導(dǎo)語：如何才能寫好一篇計算機接口技術(shù)及應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞:接口技術(shù);課程改革;硬件教學(xué)

“接口技術(shù)”是計算機應(yīng)用專業(yè)的一門專業(yè)任選課。在學(xué)習(xí)“接口技術(shù)”課程時,需要有較多的硬件基礎(chǔ)知識,在芯片級上理解微機的工作原理,還要較為熟練地掌握匯編語言對硬件的編程使用方法,這樣才能夠很好地學(xué)習(xí)和掌握接口芯片的工作原理,并理解接口技術(shù)在計算機中的實際應(yīng)用狀況。[1]

計算機應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生通常學(xué)習(xí)的重心會傾向于編程語言、軟件設(shè)計等課程,對偏向硬件的“接口技術(shù)”課程,學(xué)生要想真正地學(xué)習(xí)和掌握好是有相當(dāng)難度的。在很多時候,他們完成該課程的學(xué)習(xí)只是為了應(yīng)付考試拿到學(xué)分,對于接口技術(shù)的應(yīng)用,甚至是接口技術(shù)的基本概念都是模糊不清的。

1現(xiàn)狀分析

筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗分析,導(dǎo)致計算機應(yīng)用專業(yè)“接口技術(shù)”課程教學(xué)效果不良的原因大致可以歸為以下幾個。

1.1課程本身枯燥難學(xué)

“接口技術(shù)”屬于偏硬件類課程,綜合了應(yīng)用微機原理、匯編語言、接口技術(shù)及數(shù)字電路等知識,涉及到中斷、定時計數(shù),串/并行通信、模-數(shù)/數(shù)-模轉(zhuǎn)換等芯片的結(jié)構(gòu)和原理,覆蓋的知識面較廣,對計算機系統(tǒng)的軟硬件結(jié)合技術(shù)要求較高[2]。對大多數(shù)計算機應(yīng)用專業(yè)的同學(xué)而言,這門課程的內(nèi)容抽象、枯燥乏味、不易學(xué)習(xí),從而容易導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣下降,主動性差等問題。

1.2硬件基礎(chǔ)及匯編語言的基礎(chǔ)較差

“接口技術(shù)”對學(xué)生的硬件基礎(chǔ)要求較高,要完全理解計算機的基本工作原理以及計算機各部件的基本結(jié)構(gòu)和聯(lián)系。該課程中若要進入實用階段,則必須使用匯編語言來進行編程,而匯編語言是一種面向硬件的低級程序設(shè)計語言,沒有相當(dāng)?shù)挠布A(chǔ)也很難學(xué)習(xí)和掌握。

計算機應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生在大學(xué)四年中主要學(xué)習(xí)的課程都是偏向于軟件設(shè)計的,對于微機的硬件工作原理方面內(nèi)容存在著一定的偏見,相應(yīng)接觸也較少,理解起來更為困難,且大多數(shù)學(xué)生很難順利地使用匯編語言完成一定的代碼編寫任務(wù),這樣一來匯編語言的基礎(chǔ)也是影響學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的一個關(guān)鍵。

1.3學(xué)生認(rèn)識上的忽視

在計算機應(yīng)用專業(yè)的教學(xué)計劃上,“接口技術(shù)”課程是學(xué)生在大四上學(xué)期的一門專業(yè)任選課。目前的課程教學(xué)中,講解的側(cè)重點在常見接口芯片的原理與結(jié)構(gòu),以及一些普通的應(yīng)用。這些內(nèi)容看似與計算機應(yīng)用專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)聯(lián)系不夠緊密,再加上課程中零

作者簡介:毋琳(1978-),女,河南焦作人,講師,碩士,研究方向為人工智能;秦勉(1980-),女,河南開封人,助教,研究方向為通信信號處理;呂超(1978-),男,山東萊蕪人,工程師,研究方向為網(wǎng)絡(luò)工程。

碎的知識點較多,學(xué)生為了應(yīng)付考試只是簡單地死記硬背相關(guān)知識,而忽視了對知識的理解,從而嚴(yán)重影響教學(xué)效果。

處于這個時期的學(xué)生,大多數(shù)都在為考研、找工作等將來的去向和前途問題忙得團團轉(zhuǎn),對專業(yè)課的學(xué)習(xí)自然有些分心。該課程具有的難度,對熱衷于軟件編程的計算機應(yīng)用專業(yè)學(xué)生來說,無論教師在課堂上如何強調(diào)課程的重要性,很自然地就會形成“只為了拿學(xué)分,以后也無用”的錯誤觀念。有了這樣的內(nèi)因主導(dǎo),學(xué)生學(xué)習(xí)起來也就理所當(dāng)然地不太用心,應(yīng)付了事。

1.4實驗項目設(shè)置及設(shè)備的問題

“接口技術(shù)”是一門實踐性和應(yīng)用性都很強的課程,許多知識只有通過實踐教學(xué)環(huán)節(jié)才能真正的理解。在教學(xué)計劃中,除了理論教學(xué)外,還要安排適當(dāng)?shù)膶嶒灲虒W(xué),以強化教學(xué)效果。

接口技術(shù)實驗中,目前采用的是Intel 8088系列的16位箱式實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了多種接口芯片的驗證性實驗,其ROM中固化有與每個實驗對應(yīng)的匯編實驗程序,軟件系統(tǒng)中還配備有詳細(xì)的實驗原理、實驗步驟等指導(dǎo)性內(nèi)容。學(xué)生在完成這些實驗時,直接按照指導(dǎo)說明,連接各種線路,調(diào)用固化程序運行,觀察結(jié)果寫出實驗報告即可。[3]

以上的實驗方法固然可以使學(xué)生很容易地驗證理論課上所學(xué)的知識,但由于學(xué)生在實驗過程中仍然是一個按部就班的被動者,需要他們自己動手設(shè)計的內(nèi)容是少之又少,這樣的實驗課缺乏最重要的自主創(chuàng)新環(huán)節(jié),也就失去了實驗課程真正的意義。面對所有學(xué)生同樣內(nèi)容的實驗報告也會使教師難以了解學(xué)生掌握應(yīng)用知識的狀況。

2改革設(shè)想

“接口技術(shù)”雖然是一門偏向硬件設(shè)計的課程,但它作為“匯編語言”、“計算機組成原理”課程的后繼專業(yè)課程,也是學(xué)生有效提高專業(yè)技能和動手創(chuàng)造能力的一門重要課程。因此,要真正提高課程的教學(xué)質(zhì)量,就必須在教學(xué)指導(dǎo)思想、教學(xué)實驗內(nèi)容和實驗組織方法等方面進行一系列改革,主要可以考慮從以下幾個方面著手。

2.1從思想上扭轉(zhuǎn)錯誤認(rèn)識

“接口技術(shù)”課程教學(xué)效果不佳的主要問題在于學(xué)生思想認(rèn)識上的錯誤,如果改變了這個內(nèi)因,就有可能通過其他改革手段來改善教學(xué)。

長久以來,國內(nèi)計算機應(yīng)用專業(yè)的教學(xué)模式都是以“重軟件、輕硬件”為指導(dǎo)思想的,這導(dǎo)致很多學(xué)生在完成學(xué)業(yè)之后仍然不清楚計算機主機箱內(nèi)部的硬件有哪些,到了工作單位有和硬件相關(guān)的工作和研究更是插不上手,即使是在新硬件的基礎(chǔ)上進行軟件的研發(fā)也會有很大的困難,從而也阻礙了學(xué)生的就業(yè)前景和發(fā)展。因此,必須扭轉(zhuǎn)學(xué)生不重視硬件的錯誤思想,要為學(xué)生樹立計算機整機的硬件思想,并在此基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)軟件的開發(fā)和設(shè)計,才能真正使軟件開發(fā)能力成為其以后學(xué)習(xí)工作的堅實基礎(chǔ)。

要做到上面說的這一點,就需要在“接口技術(shù)”課程的教學(xué)過程中,以強調(diào)基礎(chǔ),注重實際能力為主要關(guān)注點,靈活地組織教學(xué),以“是什么,有什么作用,如何工作,如何設(shè)計,發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展前景”為主線來引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),鼓勵學(xué)生自主地思考,并勇于創(chuàng)新。[4]

2.2改善教學(xué)方式

適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式始終都是推動教學(xué)質(zhì)量的重要手段,特別是在像“接口技術(shù)”這樣的課程中,需要充分的教學(xué)互動來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,更需要合理地設(shè)置各個教學(xué)環(huán)節(jié)。

在“接口技術(shù)”課程中,學(xué)生所面臨的第一個問題就是不了解接口到底是什么,接口技術(shù)到底是做什么的。這是一個很基本的問題,但在實際教學(xué)中經(jīng)常有學(xué)生直到學(xué)期末也搞不清楚這個概念。究其根本,該課程是在學(xué)生完成諸多軟件類課程之后開設(shè)的,學(xué)生面對突然轉(zhuǎn)變的課程類型會有相當(dāng)?shù)哪吧?不知如何學(xué)習(xí)和理解。這就需要在第一節(jié)課中,利用形象生動的例子讓學(xué)生建立直觀的印象,從而使學(xué)生自己探索著理解其中的基本概念。

除了要使學(xué)生對接口技術(shù)留下深刻的第一印象,教師還應(yīng)幫助學(xué)生將這種狀態(tài)持續(xù)到整個學(xué)期中。根據(jù)“接口技術(shù)”課程的特點,運用多媒體教學(xué),設(shè)計生動、形象的教學(xué)課件是必不可少的環(huán)節(jié)。教學(xué)課件不能僅僅是板書的代替,而要以基本概念的展示為主線,強化重點內(nèi)容的講解,輔以Flash等動畫表示,使有限的課堂時間得以充分地利用。當(dāng)然,在教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)充分考慮學(xué)生的理解力,在適當(dāng)?shù)牡胤竭€應(yīng)配合上即興的板書來靈活講述。

學(xué)習(xí)離不開復(fù)習(xí),但學(xué)生往往會因為各種原因忽略了復(fù)習(xí)。為了強化教學(xué)效果,可以在課堂中抽出很少的時間共同復(fù)習(xí)。在每次課開始前先簡單復(fù)習(xí)本次課需要用到的知識,結(jié)束時簡單總結(jié)本次課的內(nèi)容。在完成一個章節(jié)或一個部分的學(xué)習(xí)后,用1～2道典型的例題將前續(xù)知識融會貫通。這樣的授課模式可以使學(xué)生強制性地進行復(fù)習(xí),得到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。

