微型计算机原理

微型计算机原理（通用12篇）

微型计算机原理 篇1

《微型计算机原理》是计算机技术的硬件基础课程之一，通过该课程的学习使学生从理论和实践上掌握微型计算机的工作原理和基本组成，熟悉微机的汇编指令体系及汇编程序设计方法，以及常用接口技术及其软硬件设计方法，建立微机系统的整体概念，达到初步具有微机应用系统的软硬件设计和开发的能力。该课程主要内容包括微处理机基本概念、工作原理和硬件结构;汇编语言指令系统和程序设计方法与技巧;中断系统、定时器/计数器和串行通讯的工作原理和应用;微机系统扩展、人机交互、A/D和D/A等接口技术，以及微机应用系统设计实例等。该课程抽象难懂，在平常的教学中学生学习积极性不高，教学效果普遍不好。本文通过对《微型计算机原理》及其应用课程多年来的教学实践经验和教学研究体会，还有微型计算机应用系统科研的开发经历，为了更好的让学生掌握微型计算机原理及其应用课程，提出以下的经验和体会。

1 运用多种媒体手段

随着电子信息技术的发展，多媒体技术已经渗透到教学中的各个角落，尤其是计算机教学中，多媒体教学手段的成功运用，必将给计算机教学过程带来意想不到的效果。然而在当下众多的计算机教学课堂上，普遍只是运用了幻灯片讲学的方式，甚至是对幻灯片产生了某种依赖，教学方式单一、死板，提不起学生的学习兴趣，收不到好的教学效果。根据教学需要，注重实效，对多种教学手段和工具媒体进行优化组合，使其优势互补，从而力争达到最佳的课堂效果。例如在实验课程时播放实验教学影片，既增加趣味性又加深了学生的印象。开发Flash演示教学，对于程序设计中的一些常规算法，或者微机程序运行的基本规律，可以采用播放Flash的方式，让同学们拷贝下来，课后自己反复学习掌握。还可以开发专门的教学软件，利用一个个可操作的动态画面，突破难点、讲清问题。这样就具有了人机交互性，让学生在学习的同时不自觉的提高了动手实践能力。制作软件的过程本身就可以让一些优秀的学生辅助来做，这样不但为老师节省了大量时间，让其将更多的建立用在其他备课内容上，又是对个别优秀学生的一个很好的锻炼，培养了他们的兴趣、提高了他们的能力。

2 尝试网络化教学改革

网络已经在我们的生活中无处不在,现在的学生寝室中普遍都能上网,尝试采用网络化教学模式,让学生在任何想学习的时刻都能够很快的进入学习的环境中,这是对传统课堂教学方式的一种改革,很明显,网络化教学模式有着传统教学模式没有的众多优点。纵观现在中国重点大学的微型计算机原理精品课程,无一例外的都能在网上查阅到极其丰富的网络课件和教学视频。可以说,网络化教学的模式已经慢慢的渗透进了众多的教学环境中,然而普及程度还有待提高。网络化学习模式注重学生在虚拟世界中的体验,实现从“教师为中心”到“学生为中心”的重心转移;注重对网络资源的充分利用,实现了从教学内容设计向教学过程设计的转变;其教学内容也从原来的单学科知识点,变成了交叉学科;教学模式从教师讲授、辅导、模拟演示的方式为主转变为学生自主地研究性学习、资源性学习和协作式学习的方式为主;教学周期从原来的以课时为单位变成了以星期甚至以学期为单位;教学评价从原来的简单的结果性评价转变为现在对学习过程的综合性评价。网络化的学习模式同传统教学模式具体对比如表1。

网络教学系统需要由一系列协同工作的子系统构成，这些子系统依赖于校园网络和Internet网，将校园网上多媒体课件制作室、多媒体网络教室、学生微机实验室等有机地联系起来，实现了“教”与“学”的不同环节在一个网络应用平台上进行统一管理。图1描述了网络教学系统的体系结构，它表示网络教学系统的各个子系统之间，教师和学生与校园网络之间的关系。

建构主义学习理论认为：知识是学习者在一定的社会文化背景和情境下，利用必要的学习资源，通过与他人(教师和学习伙伴)的协商交流合作和本人进行意义建构方式获得。因而强调学习不是外部刺激的结果，是外部环境与认知主体内部心理互相作用的结果。为了构建学生学习的网络环境，让学生在网络的环境去提高自己的能力，适应这个瞬息万变的信息时代，本文根据建构主义学习理论和计算机的学习特点，在研究微型计算机教学规律的基础上，设计出在多媒体网络课室中实施的网络化学习模式，该模式由提出任务、创设情境、自主学习、协作学习、意义建构五个环节构成。其结构如图2所示。

然而，网络教学并不是完全没有弊端，首先由于网上教学信息急剧膨胀和无序化，教师和学生须具有较高的选择能力和控制能力，否则将会导致学习效果不佳，适得其反。学生要进行自主学习需要具备一定的学习能力、计算机应用能力，及具有学习主动性和自我约束能力。其次信息时代知识更新快，信息技术的发展更是日新月异，导致教材的更新周期短，高质量的网络教材难以保持和严重缺乏。再次是网络教学存在着各种安全防范问题，包括克服网络病毒、防止非法入侵破坏教学资源及不良信息的屏障等急等待解决的安全问题。综合来说，网络教学方式还是一个非常值得我们推广的一种模式，只要克服一定的困难，有效利用资源，网络教学必将使我们的教学水平上升到一个新的水平。

3 实践启发式教学

微型计算机学习是一个实践性非常强的课程，教师在课堂上只是采用讲授的方式是收不到好的效果的，实验教学已经是计算机教学中不可缺少的环节。但是对于实验这种充实践性的教学内容，这样才能收到很好的效果呢?笔者认为应该采用启发式教学方式。创设恰当的问题情境，培养创造性思维能力，教师要注意创设恰当的问题情境，尽可能让学生自行酝酿并提出问题，启发学生进一步探索的愿望。其实问题的提出只是分析和解决问题的起点，怎样深入探索问题则是教学过程培养学生思维能力的关键。

实践是检验真理的唯一标准。教师有目的提出实验课题，与学生一起讨论解决思路，而原理图、程序流程图等由学生自己来设计，完成后交与教师评点改进，然后学生再根据原理图编制程序、上机调试。如果遇到困难，老师与学生一起分析和讨论解决，很多时候往往是教师稍作指点，学生就能够程序调试通过。当学生看到自己也能开发程序，当自己的想法变成现实时，激动之情无法言表，这样就更触发了学生自己编程和学习的兴趣。只要循序渐进，学习的气氛必然越来越融洽，学生的积极性必然越来越高，微型计算机原理的实验课将不再枯燥无味、令人畏惧。相反，将变得妙趣横生、充满成就感。

4 结束语

对于《微型计算机原理》的教学方法，主要通过多种媒体的综合应用、网络化教学改革、实践启发式教学三个方面的探讨，结合相关教学实践，我们深刻的认识到，要想将教学质量有很大提高，必须尝试多种教学改革措施，引导学生主动求知，勇于探索，勇于创新。我们相信，只要坚持不懈、努力探索，课堂的教学水平和学生的学习能力都必将由量的积累达到质的飞跃。

参考文献

[1]马丽.《计算机原理》的教学法研究[J].淮阴工学院学报,2004,13(4).

[2]邱清辉,汪婵婵.《微型计算机原理》课程教学改革与实践研究[J].电脑知识与技术,2008(5).

[3]张瑞.“微型计算机原理及其应用”课程教学实践之我见[J].贵阳学院学报:自然科学版,2007(6).

[4]余胜泉,何克抗.基于INTERNET的教学模式[J].中国电化教育,1998(4).

微型计算机原理 篇2

①机器数比真值数多一个符号位。②正数的原、反、补码与真值数相同。

③负数原码的数值部分与真值相同；负数反码的数值部分为真值数按位取反;负数补码的数值部分为真值数按位取反末位加1。

④没有负零的补码，或者说负零的补码与正零的补码相同。

一个计量器的最大容量称为该计量器的“模”

计算机：硬件：中央处理器CPU、（运算器、控制器）、存储器系统、I/O接口、电源系统、I/O设备软件：系统软件、应用软件

总线是CPU与存储器、I/O接口交换信息的公共通道

地址总线：传输CPU访问存储器，访问I/O端口的地址信号。数据总线：传输CPU读/写内存，读写I/O端口时的数据。控制总线：CPU发出的控制命令，或外部向CPU提出的请求 地址总线通常是单向总线，数据总线通常是双向总线，大部分控制线是单向，少数是双向。

寻址能力：指CPU能直接存取数据的内存地址的范围，它由CPU的地址总线的数目决定。

在实模式下，486只能访问第一个1M内存(00000H~FFFFFH)存储管理部件对存储器只进行分段管理，没有分页功能，每一逻辑段的最大容量为64K。在实模式下，段寄存器中存放段基址。

486有32条地址线，内存最大容量4G。这4G字节称为物理存储器，每一单元的地址称为物理地址，其地址范围：0000,0000H~FFFF,FFFFH为物理存储空间。

486利用低16位地址线访问I/O端口，所以I/O端口最多有216=64K，I/O地址空间为0000H～FFFFH。（从PC/XT～Pentium，基于Intel微处理器的系统机，实际上只使用低10位地址线，寻址210=1024个I/O端口）

逻辑地址——程序中编排的地址，由段基址和段内偏移地址组成； 物理地址——信息、数据在存储器中实际存放的地址。

物理地址是唯一的，不同的逻辑地址可得到相同的物理地址。

CS、IP的初值：由操作系统赋值

DS/ES的初值：由程序员赋值。

SS、SP的初值：①由程序员赋值

②由操作系统自动赋值

存储器的拓展：64k×8 64k决定地址线 8决定数据线

间址寄存器和约定访问的逻辑段： BX,SI,DI 数据段 16位寻址方式 BP 堆栈段

EAX～EDX,ESI,EDI 数据段 32位寻址方式 EBP,ESP 堆栈段

基址寄存器和约定访问的逻辑段 BX 数据段 BP 堆栈段 16位寻址方式

EAX～EDX,ESI,EDI 数据段 EBP,ESP 堆栈段 32位寻址方式

变址寄存器与约定访问的逻辑段 SI,DI 数据段

无比例因子,16位寻址

EAX～EDX,ESI,EDI数据段 EBP 堆栈段

有比例因子,32位寻址

在实模式下，一个逻辑段的体积最大为64K，存储单元的有效地址为16位，不可能超过FFFFH,∴在实模式下运行的程序通常采用16位寻址

用EQU定义的符号常数,其值在后继语句中不能更改 用“=”定义的符号常数,其值在后继语句中可以重新定义

SEG运算符 格式: SEG 段名或变量名或标号名 功能: 计算某一逻辑段的段基址 OFFSET运算符 格式：OFFSET 变量名或标号名 功能：算出某个变量或标号名所在单元的偏移地址（有效地址）。

BUF DB ‘THE QUICK BROWN FOX’;字符串长度19 LLL EQU $-BUF 汇编后符号常数LLL的值即为19

1.立即数不能直接送段寄存器MOV DS, 3000H 2.目标操作数不允许用立即数方式MOV 2000H, AL 3.不允许在两个存储单元间传送数据MOV[2000H],[3000H] 4.不允许在两个段寄存器之间传送数据MOV DS, ES 5.源、目属性要一致

