电容器如果设备有低压保护功能，为了避免重合闸时母线带电后损坏补偿电容器，当工作电源出现故障或断开检修时，低压保护功能应该先切除补偿电容器，然后再启动备用电源供电；②多级备自投的配合。当电力系统中设置有多级微机备自投装置时，应该综合考虑多级备自投设备之间的关系。实际工作中一般的原则是高可靠性、高电压等级、断电后影响面较大的备自投装置优先动作。低可靠性、低电压等级、断电后影响面较小的备自投装置后动作。
4）使用维护及故障处理。①使用维护：IMP-3802微机备自投装置在使用时要保证环境温度在-5℃～+50℃；大气压力在86～106kPa；相对湿度在5%～95%；环境介质中不能有导致绝缘损坏的腐蚀性气体。装置在投运之前首先要进行外观检查，检查装置的外观是否有撞击、损坏，检查装置的液晶显示屏是否完好，检查装置的键盘是否灵活。然后要进行通电检查，当按照接线图给装置接通电源之后，观测装置的运行指示灯是否不停的闪烁。最后要根据装置的操作指南对设置进行操作，检查是否有功能上、操作上和显示上的异常；②故障处理：IMP-3802微机备自投装置本身具有监视功能和完善的自诊断能力，当出现故障时能够进行具体的定位。一旦装置出现故障，装置在自检中会对故障的类型和故障具置进行准确的描述，并且把故障信息进行保存和输出。例如装置设置的有PT断线告警功能，当PT断线后，保护装置会立刻输出报警信号。同时装置具有故障模拟功能，可以模拟的故障有A/D故障、RAM故障和出口通道故障等。
4结束语
微机备自投装置由于大大提高了供电的可靠性，并且其投资费用较低，使用方便，目前，在发电厂、变电站和各级配电网中得到了普遍
应用。
参考文献
关键词：微机原理与接口 教学改革
探讨
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1002-2422(2010)02-0049-02
1 课程教学改革探讨
1，1教学设计改革
为了避免学生因课程知识点多、难度大而对课程的学习产生畏惧，教师有必要对教学内容进行合理组织，对教学过程进行精心的设计。
首先要上好第一堂课。俗话说的好，好的开始等于成功的一半。在开始讲授课程内容之前，很有必要强调学生学习态度，告诉学生“态度决定一切”，让学生全面了解课程的性质与地位、课程的教学主线、课程的教法与学法及课程的考核方式，强调“我要你学”和“你自己要学”所产生的学习动力与学习效果是完全不同的，同时，可以通过演示几个实用而简单的小程序来增加学生的学习兴趣，减少学生对课程学习的畏惧感，如用汇编语言编写的摧毁CMOS密码小程序、钢琴演奏程序等。微机原理与接口课程涉及到计算机的软件与硬件两个方面的知识，而关键点又在于应用，即把硬件与软件结合起来用于实践，所以强调课程的考核主要是学生学习态度、学习过程与知识应用能力的考核，学生没有必要死记硬背书本理论，关键是理解这些理论知识。并将其应用到微机实验与课程设计中去。
其次要明确一条主线，把握两个方面，抓住一个关键。在微机原理与接口的教学过程以计算机组成为主线，即从微处理器―>存储器―>I／O接口―>外设，这样做有利于学生把所学的知识串联起来。微机原理与接口课程内容涉及计算机软件和硬件两部分。在软件方面，对微处理器来说，程序员关注的是寄存器，对存储器来说，程序员关注的是逻辑地址，而对于端口，程序员关注的是端口号或地址；在硬件方面，更多的是关注硬件的功能，硬件之间的连接、通信方式与应用，而且只有应用才可能把计算机软件和硬件两部分有机的结合起来。在教学过程教师必须把握理论以“必需、够用”为原则，并将相关的内容科学地组合到一起。例如在讲述软件部分时，可将“指令系统”这一章节的转移指令与分支、循环程序设计相结合，标志操作指令与标志寄存器相结合，串处理指令与循环程序设计相结合，中断指令与中断系统相结合，输入输出指令与输入输出系统相结合，这样做可以帮助学生理解汇编指令的用途，并对汇编指令进行分类总结，有利于学生编程能力的培养与提高。在讲述硬件部分时，采用先综合后具体，重应用与轻细节的方式。对于微机应用系统中的各种接口芯片，首先介绍其功能与应用场合，然后再介绍芯片的具体细节，重点介绍芯片与其它功能部件的配合、连接与应用。另外，在教学过程中必需注重把计算机系统的软、硬件两部分有机的结合起来，注重接口技术的应用，最好是借助于实际应用的相关案例与实验来完成这部分教学任务，向学生介绍怎样利用芯片进行设计、开发与实际应用，这样做有助于培养学生分析问题与解决问题的能力，同时提高学生的学习兴趣。课程采用课程设计来检验学生的学习效果，比如同样是“交通灯控制系统的设计”，将其改为“具有倒计时功能的交通灯控制系统的设计”这样一个课程设计题目，学生可以有多种不同的方案来完成。延时部分可以是软件延时，也可以是硬件延时；数码管可以用单个数码管，也可用双数码管：数码管的显示控制可以用并行接口芯片8255，也可以用键盘、显示器接口芯片8279。学生以三人为一个团队，每个组员扮演不同的角色，培养学生的团队合作精神，在整个课程设计过程中，教师扮演的是编导角色，不断地给予学生指导与鼓励，采取任务驱动，帮助学生自己逐步完成学习任务。
另外，为了强化记忆，教学过程应注重与英语结合。在讲授指令系统与汇编语言程序设计部分内容时，将汇编语言指令的英文全称告诉学生，同时在读写程序语句时也用英文读出指令，例如：
XCHG――>exchange 交换
LEA――>load effective address 取有效地址
JMP――>jump跳转
REPNE――>repeat nol equal 不相等重复
DW――>define word定义字
同理在介绍芯片管脚时，也把其英文告诉学生。例如：CS――>chip select片选Cs上面的横线表示低电平有效ALE――>address lock enable地址锁存允许INTA――>interrupt acknowledge中断响应DTR――>data Ierminal ready数据终端准备好
这样做不仅有助于强化学生记忆，而且有利于学生积累专业英语词汇，提高英语听说能力，同时也有利于学生查阅相关英文资料。
1，2实践教学改革
实践教学是课程教学的重要环节，加强实践教学是提高高等职业教育教学质量，促进学生就业的重要保证。对于高职工科专业学生，其教学的最终目的是要培养学生的知识与技术的应用能力，使其树立工程的概念，这一点仅靠课堂讲授是解决不了问题的，因为许多知识只有通过实践教学才能真正地去理解与掌握，许多能力也只有亲手操练才能得到培养，为此，必须开设与微机接口技术相配套的大量实验课程，在课程教学的最后阶段还要开展相应的课程设计，采取任务驱动来完成教学内容，通过实践教学巩固和加深课堂教学内容，提高学生的实际工作技能，培养学生的科学态度与工作作风，让学生能将每一个实践任务都作为一个工程去完成。