2.3改革實驗課程的內(nèi)容

至于實驗環(huán)節(jié),教師要根據(jù)教學(xué)的進展?fàn)顩r,設(shè)計出不同于實驗系統(tǒng)ROM中固化實驗的新實驗內(nèi)容,將“接口技術(shù)”課程的實驗由淺到深、由簡單到復(fù)雜逐步過渡。例如,在設(shè)計8255A芯片實驗時,可以將模擬交通燈控制系統(tǒng)作為一個簡單的驗證型實驗,在該實驗的基礎(chǔ)上,添加已學(xué)過的定時計數(shù)器8253芯片的配合,實現(xiàn)硬件定時的交通燈控制系統(tǒng)。若學(xué)生可完成,還可以繼續(xù)添加數(shù)碼顯示的功能,采用倒計時顯示等待時間,更加接近實際使用中的情況?；蛘?還可以使該實驗與中斷控制器8259A配合,實現(xiàn)中斷方式的隨機交通燈控制系統(tǒng)。

在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中,建立開放性的實驗環(huán)境也是一個很好的加強學(xué)生動手能力的形式。在教學(xué)時間開放、教學(xué)內(nèi)容開放、實驗元器件開放的環(huán)境下,學(xué)生可以結(jié)合課程學(xué)習(xí)及自己的專業(yè)特點、時間安排、興趣愛好提出實驗題目、設(shè)計實驗方案或?qū)嶒灅?gòu)想,并

可在一個較寬松的實驗環(huán)境和可靈活選擇的時間范圍內(nèi)完成。這種類型的實驗方式有利于培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力和創(chuàng)造意識,教師應(yīng)予以積極地配合,并盡力創(chuàng)造條件引導(dǎo)和支持。

2.4改革課程的考核方式

高校課程的考核方式可能會在很大程度上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)方向。由于更加注重理論考核的課程,學(xué)生更傾向于把時間花在課本理論知識的記憶和理解中,相應(yīng)的動手時間就會大大減少。因此,只有改革“接口技術(shù)”課程的考核方式,才能夠使學(xué)生的學(xué)習(xí)精力轉(zhuǎn)向?qū)碚撝R的應(yīng)用上。具體的考核方式可以分為學(xué)習(xí)態(tài)度、理論知識、動手能力等不同的方面,并可以適當(dāng)加大動手能力環(huán)節(jié)的分值比例,可通過檢查實驗結(jié)果和提交實驗報告來評定成績。

3結(jié)語

“接口技術(shù)”課程作為計算機應(yīng)用專業(yè)的“非核心”課程,常被學(xué)生忽視其在以后工作中的重要性。筆者在實際的教學(xué)工作中,根據(jù)教學(xué)任務(wù)和學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律,從學(xué)生知識基礎(chǔ)、心理特點和接受能力出發(fā),通過教與學(xué)的相互作用,已部分實踐以上的改革設(shè)想,引導(dǎo)學(xué)生積極思考、大膽實踐,得到了較好的教學(xué)效果。

參考文獻:

[1] 劉樂善. 微型計算機接口技術(shù)及應(yīng)用[M]. 南京:華東科技大學(xué)出版社,2000.

[2] 周明德. 微機原理與接口技術(shù)[M]. 北京:人民郵電出版社,2002.

[3] 陳友宣. 微機接口技術(shù)實驗課程教學(xué)改革探討[J]. 現(xiàn)代企業(yè)教育,2007(3):7-8.

[4] 姜建山. 微機接口技術(shù)課程教學(xué)改革研究[J]. 重慶交通大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版,2007,7(B08):107-108.

Teaching Reform of Interface Technology Courses for Computer Application

WU Lin1 , QIN Mian1 , LV Chao2

(1. Department of Computer and Information Engineering, Henan University, Kaifeng 475004, China;

2. Henan Cable TV Network Group Co, Ltd., Kaifeng Branch, Kaifeng 475000, China)

篇2

關(guān)鍵詞 計算機軟件 數(shù)據(jù)接口 應(yīng)用

中圖分類號：TP31 文獻標(biāo)識碼：A

1計算機軟件及其數(shù)據(jù)接口

計算機軟件是指計算機系統(tǒng)中的程序、數(shù)據(jù)及其文檔。在今天這個信息時代中，計算機軟件已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域中，并發(fā)揮著非常重要的作用。目前，計算機軟件主要分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩種。系統(tǒng)軟件就是各類操作系統(tǒng)，例如windows、硬件驅(qū)動程序、補丁程序等等。應(yīng)用軟件是針對需求所開發(fā)的軟件，如管理軟件、文字處理軟件等等。

計算機軟件數(shù)據(jù)接口是軟件開發(fā)商直接向用戶或向第三方開發(fā)商提供的一系列規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。簡單來說就是，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交流的方式。它具有良好的靈活性、擴展性以及容錯性等，為有效的、快速的、合理的進行軟件數(shù)據(jù)交流創(chuàng)造條件。

2計算機軟件數(shù)據(jù)接口的設(shè)計原則

2.1滿足客戶需求

計算機軟件構(gòu)建的最終目的是服務(wù)于客戶，滿足客戶的需求。相應(yīng)的計算機軟件數(shù)據(jù)接口的設(shè)計同樣是從滿足客戶需求的角度出發(fā)進行設(shè)計的。因而在進行計算機軟件數(shù)據(jù)接口設(shè)計時首先要遵守的原則是滿足客戶需求。

2.2面向?qū)ο笤O(shè)計

這里所表述的面向?qū)ο笫擒浖涌谠O(shè)計時，軟件數(shù)據(jù)接口所能夠為客戶提供的服務(wù)或功能。因此，在進行計算機軟件數(shù)據(jù)接口設(shè)計時遵守面向?qū)ο笤O(shè)計的原則是非常必要的。因為只有遵守此原則進行計算機軟件數(shù)據(jù)接口設(shè)計，才能夠保證計算機軟件數(shù)據(jù)接口能夠合理的、有效的應(yīng)用。

2.3保證數(shù)據(jù)接口的可拓展性

在電子產(chǎn)品日新月異的當(dāng)下，設(shè)計計算機軟件數(shù)據(jù)接口不能僅僅滿足客戶需求，而是要拓展數(shù)據(jù)接口的功能，促使其具有良好的應(yīng)用性，能夠靈活的應(yīng)用。因此，在進行計算機軟件數(shù)據(jù)接口設(shè)計時需要遵守數(shù)據(jù)接口可拓展性原則。

3計算機軟件數(shù)據(jù)接口的應(yīng)用

在電子產(chǎn)業(yè)興盛的今天，很多開發(fā)商致力于計算機軟件開發(fā)，謀求經(jīng)濟效益。 由于不同的開發(fā)商所開發(fā)的計算機軟件不同，相應(yīng)的軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也不同，這使得不同軟件能夠聯(lián)合應(yīng)用，需要通過數(shù)據(jù)接口將不同的計算軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有效的連接，才能夠?qū)⒉煌能浖?lián)合在一起應(yīng)用。數(shù)據(jù)接口作為計算機軟件之間連接的紐帶，合理而有效的應(yīng)用是非常必要的。

3.1文件交換模式

文件交換模式是實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的重要組成部分。在應(yīng)用計算機軟件數(shù)據(jù)接口時一定要選擇最佳的、最適合的文件交換模式，才能夠保證數(shù)據(jù)交換快速的、完整的進行。目前，文件交換模式主要有ini文件和txt文件兩種交換模式，其中ini文件屬于windows系統(tǒng)的一種自行配置文件，能夠自動的進行信息配置，應(yīng)用此交換模式進行數(shù)據(jù)交換是非常有效的。txt文件也屬于windows系統(tǒng)的一種文件，但其開發(fā)是比較復(fù)雜的，是特殊文件。它具有良好的靈活性和自由性，將其應(yīng)用到數(shù)據(jù)交換中，有利于提高數(shù)據(jù)傳輸速度。

3.2應(yīng)用程序接口函數(shù)模式

在應(yīng)用計算機軟件數(shù)據(jù)接口時制定應(yīng)用程序接口函數(shù)模式是為了將客戶或第三方廠商需要介入的數(shù)設(shè)置在數(shù)據(jù)接口中，以便數(shù)據(jù)接口能夠嚴(yán)格按照客戶或第三方廠商的需求進行服務(wù)。但是，需要注意的一點是應(yīng)用程序接口函數(shù)模式所設(shè)定的客戶或第三方廠商需求數(shù)據(jù)是要絕對保密的，只有這樣，才能夠保證應(yīng)用程序接口函數(shù)模式的應(yīng)用效果，更加深入的服務(wù)于客戶或第三方廠商。

3.3中間數(shù)據(jù)庫模式

中間數(shù)據(jù)庫是具有一定公用性的，軟件開發(fā)商與客戶或第三方廠商在遵守相應(yīng)規(guī)則的情況下，可以合理的應(yīng)用中間數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。而要想合理、有效的實施中間數(shù)據(jù)庫，在計算機軟件數(shù)據(jù)接口中規(guī)范的應(yīng)用中間數(shù)據(jù)庫模式是非常關(guān)鍵的。由于中間數(shù)據(jù)庫具有多種格式，在設(shè)置中間數(shù)據(jù)庫模式時一定要結(jié)合客戶和軟件開發(fā)商的實際需求，選擇最佳的數(shù)據(jù)庫格式，才能保證中間數(shù)據(jù)庫模式能夠靈活的服務(wù)于客戶、第三方廠商以及軟件開發(fā)商。

4結(jié)語

在蓬勃發(fā)展的今天，計算機軟件已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域中，并發(fā)揮著重要的作用。這使得我國社會中出現(xiàn)各種不同應(yīng)用性能的計算機軟件。一些客戶或廠商為了使計算機軟件能夠滿足自己的需求，會將多種計算機軟件結(jié)合在一起應(yīng)用。此種情況下，計算機軟件數(shù)據(jù)接口發(fā)揮重要作用，能夠有效的將不同的計算機軟件連接，實現(xiàn)合理的應(yīng)用。因此，保證計算機軟件能夠合理的、有效的、規(guī)范的、標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是非常必要的。

參考文獻

[1] 張寧.淺談計算機軟件中數(shù)據(jù)接口的應(yīng)用與設(shè)計[J].中國科技投資，2012（24）.

[2] 姜旭平，姚愛群.Windows下的應(yīng)用程序動態(tài)數(shù)據(jù)交換過程[A].管理科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)進展――全國青年管理科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)論文集（第4卷）[C] ，2003.

