計算機接口技術論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇計算機接口技術論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

關鍵詞：計算機監控；仿真軟件；綜合實踐；教學模式

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913 (2007) 20-0077-04

1引言

目前，我國計算機專業的教學模式主要還是從基礎理論到專業理論，實踐環節較少，這就導致了學生厭學，眼高手低，本科畢業連基本的編程技能都不具備，從而，在就業市場上一敗涂地。這些效果又使在校學生更加沮喪，進一步影響其學習的積極性。中國要發展IT產業，必須改革計算機專業的教學模式。

印度是一個貧窮落后的發展中國家，軟件業的成就卻舉世矚目。印度的軟件人才主要是通過職業教育而不是高等教育來培養的，從而大大降低了培養成本和使用成本，縮短了培養周期。其教學不是按從基礎理論到專業理論，再到實習的路徑，而是把順序顛倒過來，先從做開始，在做的過程中，學生如遇到問題，再以此問題為基點去學習專業理論。學員一入學，便要做項目，培訓中心把所承接的大項目分解成一個個小項目，然后要求每個學員完成一個小項目，讓學員在完成項目的過程中學習。培訓中心的學員最后一年都在公司實習，積累工作經驗，同時也給企業提供深入了解雇員的機會。

我們借鑒印度發展軟件業的成功經驗，結合多年從事計算機監控的項目經驗和從事教學的心得體會，提出一種“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓練+學術論文”的教學模式[1]，引導學生充滿興趣地鉆研技術，最后逐漸成為計算機監控方面的專家，并熟練掌握計算機專業的基礎理論與編程語言。

2計算機監控技術的特點與主要技術

計算機監控系統是以監測控制計算機為主體，加上檢測裝置、執行機構與被監測控制的對象共同構成的整體。在這個系統中，計算機直接參與被監控對象的檢測、監督和控制。檢測主要是通過傳感器和相應的輸入模塊來取得被監控對象的狀態數據，監督主要是對狀態數據進行分析后給操作員提供手動操作的參考，控制則是手動或按照一定的策略自動地對被監控對象執行相應的操作。

傳統的檢測與控制所使用的模塊一般采用RS-232接口，因為該接口簡單可靠。隨著網絡技術的發展，采用網絡接口RJ-45的模塊逐漸增多。監控用的計算機一般稱為主控機(或上位機)，各種檢測與控制模塊或嵌入式系統一般稱為受控機(或下位機)。主控機軟件一般采用高級語言(如Visual Basic 6.0，簡稱VB)進行開發；受控機軟件沒有軟件界面，僅實現相關的邏輯功能，一般采用C語言、匯編語言等進行開發，通過調試后，再下載到受控機系統中。主控機通過RS-232/RJ-45接口與受控機通信，進行數據的查詢與命令的發送。各種控制策略、設備的狀態等的保存，都需要使用數據庫技術。因而，實現一個計算機監控系統，需要綜合使用諸多計算機的基礎理論與編程語言：計算機接口技術、計算機網絡、數據庫系統、VB與C語言等，利用計算機監控技術作為計算機專業實踐訓練的主線，具有很高的操作性和極大的意義。

3仿真軟件的設計

學習計算機監控技術，需要購買相應的硬件模塊，從而在一定程度上制約了該技術的推廣。本文提出了一個基于RS-232的仿真模塊的可視化模型，在此基礎之上設計了可視化的仿真數字I/O模塊，模擬量輸入模塊，并設計了對應的通信協議。主控軟件與仿真模塊之間的通信通過虛擬串口實現，從而，達到在計算機房零成本搭建計算機監控系統平臺的效果。

RS-232/RJ-45協議轉換器可以用于實現計算機監控系統的遠程處理，也可以用于將普通的輸入模塊轉換為仿真的網絡傳感器。

3.1仿真模塊的可視化模型

基于RS-232接口的仿真模塊的可視化模型如圖1所示。模塊表示區用來模擬實際的模塊，對于數字量輸入模塊(Digital Input Module，DIM)，輸入開關根據設定的時間隨機閉合/打開，并通過圖形表示；對于數字量輸出模塊(Digital Output Module，DOM)，用有源電路回路表示輸出開關的狀態，例如，開關閉合，播放鈴聲或燈亮等；對于模擬量輸入模塊(Analog Input Module，AIM)，用圖形表示檢測回路，并在檢測點旁邊顯示溫度的原始數據。每個模塊都設置數據接收和發送指示燈，顯示數據收發的狀態。