在程序控制传送方式中，中断传送可以提高系统的工作效率。

I/O设备与CPU之间交换信息，其状态信息是通过数据总线传送给CPU的。8086/8088微机系统中可访问的I/O端口地址范围为0000H~FFFFH。8086微处理器可访问的最大I/O空间为64K。CPU对外设的访问实质上是对I/O端口的访问。CPU与I/O设备交换信息，无需传送地址信息。

非屏蔽中断（包括软件中断）的中断类型码由硬件预先规定。

溢出、断点、单步都属于内部中断。INTR是可屏蔽中断，NMI是非屏蔽中断。中断优先级：INT n（软件中断）->INTO->NMI->INTR->单步

8254计数器的最大初值是0000H最小值是0001H.8254是基于减1计数的工作原理

8254方式2、3既可以软件启动也可以硬件启动。

方式2输出一个时钟周期的负脉冲 方式3输出的方波周期是N个时钟周期之和。8254有6种工作方式4个I/O地址。

8254有三个通道，每个通道都有三条引线跟外部联系，它们是：CLK，GATE，OUT。方式2减到1时输出一个负脉冲。

NTOUT+ TCLK三个计数器既可以作为计数器也可以作为定时器。先写控制字再写初值。方式2;

① GATE为高电平②自动重装③改变GATE恢复后从初值开始计数④改变初值，待原周期结束后开始新周期

方式3;① 1:1的方波（N为偶数）②先输出正半周期再输出负半周期③每半周期结束后都要重装④减2计数⑤N为偶数：N……0（正半周期），N……0（负半周期）⑥N为奇数：N-1……-2（正半周期），N-1…..0（负半周期）。

初始化：口地址8位可以直接寻址，超八位只能DX间址。初值8用AL,超8位用AX装初值，用AL依次写低高。（先低后高）。

单工方式：只允许数据按照一个固定的方向传送。半双工方式：双方均可发送和接收，但不能同时。全双工方式：可以同时发送和接收。

调制与解调：数字信号—>模拟信号—>数字信号 RS-232C标准采用负逻辑。程序：8250初始化（B98B9C），查询方式和中断方式接收和发送数据。

计算机与外界的串行通信实际是CPU与I/O接口并行，I/O接口与外设串行。

8255与CPU连接的引脚，与外设连接的引脚（见书）

无论A、B口工作在什么方式，C口中尚未用过的引脚线均可作为一般I/O使用。方式1下，用中断传送方式时，要用C口置1/置0命令将中断允许位INTE置1。C口置1/置0命令一次只能使一位置1或置0。1.接口电路的作用是什么？I/O接口应具备哪些功能？ 答：接口是CPU和外设交换信息的中转站。

⑴数据缓冲功能 ⑵联络功能 ⑶寻址功能 ⑷数据转换功能 ⑸中断管理功能

2.什么是端口？端口有几类？

答：能与CPU交换信息的寄存器成为I/O寄存器，简称“端口”。

按端口的寄存器存放信息的物理意义来分，端口可分为3类：

1）数据端口 2）状态端口3）控制端口

3.I/O接口有哪两种编程方式? PC系列机中采用哪种编程方式? 答：⑴端口和存储单元统一编址 ⑵I/O端口独立编址

在PC系列机中，I/O端口采用独立编址方式。

4.说明定时/计数器8254的GATE信号在6种工作方式下的作用以及与时钟信号CLK的关系。答：（老师答复）这道题超出范围了，只要求掌握方式2和3，只要知道计数过程中GATE信号必须是高电平即可。

5.系统机定时/计数器的一个通道定时周期最长是多少？要实现长时间定时,应采取什么措施？如果采用外扩8253定时/计数器实现长时间定时,应采取哪些措施？ 答：①Tmax65536TCLK65536155ms

1193182K ②软件计数

③⑴减小输入信号的频率 ⑵级联 1．叙述可屏蔽中断处理的全过程。

答：①首先由中断请求寄存器寄存加到引脚IR0~IR7 上的 ②在中断屏蔽寄存器的管理下，没有被屏蔽的中断请求被送到优先权电路判优。

③经过优先权电路的判别，选中当前级别最高的中断源，然后从引脚INT向CPU发出中断请求信号。

④CPU满足一定条件后，向8259A发出2个中断响应信号（负脉冲）。⑤8259A从引脚INTA收到第1个中断响应信号之后，立即使中断服务寄存器中与被选中的中断源对应的那一位置1，同时把中断请求寄存器中的相应位清零。⑥从引脚INTA收到第2个中断响应信号后，8259A把选中的中断源类型码n，通过数据线送往CPU。

⑦在实地址模式下，CPU从4n~4n3单元取出该中断源的中断向量→IP、CS，从而引导CPU执行该中断源的中断服务程序。

2．什么是中断向量和中断向量表？中断类型码和中断向量的关系是什么？ 答：①实地址模式下，中断服务程序的入口地址就是中断向量。

中断类型码通过一个地址指针表与中断服务程序的入口地址相联系，实模式下，该表称为中断向量表。

②微机系统中，为了区别，给每一个中断分配一个中断号，又称中断类型码。对应每一个中断，都有一个中断向量。即一个中断类型码对应一个中断向量。

3．CPU响应可屏蔽中断的条件是什么？☆

答：①INTR引脚有中断请求，NMI引脚没有中断请求，系统没有DMA请求。

②CPU当前指令执行完毕。③CPU处于开中断状态，即标志寄存器的中断允许标志置1.4．CPU响应非屏蔽中断的条件是什么？☆

答：①NMI引脚有中断请求，系统没有DMA请求。②CPU当前指令执行完毕。5．键盘硬中断和键盘软中断的关系是什么? 答：键盘硬中断即9型中断（硬件可屏蔽中断）。

键盘软中断即INT 16H软中断。

硬中断和软中断利用键盘缓冲区传递信息。键盘缓冲区中的键代码由9型中断服务程序负责写入，用户程序调用INT 16H可以读取键盘缓冲区中的信息。1.异步通信一帧字符的格式是什么？

答：⑴起始位 ⑵数据位 ⑶奇偶校验位 ⑷停止位

考点：①起始位为一位逻辑0，题目一般不给出 ②数据位从最低位开始传送 ③奇偶校验看逻辑1的个数是奇是偶 ④停止位一定是逻辑1信号

2.设异步通信一帧字符有八个数据位，无校验，一个停止位，如果波特率为9600，则每秒能传输多少个字符？

答：一帧字符数 ＝ 1位起始位 ＋ 8位数据位 ＋ 1位停止位 ＝ 10位 则一秒传输的字符数N9600bit/s960/s

10bit（通信速率又称波特率，表示每秒钟传送0、1代码的位数）

3.单工、半双工、全双工通信方式的特点是什么？

答：①单工方式只允许数据按照一个固定的方向传送。②半双工方式要求收发双方均具备接收和发送数据的能力，由于只有一条信道，数据不能在两个方向上同时传送。③在全双工方式中，收发双发可以同时进行数据传送。

4.分别叙述TTL和RS-232C的电平标准，通常采用什么器件完成两者之间的电平转换？ 答：①TTL采用正逻辑，规定逻辑“0”为0V左右，规定逻辑“1”为＋3Ｖ～＋5Ｖ.RS-232C采用负逻辑，规定逻辑“1”为―3V～－15V，规定逻辑“0”为＋3V～＋15V。

②通常采用MC1488和MC1489电平转换器。MC1488可接收TTL电平，输出RS-232C电平。MC1489可输入RS-232C电平，输出TTL电平。

5.用系统机串行口采用中断方式完成字符发送和接收，编程时应采取哪些措施？ 答：⑴中断允许寄存器相应位置1 ⑵MODEM控制寄存器D31，即OUT20打通8250的中断请求通道。⑶8259相应中断屏蔽位置0（主8259IR3、IR4）— 8259 ⑷CPU处于开中断（STI）— CPU

2.当CPU用查询方式和8255A交换信息时,应查询哪些信号？当CPU用中断方式和8255A交换信息时,利用哪些端子提中断请求？ 答：①CPU采用查询方式从8255A读取数据之前，应查询IBF；CPU采用查询方式向8255A输出数据之前，应先查询OBF。

②当CPU用中断方式和8255A交换信息时,利用INTR端子提中断请求。

3.8255A的方式选择控制字和C口置0/置1控制字都是写入控制端口的,8255A是怎样识别的？

浅析计算机原理中C语言的应用 篇3

关键词：计算机；C语言；特点；C语言应用

中图分类号：TP312.1

计算机中有一种程序设计语言叫做C语言，C语言可以说是高级语言和汇编语言的一种升华，同时具备了两者的优点。在1972年的时候，美国的计算机专家将C语言推进人们的视野，六年之后，计算机各种的型号中也相继出现了C语言的身影。功能繁多的C语言可以将类似工作关系在特定的某种程度上进行设计，也可以将相关的应用程序进行相对程度的编辑。除了这些，C语言可以把相关的应用程序进行设计成型。就目前来说，C语言在应用上也是非常广泛的，它处理数据的能力很强，软件开发的层面还不能说明什么，就比如说各个类别的科学研究上，它还适合系统型软件的编写，二维图画、三维图画，动画等很多层面都有C语言的身影，而单片机和嵌入式的系统开发就属于C语言的具体应用。

1 C语言的特点

1.1 C语言的构成。构成C语言的就是我们数学中所学的函数，因为函数与函数互相独立，所以这还是C语言的特点之一，把这个理论应用在实践中的话，那么它就能一个程序解决数个编辑任务，而且还可以数个程序合在一起解决一个任务。在解决实际的开发问题时，它们大多是相对较大的软件，这样我们可以分成多个部分，分别由多个人完成，在这当中必须把C语言熟练掌握，灵活使用程序文档的技巧。这么做就可以使程序的编辑能力和软件开发的能力有一个很大的提高。

1.2 C语言的优点。C语言有两个特点：第一个有汇编语言的特点，第二个有高级语言编写的特点。它还有两个优点：一个是它可以对相关的应用进行程序设计，一个是可以有相关系统的设计语言。总体来说，C语言算是一个计算机程序的设计语言，它的编写也会较小的依赖对计算机硬件的应用程序。

1.3 C语言的发展。在高速发展的科技时代，C语言从开始到现在都被应用到计算机领域的各个层面，主要的就是因为它是一门很自然的语言，很容易学会，它可以使汇编语言发挥到更好，还很接近于各个硬件。在科学领域，C语言在多个科研中可以用到，像软件的开发，例如：开发单片机、开发嵌入式系统等。C语言在计算机中不仅应用很广泛而且适合于多个操作系统的原因，是因为它的数据类型多种多样，功能繁多而且齐全，像驱动器、显示器，也都非常合适C语言。另外它的图形功能很强大，更高效率的引入指针，并且设计程序；C语言具备了汇编语言的特点是因为作为一个中级语言，它既能把高级和机器语言相结合，也能对字节、语言地址、对位等进行操作，而且它们就是计算机最基本的工作单元。语言代码和数据化的分割，最终形成了层次清晰，方便使用、维护、和调试的程序。