篇3

關(guān)鍵詞：計算機軟件 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 設(shè)計原則

中圖分類號：TP31 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）01-0003-01

信息化的不斷深入，電腦在人們工作生活的各個角落已經(jīng)非常常見，在許多領(lǐng)域的應(yīng)用都極大地便利了人們的工作生活，智能服務(wù)是基于計算機軟件的安裝才能夠?qū)崿F(xiàn)的，各類軟件的制造商在為了達(dá)到其應(yīng)用功能的同時，也對軟件的使用環(huán)境做出了設(shè)定，面對類目繁多的應(yīng)用軟件，客戶面臨的使用的困難。軟件數(shù)據(jù)接口的出現(xiàn)，可以有效的解決軟件安裝使用的復(fù)雜性，能有效的提高用戶使用高效率，增加的軟件的可使用性。

一、計算機軟件數(shù)據(jù)接口的使用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，基于MIS系統(tǒng)環(huán)境已有多個系統(tǒng)建立了軟件數(shù)據(jù)接口。實現(xiàn)數(shù)據(jù)運行的方式為建立一個與管理員權(quán)限一致的用戶，利用用戶建立表單以及數(shù)據(jù)儲存過程的數(shù)據(jù)庫對象，后采用代碼等形式對數(shù)據(jù)庫對象又開發(fā)人員進行編寫。此方式為當(dāng)前最常用的數(shù)據(jù)接口建立方式，但在這種方式的運行過程中，也存在一定的問題，在多用戶進行結(jié)構(gòu)化查詢語言的時候，常會采用直接使用繞開應(yīng)用程序的方式，這就為惡意攻擊者留存了空間，攻擊者僅利用前臺程序即可對數(shù)據(jù)進行查看、調(diào)用，可以很便利的對引用對象進行分析，對于數(shù)據(jù)庫的安全留下了一定的隱患。在開發(fā)者對數(shù)據(jù)庫的維護中，因每次維護都需要對數(shù)據(jù)庫對象進行詳細(xì)的信息描述，包括主機名、用戶名等許多詳細(xì)信息，一旦出現(xiàn)描述錯誤，就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫異常、無法使用，開發(fā)者對數(shù)據(jù)庫維護的復(fù)雜繁瑣，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫升級、維護困難，用戶體驗差，維護成本高等弊病。

二、計算機軟件數(shù)據(jù)接口的設(shè)計原則

1.面向?qū)ο笤瓌t

由于計算機軟件的復(fù)雜性，因此在數(shù)據(jù)接口的設(shè)計過程中，將軟件的各類情況劃分的越細(xì)致，設(shè)計方案越詳細(xì)，在設(shè)計的過程中各程序模塊間耦合性的降低功能效果也越好。所以在計算機軟件數(shù)據(jù)接口的設(shè)計中要堅持面向?qū)ο笤瓌t，堅持面向?qū)ο?，制定?shù)據(jù)接口的詳細(xì)設(shè)計方案，這就要求設(shè)計開發(fā)人員要對設(shè)計對象進行詳細(xì)、透徹的了解，進行了詳細(xì)的設(shè)計之后，可以大幅度降低程序的開發(fā)成本以及開發(fā)難度，提升程序開發(fā)效率。

2.可拓展原則

現(xiàn)階段信息技術(shù)發(fā)展十分迅猛，隨著用戶對軟件使用的不斷深入，軟件更新?lián)Q代也在不斷發(fā)生，軟件的不斷升級對數(shù)據(jù)接口的適用性也提出了更高的要求。因此數(shù)據(jù)接口的設(shè)計要堅持可拓展原則，能夠滿足第三方軟件的不斷升級的需求，并且能做到最大化的降低接口對軟件運營商的影響。堅持可拓展原則，保障了在用戶要求不斷提高，軟件不斷更新的情況下數(shù)據(jù)接口的可持續(xù)應(yīng)用。

3.高健壯性、高容錯性原則

高健壯性原則是指在出現(xiàn)用戶輸入規(guī)則以外的口令時，計算機所具備的額外處理能力。當(dāng)用戶下達(dá)指令后，系統(tǒng)要具備快速處理指令的能力，并對用戶輸入的錯誤指令進行處理，這就要求計算機軟件數(shù)據(jù)接口的設(shè)計中要遵循高容錯性原則，增強計算機對錯誤指令的處理能力，避免因用戶輸入錯誤質(zhì)量而造成程序錯誤而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)庫損壞。

三、計算機軟件數(shù)據(jù)接口的應(yīng)用

1.函數(shù)模式

計算機軟件數(shù)據(jù)接口應(yīng)用中函數(shù)模式是比較常見的一種，是指在軟件出廠前其開發(fā)者會對軟件進行一系列的函數(shù)定義，以完成第三方及軟件使用用戶的接入操作，在函數(shù)定義之后對軟件進行封裝。函數(shù)模式的軟件數(shù)據(jù)接口具有高保密性的特點，對第三方及用戶的權(quán)限都是不開放的；其還具有可以根據(jù)軟件開發(fā)商、用戶的要求規(guī)格進行定制的優(yōu)勢，可以更加便捷的實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。函數(shù)模式目前在計算機軟件數(shù)據(jù)接口中的應(yīng)用是最廣泛的一種。

2.文件交換模式

文件交互模式是用戶、軟件開發(fā)者、第三方開發(fā)商通過相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文件實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的模式。首先是由軟件開發(fā)者利用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)文件制定數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，得到數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)后使用用戶、第三方開發(fā)商會根據(jù)數(shù)據(jù)構(gòu)建文件，軟件對所構(gòu)建的文件M行掃描，掃描完成后根據(jù)系統(tǒng)規(guī)則文件回到用戶處，再由用戶及第三方開發(fā)商對文件進行讀取，通過這個過程來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。

3.中間數(shù)據(jù)庫模式

中間數(shù)據(jù)庫模式是在經(jīng)過開發(fā)者的一定授權(quán)后，軟件開發(fā)商及軟件用戶可以獨立對開放的公用數(shù)據(jù)通路進行訪問，在此模式下，用戶也可以對數(shù)據(jù)庫的格式進行訪問，例如：Oracle、Sybase等數(shù)據(jù)庫，用戶擁有了數(shù)據(jù)庫的訪問權(quán)限后，可以更加靈活的對相關(guān)數(shù)據(jù)進行操作。中間數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢即由此體現(xiàn)，在開發(fā)中可以更加方便、便捷，但與此同時數(shù)據(jù)庫的操作便捷導(dǎo)致了數(shù)據(jù)庫自身配置的復(fù)雜性，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫在使用過程中有較高要求的操作，使用困難，從而限制了中間數(shù)據(jù)庫的使用范圍。

結(jié)論

在高中計算機知識的學(xué)習(xí)中，通過不斷的學(xué)習(xí)和實踐，我和我的老師、同學(xué)們通過不斷的探索，對軟件數(shù)據(jù)接口的設(shè)計和應(yīng)用得到了一些經(jīng)驗，通過本文進行了探討。計算機技術(shù)不斷發(fā)展，計算機軟件在計算機的日常應(yīng)用中占有著不可忽視的重要地位，隨著各類軟件的不斷出現(xiàn)、發(fā)展，鑒于各類運行環(huán)境和軟件自身的復(fù)雜性，為用戶能夠更好的體驗使用過程，計算機的軟件數(shù)據(jù)接口的使用也變得越來重要，因此如何將軟件數(shù)據(jù)接口的設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用過程不斷完善也被越來越多的人們所重視，高性能的軟件數(shù)據(jù)接口也必然會促進用戶的使用便利行，促進計算機應(yīng)用的不斷發(fā)展。

參考文獻

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【關(guān)鍵詞】微型計算機接口技術(shù)發(fā)展輸入輸出

世界上第一臺可以有程序控制的計算機稱為電子數(shù)字積分器與計算器，它是美國賓夕法尼亞大學(xué)為了彈道設(shè)計的需要于1946年研制出來的。而從20世紀(jì)80年代以來，微型計算機的類型已經(jīng)很多，體積越來越小，功能越來越強。

微型計算機與大、中、小型計算機相比，微型計算機最大的區(qū)別就在于其中央處理器是集中在一小塊硅片上的，而大、中、小型計算機的CPU是有相當(dāng)多的電路組成的。微型計算機除了有作為MPU的中央處理器外，還有大規(guī)模集成電路制成的主存儲器和輸入輸出接口電路，這三者之間是采用總線結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來的。因此，對連接外部設(shè)備的輸入輸出接口電路做以簡單了解是很有必要的。

一、接口技術(shù)的簡介和分類

接口技術(shù)即就是采用硬件與軟件相結(jié)合的方法，研究CPU與外設(shè)之間如何實現(xiàn)高效、可靠的信息交換的一門技術(shù)。微型計算機輸入輸出接口是CPU與外部設(shè)備之間交換信息的連接電路，它們通過總線與CPU相連，簡稱I/O接口。

隨著科技的進步和實際的需要，I/O接口也多樣化，其基本類型有三類。第一類是總線接口，作用于緩沖、鎖存、隔離和驅(qū)動；第二類是人機交互接口，是微型計算機與操作人員之間相互傳遞信息的窗口；第三類是監(jiān)測與控制接口，主要用于自動化與自動化儀器。

二、輸入/輸出接口的交換信號

計算機I/O接口電路與外部設(shè)備交換的信號，一般可分為以下4種：（1）數(shù)字量：以二進制表示的數(shù)據(jù)（已經(jīng)過編碼的二進制形式的數(shù)據(jù)），以及以ASCII碼表示的數(shù)或字符。最小單位：“位”bit，8為稱為一個字節(jié)（BYTE）。（2）模擬量：用模擬電壓或模擬電流幅值大小表示的物理量。模擬信號不能直接進入計算機，必須經(jīng)過A/D（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換器，把模擬量轉(zhuǎn)換成某種形式的數(shù)字量，才能進入計算機。當(dāng)外部設(shè)備需要模擬量控制時，I/O接口電路 D/A（數(shù)字/模擬）轉(zhuǎn)換器又能把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量信號。（3）開關(guān)量：只有兩種狀態(tài)，即“開”或“閉”。例如電機的啟與停，開關(guān)的開與關(guān)。這樣，只要用一位二進制數(shù)表示，如：可用0，1表示。（4）脈沖量：在計算機控制系統(tǒng)中還經(jīng)常用到計數(shù)脈沖、定時脈沖或控制脈沖。脈沖信號是以脈沖形式表示的一種信號。

三、輸入/輸出接口的位置

I/O接口是連接外設(shè)和主機的一個“橋梁”。I/O接口的外設(shè)側(cè)、主機側(cè)各有一個接口。主機側(cè)的接口稱為內(nèi)部接口，外設(shè)側(cè)的接口稱為外部接口，內(nèi)部接口通過系統(tǒng)總線與內(nèi)存和CPU相連，而外部接口則通過各種接口電纜（如串行電纜、并行電纜、網(wǎng)線或SCSI電纜等）與外設(shè)相連。I/O接口與系統(tǒng)和外設(shè)的連接：I/O接口通過數(shù)據(jù)線、地址線和控制線與系統(tǒng)相連；I/O接口通過數(shù)據(jù)線、控制線與外設(shè)相連。