功能按鈕區為系統設置按鈕和關閉程序按鈕。系統設置主要完成串行通信的端口號、波特率、校驗碼、結尾碼、模塊地址等的設置，對于DIM模塊，還需要設置隨機切換輸入開關所需要的時間段。

協議描述區顯示本仿真模塊適用的通信協議，包括協議的格式及其具體的含義。

數據接收區顯示接收到的主控程序發送的原始數據包，以字節形式顯示；數據響應區則發送對應的響應數據包，也是以字節形式。

利用此可視化模型設計的軟件界面，使用方便，動態效果好，仿真模塊的開關狀態、溫度數據、數據收發狀態以及傳輸的數據均一目了然。與實物模塊相比，不需要物理連線，也不需要信號發生器與萬用表來產生信號和測量狀態與數據，對于通信協議，也不需翻閱手冊。

3.2通信協議的設計

相同類型(或廠家)的模塊一般采用相同的前導字符，EOT是一個特殊的ASCII字符(0x04)，常被用做控制字符，這里的仿真模塊全部采用EOT作為前導字符。

計算機所連接的I/O模塊比較多，CPU為了與連接的設備相互溝通，必須給設備設置一個編號，從而使CPU可以通過每個設備獨一無二的編號與不同的設備進行溝通，這個設備編號就是地址，用ADD表示，地址占用一個字節。

功能碼主要包括讀功能碼(用RD表示)和寫功能碼(用WD表示)。RD用字符“R”(0x52)表示，WD用字符“W”(0x57)表示。

BCC為數據塊校驗碼，一般有Xor、Add、CRC、CheckSum幾種。Xor與Add分別是異或與累加和，占一個字節的長度；CRC與CheckSum分別是循環冗余校驗碼與TCP/IP協議簇中所使用的累加求補校驗碼，分別占兩個字節。這里的仿真模塊提供4種數據塊校驗方式，根據程序設置進行選擇。

不少模塊以回車CR(0x0d)作為結尾標志EM(End Message)，而TCP/IP協議簇(如HTTP，POP3等)較多地采用CRLF(0x0d0a)作為結尾標志，這里的仿真模塊也提供這兩種結尾標志，根據程序設置進行選擇。

協議舉例。讀取仿真模塊狀態的命令協議如圖2所示，其中，ADD的范圍為1至255，可由程序進行設置，這樣，一臺主控設備可以連接多達255個虛擬模塊。BCC和EM的種類也可以根據需要由程序進行設置。

3.3RS-232/RJ-45協議轉換器

該協議轉換器的主要功能是用軟件轉換器來替代硬件轉換器，實現串口數據與網口數據的直接轉發，不涉及到協議的變換。串口只要進行常規的設置，與所連接設備的串口參數一致。由于主控機與嵌入式模塊之間一般采用串口進行連接，另外，數據采集模塊也大部分采用串口，因而，通過該協議轉換器，可以將此類串口設備連接到Internet，進行遠程處理。AIM模塊與該協議轉換器配合，可以轉換為一個開關量輸入的網絡傳感器。

3.4虛擬串口的使用

除了跟內置的Modem通信，一般地，進行串行通信的調試都需要RS-232連接線。參考文獻[2]提供了虛擬串口驅動程序，模擬實際的RS-232接口，可以在沒有物理RS-232接口和電纜的情況下，進行串行通信的調試，并且，還可以模擬硬件引腳信號的變化。

4教學模式的具體實現

重視教材建設和教學方法的研究，在教學過程中重視由實踐而激發學生對相關理論的興趣，再用提高了的理論水平來指導新的實驗和實踐活動。傳統的教學模式在實踐環節上的缺乏與不足也與今天社會人才市場急功近利的需求遠遠不能相適應。長期以來，我們培養的學生存在著“什么都學過，卻什么都不會”的尷尬局面，專業教育和教材與市場需求嚴重脫節。事實上，學生就業難并不是就業市場不需要人才，其根源還是教學的現狀所致[3]。

本文采用“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓練+學術論文”的教學模式，在講解新的課程的時候，首先演示程序，例如，用主控程序對仿真數字I/O模塊進行監控，讓學生觀察輸入開關量的變化，可以導致輸出開關量的變化，并可以看到指示燈的亮與滅，聽到電鈴的響與停，通過實物激發學生的興趣，為學生樹立一個目標：要實現該系統，需要掌握哪些技術？從而引出本課程中涉及的主要相關技術。