由于现在的微机原理实验系统是集微处理器8086和外配PC机及其兼容机于一体的高科技实验系统，其实验设计内容丰富、合理，系统都提供了几十个软硬件实验程序，但其实验过程中要求学生自己编制程序和连接导线的地方比较少，这样，实验系统在客观上就已经为缺乏自觉性的学生提供了偷懒的机会，有些学生会直接调用系统中的程序来完成实验内容，结果实验是做了却收效甚少，所以指导教师必须根据实验内容与情况，对实践教学内容进行改进，增加“设计型”与“创新型”实验，减少这种“验证型”实验，让学生经过仔细思考并对实验程序和连线做出相应设计，最后还需要经过严格的调试过程才能完成相应的实验任务，使学生每通过一次实验都能举一反三、灵活运用所学知识解决问题。实践课中可以安排实验小组之间进行现场PK来活跃实践课的课堂气氛，成立课程兴趣小组，提高学生的学习兴趣、团队精神和集体荣誉感。
在课程的所有理论知识都讲授完后，一定要开展相应的课程设计，课程设计实践能够使学生进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解，使学生的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题、解决问题的能力得到全面提高。教师在设计微机原理课程设计任务时，题目可以出得含糊一点，让学生有自己的创新思维空间，设计内容包括：设计完整的接口电路与编制相应的汇编语言源程序，并要求学 生在实验系统上调试通过。学生在接到课题后，可以结合自己所学专业的特点，先做一个社会实践调查，收集业界这方面问题解决的常规办法，并利用网络查阅相关资料，找到最好的设计方法去解决问题，使自己的设计尽量能模拟出真实的应用环境，这也是对学生将书本知识转换成实际应用能力的一个考验，当然，如果有条件话，通过和企业合作建立全真的开发环境，使学生在校期间就能接受最真实的业界主流技术培训与应用，教学效果会更好。
1，3课程考核形式改革
传统的课程考核办法是平时成绩占30％，期末考试成绩占70％，这种考核方式会让学生疲于理论知识的死记硬背。改革传统的考核方法，突出过程评价，变“终结性考试”为“学习过程考核”，变“知识考试”为“能力考核”是微机原理与接口技术教学改革的重要方面。在实施过程中，要以学生为主体，认真贯彻高职教育“以就业为导向，素质为核心，能力为本位”的培养模式，所以要加大实践的考核比重。
过程考核可分为理论考核、实践考核和素质考核三个部分。其中理论考核主要以教学大纲要求的基本理论及重点为依据，以试卷形式进行理论考试，结合学生的听课过程、提问与问题回答能力、学生完成作业能力与实验报告写作能力以及学生查询资料能力等方面进行考核，所占比例为30％：实践考核主要依据教学大纲中对实践部分的要求，结合学生的实践操作情况，对学生的设计能力、动手能力、探索能力、完成实践任务的能力、实验课中按工程思想进行实验过程的能力以及学生最终课程设计任务完成情况等方面进行综合考核，所占比例为40％；素质考核主要对学生在学习过程中，是否按企业对员工的要求处理好个人与集体的关系，是否有集体荣誉感，是否有团队协助精神，是否积极参与团队活动，是否按时完成交办的各项任务以及完成任务是否遵守规范等方面进行考核，所占比例为30％。这种过程考核办法有利于培养学生知识运用能力、逻辑思维能力、分析判断能力、自我学习能力、团结协作能力与社会适应能力，充分调动学生的学习主动性、积极性与创造性，使学生从疲惫的应试教育中解脱出来。
《微机原理》这门课是学分制改革以来全国各高校重点建设的实践性专业基础课程之一，也是工科电子类及很多非计算机专业的专业基础课。本课程主要讲述目前国内外广泛应用的INTEL 80X86系列微机原理及汇编语言程序设计，培养学生从理论和实践上掌握微机的基本组成、工作原理，以及与常用外设的硬件连接等知识，是学生初步具有应用危机系统软、硬件的能力，为更广泛的计算机应用打下基础，为学生将来进一步学习深造计算机相关专业或从事IT行业相关工作打下基础。然而，在学习这门课程之初，一些非电类专业，如应用数学专业的学生，《程序设计语言》、《数字电子技术基础》等先修课的基础并不牢固，也未进行生产实习，大部分学生对计算机内部的构造还不十分了解。传统的授课方式导致学生在学习微机原理理论性强，知识点多的基础知识时略显枯燥，无法理解内部指令流和数据流的工作过程，在接触接口芯片应用系统分析及设计技术这部分知识点时，觉得难以理解；在学习汇编语言程序设计技术时，觉得指令晦涩难懂，无从下手。加之实验项目设置死板，并且大多数是以实验箱为主，学生只做简单连线，使用实验指导书上现有的程序敲入运行再根据实验指导书写出实验报告即可，根本无法真正掌握用汇编语言设计硬件驱动和控制程序的方法。学生的学习主动型没有的到发挥，实际动手能力也没有得到锻炼，后续再进行软、硬件结合的综合项目开发就会非常困难了。基于这些原因，进行《微机原理》这门课程的教学改革就显得非常有必要了。近些年来，结合以上这些问题，并根据对不同专业学生课堂授课经验和实验辅导过程，我们从教案编排，授课方法和教学实践几方面进行了有益探索和改革，并取得了良好的效果。
1 结合专业特点，结合培养方案，重新编排、整合教案
《微机原理》这门课程，我们除了针对电气与自动化控制、测控技术、信息工程专业开设外，还特别在应用物理和应用数学专业的第5学期作为必修的专业基础课开设，目的是使学生掌握这门综合专业基础知识，提高学生认识硬件，开发硬件的能力，毕业后能在工业自动化、测控和信息通讯技术领域中进行综合的应用。一般专业开课课时为56课时，可以根据所定教材依章节进行讲授。但是像应用物理，特别是应用数学专业，我们对学生的综合设计能力要求低于其他专业，所以一般课时安排为48课时。在较少的课时下，如何让学生掌握整个课程对应的知识点，并深入理解重点内容进行综合应用，在授课过程中就应该对教案进行适当的整合编排了。我们可以采取分散知识点[2]的方法，将学生必须掌握的内容整合为12个知识点，每次课讲授一个知识点。例如，在以往的授课方案中，在介绍完8088CPU的引脚及功能后，紧接着会介绍CPU的功能结构包括内部EU及BIU和14个寄存器，以及存储器组织，然后才介绍CPU作为芯片的工作时序。而在工作时序的讲解过程中又会大量引用CPU的各个引脚介绍不同时钟周期的工作过程[1]。由于学生第一次学习芯片，各引脚的名称和作用掌握起来比较困难，如果授课进程较快，学生在还没有完全掌握引脚功能的情况下，又要记忆寄存器名称、作用和分段存储的原理，这样造成了知识点的记忆断裂，最后在学习工作时序时就会完全想不起来各个引脚的功能，影响了学生对总线周期的理解。我们可以这样进行整合：先介绍8086CPU的特点，再介绍功能结构和存储器组织，让学生对CPU的整体结构有一个了解，然后再讲CPU芯片的引脚功能，再趁热打铁结合各引脚不同时钟周期的工作讲解CPU芯片的工作时序。再比如，操作数的寻址方式这个知识点也是很重要却不容易理解的一部分内容，一般教材是将所有寻址方式混杂在一起不分类型的安排，我们可以这样进行整合：先介绍计算机内部操作数的类型--立即数，寄存器操作数，存储器操作数。接着分析计算机在执行指令时是如何寻找这些操作数的，也即操作数的寻址方式问题，所以由此就产生了立即数寻址、寄存器寻址，和存储器寻址这三大类寻址方式，在存储器寻址方式这一大类下，再讲解直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址等寻址方式，这样一体化安排，更容易理解和掌握。