四、輸入輸出的控制方式

（1）程序控制方式。這是指在程序控制下進行信息傳送?？杉?xì)分為：無條件傳送和條件傳送兩種。（2）中斷控制方式。一般用來傳送低俗外部設(shè)備與CPU之間的信息交換。（3）DMA控制方式。直接存儲器存取控制方式是一種成塊傳送數(shù)據(jù)的方式。（4）輸入/輸出處理機控制方式。這種方式適用于大量輸入/輸出設(shè)備的微型系統(tǒng)，此時需要CPU工作在最大工作模式。

在微型計算機系統(tǒng)中，可采用的輸入/輸出控制方式一般就是以上四種。

隨著系統(tǒng)升級和科技的發(fā)展，在微型計算機系統(tǒng)中，輸入/輸出接口技術(shù)也逐漸多樣化。I/O接口的分類和受系統(tǒng)控制的方式各不相同，在實際應(yīng)用中要根據(jù)具體問題，具體分析。使微型計算機與外部設(shè)備交換信息更加便捷和快速。在了解接口技術(shù)在微型計算機中的重要性后，也希望微型計算機隨著輸入/輸出接口技術(shù)的快速進步而發(fā)展，在更多方面的應(yīng)用中發(fā)揮其最大的作用。

參考文獻

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[2]鄭學(xué)堅，周斌.微型計算機原理及應(yīng)用（第三版）.清華大學(xué)出版社. 2011，11

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但是由于該課程的特殊性，在傳統(tǒng)的教育教學(xué)過程中存在不同專業(yè)對該課程的要求不同，教學(xué)目標(biāo)定位與實際教學(xué)過程存在差異，教學(xué)難點與重點處理，8086芯片在實際使用中的局限性等諸多問題。面對這些問題，對該課程的教學(xué)改革探討就顯得尤為重要。尤其是定位為應(yīng)用型本科院校，對該課程的思考可能更加緊迫。

 

《微機接口技術(shù)》是工程學(xué)科教學(xué)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在學(xué)生的知識體系構(gòu)建過程中承擔(dān)了計算機底層工作原理與應(yīng)用的知識體系支撐，為學(xué)生在將來的工作過程中利用微型計算機或者單片機解決相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用問題奠定了基礎(chǔ)[1]。但是由于該課程的特殊性，在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中也存在一些需要深入思考的問題。

 

一、微機接口技術(shù)的現(xiàn)狀分析

 

由于《微機接口技術(shù)》課程的教學(xué)內(nèi)容通常是講述Intel公司的8086芯片及外圍接口技術(shù)，教學(xué)重點隨著教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)對象的不同而存在差異，比如：通常本科院校與高職高專校學(xué)生都會學(xué)習(xí)該課程，但是由于學(xué)生知識的結(jié)構(gòu)性差異，講授內(nèi)容的基本相同的情況下，學(xué)生對該課程中解決問題的方法和系統(tǒng)構(gòu)建的思路掌握程度相差較大。再比如，某些重點高校學(xué)生與應(yīng)用型本科院校學(xué)生同樣會安排改課程的學(xué)習(xí)，盡管一些院校課程名稱是《微機原理》，但是教學(xué)內(nèi)容基本一致。

 

通過作者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，這兩類院校相同專業(yè)學(xué)生安排課時數(shù)基本相同，但是由于學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)不同，學(xué)生基礎(chǔ)差異性決定了學(xué)習(xí)該課程之后，對知識的掌握程度差別較大。因此，該課程在教學(xué)過程中存在較多的問題[2]。尤其是在聆聽了國防科技大學(xué)鄒逢興教授關(guān)于該課程的理解后，認(rèn)為該課程的教學(xué)需要改進和思考的地方較多。

 

1.計算機基礎(chǔ)教學(xué)的定位。計算機基礎(chǔ)教學(xué)通常情況下是指為計算機專業(yè)或者非計算機專業(yè)學(xué)生提供計算機基礎(chǔ)知識的教學(xué)。具體情況因?qū)I(yè)不用而設(shè)置課程有別，這里主要是強調(diào)非計算機專業(yè)的計算機基礎(chǔ)教學(xué)工作。

 

一般來說，非計算機專業(yè)的計算基礎(chǔ)教學(xué)從大學(xué)一年級的《大學(xué)計算機信息技術(shù)基礎(chǔ)》開始，學(xué)習(xí)計算機基本知識。并且通過學(xué)習(xí)一種計算機編程語言，掌握計算機程序設(shè)計的基本思路和方法，為學(xué)生將來在實際工作中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。通常情形下，在大學(xué)三年級開設(shè)《微機接口技術(shù)》或者《微機原理》課程，使學(xué)生對計算機的理解深入到芯片級的底層。

 

2.非計算機專業(yè)學(xué)生對該課程的要求。通常情況下，對非計算機專業(yè)的學(xué)生來說，該課程的目標(biāo)是通過8086底層芯片的和外圍接口技術(shù)的原理學(xué)習(xí)，理解微型計算機在搭建控制系統(tǒng)時的思路和方法。由于不同的專業(yè)，對計算機技術(shù)的基礎(chǔ)程度不同，比如非計算機專業(yè)的近電專業(yè)通常情況下會學(xué)習(xí)較扎實的電工學(xué)知識或者類似的課程，而某些學(xué)科專業(yè)則相關(guān)課程的學(xué)習(xí)相對較少，因此這兩個不同專業(yè)的同學(xué)在學(xué)習(xí)《微機接口技術(shù)》這門課程的時候，接收知識的速度和思維方式的轉(zhuǎn)變過程差異較大，學(xué)生對待該課程的要求和出發(fā)點也不會相同，這樣就要求教師在教學(xué)前需要詳細(xì)的分析學(xué)生的實際情況和不同專業(yè)的學(xué)科特點與該課程之間的聯(lián)系。

 

3.學(xué)以致用。學(xué)習(xí)的目的一方面是為了提高學(xué)習(xí)者自身的素質(zhì)和能力，另一方面從工程角度出發(fā)則是為了實際工作中的應(yīng)用。目前就該課程的開設(shè)情況，各高校也不盡相同，就是同一所高校，不同的專業(yè)所開設(shè)的內(nèi)容也存在區(qū)別，比如：某些高校的非計算機專業(yè)開設(shè)《微機接口技術(shù)》課程，主要講解Intel公司的8086和8088系列CPU及外圍芯片。但是在實際的工程應(yīng)用背景下，8086已經(jīng)很難買到，取而代之的則是大量使用的單片機，于是基于實際的使用需求，一些高校的非計算機專業(yè)已經(jīng)開始開設(shè)《單片機原理與應(yīng)用》課程，代替原先的《微機接口技術(shù)》，使學(xué)生從一開始就從實際使用角度出發(fā)，解決問題。但是這類學(xué)校的學(xué)生在學(xué)習(xí)了《單片機原理與應(yīng)用》后又會面臨其他問題，如：在計算機三級偏硬的考試中，涉及到單片機的內(nèi)容較少，而大量的是8086的相關(guān)內(nèi)容。再如：一些學(xué)校的研究生入學(xué)考試會考《微機接口技術(shù)》，但是開設(shè)《單片機原理與應(yīng)用》課程學(xué)校的學(xué)生必須要自學(xué)該課程，這就帶來了很多問題，由于《微機接口技術(shù)》實踐性很強，因此，自學(xué)的效果可想而知。

 

另外一些學(xué)校的解決方法是：在大三第一學(xué)期開設(shè)《微機接口技術(shù)》，大三第二學(xué)期開設(shè)《單片機原理》，但是在課時數(shù)非常緊張的情況下，對相似的體系結(jié)構(gòu)重復(fù)上課無疑會帶來巨大的浪費。

 

正如國防科技大學(xué)的鄒逢興教授所言，無論是開設(shè)《微機接口技術(shù)》還是《單片機原理》，他們的體系結(jié)構(gòu)是類似的，解決問題的方法也是類似的，思路是相同的，只學(xué)習(xí)其中一門課程即可。對于類似體系結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容的選擇，無論是從實際的工程應(yīng)用角度出發(fā)，還是從理解底層系統(tǒng)的搭建方法出發(fā)，或者是從實際問題出發(fā)，只要授人以漁，應(yīng)該說都可以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

 

4.該課程的實踐性特點?！段C接口技術(shù)》課程的教學(xué)內(nèi)容是講解芯片的使用方法，講解底層系統(tǒng)的建立方法。因此具有很強的實踐性，從學(xué)習(xí)的角度，理解了書本上面的內(nèi)容還需要在實際的動手過程中消化知識，只有這樣才能變?yōu)閷W(xué)生自己的知識能力[3]。

 

由于該課程的實踐性特點決定了在課程的實踐環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)該予以足夠的重視，通過設(shè)計多種試驗方法，盡量減少驗證性試驗，增加設(shè)計性試驗和綜合性試驗，通過在試驗中反復(fù)遇到問題—思考問題—查找資料—解決問題這個過程，學(xué)生最終才能夠深入理解這部分內(nèi)容。這里也可以借鑒的做法還有教師先做一些預(yù)先有錯誤的試驗，讓學(xué)生通過實際動手來找出錯誤，并且最終解決問題，提高動手能力和分析問題解決問題的能力[4]。

 

5.課程的重點與難點。該課程的難點較多，但是重點與難點重合度隨著不同的專業(yè)要求有差異。在課時數(shù)相對有限的前提下，重要的是解決重點問題，解決思路和方法問題，理解結(jié)構(gòu)和使用方法問題，對于較復(fù)雜的原理性知識點，比如分頁存儲等學(xué)生不容易理解的難點，可以適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，或者點到即可，不必花費太多寶貴的時間。但是某些既是重點又是難點的方面，最好能夠利用多種方法進行講解，甚至可以在實驗室通過學(xué)生自己動手理解知識點[5]。

 

6.該課程的考核方式。該課程的考核不同的學(xué)校也不相同，通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，相對較好的方法是：試題中課后習(xí)題占15%左右，實驗占15%，其余試題約占70%左右，平時成績由于考核的標(biāo)準(zhǔn)不同，差異較大，因此平時成績反應(yīng)在課后習(xí)題的試題上面。

 

二、教學(xué)改革的再思考

 

1.培養(yǎng)定位思考。從學(xué)生進入不同的院校開始接受高等教育階段開始，不同的培養(yǎng)目標(biāo)決定了培養(yǎng)過程的和培養(yǎng)結(jié)果。因此立足于自身的教學(xué)要求，按照培養(yǎng)目標(biāo)開設(shè)和改革相應(yīng)的課程已經(jīng)勢在必行。落實到《微機接口技術(shù)》課程中，一定要從學(xué)生的培養(yǎng)定位出發(fā)，只有這樣才能有的放矢。

 