4.1C語言和匯編語言的應用

C語言是許多高校為計算機專業學生設置的第一門計算機程序設計語言。學習一門語言，不是學習其語法，而是要學習利用該語言去解決問題的方法，從而培養相關的能力。通信是計算機監控系統的關鍵技術，為了確保數據傳輸的可靠性，制訂了通信協議，引入了校驗碼與結尾碼，如果收到的數據，其頭字節、校驗碼或結尾碼錯誤，一般不進一步處理，而是直接丟棄該數據。

可以利用C語言設計異或校驗碼的生成程序，即對給定的一批字節，計算其異或校驗碼；對于含異或校驗碼的一批字節，編寫子程序檢查是否正確。同理，可以編寫其它校驗碼處理程序。在此基礎之上，進一步講解在一個C語言項目中集成子程序的方法。如果學生掌握了這些方法，就基本掌握了用C語言開發受控機軟件的80%以上的技術。

匯編語言是符號化了的面向機器的語言，比較枯燥。可以用匯編語言來生成校驗碼與檢查數據是否正確，通過調試，讓學生明確各個寄存器的作用。在字節處理方面，可以用0表示開關打開，1表示開關閉合，在置位和復位某位時，不能影響其它位的值。

4.2計算機接口技術的應用

在計算機接口中講解“串行通信技術”時，首先演示一個“支持來電顯示的多賬號撥號器”，可以讓學生一鍵撥號──201卡與IP卡及所撥打的長途電話，只要一鍵即可完成，還支持來電顯示。通過演示，激發學生的學習興趣，讓學習成為其需要；然后，講解知識點，讓學生模仿軟件的開發。

可以通過匯編語言設置串口參數，對串口進行初始化，然后，發送字節數據，控制仿真模塊的輸出開關，通過聲光效果觀察程序運行的結果，這比觀察單純的數據變化要形象直觀，對學生更有吸引力。

4.3計算機網絡的應用

在C語言、匯編語言，以及計算機接口技術中都涉及到字節數據流，這就是協議及主控機與受控機之間的約定。通過串行通信協議，可以自然過渡到TCP/IP協議，加深學生對協議的理解。

在網絡編程方面，可以演示一個充當客戶機的POP3密碼攻擊程序，讓學生在增強信息安全意識的同時，學習基于Socket的客戶機與服務器程序的設計。3.3節中的協議轉換器，就是通過客戶機/服務器編程，實現網絡數據與串行通信數據的無縫轉換。這個協議轉換器雖然功能簡單，代碼簡單，但是，作用非常大，可以用來對計算機監控系統進行遠程調試與維護。

4.4VB與數據庫的應用

有了仿真模塊，就可以采用VB開發主控程序。VB是一門快速語言，采用VB編程，學生可以很快入門，有利于增強學生學習編程的自信心。VB可以很方便地設計各種表單界面，通過MSComm32控件和Winsock控件，實現串行通信和網絡通信，從而與受控機或模塊建立通信，完成查詢和控制功能。VB也可以很方便地調用數據庫，用數據庫來存儲控制策略、通信協議及設備的狀態數據、報警記錄等，對數據庫進行各種操作。通過主控程序的開發，可以提高對計算機接口技術、計算機網絡技術與數據庫的感性認識，從而加深理論方面的理解。

5結束語

計算機監控系統廣泛應用于眾多領域。本文提出了“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓練+學術論文”的教學模式，通過程序演示，提高學生的學習興趣，為學生樹立一個學習目標，然后，講解知識點，讓學生模仿相應的程序，再進行綜合訓練。同樣是學習相同的課程，但是我們在其中融入了計算機監控技術，設計了仿真模塊，可以在計算機房零成本搭建計算機監控系統平臺，通過我們的教學，學生畢業后，可以直接作為項目負責人或技術骨干參加計算機監控系統項目的開發。進行深入學習后，學生也可以發表計算機監控方面的學術論文。

目前，我校已經開設了“計算機監控技術與系統開發”課程，實踐表明，該課程的開設，將計算機專業的若干專業平臺課有機地融合到一起，對提高學生的學習興趣，加強技能的培養，加深對理論的理解，提高就業率具有重要意義。

參考文獻

[1] 馬玉春. 計算機監控技術與系統開發[M]. 北京：清華大學出版社，2007.