2 C语言在计算机原理中的应用

2.1 指针。当一个相关的变量在声明的时候，如果这个变量的前面使用的是*符号时，则证明这个就是指针型变量。换句话说，这个变量就是针对一个地址进行对应的存储，然而*的最重要功能就是取得内容的操作符，其大体意思就是得到与之相对应的内存地址里面存储信息。C语言与其他同时期高级语言最大的不同就是指针。与其他语言比较而言，指针不但是与之相关的变量地址，而且也是数组、数组的元素和相对应函数的地址。指针还有一个特点就是，当它作为形式参数的时候能够在函数使用的过程中拥有一个以上返回值。讲了这么多指针的优点，其实指针也有一些弊端，比如说：一些正确的操作方法能够通过指针来进行比较自然化的表述，如果操作不当或者是大量使用指针的话将会给整个程序带来大批量隐藏的错误。

2.2 字符串。因为C语言的字符串也可也说是一种数组，类似于char型一样，当不想使用引用库的时候，可以用字串符来代替。但是要使它们看上去像是字符串而不是像数组，就必须用C标准库里面应用于对应的字符串，用它们来进行相对程度上的操作的函数。使这些函数找到相同类型的开头文件。

2.3 C语言结构的应用。C语言有三种结构模式，它们分别是：顺序结构、选择结构、循环结构。其中顺序结构可以进行比较独立的应用，它的构成就是一个相应简单的，而且也非常具体的程序。像平时的输入结构、计算结构、输出程序也是顺序结构，它们在计算机运用原理中不叫常见。这个时候就要通过先后的顺序逐个进行操作的，它也属于C语言中的顺序结构。平时在程序进行运算与操作时候，一些含有重复规律性的，它们在引用到程序中，就要将这些语句逐个的重复的操作就是循环结构。像那些重复操作的情况中出现被重复执行的语句我们便把它们叫做循环体。所以循环结构出现在语言程序中，是因为它不但避免在书写中源程序重复的问题，还能用以来表达在重复执行一些算法的时候出现的问题并进行很有规律性的重复运算；最重要的，它在相应程度上还能缩短程序的长度，并使得其程序变得很直观而且简单。“for”、“while”、“do-while”、“go to”四种C语言循环语句也能表达一些在计算机原理中所形成的循环结构。在对相同的问题中进行处理时也可以用到这四种循环，而且在平时遇到的较为简单的问题的情况下，它们可能相应程度上的相互替换。在循环结构中它的循环的判定条件是因为它们表达式所组成，其中对应的也取值于表达式“非”、“或”，这两个代表相应的判定结果的真或假。选择结构，其实就是执行相应的选择结构，重点根据对应的条件来选择相应的路径来执行的。在程序设计方法里用选择结构，最重要的就是比较适合设计并有较强的分支条件的和在它们中息息相关的分析程序的对应流程。其中“if”与“if-else”是C语言提供用于选择结构的语句。在选择结构中经常会出现多种选择结果，导致许多分支结构的出现。针对此种现象，C语言中“switch case”语句因此而产生。

2.4 C语言在计算机应用中的发展。高速发展的今天，需要我们每一位软件开发人士熟练的学会C语言的运用，才能适应计算机软件开发的飞速发展。计算机软件开发的很多方面经过了由简便的数值运算到繁杂的程序应用。它们包括高级语言和机器语言以及功能和复合语言等层面。因为每个行业都在逐步的发展，不断的提高工作效率，计算机软件也不例外，它也正以越来越科学越实用，毫不逊色的跟随各行各业的进步。因此可以预言未来几年软件的开发和应用还将会越来越全面。C语言是一个比较更让人接受和熟悉的软件编辑工具，它将会让更多的人去关注和学习。计算机的各个软件在网上冲浪、聊天交友、游戏娱乐时乃至各个企业和厂房里自动化的操作程序，以及公司的商务活动都有非常广泛的应用。它像是社会发展的发动机，带动着各个领域的转动，它编辑的每个程序，开发的各种软件，都是这个发动机的能量源。

3 结束语

综上所述，C语言具有的种种特点如：程序的模块化、使用的灵活简单化等等。正是因为以上几点，在众多的高级语言中C语言成为众所周知的计算机的应用设计程序。正因为这些优点，才能够让C语言在程序的编辑与软件开发上面大大提高了工作效率。因此C语言才能更好的在计算机中应用。

参考文献：

[1]罗莎.计算机中C语言的应用特点分析[J].计算机光盘软件与应用，2012（07）：165-166.

[2]李俊.C語言中计算机原理的应用[J].计算机光盘软件与应用，2012（10）：99-101.

[3]徐辉强.C语言教学中计算机原理知识的应用[J].科学咨询（科技·管理），2013（09）：94-95.

作者简介：李玉霞（1980.01-），女，讲师，研究方向：信息管理与信息系统。

微型计算机原理 篇4

“微型计算机原理与接口技术”是高等学校通信与电子信息类专业的专业基础课, 主要教学任务是使学生能系统而完整地理解计算机硬件系统的组成结构和工作原理以及汇编语言程序设计的方法, 培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计及开发能力, 为深入学习计算机通信技术、智能仪器的设计打下良好基础。这门课程具有知识面广、内容教多较碎、软件硬件结合、知识点呈网状结构、应用性强、难度大、抽象等特点, 需要记忆的东西较多, 不少学生觉得这门课枯燥无味, 凌乱繁杂, 学习兴趣不高, 甚至个别学生在学习结束时, 还未建立起清晰的整体概念, 似懂非懂。笔者承担的南京邮电大学面向全校和通达学院的“微型计算机原理与接口技术”是江苏省高校精品课程之一。在该精品课程建设和实施过程中, 作者不断进行教学研究与创新实践, 本文结合笔者的教学实践, 针对课程的教学内容、教学手段等方面进行了一些探讨, 阐释一些教学心得。

1 教学内容的合理组织

在“微型计算机原理与接口技术”课程授课中, 前后内容联系频繁, 容易给人以繁杂的感觉;而CPU、存储器、接口、外设等各自成章, 零零碎碎, 容易给人以零碎的感觉;学生容易把每一章内容独立起来理解和学习, 不能很好地从整体上把握微机系统结构。因此, 对授课内容的组织作一定的改革, 在第一章计算机基础的讲解中, 多用一至两个学时将整个计算机系统结构讲授清楚, 从结构框图出发, 整体到部分, 然后再回到整体。最终使学生在进入各章节的学习前有一个较明晰的总体概念。并且, 在各章节的授课中注重培养学生从总体上把握内容, 理解本章节的作用和地位以及和其他章节内容在总体结构上的联系。

在授课内容安排上注意做到详略得当, 80486CPU的内部结构及工作原理、汇编语言程序设计、存储器、常用外部接口芯片都是重点和难点, 应该仔细讲解。采用多媒体授课, 可配以动画演示。例如, 讲解80486指令的执行过程以及CPU寻址方式时, 以动画的形式展示给学生, 更直观、更形象、学生更容易理解。总线技术、主机系统结构、微机操作系统, 可以简略讲解。另外, 键盘技术、显示技术、打印机原理、软盘、硬盘、光盘等内容可以让学生自学。

微机原理课程所涉及的技术发展十分迅速, 教材难以及时更新, 因此在授课过程中注意补充计算机技术的最新发展状况, 补充相关的新生事物介绍。例如, 在讲解CPU工作原理时, 补充现在市面流行的CPU的性能及参数;在讲解主存储器时, 加入内存的发展过程, 以及最新的DDR II技术的内存和DDR III技术在显卡中的应用。这样, 提高了他们学习的积极主动性。

在采用多媒体教学中, 要注意结合板书。例如, 在每节课开始前通过板书先将上节课的内容进行罗列, 上课开始依照板书进行几分钟的串讲, 所谓“温故而知新也”;在讲述新的内容前, 通过板书先做一个宏观的分析并引出问题焦点, 然后通过多媒体逐个详细阐述;在一个大的问题讲完后, 可以通过板书进行总结。

2 教与学的互动

2.1 教中促学

在课堂教学中提一些关于“为什么”的小问题, 但不急于立即给出答案, 而让学生先自己课后查阅资料, 等过几节课后教师再给出答案, 从而培养学生自己解决问题的能力, 而且大学生在课后查找问题答案的过程中, 不会仅限于对某个问题的求解, 而是会涉猎到相关的知识, 拓宽了他们的视野。比如, 笔者在讲字符的编码—ASCII码时, 提问“回车符和换行符有什么不同?”或再追问“为什么有的系统只用回车符而不用换行符?”第一次提问时几乎没有学生回答, 过几节课后, 在将汇编程序时, 遇到“0DH, 0AH”时, 再问一次上述两个问题, 这次会有不少学生回答, 说明他们下去查找过资料了。这时, 进一步激发他们的学习兴趣:“请大家在后面实验课上机时编写程序验证一下!”往往在刚下课就有不少学生向老师要汇编程序运行环境, 这样, 在实验课刚开始, 经常就有学生要求老师检查本次实验内容!他们已经提前完成了实验内容, 而且编程方法不局限于课堂内容。对这样的学生可以进一步鼓励他们说一下自己的程序设计思想, 然后再检查一下他们对老师授课内容的掌握程度, 以便他们有的放矢的学习。

2.2 教与学的共进

由于“微型计算机原理与接口技术”这门课程内涵较大、内容教多较碎、需要记忆的东西较多, 部分学生觉得这门课枯燥无味, 上课听不懂, 容易跟不上老师的进度。因此, 在上课过程中要经常提问, 一方面可以检查学生的接受情况以调整教学进度, 另一方面, 引发学生积极思考, 由被动听课转向主动接收, 同时学生的注意力也得到集中。对一些对本课程感兴趣的学生, 可以给予一些新的课题, 以培养学生的研究能力, 比如在学习汇编程序设计部分时可指导其编写一些难度稍大的程序;在接口技术部分, 可以指导学生去查找课外其他的一些接口芯片的资料。

2.3 讲练结合

笔者经过几年的教学实践, 对这门课程也积累了一定的经验, 但仍然感觉到这门课程确实是一门比较难教、也比较难学的课程, 主要表现在老师费劲大 (64学时) , 但学生 (期末卷面) 成绩不够理想。因此, 平时在上课过程中要注意所学知识的及时巩固, 除了作业以外, 对知识难点或学生容易出错的地方, 经常做一些课堂小练习, 讲练结合, 可集体练习, 也可以鼓励个别学生到黑板上来做, 发现问题, 及时指正。

2.4 结合实例

讲解理论的同时, 加入适当的实际例子, 可以使学生加深理论的理解, 提供他们学习的兴趣。例如, 讲解“模”的概念时可结合“千年虫”的例子;讲解汇编语言程序设计时, 可以举一个补码运算的例子, 让学生理解程序设计过程的同时又体会到了计算机运算的优点;讲解可编程计数器8254时, 可以讲解8254实现数码管定时或演示利用系统8254实现歌曲演唱的例子, 使学生掌握8254工作原理的同时, 又了解了它在实际信息领域的应用。在讲解“基于中断的字符串显示”实验时, 可引发学生去思考食堂刷卡机上数字显示原理和交通路口红绿灯以及时间显示原理。