2.學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣思考。不同專業(yè)的學(xué)生由于受到專業(yè)相關(guān)知識的引導(dǎo)，對問題的思考方式不會完全相同，甚至相同專業(yè)的不同學(xué)生也有不同的學(xué)習(xí)習(xí)慣。想講好這門課程，需要從學(xué)生的思維方式開始，了解教學(xué)對象的思考方法，才能事半功倍。

 

3.教學(xué)內(nèi)容與實際應(yīng)用的思考。教學(xué)過程中往往存在著教學(xué)內(nèi)容與實際應(yīng)用過程存在差異的問題，這主要是因為教學(xué)過程突出基本原理和基本方法的講授，而實際工程中往往是多種復(fù)雜情況的組合。但是無論是基本原理還是實際工程應(yīng)用，問題的分析方法是一致的，這就要求教師在講解過程中，突出的是解決問題的思路，解決問題的步驟，遇到問題后的分析思路和解決方法。一般來說，如果教師能夠具有相關(guān)的工程背景，就會大大增強課堂上的說服力，教給學(xué)生更多的解決問題的技巧，往往這樣的教師深受學(xué)生的愛戴。

 

4.課程定位再討論。該課程與其他技能性課程類似，在許多地方性本科院校面臨轉(zhuǎn)型的機遇中，需要對服務(wù)于學(xué)生能力與知識構(gòu)成起到支撐作用的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)體系和課程定位做出相應(yīng)的變革。目前眾多高校在探索高職加本科對接過程。其中面臨了諸多需要解決的難題，類似于《微機接口技術(shù)》類的技能性課程的定位與教學(xué)方法、教學(xué)定位的改革也迫在眉睫。

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關(guān)鍵詞：單片機；課程；教學(xué)改革

《單片機原理與接口技術(shù)》課程涉及的知識點多，對技能要求全面，使得學(xué)習(xí)者備感困難。同時，由于高職學(xué)生的知識接受能力弱，傳統(tǒng)教學(xué)方式必然造成學(xué)生聽不懂，跟不上，進而厭學(xué)。面對以上問題，本文試圖就高職特色的《單片機原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)改革作一探索。

《單片機原理與接口技術(shù)》課程的特點

單片微型計算機因其具有集成度高、運算速度快、體積小、運行可靠、價格低等特點而在過程控制、數(shù)據(jù)采集、機電一體化產(chǎn)品、家用電器、智能化儀表和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中得到大量使用。國內(nèi)高校、中專、高級技工學(xué)校都相繼在計算機工程、軟件工程、工業(yè)自動控制、機械電子工程、精密儀器、電工電力電子、電子工程等專業(yè)開設(shè)了《單片機原理與接口技術(shù)》課程。越來越多的企業(yè)也把掌握單片機技術(shù)作為招聘技術(shù)人員的標(biāo)準(zhǔn)之一。

高職院校中，由于學(xué)制限制，學(xué)時少，不少院校和專業(yè)將《單片機原理與接口技術(shù)》課程也作為對非計算機專業(yè)學(xué)生進行現(xiàn)代計算機技術(shù)的第二次認(rèn)識和啟蒙教育，因此該課程顯得更為重要。學(xué)生一般都要進行計算機應(yīng)用基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，完成對計算機的初步認(rèn)識和基本操作的學(xué)習(xí)。如果學(xué)生缺乏相關(guān)的硬件訓(xùn)練，將對計算機應(yīng)用的理解和學(xué)習(xí)造成障礙?！秵纹瑱C原理與接口技術(shù)》課程集成了計算機組成原理、微機原理、匯編語言等課程的相關(guān)內(nèi)容，并且包含單片機技術(shù)本身的知識體系。單片機“麻雀雖小，五臟俱全”。為了弄清單片機的一個概念，往往要牽扯到更多的新概念。因此在學(xué)習(xí)單片機原理與接口技術(shù)的過程中，很多學(xué)生感到困惑和吃力。

根據(jù)學(xué)生特點和課程特點，教學(xué)中應(yīng)注意的幾個問題

《單片機原理與接口技術(shù)》教學(xué)中必須強化基礎(chǔ)、注重應(yīng)用，進行模塊化教學(xué)。同時要把握好教學(xué)與培訓(xùn)、理論與實踐兩個方面的關(guān)系。教學(xué)與培訓(xùn)是有區(qū)分的：教學(xué)是強調(diào)系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生進一步學(xué)習(xí)的能力；培訓(xùn)則是對有一定基礎(chǔ)的學(xué)生進行短期強化訓(xùn)練，盡快上手，進入角色。教學(xué)必須由易到難，符合認(rèn)知規(guī)律。教學(xué)內(nèi)容既要有一定的先進性又必須相對穩(wěn)定。單片機基礎(chǔ)知識相對穩(wěn)定，而接口芯片的發(fā)展則可以用日新月異來形容。單片機作為一門技術(shù)，《單片機原理與接口技術(shù)》課程必然是以實驗為主的課程。

教學(xué)中應(yīng)先給學(xué)生一個總體的知識框架和學(xué)習(xí)脈絡(luò)，讓學(xué)生在任何時候?qū)局R的把握都是清晰和完整的。學(xué)習(xí)單片機是一個漸進的過程，往往學(xué)習(xí)一遍難以完全掌握，而且這門技術(shù)也在不斷發(fā)展，因此要培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。教學(xué)中要講清、講透單片機硬件結(jié)構(gòu)。根據(jù)教學(xué)要求和學(xué)生實際，對接口技術(shù)及接口芯片的講解和使用可簡可繁、可多可少。有條件的情況下，相關(guān)專業(yè)應(yīng)開設(shè)專門的《單片機原理與接口技術(shù)》實踐技能培訓(xùn)課程。一般專業(yè)也要充實實驗教學(xué)，開足基礎(chǔ)實驗，作為理論教學(xué)的有力補充，以加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解和基本技能的訓(xùn)練。

探索有高職特色的《單片機原理與接口技術(shù)》課程教學(xué)方法

“教、學(xué)、做合一”教學(xué)法在單片機課教學(xué)中，要充分發(fā)揮教與學(xué)的積極性，努力走“實踐―理論―再實踐”之路。強調(diào)在做中教，在做中學(xué)。通過理論教學(xué)以及實驗和實訓(xùn)的有機配合完成教學(xué)目標(biāo)。

3P教學(xué)法3P的概念是指原理（Principle）、實踐（Practice）和產(chǎn)品（Product）的三者合一，是“教、學(xué)、做合一”的具體應(yīng)用，將理論學(xué)習(xí)、實踐應(yīng)用、產(chǎn)品制作有機地結(jié)合為一體，以理論教學(xué)為基礎(chǔ)，以實踐訓(xùn)練為重點，以掌握知識和技能、制作產(chǎn)品為教學(xué)目標(biāo)，較好地體現(xiàn)“學(xué)用一致，知能并舉”的教育思想。在單片機教學(xué)中，這種教學(xué)法是非常值得提倡，并取得顯著成效的一種方法。

案例教學(xué)法教師可在上課前讓學(xué)生預(yù)習(xí)教師準(zhǔn)備的實例材料，形成一定的看法，做好實例討論的課前準(zhǔn)備；在課堂中，針對實例出現(xiàn)的問題，教師組織全班討論，由學(xué)生找出解決的方法，做出辨析；最后教師作簡短的點評或補充性、提高性的總結(jié)。

上好每一堂課，注重教學(xué)設(shè)計

要提倡學(xué)生參與教學(xué)。這就要求教師在備課時不僅準(zhǔn)備專業(yè)技術(shù)內(nèi)容，更要研究教法，即如何利用“項目”、“實例”、“問題”等手段來激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生參與程度，這也是課程設(shè)計的重要內(nèi)容。教學(xué)設(shè)計有以下幾種方法：（1）根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容劃分教學(xué)單元，按照一體化原則進行設(shè)計。（2）確定每個單元課程目標(biāo)，包括知識目標(biāo)和能力目標(biāo)。（3）選定每個單元課程單項實訓(xùn)項目，以實例貫徹單元教學(xué)之中。（4）確定演示、實驗、實訓(xùn)、實習(xí)等內(nèi)容。（5）引入案例，問題驅(qū)動，操作演示，展開知識，討論問題，總結(jié)提高。（6）板書演示，示范操作。（7）自查課程目標(biāo)、層次、進度、信息量等。

參考文獻：

[1]張華.課程與教學(xué)論[M].上海：上海教育出版社，2001．

[2]門振華.職業(yè)技術(shù)教育概論[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，1988．

篇7

摘要：本文針對我國高校本科計算機專業(yè)建設(shè)的現(xiàn)狀，分析了CC2005中關(guān)于計算機硬件與結(jié)構(gòu)方面知識需求與知識空間的構(gòu)架，提出基于CC2005的計算機學(xué)科“硬件與結(jié)構(gòu)”方向課程群的概念，并對該課程群的核心課程與選修課程提出組織與改革方法。

關(guān)鍵詞：CC2005；硬件與結(jié)構(gòu)；課程群

中圖分類號：G642

文獻標(biāo)識碼：B

1引 言

目前，隨著網(wǎng)絡(luò)化和信息化的發(fā)展，計算機軟件領(lǐng)域的課程，尤其是網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用類課程，越來越得到各個高校的重視，國內(nèi)很多高校的計算機專業(yè)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤败浖こ獭焙汀坝嬎銠C科學(xué)”方向，過分強調(diào)軟件與應(yīng)用，而缺乏計算機體系結(jié)構(gòu)、計算機組成與結(jié)構(gòu)等硬件方向的培養(yǎng)。但是，從就業(yè)市場反饋的信息看，計算機軟件人才已經(jīng)供大于求，而熟悉硬件開發(fā)應(yīng)用或軟硬件結(jié)合的人才則供不應(yīng)求。市場的需求驅(qū)使我們深思，如何構(gòu)建符合市場需求、有一定市場競爭優(yōu)勢的計算機人才培養(yǎng)模式。在CC2001和CC2005計算機本科教學(xué)參考計劃的啟迪下，在目前我校開展的教學(xué)內(nèi)容課程體系改革實踐中，結(jié)合2005年在武漢大學(xué)召開的“全國計算機學(xué)院院長和系主任會議”和華中科技大學(xué)召開的“計算機硬件與實驗教學(xué)研討會”以及2006年1月在哈爾濱工業(yè)大學(xué)召開的“首屆全國計算機教育論壇”會議的有關(guān)精神，我們嘗試性地提出了基于CC2005的計算機專業(yè)“平臺＋模塊”課程教學(xué)體系，并進行了課程群改革與建設(shè)，本文僅探討該課程教學(xué)體系中“硬件與結(jié)構(gòu)”課程群。