[2] Virtual Serial Port[EB/OL]. /products /vspdxp/，2007-7.

[3] 周蘇，王文. 軟件工程實驗教學的設計與創新[J]. 計算機教育，2006，(10).

作者簡介

馬玉春(1969-)，男(漢族)，江蘇南京人，博士，東北大學秦皇島分校計算機工程系教學主任。

E-mail:

聯系方式：東北大學秦皇島分校計算機工程系，郵編066004

辦公：0335-8047939

篇(2)

論文關鍵詞：微機原理與接口技術；教學計劃；課堂教學方法；實驗教學改革

20世紀70年代大規模集成電路技術的發展促生了第一臺微型計算機，至今，微型計算機技術在短短三四十年的時間里已不可動搖地發展成為計算機技術領域的一個重要的分支，廣泛深入地滲透到工業控制、儀器儀表、消費產品、汽車、辦公自動化和通信等領域，從微控制器的品種、結構、功能、性能、價格、生產工藝到開發方式等都以迅猛的勢頭快速發展。這無疑對微型計算機人才的適應性提出了更高的要求。高校開設的“微機原理與接口技術”是電子、自動化、通信、計算機相關專業一門理論與實踐聯系很強的專業基礎課程，具有很高的實用價值，起到承上啟下的重要作用，其教學質量的好壞直接影響著學生綜合能力的培養與提高。為了更好地滿足社會和企業對具有高技能應用型人才的要求，減輕教師教學的壓力，結合自身教學和實踐，談幾點體會和改革的新思路。

一、安排好合理的教學計劃

“微機原理與接口技術”課程一般安排在大學二年級下學期或三年級上學期，由于內容多、難度大，初次接觸微機的大多數學生對其缺乏正確的認知，其心理上對之有一定的畏懼，所以制訂的授課計劃應重點突出、層次分明、由淺入深循序漸進。

1.重點突出、層次分明

從目前的教學培養方案來看，“微機原理與接口技術”課程的學時一般為60～70學時。在課時這么少的情況下要完成相對較多的內容，安排講授的重點就應放在實用性的理論知識上。為此應遵循以下兩個原則：首先是可行性。根據學生現有的理論儲備、企事業現階段對微機人才的要求和學院相應的設備條件等基礎環境，將有實用價值的內容合理地有重點地安排進課程或適度加強。其次是拓展性。為達到實用性強的特點，在教學計劃安排過程中，加入對知識縱向和橫向的延伸，引導學生積極思考，鼓勵學生對所學習內容在實際的應用中討論，進行更深層次的研究。只有這樣，書本上的知識才能真正成為自己的知識。

2.由淺入深、循序漸進

在“微機原理與接口技術”課程之前學生已進行了大學物理和電子技術的學習。為了更好地銜接，教師在制訂教學計劃時應從學生已經學習過的數制轉換、編碼、存儲器等知識入手逐漸深入到微機原理其他未知的領域，由淺入深地安排好課程計劃，慢慢地培養學生興趣。如此安排易于學生接受知識，起到了很好的承接作用。經過在集美大學信息工程學院、理學院和誠毅學院的實踐教學表明，這樣的課程安排很受學生歡迎。

二、選擇合適的課堂教學方法

理工學科的課程內容相對枯燥又難以理解，所以就更加要求理論教學應該針對性地尋求靈活的教學方法。適合“微機原理與接口技術”的課堂教學方法很多，如啟發式教學法、漸進式教學法、比較式教學法、歸納式教學法等。這些方法綜合應用在課堂教學中，對教學質量有很好的保證。但針對不同的學生也必須有各自的側重方法，才能達到最佳效果。下面以前兩種方法為例進行探討。