再例如在讲述计算机中断概念时, 首先举了一个非常生活化的例子:某人正在看书, 突然电话铃响了, 去接电话, 这时又有人敲门, 会放下电话去开门, 之后继续接电话, 接完电话后再继续看书, 这是学生非常熟悉的生活, 自然知道这是个中断过程, 告诉学生其中的突发事件在计算机中断过程中叫中断源, 上述过程是中断嵌套, 中断后继续回到原来工作的位置就是断点, 发生中断原因是有中断源到来, 使原本非常抽象的内容生动化、具体化, 加深了理解。

3 实验教学改革

现有的实验教学中, 授课模式基本是沿袭老一套的方式:实验目的、实验原理、实验方法与步骤和实验注意事项等等。实验内容过于紧贴理论教材, 验证性实验居多。为了培养创新型的人才, 适应社会发展的要求, 实验内容在保持验证性实验的同时需增加一定数量的综合性和设计性实验, 使实验内容多样化, 培养学生的兴趣和激发他们的积极性。例如把中断控制器8259A芯片与并行芯片8255芯片相结合, 动态的显示学生的学号。实验中可引导学生自己去思考“中断源是什么”、“中断向量的地址是什么”等问题, 另外, 实验可只给出部分数字的字型码, 其他的字型码由学生自己去研究和探索。

实验模式从集中固定的实验课向开放式模式转变。实验室全天向学生开放, 实验教师和一部分实践能力强的理论授课教师都参与实验指导。非课余时间学生可提前向实验教师预约实习时间和场所, 而课余时间随时可以到实验室做试验。这样, 学生可以完成基本的实验课程, 并且能够进行课外的科技活动, 提高了实践经验和创新能力。

4 结束语

高等教育把培养有实践能力和创新精神的人才作为重点来抓, 这就要求教师在教学过程中, 要及时了解新技术、掌握新知识, 采取多种途径, 不断充实调整教学内容和改进教学方法, 提高教学质量, 提高学生的实践能力、分析解决实际问题的能力和创新能力, 以更好地满足社会发展对人才的需要。

摘要：该文从高等教育对通信与电子信息类专业的培养要求出发, 对《微型计算机原理与接口技术》课程在教学内容、教学手段、课程实验等方面的教学进行了一些探索, 并提出了相应的改进建议。

关键词：教学改革,能力培养,微机型计算机原理与接口技术

参考文献

[1]王莉.微机原理与接口技术系列课程教学改革的探讨与实践[J].科技咨询导报, 2007 (4) :245-246.

[2]门洪, 曹生现, 冯玉昌, 等.微机原理与接口技术教学改革与实践研究[J].科技信息, 2007 (22) :11-12.

[3]周佩玲, 彭虎, 傅忠谦.微机原理与接口技术[M].北京:电子工业出版社, 2006.

[4]孙力娟, 等.微型计算机原理与接口技术[M].北京:清华大学出版社, 2007.

计算机组成原理心得 篇5

进入了大二的最后一个学期，本学期都是专业课程，对专业知识的要求也有了提高。本学期学习了《计算机组成原理》让我对计算机系统的组成和工作原理有了较深的理解与感受，也让我对计算机有了一个崭新体会与理解。

《计算机组成原理》是计算机专业一门核心专业基础课，在专业课程内有着非常重要的作用，对于要学习计算机专业的学生来说是一门非常重要的课程，这门课程要求我们通过基础知识的学习，简化问题，理解模型机的工作过程，从而建立计算机系统、计算机整机运行原理的概念，而且计算机的组成及运行原理的基本思想已经渗透到由计算机衍生出来的许多领域，而且我们要想真正理解软件，就必须理解硬件，软件和硬件共存于计算机系统中。

首先计算机组成原理的第一章是计算机概论。计算机是由硬件和软件组成的，计算机的硬件包括运算器，存储器，控制器，适配器，输入输出设备等。软件也是计算机系统结构的重要组成部分，也是计算机不同于一般电子设备的重要根源所在。计算机系统是一个由硬件和软件组成的多层次结构。

而第二章是计算机中的数据表示。我们在这章中要理解计算机中的各种进位计数制，并且必须掌握二进制与十进制之间的转换方法，这是一项学好这门课必须掌握的，接下来要理解数的原码、补码、和反码的概念，还要理解定点数、浮点数的概念和表示方法，掌握数据校验码的原理。

第三章是运算方法和运算器。尽管有些计算比较麻烦，但是我知道这些是学习这门课的基础。以及相关的指令系统和处理器等的工作原理。使我在概论和数据表示的基础上对计算机组成原理有了更深一步的了解。

第四章是指令系统。这章我们需要了解指令系统的基本概念、要求，并要理解指令的含义，要求我们掌握指令的编码格式、字长和扩展方法，还有几种常用的寻址方式和理解指令的一些基本的执行方式。

第五章是重要的中央处理器。本章我们需要了解CPU的各个组成部分及其功能，要理解指令周期的概念、时序的产生及其功能、CPU的控制方式和微程序及其相关的概念，了解流水线CPU多核等一些典型的CPU技术。

第六章是存储器。这一章我们需要重点掌握存储器的分类、性能指标和层次结构，掌握随机存储器和只读存储器的工作特征。理解cache的基本原理和工作方式，了解虚拟存储器的工作原理。

第七章是系统总线。计算机总线的功能与组成，总线的概念、连接方式、总线的仲裁、总线的定时以及总线接口的概念和基本功能都需要有深入的了解。

第八章是输入/输出系统。输入/输出系统的功能与组成，教学机的总线与输入/输出系统实例。理解I/O设备的信息交换方式和掌握中断响应过程，还有就是了解DMA方式的基本概念的传送方式和了解通道的概念及工作过程。

第九章是计算机外围设备。这一章需要我们了解计算机外围设备的特点和发展趋势，要了解主要外围设备的工作原理，掌握主要的外围设备与CPU之间的信息传递方式和主要连接方式。

这学期也即将结束，通过学习计算机组成原理的这门课程让我了解到本课程是学习计算机专业的主要核心课程之一。我也基本掌握了计算机的基本组成和结构原理，各功能部件在整机中的作用以及所要完成的任务，掌握了程序和数据在计算机中是如何存储的以及指令在计算机中的执行过程，并且初步了解计算机外部设备的基本结构与工作原理，在以后的生活和工作中遇到计算机方面的问题打下了良好的基础。

现在是计算机的时代，计算机技术发展很快，现在已经进入了“无所不在的计算”时代，所以学习好计算机组成原理是必要的，对于我们电子商务专业的学生来说掌握一些计算机组成原理的专业知识也是非常重要的。

微型计算机原理 篇6

关键词： 《计算机组成原理》 工程思维 教学探索

《计算机组成原理》是计算机科学与技术及信息类相关专业的一门核心课程，这门课程不针对具体机型，而是从计算机系统的组成和结构角度讲述计算机的基本原理，对计算机系统的硬件设计具有理论指导意义。这门课程涉及的基础理论、基本概念较多，有较强的理论性，如果采用一般的教学方法，学生学习起来感到难懂和枯燥，是公认的学习难度和教学难度较高的一门课程。

如何让学生提高对这门课程的学习兴趣、积极思考，努力投入的硬件知识的学习中，我在十多年的课程教学和科研实践中，探索从“工程思维”的角度引领课程教学，取得较好的教学效果，受到学生的欢迎。

一、《计算机组成原理》课程定位

首先，计算机科学与技术专业是一个工科类的专业，它是在计算机这个工业产品出现后，随着计算机软件、硬件技术飞速发展和广泛应用，从而诞生的一个新兴专业。计算机技术的理论、基本原理都和工程技术密不可分。《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业中有关硬件部分的核心基础课程。

从产品设计的角度看，计算机硬件设计本身就是一个工程项目或者工业产品，《计算机组成原理》涉及的理论、原理都是在计算机产品发展过程中总结、归纳、提升出来的。所以在学习这门课程时，不能用一种纯理论的学习方法学习，而是要用一种“工程思维”的方式学习。比如在工程设计过程中，不能只考虑产品的性能，而是要考虑产品功能的扩展性、可维护性、产品性价比。《计算机组成原理》课程中的总线技术、Cache技术都体现了这样一种设计思想和理念。同时计算机的硬件结构随着现代电子技术的不断进步在不断改变，《计算机组成原理》课程内容不断更新。

由于计算机硬件是和工程实际紧密相连的，作为指导计算机硬件设计的《计算机组成原理》这门课程就不能像《高等数学》、《数据结构》、《数字逻辑》等课程一样，只是偏重从理论上讲解，而是要从工程设计的角度讲解才能使得学生听得懂、有兴趣，同时也有更深刻的理解。

二、“工程思维”引领教学的具体实践

用工程思维的方式引领《计算机组成原理》课程教学，是指要求学生站在一个工程师的角度思考如何设计一个计算机系统？在设计一个计算机系统时需要解决哪些问题？把整个课程的知识点融入项目设计中。这样就带出目前计算机系统是如何解决这些问题的？通过老师在学生积极思考后的讲解，从而学到相关的理论和方法。

这种以“工程思维”作为引领的教学方法的好处是真正激发学生的兴趣，使得学生带着问题学习。在学习过程中不是死记硬背一些知识点，而是结合问题实质提出解决问题的方案，真正调动学生的主动性，增强学习效果。最重要的是，通过这种方法学生形成一种“工程思维”的方式，了解工程项目的设计思路和设计理念，为学生今后成为合格的工程师打好基础。

由于目前在校的大学生，都是从学校到学校，几乎没有任何工程设计实践的概念，所以在教学中要不断强化学生的这种意识。

下面我以计算机中数据表示这一节为例，具体介绍“工程思维”引领的教学方法。

在这节中我们首先会告诉学生计算机采用的是二进制。大多数学生知道计算机使用二进制，但到底是怎么回事是模糊的。这时我们结合计算机主板电路告诉学生：计算机使用二进制是因为二进制是最简单的数制，在电路上只要“0”和“1”两种电平状态表示，世界上第一台电子计算机设计时开始是用的十进制，是工程师们的不断实践，发现用二进制设计电路更简单、可靠，因而改进成二进制，这样生活中的十进制数，如果要用计算机处理，必须转换成二进制。

这时学生会疑惑，那计算机既然使用二进制，为什么要学习十六进制？我们接着会告诉学生：这是因为我们在实际研发计算机产品过程中如果书写二进制，一个简单的十进制数用二进制表示会很长，这样工程师在书写过程中很容易出错，转换成十六进制后书写简单得多，而且二进制和十六进制相互转换方法也简单。

我们会继续提问学生：生活中的十进制数可以通过转换成二进制由计算机处理，但生活中还有正数和负数呢？计算机又该如何解决符号问题呢？这样顺势讲解有符号数和无符号数在计算机中的表示。

计算机解决了符号问题，计算机的设计师们面临的问题如何解决小数点问题呢？我们又从这个角度讲解定点数和浮点数的表示，告诉学生工程师们是如何巧妙解决计算机中小数点的表示问题。