2課程群的組織

根據(jù)CC2005和CC2001的體系結(jié)構(gòu)，計算機硬件與結(jié)構(gòu)方向知識點包括的核心內(nèi)容包括：數(shù)字邏輯、數(shù)據(jù)在機器中的表示、匯編級機器組織、存儲組織與結(jié)構(gòu)、人機交互、機器功能結(jié)構(gòu)、多處理機技術(shù)等，而高性能系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是選修內(nèi)容。這些知識在CC2005中定義為：

AR1. Digital logic and digital systems [core]

AR2. Machine level representation of data [core]

AR3. Assembly level machine organization [core]

AR4. Memory system organization and architecture [core]

AR5. Interfacing and communication [core]

AR6. Functional organization [core]

AR7. Multiprocessing and alternative architectures [core]

AR8. Performance enhancements [elective]

AR9. Architecture for networks and distributed systems [elective]

在目前國內(nèi)的普通高校本科“計算機科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)中，上述這些“計算機硬件與結(jié)構(gòu)”方向的核心和普通知識點一般體現(xiàn)在以下幾門課程中：“數(shù)字邏輯(數(shù)字電子技術(shù))”、“計算機組成原理”、“微機原理”、“微機接口技術(shù)”、“匯編語言”、“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”。在實際教學(xué)過程中，各門課程相互之間內(nèi)容銜接較多，重復(fù)之處也比較多，各個學(xué)校一般是按照自己的教學(xué)大綱和計劃對各門課程的內(nèi)容進行劃定，往往缺乏系統(tǒng)性和科學(xué)性。這些課程中普遍存在的一個問題是學(xué)生學(xué)習(xí)沒有興趣，教師上課缺乏激情的情況。很多高校在學(xué)生對教師的評價中，講授此類課程的教師往往得分比較低。究其原因，是現(xiàn)有的課程和教材內(nèi)容陳舊，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)代計算機硬件技術(shù)的發(fā)展；課程組織缺乏系統(tǒng)性，某些知識點在多門課程中反復(fù)出現(xiàn)；而某些知識點缺乏前導(dǎo)，造成斷層。

對此，我們提出了以專業(yè)需求為基礎(chǔ)的“平臺＋模塊”人才培養(yǎng)模式，以CC2005的五個知識層次中的核心內(nèi)容構(gòu)建學(xué)科平臺，以不同的專業(yè)需求方向構(gòu)建專業(yè)模塊。下面重點討論CC2005構(gòu)架下的計算機學(xué)科“硬件與結(jié)構(gòu)”課程群。此課程群包括：計算機組成原理、硬件知識和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的課程，核心課程為“計算機組成原理與結(jié)構(gòu)”、 “匯編語言與微機接口技術(shù)”，選修課程為“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“單片計算機應(yīng)用技術(shù)”、“分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“嵌入式系統(tǒng)”、“VLSI設(shè)計”等課程。從“平臺＋模塊”整體培養(yǎng)模式考慮，將“數(shù)字邏輯(數(shù)字電子技術(shù))”歸入“數(shù)字技術(shù)與模擬技術(shù)”課程群。

2.1核心課程

在新的“硬件與結(jié)構(gòu)”課程群中，根據(jù)CC2005精神，將“微機原理”、“匯編語言”、“微機接口技術(shù)”、“計算機組成原理”四門課程系統(tǒng)地整合為“計算機組成原理與結(jié)構(gòu)”、“匯編語言與微機接口技術(shù)”兩門課程作為課程群內(nèi)核心課程。新舊課程體系的邏輯關(guān)系如圖1所示。

圖1 新舊課程設(shè)置對應(yīng)關(guān)系

“計算機組成原理與結(jié)構(gòu)”課程重點介紹單處理器計算機的組成原理與結(jié)構(gòu)體系，包括數(shù)據(jù)在機器中的表示、總線系統(tǒng)、設(shè)備接口、存儲器組織與結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、中央處理器(含運算器與控制器)、流水與并行處理等內(nèi)容。其中重點是數(shù)據(jù)在機器中的表示、總線系統(tǒng)、存儲器組織與結(jié)構(gòu)、中央處理器等內(nèi)容。

“匯編語言與微機接口技術(shù)”將匯編語言程序設(shè)計和微機接口技術(shù)融為一體。根據(jù)CC2005精神，本課程中先介紹微型計算機原理、匯編語言，在此基礎(chǔ)上講授匯編程序設(shè)計技術(shù)、微機接口技術(shù)(包括典型接口如并行、串行、定時、DMA、中斷、A/D及D/A)以及新型的USB和IEEE1394接口技術(shù)。

2.2選修課程

根據(jù)CC2005精神，“硬件與結(jié)構(gòu)”課程群還應(yīng)該包括“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“單片計算機應(yīng)用技術(shù)”、“網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)”、“嵌入式系統(tǒng)”、“VLSI設(shè)計”等選修課程，整個課程群概貌如圖2所示。在本課程群建設(shè)中，首先對于各門選修課程的內(nèi)容與組織進行系統(tǒng)地規(guī)劃，注意先導(dǎo)和后續(xù)，同時避免重復(fù)和脫節(jié)現(xiàn)象。在課程的教學(xué)中，采用靈活的教學(xué)方法和教學(xué)形式，包括小組討論、專題報告、大作業(yè)、專業(yè)論文等形式，注重學(xué)生學(xué)習(xí)的主體作用，重點培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性與自主學(xué)習(xí)能力。

2.3一體化的實驗與課程設(shè)計改革

在“硬件與結(jié)構(gòu)”課程群建設(shè)中，強調(diào)的是“實踐教學(xué)”的重要性。在本課程群建設(shè)中，不是以單一的課程為單位設(shè)計實驗，而是按照整個課程群來設(shè)計一體化的實驗環(huán)境與實驗內(nèi)容，將匯編語言方向、微機接口方向、組成原理方向的實驗有機地結(jié)合在一起，創(chuàng)建良好的實驗環(huán)境，靈活運用實驗室、開放式實驗室、實習(xí)基地等多種手段，盡量多地為學(xué)生創(chuàng)造條件，同時通過實驗課程、開放實驗、大作業(yè)、課程設(shè)計、競賽等多種手段和形式培養(yǎng)學(xué)生的研究能力與團隊精神。

圖2 “計算機硬件與結(jié)構(gòu)”課程群概貌

3進一步的思考

課程群設(shè)置與專業(yè)培養(yǎng)計劃的關(guān)系

課程群在構(gòu)造和設(shè)置的時候，需要與整個專業(yè)人才培養(yǎng)計劃相適應(yīng)，構(gòu)建基于CC2005“平臺＋模塊”的教學(xué)模式為課程群的教學(xué)改革奠定了基礎(chǔ)，在新的課程群設(shè)置中，以學(xué)科方向和模塊為核心，凝聚課程群的設(shè)置，同時將其與專業(yè)培養(yǎng)計劃相適應(yīng)。在設(shè)置課程群的時候，打破“系、專業(yè)”的限制，使不同專業(yè)的教師根據(jù)學(xué)科課程方向凝聚一起。

不同課程群之間的銜接關(guān)系

在“計算機硬件與結(jié)構(gòu)”課程群建設(shè)的過程中，另外一個重要的問題是各個課程群之間的銜接關(guān)系。正是因為課程群的設(shè)置和建設(shè)關(guān)系到整個專業(yè)的培養(yǎng)計劃，“計算機硬件與結(jié)構(gòu)”的課程群在設(shè)置的時候，將計算機硬件方向另外一個專業(yè)基礎(chǔ)課程“數(shù)字邏輯”(或“數(shù)字電子技術(shù)”)劃入另外一個課程群“模擬與數(shù)字電子技術(shù)課程群”。因此不同的課程群在建設(shè)的時候，也需要注意課程群與課程群之間的銜接關(guān)系，考慮整個學(xué)科系統(tǒng)的有序、協(xié)調(diào)發(fā)展。

課程群內(nèi)核心課程與選修課程之間的關(guān)系

“計算機硬件與結(jié)構(gòu)”課程群在建設(shè)的時候，還必須注意內(nèi)部核心課程“計算機組成原理與結(jié)構(gòu)”、“匯編語言與微機接口技術(shù)”與其他選修課程群之間的內(nèi)容銜接和側(cè)重點，既要保證核心課程的課時與內(nèi)容，也同時需要根據(jù)學(xué)科方向的發(fā)展，及時開設(shè)反映最新技術(shù)成果的選修課程，這樣才可以培養(yǎng)符合社會需求的人才。

課程群內(nèi)容的更新

如何根據(jù)計算機學(xué)科發(fā)展以及信息科技發(fā)展情況，及時、動態(tài)地調(diào)整課程群內(nèi)核心課程、選修課程的設(shè)置，甚至每一門課程具體內(nèi)容的設(shè)置，將是課程群建設(shè)的一個重要內(nèi)容。

參考文獻

篇8

關(guān)鍵詞:機電一體化;接口技術(shù);人機接口;機電接口

機電一體化系統(tǒng)可分為機械和微電子系統(tǒng)兩大部分,各部分連接須具備一定條件,這個聯(lián)系條件通常稱為接口。各分系統(tǒng)又由各要素(子系統(tǒng))組成。本文以機電一體化控制系統(tǒng)(微電子系統(tǒng))為例,將接口分為人機與機電接口兩大類。

一、機電接口

由于機械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)在性質(zhì)上有很大差別,兩者間的聯(lián)系須通過機電接口進行調(diào)整、匹配、緩沖,因此機電接口起著非常重要的作用:

(1)行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。一般微機的I/O芯片都是TTL電平,而控制設(shè)備則不一定,因此必須進行電平轉(zhuǎn)換;另外,在大負(fù)載時還需要進行功率放大;

(2)抗干擾隔離。為防止干擾信號的串入,可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機系統(tǒng)和控制設(shè)備在電器上加以隔離;

(3)進行A/D或D/A轉(zhuǎn)換。當(dāng)被控對象的檢測和控制信號為模擬量時,必須在微機系統(tǒng)和被控對象之間設(shè)置A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路,以保證微機所處理的數(shù)字量與被控的模擬量之間的匹配。

1、模擬信號輸入接口。在機電一體化系統(tǒng)中,反映被控對象運行狀態(tài)信號是傳感器或變送器的輸出信號,通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號(如位置檢測用的差動變壓器、溫度檢測用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉(zhuǎn)速檢測用的測速發(fā)電機等)計算機要對被控對象進行控制,必須獲得反映系統(tǒng)運行的狀態(tài)信號,而計算機只能接受數(shù)字信號,要達(dá)到獲取信息的目的,就應(yīng)將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的接口——模擬信號輸入接口。