1.啟發式教學

理工課程內容的嚴謹性很容易造成課堂氛圍沉悶，形成填鴨式的教師一言堂。例如信息工程學院的學生特點是入學成績好，基礎知識比較扎實，但缺點是思維不夠活躍，最容易形成死氣沉沉的課堂。如何在教學中調動學生積極性，是改善課堂氛圍、提高學生學習效果的重要環節。所以針對信息工程學院的學生，更合適較多地采用啟發式教學，以調動學生學習熱情與興趣，促進學生個性發展。這就要求在教學中根據教學內容的鋪展由表及里循序漸進地不斷引出問題，啟迪學生去思考、分析問題，直到提出解決問題的方法或途徑。比如在教授算術運算指令時，首先引導學生回憶標志寄存器的結構和數制計算時的補碼運算，在此基礎上再仔細講解算術運算類指令的功能。有了良好的理論基礎，再舉一例題：十進制轉十六進制的轉換程序，用傳統的順序結構算法詳盡地講解轉換的過程。下一步就是引導學生思考傳統算法的不足，有的學生就提出計算太繁復、結構不合理，于是更深地引導如何解決這個問題，要求學生通過課堂練習、課后作業或上機實驗完成新的計算程序。反饋的結果是有的學生選擇使用循環結構、有的選擇過程調用，都大大地簡化了轉換程序，達到了預期的效果。最后引導學生應用后續的宏或中斷的知識完成相應的編程，進一步拓展學生思路，為學習后續的知識打下伏筆。

啟發式教學強調學生是教學的主體，調動學生的學習主動性。教師要淡化標準答案，鼓勵學生多向思維，弱化思維定勢?！拔C原理與接口技術”教學中針對信息工程學院的學生采用啟發式教學，利用學生相對比較扎實的理論知識為基礎，對學生的疑問不作正面回答，啟發學生獨立思考，培養學生獨立解決問題的能力，發揚教學民主，用問題引導學生順應教師的思路不斷思考，主動分析問題，找到問題所在并最終找到解決辦法。

2.漸進式教學法

漸進式教學法是指利用已有的知識作為新知識的基礎和階梯，靈活利用知識點之問的橫向關聯和縱向層次，由淺入深、由易到難、循序漸進的教學方法。此方法在實踐中主要針對集美大學誠毅學院的學生，他們的特點是思維活躍、富有個性，但是基礎知識相對薄弱。例如在講解存儲器時先是從上學期學生剛剛學過的觸發器入手，進入到由觸發器構成的存儲器單元，將新知識鋪墊在學生已有的知識結構上，有了這個基礎再進一步講解CPU對存儲器的組織、如何尋址，學生自然而然進入所授新知識的環境中。這樣由淺入深，層層遞進，符合認知規律，有利于學生系統全面地理解學習內容。

三、改革傳統的實驗模式

在以往的實驗教學中，實驗內容往往以驗證理論知識為主要目的，這樣安排旨在讓學生通過實驗課程加深對理論知識的記憶和理解，使實驗教學成為課堂教學的有限延伸。在實驗課中，學生用統一的模式，無法將自己的創造性想法和實驗課程結合起來，也無法靈活地將所學的理論知識和實驗內容結合起來。由于實驗內容和課堂教學內容過多重復，無法激發學生對實驗課程的興趣；理論驗證性實驗過多，學生也很難去真正地思考、分析問題，失去了提高動手能力的機會。改變傳統實驗過程中以驗證性為主的實驗模式，以理論驗證為基礎，增加實驗的拓展性、挑戰性和綜合性，真正達到讓學生在實驗環節中提高動手能力、鍛煉思維能力的目的。

1.改驗證性實驗為引導性的試驗

教師僅提供實驗目的和要求，指出實驗的方向，學生提前到圖書館或者網上查閱相關資料，設計實驗方案，編寫相關的流程圖和預習程序。在實驗中的任務是發現問題并解決問題，最后得到實驗結果。學生應根據自己的實驗過程撰寫實驗報告，重要的環節是報告中一定要包括實驗中各自遇到的問題，解決方案是什么；如果最終也未能解決問題，要分析原因并考慮可能的解決方案。同時教師也可以組織學生交流，分組討論，對各組實驗結果與報告展開分析，從而提高學生的研究能力和科學實驗能力。

2.加強參與實踐的積極性

為了充分調動學生的積極性和主觀能動性，實踐中還引入激勵機制。每一個能提前完成實驗任務的學生都有機會從教師那里隨機的得到一道拓展性的題目，這個題目是教師根據學生前面完成任務的具體情況、遇到的問題和存在的不足或是希望其在某一方面有更深的思考而針對性地提出新任務，是本次試驗的鞏固和延伸。等學期結束后進行統計，完成拓展任務多的學生就有機會實驗考試免試。由于新任務是學生主動要求的，再加上激勵機制，故學生積極性非常高，解決問題的主動性很強，收獲也更大。