接下来讲解数据的原码、反码、补码时学生会疑惑：不是有二进制了吗？原码表示不是很好吗？为什么又要学习补码呢？这时我们会告诉学生：计算机开始设计时是用原码，但是发现，如果计算机用原码设计加法电路时会很麻烦，你必须先比较被加数和加数的符号，然后才能确定是做加法而是做减法，而且运算结果的符号要单独处理。如果在计算机的运算电路中采用补码，其加法、减法会统一成加法，符号位可以参与运算，在不溢出的情况下结果正确。在课堂上，通过一个原码加法和补码加法的例子，学生感到补码加法的神奇，激发浓厚的学习兴趣。

另外在《计算机组成原理》课程讲解“系统总线”一章时，我们结合实际产品中的PCI-E和USB总线，告诉学生如果产品设计过程中使用“总线”方法连接计算机各个部件比用“分散连接”方法连接各个部件，产品的扩展性、易维护性会好得多，这是会计算机系统会广泛采用总线的原因。这种从“工程思维”角度切入的教学，使得理论变得生动有趣，不再枯燥无味。

在讲授“存储器系统”一章的“存储器的层次结构”时，Cache技术涉及工程设计的思想，也就是说这些设计理论都是为了实现产品的性价比，解决存储器速度、容量、价格的矛盾。这些课程的讲解如果不结合“工程思维”，不强调工程设计意识，对于从未参与实际设计过产品的大学生们是很难理解和意识到的。

总之，如果我们带着学生以一个工程师的角色，学习和了解计算机硬件在发展过程中出现的理论、形成的概念和解决方案，这样学生在学习过程中的参与意识会强得多，学习兴趣会浓厚得多。这种站在更高角度来学习的《计算机组成原理》，可以培养学生工程设计的意识，为学生们毕业后从事产品设计、项目开发都打下良好的基础。

三、结语

根据美国工程教育协会的定义：工程是一种把科学和数学原理、经验、判断和常识用到造福人类的产品制造中的艺术，是生产某种技术产品或系统以满足特定需要的过程。计算机就是这样一种产品或系统。所以在和计算机有关的专业知识学习中应用“工程思维”引领是一种必然，我们需要探索“工程思维”在计算机硬件学习中的价值，以增强教学效果，同时使得学生通过课程学习获得未来工作中需要的工程思维方式和工程设计能力。

参考文献：

[1]姚爱红，武俊鹏，李丽洁，李静梅，张国印.“计算机组成原理”教学改革与实践[J].计算机教育，2011（10）：37-39.

[2]王荣良.信息技术课程之工程思维辨析[J].中国教育技术装备，2012（7）：24-26.

浅析计算机原理及其应用 篇7

在二十一世纪之初, 随着对现代科学和技术的迅速进步也在这些领域中得到广泛使用生产、创业、管理和营销和赢得市场、竞争与发展不可缺少的工具。一年多计算机同样的速度迅速进一步增长, 许多家庭由于办公设备、教育和娱乐服务。然而, 在使用计算机的不可避免地会出现广泛的软件和设备。支付的损失将产生的影响。因此电脑准备日常维护和服务台, 以防止使用计算机、延长预期寿命信息, 确保金融市场正常运作至关重要。排除故障诊断和如何做, 以确保可靠的通信和信息技术安全条件已成为整个计算机数量严重关切的一个问题。从电脑诞生以后到目前为止, 早期通常使用计算机的是冯诺二万称:“守护类型结构复杂, 并告诉人们, 每台电脑的功能有五个部分=算器和运控制器和存储芯片、输入设备、打印。各个配件的功能是这样的。控制器=全部电脑的指挥中心, 它删除应用程序指令, 分析后, 信号的要求, 使每个部分协调。运算器:计算机的“信息加工工厂。”:内存存储在计算机程序和数据, 并根据命令。相关部分用于提供输入设备=主要作用是程序和数据等信息输入电脑适用的“意气相投”和秩序的内部储存。事情打印=主要作用是计算机数据处理, 计算出的结果的内部备忘录形式出口带来的人们的需求。

1 计算机的工作原理

输入信息:我们可以先决问题应按照法律规定的程序和设计。和有关数据的过程, 例如通过键盘输入设备在计算机。通过游戏的标记符号, 因此并没有被输入、键盘、将转为文字二进制码的形式, 由电脑。由于进口设备。计算机设备进口的耳朵皮肤是“以获得信息、命令。我们听到, 在我们铃声教室, 我们当时闻到臭气、大胆地迅速关闭鼻子, 我们看到, 由于红色”。

如编译器和链接器, 源程序转换成可执行的程序, 存储在内存中。内存是计算机“笔记本”。处理信息, 控制器将指令的地址注册, 根据地址显示反过来从内存读取指令, 再根据内存操作数的指令发送到单位。运算器控制器命令, 处理操作数, 计算结果返回给节省内存。运算器和控制器结合计算机的“大脑”!简单运算器是计算机“算盘”, 和控制器, 是“总部”的计算机, 用来计算算盘”、“总部”与传送控制节奏的命令, 设置工作的电脑的半导体一本书, 我画该芯片等也被称作“。中央处理器cpu英语翻译。所有的cpu单一指挥进入电脑工作。“出口情报炒作结束时, 启动功率打印机。会记住, 打印机打印, 然后将运营结果转换和图形短信在纸上打印下降。“相当于打印工作的手和嘴坐在电脑前。通过出口发出打印。

2 计算机应用技术

电脑辅助报道 (car) 的计算机科学、技术专门下属的第二段专业的应用广泛的专业改变电脑基本理论为基础, 突出计算机和网络的实际运用。计算机应用主要要:图形图像处理技术、数据库开发技术、计算机网络技术、Java项目开发、vc++程序设计、网页设计技术、ASP项目开发、计算机组装与维护、三维动画制作、多媒体技术等。计算机应用专业是培养适应计算机技术不断发展的需求和应用公营企业中, 具备了坚实的计算机基础知识、计算机专业知识和较强的电脑办公自动化、数据库等商用软件应用能力、电算基本应用能力, 可以摧毁的国有企业相关部门主要经历电脑办公自动化和电脑软件应用等电脑相关工作、德、应用切、未开发的计算机专业高等应用型人才。市场经济的发展中, it领域的人才的需求逐渐体现的适应能力以及技术性强、姜在知识革新能力等特点。据此, 专业要求和市场需求指向或专门市场和行业的培养目标、合理的过程并行的实践和理论体系接轨, 并根据经济、社会和信息通讯产业的发展之际, 授课内容、学校教学方法, 应调节。

从现代电脑、外围设备的价值超过一半的通商系的硬件技术水平、统子在相当程度上决定技术的计算机。外围设备集成技术并依靠光学、机械、电子、磁学等多专业的综合知识, 并依靠精密机械、电气、电子技术测定加工技术和技术水平、工艺等内容。外围设备的两种类型:辅助存储器和输入/打印。辅助存储器软盘、滚筒录音带、激光内存、大规模存储器和微软内存等输入的话, 韩国的出口和设备分享输入、出口、模式转换和信息处理设备和终端机。各种设备, 技术的电脑磁盘产生最大影响的终端机、信息处理模型和变电设备等。

3 结语

21世纪是IT业的世纪, 在国际IT业蓬勃发展的今天, 在中国这么一个软件行业处在上升期的国家, 各类企业对于软件产品的需求量越来越大。新一代计算机是把信息采集存储处理、通信和人工智能结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理, 而且能面向知识处理, 具有形式化推理、联想、学习和解释的能力, 将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。

摘要：计算机技术已渗透到各个行业, 已成为信息产业的核心技术, 专业人才的适应性强, 就业面宽, 多年来处于供不应求的状态, 专业的需求量排名一直位居前列。实践证明, 社会越进步, 经济越发达, 计算机技术的人才需求量就越大, 具有良好的就业前景和个人发展空间。计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。计算机通过执行程序而运行, 计算机工作时软硬件协同工作, 二者缺一不可。

关键词：计算机原理应用

参考文献

[1]“微机原理在线”, 重庆邮电大学, 2007年

[2]《微机原理与接口技术》, 谭浩强著, 清华大学出版社, 2011年

[3]《微型计算机系统原理及应用》, 周明德著, 清华大学出版社, 2007年

[4]《微型计算机技术发展综述》.万琦——中国电子科技集团公司第52研究所《纳米科技与计算机技术》.官自强——现代物理知识

[5]《量子计算与量子计算机》.刘科伟, 黄建国——计算机工程与应用《谈谈现代光子计算机》.王延汀——物理知识

[6]《分子计算机》陈连水, 袁凤辉, 邓放——分子信息学

[7]《微机原理里与接口技术》 (第2版) 彭虎、周佩玲、傅忠谦、编著电子工业出版

[8]《汇编语言程序设计实验指导》.蔡启先, 王智文, 黄晓璐.编著.清华大学出版社

[9]《汇编语言程序设计》张晓明, 白凤凤, 李雅红.编著.国防工业出版社

[10]《汇编语言实验教程》张坤.编著清华大学出版社

《计算机组成原理》课程教学探讨 篇8

1《计算机组成原理》课程的理论教学

当前的大学教育往往只重视知识的简单传授,忽略讲课的受体,教学过程好像是模式化的生产线,不注重学生实际能力的培养。作者在教学实践中深刻认识到:在讲授组成原理这门课时,应注重学生理论联系实际的能力,真正让学生体会到学习这门课程的必要性,让学生有主动探求知识的冲动,从而提高学习效率。

1.1 引导式教学

在课堂上,从身边的现象入手引导学生主动提出问题,解决问题。例如讲外部设备章节时,从每个学生都接触到的硬盘容量问题入手,逐步推出硬盘的内部结构和容量的计算方法。在讲授运算器章节时,从每个人都使用过的计算器入手,推演出加法器的实现。教学中应多采用提出问题和比较归纳的教学方法,引导学生主动学习,但也要注意所提问题要在学生理解能力之内,避免出现一些太过抽象的问题。

1.2 将计算机最新前沿知识引入课堂教学

计算机教材的出版周期跟不上计算机技术的发展,使得教材中部分知识显得老化甚至过时,因此,在教学过程中,要尽量补充有关的前沿知识,使学生既学习了理论知识,又开阔了视野,了解到最新的技术发展。例如讲授总线时,不是仅就教材提供的个别抽象图形进行讲解,而是通过补充各时期计算机主板的总线逻辑结构以及当前流行主板结构中的前端总线等内容,使学生在学习总线结构和标准时有所参照,降低了学习的难度。再例如讲授总线性能时,可以补充前端总线的相关发展,加深学生对知识点的理解,还让他们对当前流行的技术和参数具体化,与最新的知识接轨。再例如讲授外设时,补充诸如通用串行接口,显示器的最新产品和技术等。在讲授CPU的工作原理时,补充当前多核处理器的发展,手机控制器的快速发展等。这些最新的设备或技术其实学生平时都能接触到,无形中就拉近了学生和所学知识的距离,提高了学生的学习兴趣。通过补充新知识,使学生对知识能进行关联记忆,降低学习难度,提高授课效果。