2、模擬信號輸出接口。在機電一體化系統(tǒng)中,控制生產(chǎn)過程執(zhí)行器的信號通常是模擬電壓或電流信號,如交流電動機變頻調(diào)速、直流電動機調(diào)速器、滑差電動機調(diào)速器等。而計算機只能輸出數(shù)字信號,并通過運算產(chǎn)生控制信號,達(dá)到控制生產(chǎn)過程的目的,應(yīng)有將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的接口——模擬信號輸出接口。任務(wù)是把計算機輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流信號,以便驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行器,達(dá)到控制對象的目的。模擬信號輸出接口一般由控制接口、數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器、多路模擬開關(guān)和功率放大器幾部分構(gòu)成。

3、開關(guān)信號通道接口。機電一體化系統(tǒng)的控制系統(tǒng)中,需要經(jīng)常處理一類最基本的輸入/輸出信號,即數(shù)字量(開關(guān)量)信號包括:開關(guān)的閉合與斷開;指示燈的亮與滅;繼電器或接觸器的吸合與釋放;電動機的啟動與停止;閥門的打開與關(guān)閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現(xiàn)的。在機電一體化控制系統(tǒng)中,對應(yīng)二進制數(shù)碼的每一位都可以代表生產(chǎn)過程中的一個狀態(tài),此狀態(tài)作為控制依據(jù)。

(1)輸入通道接口。開關(guān)信號輸入通道接口的任務(wù)是將來自控制過程的開關(guān)信號、邏輯電平信號以及一些系統(tǒng)設(shè)置開關(guān)信號傳送給計算機。這些信號實質(zhì)是一種電平各異的數(shù)字信號,所以開關(guān)信號輸入通道又稱為數(shù)字輸入通道(DI)。由于開關(guān)信號只有兩種邏輯狀態(tài)“ON”和“OFF”或數(shù)字信號“1”和“0”,但是其電平一般與計算機的數(shù)字電平不相同,與計算機連接的接口只需考慮邏輯電平的變換以及過程噪聲隔離等設(shè)計問題,它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉(zhuǎn)換電路和地址譯碼電路等組成。

(2)輸出通道接口。開關(guān)信號輸出通道的作用是將計算機通過邏輯運算處理后的開關(guān)信號傳遞給開關(guān)執(zhí)行器(如繼電器或報警指示器)。它實質(zhì)是邏輯數(shù)字的輸出通道,又稱為數(shù)字輸出通道(DO)。DO通道接口設(shè)計主要考慮的是內(nèi)部與外部公共地隔離和驅(qū)動開關(guān)執(zhí)行器的功率。開關(guān)量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅(qū)動器和輸出口地址譯碼電路等組成。

二、人機接口

人機接口是操作者與機電系統(tǒng)(主要是控制微機)之間進行信息交換的接口。按照信息的傳遞方向,可以分為輸入與輸出接口兩大類。機電系統(tǒng)通過輸出接口向操作者顯示系統(tǒng)的各種狀態(tài)、運行參數(shù)及結(jié)果等信息;另一方面,操作者通過輸入接口向機電系統(tǒng)輸入各種控制命令,干預(yù)系統(tǒng)的運行狀態(tài),以實現(xiàn)所要求的功能。

1、輸入接口。

(1)撥盤輸入接口。撥盤是機電一體化系統(tǒng)中常見的一種輸入設(shè)備,若系統(tǒng)需要輸入少量的參數(shù),如修正系數(shù)、控制目標(biāo)等,采用撥盤較為方便,這種方式具有保持性。撥盤的種類很多,作為人機接口使用最方便的是十進制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤。BCD碼撥盤可直接與控制微機的并行口或擴展口相連,以BCD碼形式輸入信息。

(2)鍵盤輸入接口。鍵盤是一組按鍵集合,向計算機提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤有:

1)編碼鍵盤,自動提供被按鍵的編碼(如ASCII碼或二進制碼);

2)非編碼鍵盤,僅僅簡單地提供按鍵的通或斷(“0”或“1”電位),而按鍵的掃描和識別,則由設(shè)計的鍵盤程序來實現(xiàn)。前者使用方便,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高;后者電路簡單,便于設(shè)計。

2、輸出接口。在機電一體化系統(tǒng)中,發(fā)光二極管顯示器(LED)是典型的輸出設(shè)備,由于LED顯示器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠性高、壽命長、價格便宜,因此使用廣泛。常用的LED顯示器有7段發(fā)光二極管和點陣式LED顯示器。7段LED顯示器原理很簡單,是同名管腳上所加電平高低來控制發(fā)光二極管是否點亮而顯示不同字形的。點陣式LED顯示器一般用來顯示復(fù)雜符號、字母及表格等,在大屏幕顯示及智能化儀器中有廣泛應(yīng)用。

結(jié)語:

接口技術(shù)是研究機電一體化系統(tǒng)中的接口問題,使系統(tǒng)中信息和能量的傳遞和轉(zhuǎn)換更加順暢,使系統(tǒng)各部分有機地結(jié)合在一起,形成完整的系統(tǒng)。接口技術(shù)是在機電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來越重要;同時接口技術(shù)的研究也必然促進機電一體化的發(fā)展。從某種意義上講,機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計,就是根據(jù)功能要求選擇了各部分后所進行的接口設(shè)計。接口的好與壞直接影響到機電一體化系統(tǒng)的控制性能,以及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性,因此接口技術(shù)是機電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

參考文獻:

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關(guān)鍵詞：實驗教學(xué)改革；教學(xué)模式；考核模式；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G640文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2008)22-755-02

Training the Overall Quality of Students in Computer Hardware Experimental Teaching

CHEN Nian, FANG Kang-nian, SHEN Zuo-min

(Department of Mathematics and Computer Science, Chizhou College, Chizhou 247000, China)

Abstract: Laboratory teaching is an important link to computer teaching. In this paper, the author analysis the hardware experiment teaching present situation and some malpractices, taking "Microcomputer Principle and Interface Technology" curriculum as an example. The article puts forward some methods to train student's operate ability and innovation ability and enhance comprehensive quality in the computer hardware experiment teaching.

Key words: Experiment Educational Reform; Educational Model; Inspection Pattern; Innovation Ability

1 計算機專業(yè)硬件課程實驗教學(xué)現(xiàn)狀

計算機專業(yè)硬件課程都是以實驗為基礎(chǔ)的課程，以《微機原理與接口技術(shù)》為例，課程中的很多的知識點學(xué)生需要通過實驗途徑來產(chǎn)生直觀印象，強化理解；更為重要的是學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，良好的實驗習(xí)慣的養(yǎng)成都需要在實驗室中通過不斷的建立實驗線路、編程、調(diào)試等一系列的過程來完成。但是通過調(diào)查，在很多高校計算機硬件課程實驗教學(xué)環(huán)節(jié)當(dāng)中還存在諸多的問題，導(dǎo)致學(xué)生對實驗的理解不透徹，學(xué)習(xí)興趣不高，缺乏主動性和創(chuàng)新欲望，對學(xué)生的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)非常不利。

1.1 實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)沒有放在突出的位置

傳統(tǒng)的教學(xué)方法仍然是注重知識的傳授，實驗課僅僅作為理論課的附屬環(huán)節(jié)存在。以《微機原理與接口技術(shù)》課程為例，由于知識點較多，教學(xué)過程中對處理器，內(nèi)存儲器，中斷控制器，各種類型的接口芯片等知識點往往會投入絕大多數(shù)的教學(xué)課時講解他們的結(jié)構(gòu)、屬性、工作原理、工作方法等，而對相關(guān)實驗內(nèi)容講述的不夠多，不夠透徹，致使學(xué)生實驗過程中只能按照實驗指導(dǎo)書上給定的實驗步驟，實驗數(shù)據(jù)去實驗，測試，而不能真正理解實驗的意圖，起不到很好的實驗效果。學(xué)生在學(xué)習(xí)完這門課程之后，只是掌握了微機硬件與接口的一些基礎(chǔ)知識，而不具備運用這些知識通過實驗來實現(xiàn)一個實際的功能的能力[1]。

1.2 與實際應(yīng)用脫節(jié)，學(xué)生實驗積極性沒有充分調(diào)動

學(xué)生是實驗教學(xué)的主體，只有能夠積極主動的參與到實驗教學(xué)活動中來，才能啟到很好的教學(xué)效果。在不少高校，實驗項目的設(shè)置僅僅是為了驗證課堂教學(xué)中的知識點。譬如對《微機原理與接口技術(shù)》中并行接口芯片的實驗，往往是將8255A中的A端口和B端口選擇其中一個作為輸入端口將他的引腳通過信號線連接到手動開關(guān)上，另外一個作為輸出端口與一組指示燈相連接[2]，簡單的幾行匯編語言控制語句就可以實現(xiàn)開關(guān)端輸入，指示燈端輸出的實驗?zāi)康?。這是對并行接口知識的一個簡單驗證，這種直觀教學(xué)對加深學(xué)生對相關(guān)知識的掌握是非常必要的，但如果僅僅停留在這個層次上，學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神就不可能得到增強，要調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，首先要讓這門課程的實驗更加緊密的與生活實際運用相結(jié)合，與更好的服務(wù)學(xué)生今后的就業(yè)相結(jié)合。例如，在實驗教學(xué)時，可以引導(dǎo)學(xué)生自己動手設(shè)計一個8255和中斷控制器8259組合的一個模擬生產(chǎn)控制的實驗項目，既可以調(diào)動學(xué)生實驗的興趣，又能從中學(xué)到更多的知識。

1.3 考核形式陳舊，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

大多數(shù)高校仍然采用傳統(tǒng)的學(xué)生成績考核模式，對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果采用以閉卷考試為主的評價方式。對于《微機原理與接口技術(shù)》這門課程，在進行學(xué)生成績評定時，基本上是以期末筆試成績占總評成績的70%，而實驗課成績，包括實驗報告等則作為平時成績占總評成績的30%。這種成績評價方式，只能引導(dǎo)學(xué)生花更多的時間去記住課本上諸多的知識點，去進行更多的習(xí)題練習(xí)，以獲得更高的課程分?jǐn)?shù)，而忽略了學(xué)習(xí)這些知識的最終目的是為了應(yīng)用他們?nèi)ソ鉀Q實際問題。傳統(tǒng)的學(xué)生成績考核模式，限制了學(xué)生花更多的時間和精力自主設(shè)計實驗項目，阻礙了學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

2 計算機專業(yè)硬件課程實驗教學(xué)改革

諸如《微機原理與接口技術(shù)》一類的計算機硬件課程的實驗教學(xué)改革應(yīng)該以提高學(xué)生的實際動手能力、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識為目標(biāo)，從提高實驗課在教學(xué)環(huán)節(jié)中的地位，優(yōu)化實驗項目設(shè)置等方面進行探索。