3.充分利用好課外時間

“微機原理與接口技術”課程的課外教學也是實踐教學中很重要的一個組成部分。學生往往對抽象的理論知識感覺枯燥難學，對實際動手比較有興趣。為此，可以通過組織興趣小組、參與教師的科研、參加各種講座、參與校內外組織的各種相關競賽活動等各種方式進行課外學習，激發學生的創新精神，開闊視野，增長才干，增強獨立解決實際問題的能力。逐步培養學生的研究能力、創新能力以及自我管理、相互學習、團隊合作等多方面的能力。

篇(3)

關鍵詞：教學方法；探討；微機原理與接口

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)32-1158-02

Principles of Microcomputer and Interface Teaching Method are Discussed

ZHAO Jian-heng, MENG Fei

(School of Photoelectronic Engineering, Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213002, China)

Abstract: It is very important that principles of microcomputer and interface course teaching in a college of engineering. From the character and characteristic of course, the papers suggested that theory contacts reality, traditional teaching methods and advanced teaching methods combined, the laboratory to play the important role of teaching, focus on capacity training, to diversify the teaching and assessment methods.

Key words: teaching method; principles of microcomputer; interface

1 引言

微機原理與接口是一門理論性與實踐性都非常突出的，在工科院校中，計算機、自動控制、機電一體化及測控技術等多個專業學生必修的一門重要的專業基礎課程，是所有與信息學科相結合的各相關專業后繼課程學習的重要基石之一。通過該課程的教學，應該使學生具備能夠利用微處理器件進行相關硬件電路設計與軟件程序開發的能力，其教學效果直接影響到學生后續課程的學習。教師的教學方法與手段直接影響教學的效果，教學方法恰當、手段適宜，無疑將收到事半功倍良好效果，同時還有助于學生對知識的系統理解和掌握，最大程度克服學生畏難與厭學的心理。這無疑對課程的教學內容及教學方法的研究與探索提出了較高的要求。

2 課程的主要教學內容與特點

目前我國高等院校中與信息學科相結合的各相關專業是將微機原理與接口課程作為專業基礎課來組織教學的，多數以Intel 8086/8088微處理器為主要講授對象。其主要教學內容包括：計算機硬件結構、匯編語言程序設計及接口技術三大組成部分。

課程的特點表現在：理論性強，概念抽象，難以把握；實踐性強，實際應用能力要求高。并且實際應用能力的提高，又取決與對抽象概念的理解與把握能力，較強的應用能力又能促進抽象概念的理解。這樣抽象概念與應用能力相互交織，對教師的教學與學生的學習都極具挑戰。

為了取得良好的教學效果，在教學中，應該不斷通過改革與實踐，研究和探索各種有利于調動學生學習積極性，提高教學質量，夯實學生的專業技能基礎，提高學生在市場經濟條件下的競爭實力的方法。

3 把握課程特點，尋找教改突破口

鑒于微機原理與接口課程在教學中的性質與地位，以及理論性與實踐性兼備的教學特點，不僅是能使學生掌握微機基本原理與接口技術，而且還能培養學生分析和解決接口電路設計能力的一個有效的教學環節，其教學活動在整個教學過程中起到了一個承前啟下的作用。

因此，本課程對計算機語言、模擬電子技術、數字電子技術、以及各種數制轉換等數學知識有較高要求。上述相關課程中涉及到微機原理與接口課程的先修知識點，絕大多數均為該課程的重點和難點，如果先修課程掌握得不扎實，將直接影響到微機原理與接口課程的教學效果。

另外，微機原理與接口課程具有軟硬件結合緊密的特點，內容復雜。與單純的軟件課程或硬件課程相比，教學難度明顯增大。在教學過程中，學生普遍反映該門課程內容復雜、概念抽象、缺乏感性認識，難懂、難學、難運用。教學效果也難以盡如人意。

根據課程本身所具有的特點，如何才能達到培養學生扎實的理論知識與良好的解決實際問題的動手能力的教學目的，應該積極調動教與學雙方面的因素，共同參與到教學實踐中，在教學內容、教學方法、教學手段，以及激發學生的學習興趣等方面進行系統全面的探索與改革。

4 聯系實際加強教學針對性

微機原理與接口涉及較多的計算機軟硬件知識，在實際中有很大用途?？梢钥紤]在進行教學設計時，應盡可能的聯系實際，利用現處于信息化社會的當代學生，能較容易在日常生活中接觸到計算機等信息產品的優勢，引導學生充分了解所學知識的重要性，激發學生的學習興趣。