1.3 充分利用多媒体技术扩充课堂教学知识容量

组成原理课程使用多媒体教学有着传统“粉笔加黑板”的课堂教学模式无法比拟的优势。传统课堂要浪费大量时间绘制数量繁多的硬件图、电路图,费时又费力。多媒体图文并茂、直观性强和大容量的特点,给组成原理的教学带来了极大的方便。。一些用语言很难描述清楚的设备工作过程利用多媒体工具制作成动态的效果图,可以收到事半功倍的教学效果。但多媒体教学也有其不足之处,比如多媒体课件容量极大,但学生每节课的接受能力有限,往往是上课看得挺热闹,下课什么也没记住,所以不能过分依赖多媒体课件,而应将传统教学方法和新技术有效结合,这样才能取得更好的教学效果。

1.4 改进思维方法

学生对《计算机组成原理》这门课普遍存有恐惧心理,这既说明该课程的确难学,但也跟不当的学习方法和教学方法有着密切关系。人们容易对枯燥的内容产生倦怠,一旦兴趣丧失,学习自然变成了一种痛苦。所以在教学过程中一定要注意因材施教,及时跟学生有效沟通,了解学生真实的思想,积极及时加以引导,使学生克服浮躁情绪,踏踏实实学习。学生在平时已对计算机的相关部件,如鼠标、键盘、机箱、显示器等有一定的了解,形成了对计算机的初步认识,但实际的学习跟表象有着比较大的差异,必须通过大量的实例分析,克服灌输式教学模式,引导学生从自己熟悉的内容入手,逐步深入,养成良好的思维习惯,掌握一定的解决问题的方法,从而进一步深化计算机体系结构的相关概念。

2《计算机组成原理》课程实践教学方法

计算机组成原理课程是一门需要理论与实践相结合的课程,组成原理实验在教学计划中占据相当大的比重。只有抓住实践环节,才能使学生把理论知识真正转化成自己的能力。在实验教学中,实验内容的安排应遵从由简单到复杂、由局部到整体、由个人实验到小组实验的规律,引导学生稳步提高实验能力。实验初期可以进行运算器、存储器等功能部件的功能验证,当学生掌握了基本实验技能后,再加入综合性的实验,如模拟机的设计等,最后对部分有余力的同学实施开放式实验,让他们随心所欲地做自己感兴趣的实验,通过阶梯式的实验内容,使学生对组成原理这门课程加深印象,提高兴趣。

2.1 加大模拟实验软件在实践教学中的应用力度

模拟实验软件是组成原理实验教学手段的有效补充。绝大部分学校的实验设备都无法百分之百满足所有学生需求,而且组成原理的实验设备还具有更新快、价格昂贵等难以克服的问题,模拟实验软件以其低成本,高效率成为组成实验教学不可或缺的部分。随意的模拟元件和参数设置提高了实验的灵活性,降低了学校的实验成本,还可以有效避免实验中真实物理器件的损耗,扩充组成实验的范围和空间。

2.2 充分利用校园网络系统作为课堂教学的有益补充

组成原理是计算机专业的重要专业基础课,但有一定的难度,如果可以对学生进行针对性的辅导或组织各种课题讨论,对提高教学质量无疑是有益的,但随着高校多年的扩招,学生人数庞大,在课堂教学中难以实现这些教学手段。校园网络的发展使之得以实现。通过创建组成原理学习网站,教学资源得到有效共享,师生沟通更加顺畅,学生可以进行自主学习,不再受时间和空间的局限。

3 总结

《计算机组成原理》是计算机专业重要的专业基础课程,其教学内容和教学方法应该不是一成不变的。随着新技术的不断涌现,只有不断思考,不断实践,不断总结,才能使组成原理的教学工作更上层楼。

摘要：《计算机组成原理》是计算机专业重要的专业基础课,具有概念多、结构复杂、抽象等特点,教师需要不断改进教学手段、创新教学方法才能使教学质量不断提高。该文结合本人教学实践经验,从理论教学和实践教学两个方面对如何做好《计算机组成原理》教学进行了阐述。

关键词：组成原理,教学手段,教学质量

参考文献

[1]蒋本珊.计算机组成原理[M].北京:清华人学出版社,2008.

[2]王爱英.计算机组成与结构[M].北京:清华人学出版社,2001.

[3]白中英.计算机组成原理[M].北京:科学出版社,2008.

[4]伍铁斌.电路课程教学探讨[J].电脑知识与技术,2012(17):4184-4185.

《计算机组成原理》实验教学改革 篇9

提高实践教学的质量,除了在硬件设施等大环境上做出改善外,还需在主观上改变学生“重课堂理论轻实验实习”的思想,切实改变实验课堂上“教师为主”现状,转变成为以“学生为主,教师为辅”实验教学模式,培养学生自主学习以及创新能力。

本文以我校计算机组成原理实验室为例,结合专业特点,探索实验教学改革。我校计算机组成原理实验室主要面向信息工程学院计算机科学与技术、信息管理与信息系统和物联网等三个专业的本科生。在专业课程结构中,计算机组成原理课程属于必修的专业基础课。该课程能让学生从底层剖析计算机的基本组成及工作原理,掌握基本的设计技术,提高解决数字系统的实际能力,为后续专业课程学习打下基础,是计算机科学与技术专业本科生的核心课程之一,在计算机学科中处于承上启下的地位[1]。计算机组成理论内容比较抽象难懂,很多涉及计算机内部的构造、工作原理等难点只有通过实验加以验证,学生真正理解和掌握。而传统的实践教学方法效果不佳,学生感觉计算机硬件知识抽象,动手能力得不到锻炼[2]。本文从计算机组成原理实验的预习考核、实验教学过程控制等方面出发,在实践教学改革上做了一些有益的探索与尝试,辅助教师有效的安排和组织实验教学过程,彰显实践教学在人才培养中的主导作用。

1 存在的主要问题

1.1学生中普遍存在“重理论轻实践”的观点,实验预习形同虚设

目前各个高校的实验课程预习过程也缺乏模拟演练,都是学生阅读一定的资料后就算完成,无法验证对错,只有在实际动手操作中才能验证对实验内容的理解是否正确,如此预习方法效果不佳[3]。此外学生普遍对理论课程比较重视,而对实验课程抱着敷衍的态度,实验前没有进行预习,实验课上一般也是按照实验指导书上的步骤,或者将其他同学的连线图“依葫芦画瓢”。

1.2实验过程缺乏监控,导致实验效果不理想

在实验课堂上教师的指导任务很重,计算机组成原理实验室一次课安排32名学生实验。教师在实验指导上难免顾此失彼,照顾不到所有学生,导致实验教学效果差。所以考虑由实验技术人员事先培养随堂的勤工俭学学生或者学生志愿者做好教师的实验助手工作。

1.3实验课程结束,实验室环境差。

实验室课程安排紧密,一天里面多个班级做实验,整洁的实验室环境对于老师、学生以及实验效果都会起到积极的作用。这样寻找到切实可行的方法来加强学生的实验仪器操作规范意识和环保意识就非常的重要。

2改革实施后的效果

2.1突破实验空间的限制,辅助教师把好预习关

通过课题研究,课题组通过开发完成了基于PROTEUS软件的网络预习考核系统,该考核系统的界面如图1所示。该考核系统运用虚拟实验软件来搭建计算机内部各个部件的电路构造,用以模拟实验室现场真实的实验环境,让学生在系统所搭建的“虚拟实验台”上进行实验连线,这样完成实验基本的操作步骤,并最终通过系统考核题后才允许进入实验室进行实验。这套网络预习考核系统的运用使学生在进入计算机组成原理实验室前已经对接下来要做的实验任务、所需设备和元器件有了一个初步的理解,进一步保障学生实验预习的真实性和可靠性。同时作为学生实验成绩评定的一个参考,督促学生用好考核系统,认真完成实验预习。组成原理实验预习考核系统功能模块结构图如图2所示。

2.2 结合本实验室特点,加强实验教学的过程监控

高校教学的过程监控有很多环节,有学校学院的两级督导制度,有学生对教师的网上测评系统等。同样实践教学需要良好的过程监控手段,如果该过程控制一旦失衡,实践教学就有可能流于形式形同虚设[4]。本文研究让部分学生辅助教师完成实验辅导的任务,从而实现加强实验教学的过程监控的目的。

在硬件实验上,教师实验指导任务繁重,其中硬件连线检查和仪器设备使用指导工作占了很大比例。通过由实验技术人员在课前预先培养基础较好的学生来熟悉实验环境,通过系统培训让他们了解实验内容,熟悉实验仪器设备的使用,解决实验中出现的问题,这样就有能力在实验课程中去帮助同学解决问题。实践证明,此方案的实施减轻了教师的指导工作量,提高了学生实验的效率,同时也起到监督其他同学端正实验态度作用。

2.3结合本实验分室特点,加强学生和实验技术人员的实验素养

将实验课程涉及的仪器仪表的使用规章、注意事项等以“制度上墙”的方式进行规范。通过教师或者实验技术人员在学期初第一次实验课上对学生进行重点培训。建议教师将学生的实验素养分数记录在册,并在实验成绩里做出体现。

此外培养勤工俭学学生信息员。通过与学生办公室相关老师沟通,每学期挑选实验课程班级的学生参与勤工俭学,负责实验结束后对实验室进行快速整理工作,并在实验课程过程中掌握实验仪器的运行情况,及时与实验技术人员沟通以保证实验正常进行。

3结束语

计算机组成原理课程理论性强、硬件知识抽象,导致实验效果不佳,课题组经过2年的实践积累,不断总结经验,摸索出一系列计算机组成原理实验教学的具体实施方案。通过在传统的实践教学上强化预习环节,保障学生在实验预习的真实性和有效性。通过培养学生信息员来辅助教师完成实验辅导的任务,从而加强实验教学的过程监控的目的。实践证明,改革后的实践教学方法更能适应相关专业学生的学习特点和水平,并且能提高学生的动手设计能力和创新能力,为我校培养应用型创新型人才打下了坚实的基础。

参考文献

[1]张磊,郑榕,田军峰.《计算机组成原理》实验教学改革[J].实验科学与技术,2013(4):221-224.

[2]杨斐.“计算机组成原理”课程的创新性实践教学探索[J].湖北理工学院学报,2013(29):67-69.

[3]迟宗正,赖晓晨.计算机组成原理实验新教学模式研究[J].实验技术与管理,2015,32(5):232-234.