2.1 結(jié)合課程特點，尋求實驗課改革突破

計算機專業(yè)硬件課程基本上具有理論與實踐結(jié)合緊密的特點，以《微機原理與接口技術(shù)》為例，課程教學(xué)不但要使學(xué)生掌握硬件與各類接口的原理，工作模式，工作方法等，更要讓學(xué)生學(xué)會如何針對現(xiàn)實應(yīng)用設(shè)計接口電路，并能夠通過程序控制。課程具有概念抽象，不能給學(xué)生以直觀、感性的認(rèn)識的特點，實驗課恰好可以很好的彌補這一不足，實驗過程和實驗結(jié)果都可以幫助學(xué)生加深對理論知識點的理解。例如對中斷控制器8259的相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生通過理論課的學(xué)習(xí)，掌握了IRR，IMR，ISR等寄存器的作用和工作方法和8259的工作過程，但這種掌握僅限于對知識點的識記，如果通過鍵盤按鍵產(chǎn)生中斷，中斷結(jié)果通過在實驗儀器LCD屏上顯示這樣一個簡單的實驗，學(xué)生就會對8259芯片有直觀的認(rèn)識，教學(xué)的效果會更好[3]。每門課程都具有區(qū)別于其他課程的特點，教師首先要掌握這些特點，才能在教學(xué)過程中結(jié)合這些特點靈活的運用實驗手段，使課程的教學(xué)效果更佳。

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【論文摘要】 《微機原理與接口技術(shù)》是高職高專計算機及相關(guān)專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，同時也是一門實踐性和應(yīng)用性很強的課程。本文針對該課程在教學(xué)過程中存在的一些問題，根據(jù)筆者多年的教學(xué)實踐提出了一些改進的方法和建議，以期提高該門課程的教學(xué)效果。

《微機原理與接口技術(shù)》是高職高專計算機及相關(guān)專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，同時也是一門實踐性和應(yīng)用性很強的課程。經(jīng)過理論和實驗兩方面的教學(xué)，使學(xué)生掌握微型計算機的基本工作原理，匯編語言程序設(shè)計的基本方法，微機系統(tǒng)與輸入輸出設(shè)備的典型接口電路和接口技術(shù)，并能綜合運用軟、硬件技術(shù)分析實際問題?！段C原理與接口技術(shù)》這門課程的學(xué)習(xí)涉及到很多先行課程，比如《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電路》等，這些課程的學(xué)習(xí)效果往往對本課程的學(xué)習(xí)有一定影響，加之本課程的教學(xué)內(nèi)容較多，各個知識點之間相互交叉又造成理解上的困難，需要學(xué)生記憶的內(nèi)容太多，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)起來較困難，從而失去了學(xué)習(xí)的信心，達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)效果。針對這樣的現(xiàn)狀，作者結(jié)合自己的教學(xué)實踐，談?wù)剬τ谠撜n程教學(xué)的思考。

一、讓學(xué)生充分認(rèn)識到該課程的重要性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動力及興趣

隨著高校的擴招，就業(yè)壓力的增大，學(xué)生密切的關(guān)注所學(xué)的知識是否能夠促進自己未來的就業(yè)和發(fā)展，高職學(xué)生尤是如此，所以在教學(xué)過程中經(jīng)常有學(xué)生提問說《微機原理與接口技術(shù)》這門課程晦澀難懂，學(xué)習(xí)它有什么實際意義，對我今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展有什么作用。對于學(xué)生的提問我思考：其實在教學(xué)過程中第一節(jié)課是非常關(guān)鍵的，在第一節(jié)課里教師應(yīng)該將本課程的內(nèi)容進行整體的介紹并且要告訴學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的意義?！段C原理與接口技術(shù)》主要講述微型計算機的基本工作原理，匯編語言程序設(shè)計的基本方法，微機系統(tǒng)與輸入輸出設(shè)備的典型接口電路和接口技術(shù)三部分內(nèi)容。第一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)有利于學(xué)生對微機工作原理有深入地了解，直接地應(yīng)用在嵌入式計算機、自動控制等方面，掌握它也有利于對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，比如《操作系統(tǒng)》、《編譯原理》等，并且這一部分內(nèi)容中介紹到的計算機內(nèi)部各部件的結(jié)構(gòu)又是匯編語言程序設(shè)計的基礎(chǔ)。第二部分介紹的匯編語言程序設(shè)計是我們和計算機溝通最直接的方式，如果我們想從事計算機科學(xué)方面的工作的話，匯編語言的基礎(chǔ)是必不可缺的，因為我們的工作平臺、研究對象都是機器，我們通過匯編語言和機器交流，尤其在和硬件關(guān)系非常密切的程序或要提高運算速度的程序，即使是 C 語言也會有些力不從心，而匯編語言則能夠很好揚長避短，最大限度地發(fā)揮硬件的性能。由于匯編語言和硬件密切相關(guān)，所以第一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)一定要打好基礎(chǔ)。第三部分內(nèi)容是一些常用且典型的芯片，使學(xué)生能深層次的理解微機系統(tǒng)，為以后學(xué)習(xí)其他芯片打下基礎(chǔ)。只有讓學(xué)生認(rèn)識到本課程的學(xué)習(xí)確實能對自己的就業(yè)和未來發(fā)展有用，才能激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動力，提高主動學(xué)習(xí)的熱情。

二、改進教學(xué)方法，提高教學(xué)效果

《微機原理與接口技術(shù)》這門課程中有一些內(nèi)容確實比較抽象，難于理解，又有很多知識點需要學(xué)生記憶，所以光有學(xué)習(xí)的熱情還不夠，正確的學(xué)習(xí)方法才能有事半功倍的學(xué)習(xí)效果。

1、在學(xué)生學(xué)習(xí)過程當(dāng)中，要不斷鼓勵學(xué)生

《微機原理與接口技術(shù)》這門課程會分章節(jié)講述構(gòu)成微機的中央處理器，系統(tǒng)總線，存儲器，輸入輸出設(shè)備和一些典型的接口電路以及它們的工作原理。我們知道微機是一個有機的整體，要講清楚任何一個部件的工作原理都不可能只單獨將這一部件拿出來講，必然涉及到其他新部件，而其他新部件我們還沒接觸到，所以經(jīng)常出現(xiàn)一個知識點還沒講清楚，又出現(xiàn)新的疑問，在整個課程的學(xué)習(xí)當(dāng)中疑問會一直存在，直至該課程結(jié)束，也就是說只有到學(xué)期末所有的疑問才能搞清楚。還有這門課中最難的地方在第二章，本章知識理解起來困難，并且有大量內(nèi)容（幾乎全部內(nèi)容）要求在理解的基礎(chǔ)上記憶以便為后續(xù)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，而這時學(xué)生剛剛開始接觸這門課程便一下子覺得很難，容易產(chǎn)生放棄的思想。所以教師在整個學(xué)期別是學(xué)期初一定要不斷鼓勵學(xué)生：學(xué)習(xí)中存在問題是很正常的，隨著進一步學(xué)習(xí)問題會得到解決，關(guān)鍵是堅持，樹立學(xué)習(xí)信心。

2、對于抽象的概念和工作原理，老師要精心設(shè)計課堂教學(xué)，使晦澀難懂的知識變得淺顯易懂

課堂教學(xué)是使學(xué)生獲得知識最有效最快捷的方式。在教學(xué)過程中，真正做到“以學(xué)生為本”，提高課堂效率，我的體會是精心的進行合理、有效的課堂教學(xué)設(shè)計。合理、有效的課堂教學(xué)設(shè)計可以在最短的時間得到最好的教學(xué)效果。比如，本課程的教學(xué)安排中，先講cpu內(nèi)部寄存器后講存儲器分段，講cpu內(nèi)部寄存器時就要涉及到存儲器分段，這樣一來知識點前后交叉多，學(xué)生聽不明白，老師也會覺得講不清楚。換種思路，重新調(diào)整一下次序，先介紹存儲器分段，講清楚四種段、段地址和偏移地址以及物理地址的形成，再介紹cpu內(nèi)部寄存器，4個段寄存器分別存放4個段的段地址，地址指針寄存器和指令指針寄存器用來存放偏移地址，這樣講符合學(xué)生接受知識的規(guī)律，用時較少而且教學(xué)效果好。

3、采用多媒體教學(xué)手段，更高效地完成課堂教學(xué)任務(wù)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)在課堂教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。多媒體計算機使圖、文、聲、像集于一體，使教學(xué)內(nèi)容形象生動富有感染力，使抽象問題形象化。一些抽象概念在單純語言講解的情況下，感性材料不足，說服力不強，通過多媒體可以把抽象的理論和抽象的模型具體形象地展示在屏幕上幫助學(xué)生理解。比如講存儲器分段時，說到存儲單元物理地址唯一而邏輯地址不唯一時很多學(xué)生感到很困惑“邏輯地址不唯一”，傳統(tǒng)教學(xué)手段憑教師一張嘴、一根粉筆、一塊黑板有時很難講清楚，這時采用多媒體動畫的形式將存儲器分段進行演示，它能夠直觀形象地讓學(xué)生看出段與段之間的一種重疊關(guān)系，某個存儲單元既屬于A段又屬于B段，從而得出這一存儲單元邏輯地址不唯一，既記住了結(jié)論又很好的理解了結(jié)論推導(dǎo)的整個過程。

4、注重實踐環(huán)節(jié)

首先，高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)重點面向基層的中高級工程技術(shù)人才，因此，加強實踐教學(xué)，具有重要意義。其次，本門課程的實踐性和應(yīng)用性非常強，對于大多學(xué)生來說，許多知識只有通過實踐教學(xué)才能真正的理解，這就要求我們必須重視實踐教學(xué)的作用，改進教學(xué)內(nèi)容，把實踐課教學(xué)放到和理論教學(xué)同等重要的位置。高職學(xué)生綜合運用知識的能力較差，所以實驗基本上以驗證性的實驗為主，學(xué)生只需輸入現(xiàn)成的程序，連接較少的導(dǎo)線，客觀上為缺乏自覺性的學(xué)生提供了偷懶的機會，結(jié)果實驗雖然做了，學(xué)生卻沒有多少收獲，所以指導(dǎo)教師的要求往往不能得到很好的落實。針對驗證性實驗許多學(xué)生完成以后不愿深入思考和理解的現(xiàn)象，教師根據(jù)實驗情況，設(shè)計實驗思考題，這些實驗思考題需要仔細(xì)思考對實驗程序和連接線作出修改后才能得到實驗結(jié)果，從而引導(dǎo)學(xué)生去思考完成。通過這樣的做法，在以后的實驗和實訓(xùn)中逐步培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、綜合運用知識的能力。近些年來，學(xué)校每年要組織學(xué)生參加大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競賽，競賽的許多題目涉及到微機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計，學(xué)生通過參加競賽的培訓(xùn)和參賽，能深入理解微機原理與接口技術(shù)的知識，并能將其運用到實際中去。