在組織教學的過程中，一方面，應該注意維護課程教學體系的完整性，以利學生自我總結，從整體上完整把握和理解知識體系；另一方面，應將知識點和教學目標的層次與教學手段相結合，并充分利用各種媒體盡可能進行情境的創設，充分發揮各種教學手段的優勢，化繁為簡，化難為易，以利學生對各知識點的正確理解，并進而融會貫通，以致靈活運用，最終提高教學質量。

5 注入式和啟發―聯想式相結合

教學形式上采取以從單純講授的注入式轉變到以講授為主的注入－啟發－聯想式的教學模式。并鼓勵學生課前預習課后復習。從單純的教師為主導的課堂教學向教師講授、啟發學生聯想與學生自學、課堂討論相結合的教學模式轉變， 即課堂講授――啟發――思考、自學――討論――總結、再講授――實驗驗證――討論總結。

例如，在講授地址、數據、控制三總線結構部分時，在交代清相關理論知識后，可以要求學生自己將三總線的數據信號管理方式與日常生活中的交通管理方式進行比較，引導學生聯想較為熟悉的交通道路中運動的機動車、非機動車與行人的分道、分時管理，通過實際生活中的體驗，有效理解三總線的數據、信號管理方式以及“地址/數據分時復用”、 “時序”等較生澀難懂的概念；

再如，講授定時器/計數器 8253A 一章時，在介紹了計數緩沖器、計數初始值、重載寄存器等的作用，以及定時器/計數器的工作原理后，不妨要求學生將其與人類古老的“沙漏計時方法”的工作原理進行比較，學生自然能夠將計數緩沖器與“沙漏”、計數初始值與“沙”等抽象概念與實際物體一一有機地聯系起來。

經過課堂討論、總結后，這些既抽象又很實際的相關概念變得形象、鮮活。不難使學生正確掌握又記憶深刻。在此基礎上，進一步引導學生自己總結出各類不同的可編程控制接口芯片，盡管用途不一，大致都有類似的控制使用方法。充分發揮學生的主體作用，增加教學的吸引力。

教學內容上，注意加強教學內容的應用環節，適當選擇一些實際工程應用例題，貼近日常生活，加強學生的分析實際問題、解決實際問題能力的訓練。

6 充分發揮實驗教學手段的作用， 注重學生綜合能力的培養

由于微機原理與接口課程的實踐性很強，課堂講授的內容大都較為抽象難于立即消化，掌握起來有一定的難度。因此在教學活動中，必須根據課程的進度和教學的需要合理地安排實驗環節，并在實驗教學中重視學生綜合能力的培養。在實驗中，應注意先易后難，軟硬搭配，驗證型實驗與綜合、設計型實驗相結合，對日常生活中會碰到的問題，設計一些較具有實用性的題目 (如利用并行接口 8255A 設計模擬的交通燈管理系統、定時器/計數器 8253A 設置秒表等)。同時安排學生以小組為單位，努力創造一個相互協作、相互學習的良好氛圍。使學生能夠根據實驗中獨立操作的反饋信息（如在實驗操作中碰到的各種問題等），通過學習交流，共享整個群體的思維和智慧，從而形成對客觀事物規律更全面的認識，培養解決實際問題的能力。

7 善于激發學生的好奇心與學習興趣

“興趣是最好的老師”，在教學過程中，沒有興趣的學習只能是教師單向的灌注式學習，學習的目的成了為完成學分而不得不為的苦差，沒有任何積極意義，更談不上達到培養學生在掌握基本理論的基礎上，具有較強實際運用能力的教學目標了。

有經驗的教師不難發現，學生在開始學習微機原理與接口課程之前，一般都有實際操作微型計算機的經驗，多少具備一些計算機的基礎知識，尤其是計算機軟件方面的知識。對計算機的硬件結構以及工作原理方面的知識，既好奇，又有些敬畏，對即將開始的學習往往躍躍欲試。

作為教師，應該善于保護學生對學習內容的好奇心，進一步激發學習興趣。使學生不至于一開始就攪入繁雜抽象的概念中無力自拔，迅速消退進一步學好的積極性。

講解知識的切入點上應該盡可能由淺入深，在講清“是什么”的基礎上，側重“為什么”，使學生更好地把握各知識點間的內在邏輯關系。在把握基本理論知識的基礎上，側重實際運用能力。例如，在學習CPU芯片各引腳部分時，應該側重到具體有什么用途，怎么使用。