计算机组成原理课程教学新思路 篇10

1 目前教学中存在的问题

计算机组成原理课程教学一直以理论教学为主，少量实验教学为辅。学生学习过程难度较大，教学效果不理想，目前教学中存在的问题主要表现在以下几个方面。

1.1 教材内容陈旧，缺乏好的教材和课件

当前许多教材的内容已远远落后于计算机体系结构的发展，教学内容的直接应用目标不清晰，学生难以理解课程的直接应用价值。许多教材理论性较强，内容陈旧且知识覆盖面窄，缺乏与前沿技术的结合，教材中的知识点多且杂，学生对课程不感兴趣。另外多数随教材配套课件都是教材内容的简单罗列，内容空洞，对重要及抽象知识点的理解帮助不大，缺乏使用价值，很难激发学生的学习热情。

1.2 教学方法及教学手段落后

教师过分依赖多媒体课件，教学过程中缺乏必要的推理分析，仍然采用长期以来“灌输式”的教学方法，没有充分调动学生的主观能动性，忽略了学生的主体地位。多数教师在教学中缺少理论与实践相结合的具体内容，授课枯燥，内容抽象。

1.3 实践性环节薄弱

实验条件落后，实验内容与讲授内容不匹配，课程实验多以验证型实验为主，知识点的讲授缺乏有效载体，学生学习难度大；实践课成绩评定方式单一，缺少科学性；学生实际动手能力和创新能力的培养和训练不足，不能突出学校的人才培养目标和教学特色。

1.4 部分授课教师本身缺乏计算机硬件方面的设计和工程经历，对课程知识点和精髓的理解深度不够

2 课程教学改革新思路

2.1 教学内容的改革思路

课程教学内容的选择是关键，教材只是一个教学内容的框架，讲授课程不能没有取舍而照本宣科，对于教材中较陈旧的内容要大胆地舍去，新的内容有选择地溶入到课堂，但也不能为了突出所谓的先进和新颖，把层出不穷的新技术不加选择地加入教学内容。如随着计算机流水技术的不断发展变化，计算机的指令周期、机器周期和时钟周期的概念也在发展变化，过去强调一个指令周期由若干个机器周期构成，一个机器周期又包含若干个时钟周期，而现在随着标量或超标量流水线的出现，一个时钟周期就可能执行一条指令甚至是多条指令。C P U的结构除了引入多级Cache外，还引入了多核结构，这就使得相应的教材内容要进行变化，就要求教师在讲解这些内容时要加入标量、超标量及多核结构的内容，来系统讲解这几个周期之间的关系。总之教师应该按照学校的总体办学要求、人才培养的目标、具备的教学条件、学生的实际水平和教师的具体情况，在保证完成教学大纲基本要求的前提下，做出合理的选择，突出自己的教学特色。依据计算机组成原理教学大纲，要把最基本的内容讲精、讲透。针对某1本教材，如唐朔飞老师的《计算机组成原理》，有的教学内容可以让学生自学，独立思考，完成教师提出的问题；有的教学内容必须精讲精练，而且要做一定的习题量，完成知识点的掌握。也就是以一本教材为主线，针对某个知识点有取舍地加入其他教材内容。另外，要把握好不同课程之间的衔接，在开设计算机组成原理课程之前，一定要先学习它的先导课程，如计算机组装与维护、数字逻辑电路、汇编语言等。同时要根据学校不同的办学目标和办学性质，针对不同的教学对象，可以把教学内容实施方案分为科学型、工程型、应用型，不同的教学对象选择不同的内容实施方案，具体的实施方案建议查看参考文献1的内容。

在完善课堂教学内容的同时还要加强实践教学的改革，提高课程的实际教学效果。实践教学要为教学目标服务，要与理论课程教学内容相结合，体现课程的特点，体现课程的内容要求。针对计算机组成原理这门课程，笔者认为主要应做好课程设计和课程实验。课程实验要分为课内实验和独立实验2种，课内实验主要指在理论课内含有的实验，主要用来使学生更好地掌握理论课上所讲的内容；独立实验是与理论课程内容相对应，其独立性较强、复杂度更高。实验要紧密结合课堂理论教学内容，着眼于帮助学生加深理论教学内容的理解，培养学生实践操作能力及创新能力，设计一组难度适中的实验题目。课程实验设计要遵循以下原则：⑴目标性原则。紧紧围绕课程教学目标，注重实践能力的培养。⑵系统化原则。按照组成课程实验教学的各个分实验的地位、作用及相互之间的内在联系不，使各个分实验做到相互衔接、彼此关联，贯穿于课程学习的全过程。⑶规范化原则。要规范实验的内容、形式，制定出相应的考核标准和要求。

在完成课程实验的基础上要进一步完善课程设计，因为仅仅依靠课程实验的内容很难系统地培养学生综合运用所学知识的能力，课程设计可以激发学生学习知识的主动性和创造性，开设课程设计使学生不仅对学科技术及其发展有比较全面的认识，而且对一些新的领域或跨学科的知识以及各学科之间的联系有比较多的了解，能给学生一个整体的概念，有利于个性的培养和学科综合能力的提高。另外，通过课程设计可以较好的解决目前课程设置、教学实验内容和学时限制方面的所存在的诸多问题。

2.2 教学手段的改革思路

教学手段是制约教学质量、教学模式的重要因素，传统的教学手段是“粉笔+黑板”，书写黑板要占用很多课堂时间，学生不感兴趣且效率低下。目前大多高校教师都已能充分运用多媒体、网络等技术来改变传统教学的局限与不足，课件教学已经成为最主要的教学手段，但又出现了另外的极端，很多教师过分的依赖幻灯片，出现读课件的情况严重。由于采用课件使教学过程速度过快，学生没有思考时间跟不上教师的讲解。通过实践证明，采用“课件+黑板+网络”的教学手段，能得到较好的教学效果。授课的部分内容(如：例题、原理图、表、信号动态流向）在课件上出现，通过比较生动的画面，把原本只能通过抽象思维的计算机内部传递过程、控制状态传递等内容通过直观的方式展现出来，把抽象思维和直观观察紧密结合。理论推导等细节部分在黑板上给予适当补充，在细节推理过程中要给学生有充分的思考时间。给出一个新的内容后，马上要紧跟一个具体例子，加深学生对新的知识点的理解。另外要有效利用网络教学资源，充分发挥虚拟教室、远程教学、分布式教学等现代化教学技术的作用，最好建立网上课程教学系统，把教学课件、电子教案、习题、答疑等放在教学系统上进行，可以大大节约课堂时间，使学生的课余时间也得到了充分利用。组织教研室教师在网上进行作业批改，辅导答疑，可以大大提高工作效率。所以笔者认为使用课件教学的同时决不能完全摒弃黑板，要把课件、黑板、网络进行有机的结合可以得到较好的教学效果。

2.3 教学方法的改革思路

计算机组成原理课程的理论性较强，重点难点较多，内容抽象不易理解，教学过程主要是引导学生对知识点的深入理解，培养学生抽象思维能力和对基本知识掌握。教学过程中培养学生的兴趣是至关重要的，所以笔者主张在课堂教学中贯彻兴趣驱动和任务驱动的教学思想，激发学生的学习兴趣，建立以学生为主体的教学模式，充分发挥学生的自学能力和团队协作能力。教师在教学中应起组织、引导、答疑的作用，从知识的传授者、教学的组织领导者转变成为学习过程中的咨询者、指导者，充分调动学生学习的能动性，使学生变被动学习为主动学习。这个转变就要求教师要充分备好课，要把知识点在脑海里真正消化，把教学内容变成自己的语言，使学生感到这些知识是从教师大脑思维中自然流出的，使学生与教师在“教”与“学”的过程中达到同步，在教师的引导与启发下去积极思考问题。这不仅提高了学生的学习兴趣，更重要的是能培养他们发现问题、分析问题、解决问题的意识和能力。

2.4 考核方式的改革思路

计算机组成原理课的传统考核方式是通过1次期中或期末考试作为学生的学业成绩，缺乏过程管理，笔者通过近几年的教学过程已深深感觉到这一考核方式的弊端。此课程的考核应该建立多元化考核评价体系，要特别注重实验环节的考核方式，构建过程化的实验考核体系，实行平时成绩和实验环节成绩、竞赛成绩、兴趣小组活动成绩和期末考试成绩相结合的评价方式，以全面考核学生的学习效果和综合素质，防止死记硬背的机械化学习，对学生的学习起到良好的导向作用。

平时成绩：由任课教师根据学生平时作业，平时问答，课堂表现等进行评价。

实验环节成绩：在传统的实验课考核的基础上，加入随机检查的成绩评定方式。随机检查是当学生在实验时，对学生进行随机的提问，让其简述实验步骤及目的。学生的每个实验项目均必须有教师验收检查并给出成绩，最后把出勤情况、预习实验完成情况、实验操作过程、提问回答情况、实验报告等实验项目成绩综合后给出每个学生的实验环节成绩。

期末成绩：是全面综合的课程知识考试，教师组织试卷时应严格按照课程教学大纲要求进行，既要考查学生对基本理论、基础知识的掌握程度，更要检查学生创新思维、分析问题及解决问题的能力，试卷要有较大覆盖面，评卷要客观公正，实行流水评卷。多元化评定成绩可全面反映学生的实际能力，激发学生完成平时作业、回答提问的积极性，保持了学生掌握知识的连贯性和持续性。

3 结束语

计算机组成原理课程的教学改革需要长期的研究探索和实践，研究并实践一种有效的教学模式，对帮助学生从微观层面掌握本课程的知识单元，从宏观层面建立该课程知识体系，进而培养学生关于计算机硬件系统的认知能力、设计能力和创新能力，具有重要的作用。通过对目前此课程实际教学中存在的问题分析，分别从教学内容、教学手段、教学方法、考核方式等方面提出了一系列的解决方案和改革思路，这些改革思路在实际教学中取得了良好的教学效果。

摘要：计算机组成原理课程是计算机专业本科阶段极其重要的核心课程,内容多且难度大,在计算机专业课程体系中起着承上启下的作用。本文指出了目前课程教学中存在的问题,分别从教学内容、教学手段、教学方法、考核方式等方面提出了一系列的新思路,通过实践证明这些新思路在实际教学过程中是行之有效的。

关键词：计算机组成原理,课程教学,新思路

参考文献

[1]蒋宗礼.高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案[M].北京:高等教育出版社,2009

[2]计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业实践教学体系与规范[M].北京:清华大学出版社,2009

[3]白中英.计算机组成原理[M].北京:中国科学出版社,2009

微型计算机原理 篇11

关键词：计算机软件；安全漏洞；防范方法

中图分类号：TP309文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2013) 06-0000-02

1引言

计算机发明至今，经历了迅速的发展壮大。目前计算机已深入到各行各业，已然成为当今社会不可或缺的。随着各式各样的应用软件的出现，更是使计算机焕发着第二春，但是计算机软件存在的漏洞往往会给使用者带来财产损失。计算机软件属于高科技产品，其研发费用往往是硬件设备的几倍，甚至几十倍，但是计算机软件却是易复制的产品，这就给那些利益追求者们可乘之机，给产品的产权维护造成困难，同时扰乱了国家的税收秩序，造成恶劣的社会影响；出于非人为因素，计算机软件存在一些问题和缺陷是不可避免的，这给软件的安全造成严重的威胁，一些黑客可以发现这些漏洞，并有目的得对用户进行攻击；计算机软件一经问世，必然有人对软件进行破译，窃取软件源代码或者取消加密以获取利益。计算机软件的安全漏洞是其特性，入侵者或者入侵软件针对这种特性，在未经授权的情况下进行非法访问，给系统造成损害。很多人认为安装了防火墙或杀毒软件就安全了，其实对于计算机软件漏洞的破坏并没有多大的用处，甚至带来更多问题。目前情况看来，人们很容易忽视以下五种安全漏洞：JBOSS应用服务器、LIBTIFF开源软件库、NET—SNMP、ZLIB。

Geronimo2.0这个漏洞可以使访问者通过插入恶意软件代码非法获取访问权限；JBOSS服务器3.2.4至4.0.5版本存在目录遍历漏洞；LIBTIFF开源软件库是读写标签图像文件格式的文件；NET或者SNMP中的协议文件导致NET-SNMP存在安全漏洞；ZLIB是数据压缩软件库，由于代码解释不当导致存在漏洞。