2 通过生活实例，采用启发式教学方法，提高学生兴趣和主动性
在传统的授课方法中，老师往往采取板书授课或者多媒体授课，在一堂课中，不停的在黑板上写，占用了大部分时间；或者在讲PPT过程中不断地翻页。单纯的使用这两种方法都会使学生难以集中思想去听完完整的50分钟，所以课堂效果不理想。我们可以采取板书和多媒体相结合的方法，在教师不断地启发下，详细复杂的知识点和芯片结构图等采用幻灯片放映，而各章节框架采用板书的形式，结合教师的设问和提问，不断让学生处于好奇和思考的学习过程中，这样教师也摆脱了繁重的板书，学生也变得活跃而充满求知欲望，课堂效果良好。
比如，在区分寄存器与存储器时，我们可以把身体比作CPU，从生活中的储物袋对学生进行启发。要进行存储，可以把距离身体很近的裤兜比作寄存器，而将手中的大量购物袋比作存储器。当我们购物完毕，手中提着10个塑料袋，同时裤子上有四个口袋。当你有一块零钱时，你会把它存放到哪？学生只要稍作想象，就会答出存进裤兜，也就是寄存器中，因为这里方便存取。倘若存入10个塑料袋中的某一个，你要上车投币时，恐怕车走了，你的一元钱还没找到。通过这个例子启发学生，寄存器距离CPU近，虽然容量小，但是使用方便，存取速度快；而存储器容量大，但是进行数据存储时，存取速度慢，而且需要知道明确的地址。通过这个实例，不但加深了学生对寄存器和存储器存取方法的认识，而且提高了学习相关知识点的兴趣。再比如，CPU对存储器的操作方式分为读和写两种方式，很多学生分不清读操作和写操作的数据流向。如果将CPU比作大脑，当我们在读书的时候，是把书上的数据往脑子里读，同理从存储器向CPU传送数据时，称为为存储器读；我们在写字时，是把脑子里的事往书上写，同理由CPU向存储器传输数据时，称为存储器写。通过这种实例启发学生，还可以理解I/O指令中，IN输入指令为读外设，OUT输出指令为写外设指令。如果能把学生难以理解或记忆的知识用日常生活中的实例加以启发讲解，再抽象的问题学生也会产生浓厚的兴趣，形成习惯后，学生会自发联想生活实际去理解问题，从而变被动接受为主动学习，课堂效果良好。
3 调整实验大纲，因材施教改变实践教学模式，提高学生实际动手能力
理论是实践的基础，《微机原理》这门课程不但具有很强的理论性，而且具有很强的实践性和应用性，很多理论知识只有通过实践教学才能得以真正理解。如果只是单纯的进行理论分析，就会让学生觉得枯燥乏味，逐渐缺乏参与与学习的积极性[3]。传统的实验往往采用实验箱，学生通过简单连线和运行现有程序对芯片进行功能验证，即使是综合设计性实验也是如此。在这种实验氛围下，学生对于较难的软硬件问题不愿动脑筋思考，更加缺乏自主创新的意识，所以势必要对实验大纲和实验模式加以改革。
3.1 成立学研小组，以小组为中心，开展各项实践项目，达到实践目的
以往的实验往往将学生分为2人一组，学生按部就班照着教师，按照实验指导书的步骤完成实验，结果导致大部分同学的实验报告是同一版本，没有达到锻炼学生动手能力的目的。在实践教学改革中，我们打破以教师为核心的单一教学模式，让学生自发成立学研小组，由教师指导，开展与课程相关知识内容的程序设计和芯片与电路相结合的应用设计创新，通过小组学习和讨论、实践，不断深化理论知识，锻炼动手能力增强创新意识；于此同时，新增一些综合实验和自主创新实验，以学研小组为中心鼓励学生独立完成从实验方案到芯片选择及程序填写的全过程；在毕业设计和生产实践等实际动手环节环节适当增加与微机原理相关的课题，给学生适当的展示机会，切实达到实践的目的。
3.2 结合课本知识，在实践中扩充知识面，提高学生综合开发能力和开发兴趣
很多学生在学习过程中反映接口芯片应用系统分析及设计技术这部分知识点难以理解，只能死机硬背一些芯片的引脚功能和工作方式，实际应用起来觉得无从下手。而且很多课本上介绍的接口芯片在市面上实际应用已经很少，甚至不再生产了，这就导致在使用此类芯片时，只能靠实验箱内部集成的现有设计，这样大部分对理论知识理解都不够透彻的学生就无法真正学会芯片的应用，自主创新就更难了。授课教师可以利用市面时下流行的系统开发工具，根据教学要求，针对学生接受能力设计具有实践性的案例，拓宽学生知识面。
例如，在课本中定时器/计数器介绍的是8253A可编程定时器/计数器，教师在讲解该芯片应用的同时，还利用实践课为学生介绍了SONIX微控器开发系统，利用该开发系统就可以制做计时器了。微控制器开发系统根据应用系统的需求，可集硬件实际及软件调试和修改的完成于一身，它实际上也是一种计算机系统，是专门用来开发微控制器应用系统的工具，它通常由一台PC机、一个通用在线仿真器和一个编程器（也称烧写器）等组成，如图1所示。设计人员借助于PC机上运行的系统开发软件，就可以输入、删除、编辑用户程序，也可以把用户程序汇编成目标代码通过LPT口传送到仿真器，并通过仿真器在线运行和调试用户程序。编程器可以对微控器片内ROM进行编程和校验。教师利用课余时间购买相关硬件器材，焊接了硬件电路板，将所需的程序烧录入芯片设计了时钟定时器。并且在实验课上给学生讲解了SONIX开发工具及使用方法，详细说明案例设计步骤及用到的相关硬件和内部的汇编程序，并让同学们了解了计时器的设计方法和编译原理，极大地提高了学生实验开发的兴趣及深入研究的积极性，综合开发能力也通过该案例有了实质性提高。
[关键词]励磁系统 EX2000 控制规律 P I D
中图分类号：TV734.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0327-01
随着电力系统规模的日益扩大，发电设备容量的提高，导致电力系统运行方式的变化越来越频繁。为了更好的保证电网的安全、经济运行并保证电能质量，励磁调节控制装置作为电力系统中重要的自动控制装置，对于其工作效果提出了更高的要求。
1、小型微机励磁调节系统特点
小型微机励磁调节系统特定是构造简单，硬件电路集成度高，比如本论文涉及的励磁调节器主要控制部分集成在一块电路板上。控制芯片MPU一般采用不是很高级的单片机，软件程序简单，控制规律简单，通常为传统的PID控制。对运算精度和速度的要求也相对较低。
2、励磁调节器控制原理
磁系统作为同步发电机转子励磁电流的供给系统，在同步发电机组成部分中占据重要的位置。励磁控制系统通过控制静止可控硅整流器的触发角以控制发电机励磁电流，进而控制控制同步发电机发出的电势。而且同步发电机并网之后，其发出的电势还影响无功功率发出，机端电压高低和机端电流等参量。因此在某种程度上也可以说，励磁控制器也控制着系统的运行状态和系统的稳定。通过对发电机的端电压、无功功率等各个参数引入反馈控制，可以使发电机的工作更加稳定和有效。
3、 硬件结构概述
励磁控制系统电路板的主要功能有以下方面：
1） 接受经过互感器变送来的8路电量，其中4路交流4路直流，通过ADμC812芯片的控制规律计算转换得到可控整流桥的控制电压并输出。
2） 接受励磁调节器机箱上8路开关量的输入以及输出8位状态字的LED显示。8路输入开关量分别为开机、停机、增磁、减磁、主油开关开合、SCR故障切换、恒无功投切和主从状态切换，8位输出LED显示分别是装置正常、运行/等待、投电源、保护动作、欠励磁限制、过励磁限制、PT断线、板电流故障。
3） 完成上位PC机和控制电路板的串口异步通信，定时接受上位机发出的控制命令并向上位机发送各个电气量的数值。
4） 给ADμC812下载程序提供硬件接口。
5） 通过继电器输出装置正常与否（GOOD）、运行/等待（RUN）、投电源（STAP）、保护动作（PORT）信号。
6） 对交流信号测频接口电路。
4、软件程序设计
4.1 软件整体结构
励磁控制程序在上电开始先执行初始化，包括内部RAM和特殊功能积存器的设定。然后进入循环，循环为整个周波的时间。前半个周波处理半周波8通道16点采样和累加计算；后半个周波处理基本电气量的基值计算，与PC机的数据通信，中断测频数据处理并更新频率设置，接收并处理励磁调节器主机板发出的开关量信号，按励磁控制规律以及人为发出的控制命令计算励磁电压设定值并D/A输出，限制与报警以及日常事务处理。
4.2 程序总体介绍
4.2.1 存储器空间分配
由于硬件电路板上没有扩展RAM，所以只能应用ADμC812内部数据和程序存储器。ADμC812程序存储器有8KB，就编写励磁控制程序而言完全够用；而片内数据RAM只有256字节，地址为00H～FFH。所以如何合理的分配和充分利用数据RAM存储空间成为了比较大的问题。
4.3 程序实时性讨论
作为控制程序其实时性是关键，本节主要就半周波16点采样计算和串口通信实时性问题作一些讨论。
4.3.1 半周波16点采样计算实时性讨论
半周波16点采样需要将计算时间严格限定在1/32周波时间采样间隔之内，交流信号限定值为55Hz，则采样间隔可能的最小值为0.568ms。最高频率通过软件仿真，交流量计算只有绝对值累加算法才满足采样间隔定时，而对四路交流信号均采取方均根算法和DFT算法速度都太慢。比如四路交流信号方均根算法在一个采样间隔中运算程序最大时间需要0.791ms，而四路交流信号DFT最大运算时间需要1.347ms，均大于要求的0.568ms。原因是在程序运算中对四路交流量调用了乘法模块，执行指令数目达到了几百甚至上千，导致运算速率低下。
得到的结论由于51单片机运算速度和指令系统的不足，导致运算速度和精度要求产生了较大的矛盾，如果要满足精度要求则必须编写繁琐的子程序，导致运算速度的进一步下降。
一种解决方案是是选用更高速度的芯片如96单片机或者DSP芯片，以维持程序结构不变。这样则需要重新设计硬件电路结构，作出新的电路板
另一种方案是扩大采样时间间隔，减小半周波采样次数，比如改成半周期12点采样。另外可以不对四路交流量都采取DFT运算，仅仅对精度要求最高的机端电压Ut和电流It进行DFT算法，另外两路交流量采用绝对值累加算法，这样DFT运算就可以减小一半。除此之外还可以采用Ut、It通过DFT算法所得到的实部和虚部计算无功功率，具体算法在2.4.3小节做了详细论述。这样则可以去掉在采样间隔中的无功累加模块，又可以减少一个乘法运算。现在正在进行这方面的工作，因为已经有了原先的程序基础，只需改动一些参数就即可。由于对新提出的算法和相应新程序还没有完成足够的实时性以及其他性能测试，所以没有写入论文内。
另外主程序循环中的开方计算也比较占用MPU时间，这样则需要延长主程序周期。
4.3.2 串行通信实时性讨论
串口通信除了对串口通信寄存器SBUF处理之外和中断标志位的判断之外，由于是通过中断，MPU处理串口通信程序的指令很少。异步通信和MPU是并行工作的，由于串口通信速率为9600bps，则发送一包6个字节数据只需要10×6/9600=6.35ms，小于半个周期时限10ms。满足实时性要求。
5. 结论和展望
5.1 已完成部分总结：
正在进行将DFT算法的修改。已经编写了半周期12点采样，仅仅对精度要求最高的机端电压Ut和电流It进行DFT算法，另外两路交流量采用绝对值累加算法，除此之外还可以采用Ut、It通过DFT算法所得到的实部和虚部计算无功功率的DFT算法改进程序。因为已经有了原先的DFT算法和一些运算子程序的基础，新的算法比较容易实现。目前正在对新提出的DFT算法和相应程序作实时性和其他性能的软件分析测试。
关键词：微机原理；施教对象；讲授艺术
中图分类号：G64文献标识码：B
文章编号：1672-5913（2007）04-0016-03
1 引言
“微机原理与接口”课程（以下简称“微机原理”）一直作为高等院校电类各专业、计算机专业、机械设计制造及自动化、机电一体化、过程装备与控制、化工仪器仪表等工科专业必修的课程之一（电类为专业基础课）。近年，随着计算机技术、微电子技术的飞速发展，微机及其相关的技术以超常的速度跟进，新技术新设备层出不穷，使得微机原理课程的内容越来越多；另外，计算机及其相关产品越来越多地冲击着人们的工作方式和生活方式，高等院校中越来越多的理工科专业要求开设微机原理（计算机硬件基础）课程。然而，正是微机原理课程教学内容量大, 教学对象面广,各类专业的学生基础差别较大，使得非计算机、非电专业的学生感到抽象难学；另外，部分学校课程名称及授课内容较混乱，如同是微机原理课程,有的班级上80X86,有的班上8051（多为机械专业等非电专业，建议课程名称应统一为“微机原理及接口技术”和“单片机原理及应用”）；第三，在教学时数上课时差别教大，多为:计算机专业: 60―80学时；电类专业：60―75学时；机械类专业：40―50学时；第四，基础知识差别大：计算机专业有先导课“计算机系统结构”、“计算机组成原理”，还有平行开设的“汇编语言程序设计”；电类专业有模电/数电等先导课程；其他理工类专业（如机械类专业）却只有仅仅是把电路分析、模拟电路、数字电路、电机学、变流技术等整合为一门课的电工学，以及“计算机应用基础”。可见有限学时下微机原理课程要在不同施教对象中按照“厚基础、宽口径、重应用”的宗旨，因材施教并非一件易事。