2提高软件安全性的对策

首先要提高软件的开发水平，减少软件本身存在的漏洞。开发软件的企业可以通过一些技术的革新来提高软甲的研发水平，将软件开发过程中存在的漏洞以及安全隐患降至最低。另外可以应用一些加密技术，严格制止盗版软件的滋生，通过设置访问关卡等安全措施对软件进行安全维护。加强反跟踪技术，是软件的到双重保护；建立专门的反跟踪技术小组，相关部门根据实际需要严密管理和监督软件从研发到投入使用整个过程。对一些非法的盗取软件源代码情况给予法律制裁；国家应该制定健全的法律法规，对软件开发行业给予规范，对盗版现象进行严厉打击，使其树立法律意识，在法律允许范围内进行软件的开发销售工作。

针对容易被忽视软件安全漏洞问题，需要采用一些检测手段来进行预防，动态检测法和静态检测法是其中主要的两种方法。

静态检测法，通过对应用程序的二进制代码进行分析。对软件进行完全检测的方法是不存在的，即便能检测到很多漏洞，其中可能存在很多误报现象。静态检测方法不需要运行软件，方便于检测。同时，不需要专业人员进行分析处理。静态检测方法主要包括：元编译法、变异语法、词法检测法、程序评注法、约束解算器法和类推断法。元编译法，利用编译器达到检测目，它将程序的安全性当作低级别的编译器进行拓展，然后建立模型进行检测。这类技术可以对所有需要检测的代码安全性进行检测和判断，然后编译相应的拓展。变异语法，是通过对一些不安全的操作进行限制达到目的，由于一般的软件都是通过C或C++编写，所以通过C或C++安全程序改变，达到限制例如指针算术运算、setjmp与longjmp等不安全的操作。词法检测法，对源代码中的不安全的C库和系统进行调用，易产生误报，不存在兼容性问题。程序评注法，通过注释程序的方式，不存在兼容性问题，也不会增加代码长度。通过注释的信息来进行分析查找漏洞。约束解算器法，对目标程序程序的属性进行建模分析，不用对源代码进行注释，会产生大量的误报现象，需要专职工作人员分析，耗费人力。类推断法，利用一种新型的修饰，将特殊的指针或输入增加安全性能，达到检测漏洞的目的，适合较大程序的检测，具有效率高的优点，但是存在兼容问题。

动态检测法，对不同运行环境进行分析总结提高程序保密性能，与静态不同之处在于不修改目标程序的源代码而进行漏洞的检测，达到提高软件安全性能的目的。动态检测法包括：非执行堆与数据法、非执行栈法、内存映射法、安全共享库法、沙箱法和程序解释法。非执行堆与数据法，当软件处于非正常运行时，执行禁止命令，来检测和禁止内存中存在的恶意代码，但是有局限性，不能修改函数指针和参数，并且兼容性较低。非执行栈法，不法入侵者通过往栈中注入恶意代码来破坏程序运行，用非执行栈法可以对栈执行代码进行限制，对攻击者的入侵起到一定作用。内存映射法，映射代码页，使攻击者很难通过NULL尾部字符串抵达低端内存区，与此同时，将代码页映射到随机的地址，能给攻击者制造很大困难，但是无法对新攻击进行检测和阻止。安全共享库法，运用动态链接技术，对不安全的函数进行检测和制止，阻止它的调用。该方法没有兼容性问题，但是对代码段数据和数据段溢出无法提供保护。沙箱法，限制进程资源的访问来达到预防目的，在应用程序中设定资源访问策略，策略安全与否不需该变操作系统的内核以及应用程序。该方法主要应用在系统调用的过程，全面且无兼容性问题。程序解释法，对正在运行的程序额监控进行强制检查，用程序监视器对非原始代码、绕过安全检测、无限制转移和控制等攻击进行检测。可以对动态代码进行检测，但会损失一定的兼容性和其他性能。

3小结

计算机在高速发展的今天，在各个领域都有非常重要的作用。软件研发企业非常重视相应软件的开发工作，软件的功能用途越来越多，随之而来的是安全漏洞问题。由于软件开发水准较低，使计算机容易出现很多安全隐患—计算机软件容易被跟踪而丢失源代码、容易复制假冒伪劣产品增多，这些都影响着计算机软件的发展。可以通过提高开发水平、建立反跟踪小组、依法打击假冒产品等手段来为软件提供安全的应用环境。针对容易被人们忽视的五个安全漏洞，需要加强安全检查来达到预防的目的。检查方法包括静态检测法和动态检测法，能有效的检测并防止攻击者入侵，从而保障软件安全。

参考文献：

[1]王雨晨.系统漏洞原理与常见攻击方法[J].计算机工程与应用,2001.37(3):62-63.

[2]马海涛.计算机软件安全漏洞原理及防范方法[J].科协论坛(下半月),2009(06).

[3]胡宇.浅析计算机软件安全问题及其防护策略[J].科技资讯,2011(32).

[4]郑晶.计算机软件漏洞与防范措施的研究[J].吉林农业科技学院学报,2010(02).

[作者简介]周亚峰（1982-）,男，山东滕州人，研究生毕业，硕士学位，主要从事计算机及通信相关工作。

微型计算机原理 篇12

注意是指教师应唤醒学生的好奇心并吸引注意力。相关是指学习内容与过去的经验或以往学习的知识或某种利益有关联。自信是指学生对自己的学习能力充满信心。满足是指学生能够从学习经历中获得满足感[1,2]。本文结合《微型计算机原理及接口技术》课程,探讨了ARCS动机设计模型在课堂教学中的应用。

1课程现状

《微型计算机原理及接口技术》是高校工科专业一门重要的专业基础必修课。目前我院面向自动化专业、测控技术与仪器专业、机械设计制造及其自动化专业开课。课程内容主要介绍微型计算机基本工作原理、汇编语言程序设计基础、存储器、 接口技术和应用设计,目的是使学生掌握计算机的基本组成, 工作原理、各类接口部件功能及其与系统的连接、建立计算机系统整机的概念,并以此为基础培养学生的计算机应用系统软、硬件开发能力,以便为后续专业课的学习和技术开发打下基础。

目前,本课程仍然采用“理论+实验”的方式进行授课。即主讲教师先以讲授几十个学时的理论知识来引导学生入门,然后由实验教师讲解并开展若干个学时的实验[3]。各实验项目的设置主要基于DICE-5212单片机综合实验箱,实验内容主要包括数据传送实验、多位数加法实验、查表程序实验、数据排序实验、外部中断实验、定时器/计数器实验、串行通信实验等。学生进行实验时,需要亲自动手完成的仅仅是一些接孔连线,而这些硬件接法往往是固定不变的,学生不必动脑思考只是机械的照做即可,实践动手能力和创新思维能力得不到很好的开发。这种授课方式导致在结课以后,大多数理论考试分数较高的同学,并没有真正理解微型计算机的工作原理,甚至不知道微机芯片为何物,更谈不上利用芯片进行系统设计了,“高分低能”的现象十分严重。因此,如何讲解晦涩难懂的理论知识,提高学生学习兴趣,进一步培养学生的实践动手能力和创新思维,是目前课程组改革的重点。

2ARCS动机设计模型在课堂教学中的应用

中断系统历来是微机原理课程中的重点和难点,教学内容主要包括:中断及中断源的概念、中断系统结构、中断允许控制及优先级控制、中断处理、外部中断的实现、多外部中断源系统设计等。该部分内容知识点繁多,内容抽象,尤其对于多外部中断源系统设计来说,教师讲起来难以生动,学生很难提起学习兴趣,大部分教师选择避开不讲,或只是简单介绍。但该部分内容在许多场合都有实际应用,若讲授方法得当,是培养学生动手能力的有效平台。以下具体介绍如何将ARCS动机设计模型应用到多外部中断源系统设计的课堂教学之中。

2.1选择恰当实例,吸引注意力

ARCS动机设计模型第一个因素是注意(Attention)。教师要想抓住学生的注意力,必须选择恰当的实例,为此课程开始开门见山的举出多外部中断源系统设计的一个典型实例—抢答器的设计。由于大多数同学都观看或参加过知识竞赛,对抢答器有一定的了解,这样的实例更贴近生活实际,所以能很好的吸引学生的注意力。

2.2明确学习目的,强调相关性

ARCS动机设计模型第二个因素是相关(Relevance)。在抓住学生的注意力以后,教师要马上告知学生,现在进行的学习活动与他们过去的经验或以前学习的知识是有关联的,而且对以后的学习有帮助。本次课教师要强调抢答器的设计涉及到以前学习的按键开关和指拨开关基础知识、LED数码管基础知识、蜂鸣器基础知识等。而且本次课的内容对以后进行课程设计、毕业设计及参加电子竞赛等都有很大的帮助。

2.3合理设置任务,建立自信心

ARCS动机设计模型第三个因素是自信(Confidence)。为了使学生更好地建立起自信心,不怀疑自己的学习能力,教师要合理设置教学任务。所谓合理指的是任务即不能太复杂也不能太简单,“太复杂”学生很容易失去信心,“太简单”学生又不会获得成功感。如何掌握“合理”这个度,本次课设置了三个层次的教学任务,使学生循序渐进的掌握多外部中断源系统设计的原理。

第一层次先讲解一个单一中断控制LED的程序。要求通过开关K0实现单一外部中断,开机后点亮8只LED,当有外部中断0发生时,8只LED闪烁5次。注意此时要重点强调K0连接P3.2引脚,表示控制外部中断0。教师要在课前利用Proteus ISIS绘制好系统硬件原理图,然后在课上通过Keil软件工具讲解如何编写程序,并产生目标代码文件,添加到硬件电路的主芯片中,运行后学生可直接看到仿真结果[4]。这样学生可以快速掌握单一中断源的设计。

第二层次练习两级中断控制。教师在第一层次的硬件原理图中,现场添加一个开关K1,连接P3.3引脚,控制外部中断1。之后在Keil中调出单一中断的软件程序,在初始化程序中讲解如何设置优先级,其中外部中断0为低优先级,外部中断1为高优先级。然后要求学生自行编写外部中断1的中断服务程序,为了便于观察仿真结果,可编写8只灯中的两个灯左右移动4次,之后恢复闪烁。通过此实例学生巩固了中断源的设计,同时又深入理解中断优先级的概念,为学习多外部中断源系统设计起到了很好的铺垫作用。

第三层次进行8路抢答器的设计实例。有了前两个层次的基础,在第三层次可将学生分成若干小组,每组4-6人,由学生自行完成设计任务,教师从旁指导,重点强调三个方面:一是要求设计主持人按键,控制是否允许抢答;二是抢答成功后,蜂鸣器响,同时可显示座位号;三是优先级要按时间优先原则,还应考虑多个按键同时按下的情况。

经过这三个层次的实例学习,学生的自信心呈阶梯式增长,教学效果也得到了显著提高。

2.4给予外部激励,获得满足感

ARCS动机设计模型第四个因素是满足(Satisfaction)。为此,教师要在学生每完成一个学习任务时,及时地给予外部激励,如适当地表扬、设置平时成绩加分等手段,以强化学生心理上的满足感。

3应用效果