此外，由于计算机硬软件技术发展很快，而且硬件新技术、汇编语言新版本大多和原有的基础技术一脉相承，所以有些老师觉得讲授最新的更好，而有些老师则认为还是讲授基础性知识好，两者难于统一。
本课题研究小组经过大量的研究实践，在本校教学中大胆进行改革，把“微机原理与接口”课程（“计算机硬件基础”）分成3~4个授课层次（如A、B、C、D类）分别制定出不同的教学大纲来执行，因材施教，各取所需。
2 在计算机专业中把握好整体与个体、取与舍的辩证关系
微机技术的发展使得微机原理课程包罗了太多的内容：除了指导委员会确定的七个基本知识单元（微处理器、存储器、指令系统、输入和输出、I/O接口技术和微机应用系统）之外，32位、64位CPU内部结构及多级流水线工作原理、虚地址下的寻址过程、高档CPU新增指令及MASM32汇编语言语法规范（乃至WIN32编程等）、段页存贮管理及芯片组、总线标准（EISA、PCI、USB等）等新内容也不能不涉及。
如果仍然仅以8086CPU来讲授，对计算机软件、计算机应用专业学生来说，未免过于落后，因为8086CPU和现用的Pentium相比，至少已经淘汰了三代；另外，对计算机专业学生来说，他们已经学习了先导课“计算机系统结构”、“计算机组成原理”，“计算机”和“80X86微机”二者是整体与个体、一般与特殊的关系，并且一般还有与“微机原理”同步开设的“汇编语言程序设计”（一般开设顺序多为：汇编语言微机原理接口技术[单片机应用]），因此，在有限学时下，象数制、原码、补码加减原理、ALU原理、16位汇编语言等部分完全应从简处理，而应重点讲授80386/80486/Pentium内部结构及工作机理、存贮管理技术（包括段页式存贮管理、Cache原理与访问管理、虚拟存贮管理）、I/O接口及外设接口（硬、软盘驱动器接口、网络与通信接口、打印机接口等）、芯片组技术，总线标准与接口技术（ISA、PCI、USB等）等，尤其是8086/8088时代的接口芯片多数已淘汰，新的芯片组在结构和功能上已与早期芯片具有本质区别，所以将原来侧重芯片的内部结构改为侧重芯片应用是必由之路。这样才符合“厚基础、宽口径、重应用”的培养目标。当然，计算机专业的“微机原理”教学大纲的制订绝对不是孤立的，比如32位汇编语言和Win32编程如果在“汇编语言程序设计”大纲中要求掌握的话，“微机原理”大纲就可另辟重点。
3 在电类各专业中把握好一般到特殊、基础与应用的辩证关系
“微机原理与接口”是电类各专业处于核心地位的专业基础课，本专业的学生在此之前有些虽没有学过“组成原理”、“系统结构”等课，但诸如汇编语言、中断、定时与计数技术、存贮器扩展、串并口扩展、总线标准等都是后备课如“单片机原理与接口”、“计算机控制”、“可编程控制器PLC”、“DSP数字信号处理”等课（电类专业一般为：微机原理及接口技术 60―80学时单片机原理及应用40―60学时）以及日后从事科研所必需的，尤其是“单片机原理与接口”和“计算机控制技术”的学习必须以“微机原理及接口技术”奠基。
事实上，从“微机原理”到“单片机原理”是一般到特殊的关系，“单片机原理”是“微机原理”的后补课程，两门课都是实用性很强的课程，学好了微机原理，单片机原理是稍学即会。象微机原理中的地址、寄存器、锁存器、控制字、堆栈、中断、定时与计数技术等概念可在单片机原理课程学习中直接应用；但是，工业过程控制中用的更多的是单片机控制和PLC控制（即使象网络控制、现场总线控制其终端实现也一般用单片机或PLC控制），所以和单片机共有的汇编语言、CPU结构原理，存储器扩展、并/串行口扩展、总线、LED及键盘的接口等内容的讲述要不厌其烦，举一反三，而前述的计算机专业所侧重的高档CPU的段页式存贮管理、Pentium结构及芯片组、硬、软驱接口、MASM32及Win32编程技术等虽不能不提，但应适当从简，不要让学生感到既多又杂，抽象难学，甚至出现畏难情绪，要知道，基本原理部分如果不理解透彻，单片机应用及计算机控制系统的学习就无所适从，而且直接影响着毕业设计的质量。
4 在非电、非计算机理工类专业中把握好基本原理与一般原理、开与合的辩证关系
由于微机（单片机、PLC）作为智能化机电产品的大脑与心脏，在超精密加工、数控机床、机电一体化、机器人技术中有着日益广泛的应用，使得微机原理（有的学校开设微机原理课，但实际讲授内容为“单片机原理”）也成为机电一体化、过程装备等机类专业学生必修的一门课程，但是在授课过程中我们明显感到两点：第一，学生与微机相关的基础知识薄弱，因为他们仅仅是把电路、模电、数电、电机学、变流技术等整合成一门电工学去学的，触发器、译码器、计数器、存储器等知识中的部分，甚至全部内容都是蜻蜓点水、点到为止，没有深入学习；第二，在机械类专业中“微机原理”课程学时很有限，一般在40-50学时之间；基于上述原因，学过两周该课的大多数同学反映，该课抽象难懂，神秘莫测。所以一开始应把数制及典型单元电路的原理讲清楚以揭开CPU的神秘面纱；要有重点有选择地讲清其原理，如门控电路及控制字，一位ALU的结构、传统CPU取指令和执行指令的过程、步骤。另外，对机械类专业学生来讲，他们掌握单片机原理可能比8086原理更重要，所以在8086原理讲完后，最好花几个课时介绍8051等单片机，8051和80X86同为Intel公司的拳头产品，汇编语言助记符十分相象，有了80X86作基础，作比较，学8051很轻松；这也是开与合的关系。开是发散，由8086发散到8051单片机；合是聚集，机类学生计算机原理仅此一门，8051不能不聚到中去讲，但8086是基础，是主要讲授对象，8051单片机是应用，要讲究适度，开是放的开，聚是收得拢，百变不应离其宗。
5 在文、管、法等文科专业中把握好深入与浅出的辩证关系
学习的目的是为了应用，而计算机是一个工具，对这个工具的原理应该多少懂一些，这是这类学生的目的所在，正是由于汇编语言课深奥枯燥，大家才喜欢使用可视化的高级语言及其编程工具，所以这类专业的“微机原理与接口”一般更名为“计算机硬件技术基础”。对这类专业学生不要大讲特讲80X86宏汇编语言程序设计、CRT显示控制编程等较深内容，只有有的放矢，深浅适度，才能调动学生的积极性，激起学生的求知欲，从而收到相得益彰的效果。浅是表达，深是理解；浅是弄懂，深是探求；浅是深的必要前提，深是浅的必然深化。要按照“培养既精通本专业知识，又能应用计算机知识，解决实际问题的复合型人才”计划来培养，让缺乏基础知识的学生由浅入深，循序渐进地学习和学习计算机原理，掌握基本知识，更要掌握一些实用知识如芯片组技术、USB接口、PCI、AGP总线、EIDE、SCSI标准等，要配合实物与实验帮助学生从感性知识上升到理性认识。
6 在讲授艺术上要把握好雅与俗、庄与谐、形象与抽象的关系
（1）恰当的应用俗语是提高学生理解能力的必要手段，“雅”是指用专业语言，用词规范，语句缜密，“俗”是口语，具有通俗易懂，亲切自然，比如，微机原理中的“总线”就是计算机系统中的“信息高速公路”，CPU总线浮空，就是该段“高速公路”关闭。
（2）工科“微机原理”也要讲求“庄”与“谐”，“庄”是庄重、严肃，“谐”是诙谐、幽默，庄谐并用，寓庄于谐，让学生在轻松愉快的气氛中接受知识，但“庄”与“谐”的应用要适度。比如，“二级控制模块DMA请求总线使用权”是“中层领导向最高层领导申请”，因为“DMA控制器有总线控制权，所以不是处于最底端；又如 “伪指令和指令相比不产生机器代码，不占据存储单元、起管理作用”可说成“伪指令是指令的后勤管理员”。
（3）提高学生形象思维能力也是课堂教学中帮助学生理解的重要手段，形象的比喻及严密的逻辑性语言可以触类旁通，帮助理解。例如，“间接寻址”是寄存器中放的是存贮单元的有效地址，按该地址便能找到操作数，可以这样理解，“张三要找李四，但只有王五有李四住址”，所以张三找到王五也就找到了李四，这是间接找法。
7 结 语
总之，在有限学时下，对于包罗了太多的内容的“微机原理”课程，我们一定要针对不同的专业对象，把握好几个辨证关系，合理地制定适合于该专业的教学大纲，而不应把一个相同内容的大纲强加到所有的专业；另外，讲课是一门艺术，在语言艺术上，熟能生巧，这是笔者讲授“微机原理”多年的深刻体会。
参考文献：
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投稿日期：2006-08-07
作者简介：
关键词：分层教学；阶段性考核；计算思维；抽象分解
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）10-2299-02
随着信息科学技术的飞速发展和军队对人才专业素质及信息素养要求的不断提高，军队院校人才培养方案被重新规划定位，基础学科课程标准也被要求与时俱进，能够更加精准的体现人才培养目的。
微机原理课程不仅是本院某专业士官层次必修课，也是本科电子类、自动化相关专业开设的硬件基础主要组成部分。其主要任务是使学员从理论和实践的层面掌握现代微型计算机的基本组成、工作原理及典型接口技术，建立微机系统的整体概念，使学员具有运用现代微机技术进行软、硬件开发的初步能力[1]，逐步培养分析、解决实际问题的能力和创新意识。但本门课程信息量大、内容抽象难懂等特点使其成为学员反映最难学课程之一，如何在有限的学时里，使本门课程达到良好的教学效果并通过学习使学员具备相应能力，一直是本门课程改革的目标。
近年来“计算思维”概念的提出既有利于以类比形式开展教学，也有利于特定学科知识的拓展与深化[2]，计算思维中倡导的抽象与分解、关注分离、启发推理、协调同步、并行处理等与微机原理中技术紧密相关，将计算思维的理念与微机原理课程相结合，不仅可以降低该课程学习难度，提高学员学习兴趣和教学效率，使学员掌握微机系统核心原理与设计方法，而且通过学习过程以及多元教学方法激发学员计算思维能力，提高学习能力，促进终身学习，为学员今后利用计算机处理信息，更好地适应工作岗位奠定基础。
1 微机原理课程教学现状及存在问题
“微机原理”课程是电子类专业最重要的基础课之一。不仅理论性强，而且还具有较强的工程实践特征。目前高校开设的微机原理课程普遍存在以下问题：
1）课程自身信息量大，知识点较多，兼顾软硬件两个方面，内容抽象，学生难于理解掌握，加之课时压缩、实验室资源有限等原因，使学员对课程的学习和理解上具有一定难度。
2）微机原理课程是一门不断发展的科学，涵盖的新应用领域、新技术也不断涌现。而实际课堂授课内容往往滞后于实际应用，容易造成教学和实际的脱节。
2 微机原理课程教学改革
2.1 创新教学方法
“微机原理”课程内容抽象难理解，因此教师如何采用高效率的教学方法，调动学员学习的主动性和积极性非常重要。
针对课程的硬件、软件和接口三部分内容，采用不同的教学方法。硬件部分和指令部分由于知识点众多，有些概念比较抽象，主要借助多媒体、网络等辅助教学，激发和吸引学员兴趣；软件部分主要采用“案例式教学”，摈弃对指令格式及用法的枯燥记忆，而是通过有所指向编程实例像学员展示汇编语言指令的魅力；接口部分则以典型接口应用实验为主体，制定详细任务及步骤规划，以完成实验任务为目标，通过实践体验使学员具备相应能力。
根据内容灵活应用启发式、互动式、讨论式等多种教学方法对于活跃课堂气氛，提高教学效率起到积极作用。
2.2 课程考核方式改革
考核方式不仅能调动学生学习主动性和积极性，而且也是检验教学效果，保证教学质量的重要措施，传统考试中笔试主导的考试模式，不能体现学员创新与实践能力，所以改革考核方式应更注重过程考核，以学生真正掌握知识为根本任务，注重学习过程和对学员的综合素质与能力的培养。“微机原理”课程的考核方法要遵循：“理论与实践相结合、能力与素质齐开放”的原则，具体考核措施包含以下三个方面：
1）闭卷笔试。弱化传统笔试占主导的思想，减少笔试在总成绩中的比例。做为结课考核，从全局考察学员技能性知识的掌握情况；题型的设置方面，适当增加分析题和设计题比例，考核学员应用所学解决问题能力。
2）平时成绩考核。平时成绩是对学习过程的一种量化体现，有效地避免了学员临时抱佛脚的侥幸心理。平时成绩主要包括课堂问答成绩、习题作业完成情况。为了促进养成预习和复习的习惯，提高学员学习的积极性，教员通过课堂授课，增加与学员互动，鼓励学员回答，答错或不知道的学员不处罚，而对能正确回答问题的学员会适当增加他们的平时成绩以资鼓励。
3）阶段性考核。根据课程内容划分知识模块，利用答疑辅导的时间，鼓励学员对前一阶段某一知识模块做总结，架构知识体系，总结知识要点，由教员针对总结的知识点出题并组织小型模拟考试，答题正确率达到90%即为合格。阶段性考核重点在于促进学员自主学习，更利于培养学员自主学习能力。
3 微机原理课程与计算思维培养的关系
3.1 计算思维内涵
作为计算机学科发展的自然产物，计算思维（Computational Thinking）这一概念在2006年由美国卡内基梅隆大学周以真（Jeannette M. Wing）教授提出。她认为，计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为[3]。计算思维最根本的内容，即其本质（Essence）是抽象（Abstraction）和自动化（Automation）。
计算思维本身是人类科学思维固有的活动过程，它汲取了问题解决所采用的一般数学思维方法，现实世界中巨大复杂系统的设计与评估的一般工程思维方法，以及复杂性、智能、心理、人类行为的理解等的一般科学思维方法。计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，由人通过机器执行，计算方法和模型使我们敢于去处理那些原本无法由个人独立完成的问题求解和系统设计，更简单一点说，计算思维就是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看似困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题的方法[3]。
3.2 微机原理与计算思维培养之间的关系
计算思维不仅反映了计算机学科本质的特征和核心的方法，也反映了计算机学科的三个不同领域（理论、设计、实现）。因此，培养基于计算机解题思路和方法的计算思维能力十分必要，这也是当前计算机教育研究的重要课题。如何在现代计算机教育中引入计算思维或者说学科形态如何体现计算思维的方式成为目前计算学科最大的问题，笔者认为核心是要转变教育观念，所有对课程的教学改革都要围绕着新的教学理念，切实将计算思维融入到课程教学中，潜移默化地培养学员思维能力、学习能力和研究能力。
微机原理课程包含硬件、软件、接口应用三大部分，与计算思维涵盖的理论、实践、设计相得益彰，无论是从知识体系架构的连贯性、完整性，还是学习知识点的方式方法上，都用到了计算思维，用计算思维的方式深入理解和学习微机原理中的汇编语言、CPU 结构原理，存储器扩展、并/ 串行口扩展、总线等重要内容，对于后续开设的课程如“单片机原理与接口”、“计算机控制”、“可编程控制器PLC”、“DSP 数字信号处理”奠定扎实基础。
4 微机原理教学改革中计算思维的培养
4.1 基于计算思维的教学过程
教员对原有教材再开发，即在原有课程中选择适当的内容设置课题，对内容拓展或深化，教员在开展教学过程中运用基于计算思维的方法，将教与学的过程有机地连接起来，使学员能够自觉利用计算思维方法（ 递归，关注点分析，抽象和分解，保护、冗余、容错、纠错和恢复，学习和调度等）达到学习目标，当学员掌握了知识点，懂得如何运用计算思维的方法之后，再通过反思评价自己的学习过程和学习方法，自主建构属于自己学习的框架和方式[4]，也就培养了学员计算思维能力，具体教学过程的实施步骤如下：
1）有的放矢。以某个知识模块为研究对象，通过计算思维的方法来获取或应用，由实践建构自己的知识结构。
2）确立课题。师生针对课题开展分析论证，深入挖掘课题内涵及可行性，共同确立研究课题。
3）团结协作。以自愿结合兼顾优势互补的原则组建课题研究小组，成员明确职责，分工协作。
4）研究方案。成员要以计算思维方法为前提，结合本小组的课题制定研究方案，在保证研究活动的连续性和明确化的前提下，合理分工，各负其责。
5）实施方案。将确定的研究方案具体落实。教员在整个过程中的作用是在偏重计算思维培养的思路下研究方法的指导和科学态度与精神的渗透和示范。
6）形成结论。课题小组通过研究学习将结果进行汇总，从中找出规律性的东西，得出结论，给出建议。
7）评价交流。将研究成果以小论文、多媒体演示、实验报告等不同的形式提交或展示出来。并对研究过程中用到的研究方法、研究成果、得失体验感受等进行全方位的总结， 以获得更深一步的理性认识，完善认知结构。
4.2 计算思维导向的课堂教学设计
将抽象分解、启发推理等计算思维的理念引入微机原理教学的课堂设计，可以简化问题，使学员获取知识从点到面，深入理解和记忆。以寻址方式内容的讲解为例，顺藤摸瓜， 从面到点逐个解密.首先提出疑问： 为什么要有寻址方式呢？ ，根据先验知识，微机工作总是对”数”操作，而”数”在哪里？可以提问学员，让他们来回答， ”数”可能在不同的地方，要找到他们，要根据地址来寻觅，所以就有了”寻址方式”，“面”就被首先提出来了。进一步引导学员，具体”数”在哪些地方呢？可能在指令中，所以“立即数寻址”、可能存放在通用寄存器中，所以就是“寄存器寻址”、也可能存放在存储器中，那么就是“存储器寻址”，至此“线”也给出来了，有了“面”和“线”，教员进一步引导， 在存储器中的 “数”必定有个存放的地址吧？ 按照之前存储器存取数，先找到段基址，然后确定偏移地址就能确定在存储器中地址，由于“数”的存放地址的表达有很多种方式，因此，“存储器寻址”就引申到其他具体寻址方式，如“寄存器间接寻址”、“相对寻址”、“变址寻址”等，至此“点”也给出，纵观“面”、“线”、“点”一气呵成，顺藤摸瓜，学员既明白了寻址的概念和用途，也明白了各种寻址之间的联系和区别[5]。学员对这部分内容更容易理解和记忆。
将计算思维引入课堂教学设计不仅需要教员对内容非常熟悉，而且对知识结构有着系统把握。既要能站着全局高度，指引解决问题的思路、步骤和方法， 以突出教学内容的重点，帮助学员树立系统的概念，又要能启发引导学员寻求解决问题途径，深入细节、逐步探索。
5 结束语
微机原理课程教学融入计算思维的元素，不仅指明了课程的教学目标，提高了教学效率，而且对培养军事人才创新思维能力、综合实践能力都起到了积极的作用。随着融入计算思维的新教学体系的逐步完善，教学不再是枯燥的讲授，晦涩的抽象，而是帮助学员打开思维空间，激发探索求解欲望的金钥匙。
参考文献：
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关键词 仿真技术 微机原理 EMU8086
随着信息科学的发展，高校课程体系也在改革，微机原理的教学课时不断被压缩，这提高了实际讲授和学习的难度，学生普遍反映难度大且不容易理解，教学效果一般。为了提高教学效率，并在一定程度上降低学习难度，本文依据笔者的教学经验，借助多媒体教室的平台优势，发挥CAD仿真工具直观形象的功能特点，对微机原理课程的重点和难点部分做了课堂同步仿真演示，并对仿真过程和结果做出分析，取得了较好的教学效果，同时也调动了学生的积极性。
目前，计算机在高校图书馆和学生中相当普及，课下学生可在教师课件和仿真文件的帮助下，对课程的教学内容做仿真分析，这调动了学生学习积极性的同时也培养了独立分析和解决问题的能力。在电子设计分析领域中，CAD仿真工具众多，本文以EMU8086为仿真工具，结合实例介绍将仿真技术引入微机原理课堂教学中所体现的优势。
一、EMU8086软件介绍
EMU8086是一款基于Windows平台的8086微处理器仿真软件，内部集成了汇编程序、连接器和调试器，并提供了丰富的设计例程和参考资料。该软件可模拟真实微处理器运行程序的过程，也可单步执行并显示寄存器、存储器、堆栈、标志寄存器以及变量的值，对数值的修改通过鼠标操作即可完成。另外，通过EMU8086还可模拟IO接口及显示器、直流步进电机、交通红绿灯和LED等外设。
二、EMU8086仿真在课堂教学中的运用
（一）源程序的输入和编译。在EMU8086环境下，系统提供了四套模板com/exe/bin/boot，分别用于简单程序段、完整汇编程序、二进制源码和启动程序的高效输入编写。结合微机原理课程特点，本文选择exe模板，输入汇编程序代码如下：
data segment
x dd 11111111h
y dd 2222F222h
z dd ?
ends
stack segment
dw 128 dup(0)
ends
code segment
assume cs: code, ds:data, ss:stack
start:
mov ax, data
mov ds, ax
mov si, offset x
mov di, offset y
mov bx, offset z
mov ax, [si]
mov cx, [di]
add ax, cx
mov [bx], ax
mov ax, [si+2]
mov cx, [di+2]
adc ax,cx
mov [bx+2], ax
mov ah, 4ch
int 21h
ends
end start
该程序采用完整汇编程序结构编写，用于完成存储器中两个32位二进制数的加法操作，并将结果送存储器保存；其中涉及数据传送指令、加法指令和中断调用指令的使用。将源文件存盘后进行编译，并根据系统提示修改可能出现的错误，编译通过后即可进行模拟仿真。
（二）仿真分析。点击工具栏emulate按钮，即可对编译得到的可执行文件进行仿真，并出现如图1所示的仿真界面：
仿真界面同时以窗口形式显示了：源程序代码、机器码、反汇编代码、通用寄存器值和段寄存器值等信息，方便使用者对照分析；底部扩展按钮可用于查看标志寄存器、变量、堆栈段、存储器、ALU数据。工具栏按钮实现程序控制功能，如：reload可重新加载程序，run可运行程序，single back和single step可分别控制程序向后与向前单步执行。在程序执行中，各通用寄存器的值同步更新。
对本程序单步执行“add ax, cx”指令后，寄存器AX的值更新为0333H，进位标志为1，实现了变量x和y的低16数据相加。在仿真界面也可得到如下信息：指令“add ax, cx”对应的机器码为“07222:03H, 07223:C1H”，对应的反汇编指令为“add ax, cx”。
此仿真过程可以直观形象地向学生展示CPU工作的状态变化和工作原理，以及汇编和反汇编的对应信息。在实际课程教学的相关章节中适当添加EMU8086的仿真演示，可获得较好的教学效果。
三、结束语
本文针对《微机原理》课程的特点，提出了将仿真技术引入课程教学的方法，并结合实例给出了仿真过程介绍和分析，提高了教学效率，调动了学生的积极性，是一种较好的教学方式，取得了较好的实际教学效果。
参考文件：
关键词：微机原理；汇编语言；可视化教学
微机原理与汇编语言课程是计算机专业的主干核心课程，也是一门综合性、实践性极强的课程[1]。但由于汇编语言是面向机器的语言，是机器语言的符号化，语句不直观、结构化程度低，程序调试困难，与高级语言的教学相比难以讲解，所以学生在学习过程中普遍感到难度较大[2]。如何从事该门课的教学，使学生通过学习，深入掌握微机原理和基本知识，利用汇编语言编程，培养解决实际问题的能力，对于教师授课来讲有一定难度。如何更好地将该门课程知识传授给学生是每位教师都在探索的问题。结合自己近几年的教学实践，为激发学生的学习热情，提高汇编语言的教学质量，降低学习门槛，我们提出几点可视化的教学的手段，该教学方法在教学过程中效果良好。
1 微机原理知识的可视化动态演示
汇编语言是微机原理课程的一门工具性语言，课程中有很多交叉结合的知识点[3]。如果在微机原理部分没有弄明白内部结构和工作原理，大量的指令就无法正确运用，熟练灵活运用汇编程序编程就更难。微机原理部分概念和专有名词多、工作单元不易建模，内容抽象，学生不易理解和接受。目前的教学通常采用比较传统的教学方法，教师是在教室用粉笔在黑板上讲授，内容较枯燥且受板书的限制，难以激发学生
兴趣，教学效率低下，而对于初学的学生来说，入门较难，学起来比较吃力。为了达到良好的教学效果，利用多媒体进行可视化教学，把声音、动画、图形、文字等媒体有机地组合在一起，将难懂难理解的内容以动画的形式展示出来，调动学生学习积极性，把注意力集中到重点部分。通过逼真的动画显示，使学生从视觉上和感官上真实地感受到微型计算机的内部构造。如在讲授寻址方式的时候，可以通过动画的形式将寻址的过程以及各个寄存器的相关变化情况表现出来，这样将枯燥的理论内容可视化，提高学生的感官认识。学生学习起来一目了然，并可以轻松理解几种寻址方式的区别。另外，我们还可以利用动画模拟存储单元物理地址的形成过程以及各逻辑段的分配过程，使学生更好地理解对存储器的访问等其他内容。
2 汇编语言的可视化调试环境利用
汇编语言面向机器的硬件，相对比较抽象、指令伪指令较多、语法难记、调试困难、程序的可读性差，在上机调试程序时又由于不能直接看到程序的运行结果，实践教学中学生很难掌握汇编语言的应用。另外，在传统的教学中，常用汇编语言教学调试工具DEBUG和MASM软件都是在DOS下用指令运行的，而学生对DOS操作系统不熟悉，不能理解，也跟不上教学步骤，教师的教学难度极大，实验的成
基金项目：上海市教委上海海洋大学重点课程建设项目(A2600-10-0053，A2600-10-0052)；上海市高校本科教育高地建设项目(B8515-10-0001)。
作者简介：孔祥洪，女，高级实验师，研究方向为物理应用及控制技术。
功率很低。作者在教学中利用启东的DVCC-8086的微机原理实验系统MASM for windows软件进行书写程序，该软件是一个结合了先进可视化编辑器、编译器，反编译器，具有排错功能的软件模拟工具，通过这样的可视化程序调试环境进行书写程序时，可有效提高学生的编程能力和上机调试技能，有利于加深学生对汇编语言的程序的理解，降低调试难度。图1是启东8086汇编语言的可视化调试环境，它具有高级语言，集成环境语言所具有的可视化集成环境的下拉菜单，图标化的快捷按钮、热键、快捷命令等特点，如文件编辑菜单有文件、编辑、查找、选项、编译菜单；实验指南菜单有编辑窗口的快捷菜单，可使用鼠标右键来激活；调试部分有动态调试菜单、窗口菜单；
窗口部分有编辑窗口、反汇编窗口、数据窗口、寄存器窗口；工具栏有编辑工具栏、调试工具栏、实验指南工具栏等等。而调试工具栏还具备联接、编译、调试、单步、运行、断点等功能。再如，菜单可用ALT/ALT+字母来激活，用热键或字母来选择所有输入地址数据值等。
8086汇编语言可视化的调试环境在进行程序调试时可以直接看到命令的执行过程，得到程序运行结果，这有利于学生掌握汇编语言的程序设计方法，培养实际动手能力，激发学习汇编语言的兴趣，同时，也可以降低教学难度，使学生在短时间内真正理解和掌握教学重点和难点。
3 可视化寄存器窗口、代码数据窗口、反编译器的利用
汇编语言是机器语言的符号化，通过它可以充分理解指令在计算机中的执行过程，能够最直接最有效地操作机器硬件系统，编写在时间和空间两方面都是最有效的程序[4]。但编写及调试汇编程序时相对高级语言程序要困难、复杂得多，如果利用可视化寄存器窗口、代码地址数据窗口等调试环境，就可以帮助学生加强对低级语言编译过程中时空高效性的理解。使学生能从物理存储结构和系统物理地址结构两方面建立起计算机系统的完整性、可控性的概念。8088汇编语言的可视化调试环境中可视化寄存器窗口如图2所示，可视化代码地址数据窗口如图3所示。
在学习寄存器和存储器的组织结构时，学生对很多概念只有一个很抽象、模糊的认识，这时，我们可以通过8088教学软件打开“窗口”菜单的“代码数据窗口”和“寄存器窗口”，查看寄存器的状态；教师在讲授存储器和寻址方式的知识时，利用可视化“代码数据窗口”查看内存单元，让学生可以动态了解内存单元的地址与内容，将抽象的内容具体化；在讲授指令的运用时，可以针对每一条指令，利用可视化窗口进行指令的具体操作，让学生从可视化窗口中观察寄存器、内存单元地址和标志寄存器的变化情况。另外，教师还可运用“代码数据窗口”来查看程序的运行结果，当程序运行结果不正确时，通过“单步”调试和设置“断点”等按钮，随时观察寄存器和内存单元的内容，确定程序的错误之处，还可以利用“反汇编窗口”和“断点”设置进行反汇编。图4是观察寄存器和内存单元的中程序的指针地址与内容，确定程序的错误之处。
图4 可视化反汇编窗口
4 结语
作为专业基础课程，微机原理和汇编语言是学好后续专业课程的关键，是任何其他高级语言都不能完全取代的。教师应该合理安排教学内容，灵活运用多种教学方法和现代教学手段，充分调动学生的学习积极性和主动性，提高教学的实际效果和质量。通过对微机原理与汇编语言可视化教学改革，学生对该课程产生了更浓厚的学习兴趣，取得了较显著的教学成果，但是也还存在一些不完善的地方，这需要我们在以后的教学实践中不断改善。
参考文献：
[1] 马浩. 浅谈微机原理与汇编语言教学改革[J]. 科技创新导报,2009(17):129.
[2] 薛宝山. 汇编语言教学方法探讨[J]. 科技资讯,2008(10):203.
[3] 陈松. 探索汇编语言和微机原理整合课程的教学方法[J]. 科教导刊,2009(22):28.
[4] 朱淑琴,张银霞,赵瑛. 汇编语言教学内容和教学方法探讨[J]. 北京联合大学学报:自然科学版,2009,23(4):90-92.
Discussing on Visualization Teaching of “Microcomputer Principle Assembly Language”
KONG Xianghong, GUO Yangxue, YANG Wei
(Physics Experimental Center, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China)