盡可能利用多媒體教學等現代教學手段，通過視頻、音頻、圖像、動畫等，使抽象的知識具體化、形象化，利于學生生動、有效地掌握。在習題課中，利用多媒體投影設備，對學生典型匯編程序習題進行分析、討論、講解也能收到極好的教學效果。

8 考核方式多樣化

在我國現行的教育體制中，考試乃是督促學生學習、檢驗學習成果、檢查與評價教師教學效果的一種重要手段。近年來，隨著高等學校教學改革工作的進一步深入，針對傳統的考核方法，不利于素質教育的種種弊端，在考核改革方面進行了大量有益的探索與實踐。

強調變應試教育為素質教育，注重培養和考核學生的實踐應用能力和突破、創新意識，對改變學生的學習方法和思維方式起到舉足輕重的作用。加大平時考核力度（包括日常出勤、習題作業和課堂表現等）。考核形式多樣化（采取開卷與閉卷，小論文與大作業、期末考試與平時考查、實驗成績相的多種方式）。側重培養學生對知識的理解能力、綜合應用能力和解決問題的實踐能力的要求，能促使學生認真對待學習，有效杜絕考試突擊的現象。

9 結束語

雖然培養學生的綜合實踐能力是一個長期和復雜的過程，需要不斷積累經驗，進一步完善方法和措施。但在教學實踐中，通過上述方法的綜合運用，使得微機原理與接口課程中原本比較復雜的知識結構、抽象的名詞概念以及邏輯性較強的知識點變得相對淺顯、更易于理解，便于掌握，從而激發了學生們的學習熱情，提高了他們對本課程的學習積極性，也為他們進一步學好其它的相關專業課程打下了良好基礎。

參考文獻：

[1] 楊素行,劉慧銀,唐光榮,等.微型計算機系統原理及應用[M].北京：清華大學出版社,2004.

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考試時間

云南2020年4月自學考試時間安排在4月11日星期六、4月12日星期日（上午9:00-11:30；下午14:30-17:00）舉行。

考試須知

（一）考場設置：由各州（市）招生考試機構確定。需在縣城以外設考場的，須報省招考院批準?！皬V告”?？浦辉诶ッ髟O考點。

（二）考生應試時，須帶準考證、考試通知單和居民身份證(或其它能證明身份的有效證件)，三證不全者不得進入考場。考生必須嚴格遵守考場規則，不得以任何形式作弊。凡違紀違法者，按2011年教育部第33號令和《刑九修正案》嚴肅查處。

（三）考試成績以百分計，六十分及格，不及格者可參加該門課程的下一次考試?？荚嚦煽児荚凇霸颇鲜≌锌碱l道（ynzs.cn）”網站上，考生自行登錄查詢?？忌鷮Τ煽冇匈|疑的可在成績公布之日起10個工作日內到各州（市）招生考試機構辦理查分申請，由各州（市）招生考試機構匯總后統一到省招考院查分，查完后通知考生。省招考院不直接對考生查分。

（四）考試時，對需要使用計算器的科目，考生可攜帶沒有存儲功能的計算器，并且不得互相借用。不準使用有存儲、接收、發射功能的電子工具。考生進入考場考試嚴禁攜帶任何通訊工具，否則將視同作弊。

（五）同一考試時間段，一名考生只能參加一門課程的考試。

（六）全國計算機等級考試（NCRE）成績在自考系統中的使用：

根據全國考委辦函［2004］148號文件規定：

1.NCRE課程暫與高等教育自學考試的部分專科課程進行銜接。

2.凡獲得NCRE一級合格證書者，可以免考高等教育自學考試中的《計算機應用基礎》（課程代碼：00018）或《計算機應用技術》（課程代碼：02316）課程（包括理論考試和上機考試兩部分）。

3.凡獲得NCRE二級C語言程序設計（筆試和上機）合格證書者，可以免考高等教育自學考試中的《高級語言程序設計（一）》（課程代碼：00342）課程（包括理論考試和實踐考核兩部分）。

4.凡獲得NCRE三級PC技術（筆試和上機）合格證書者，可以免考高等教育自學考試中的《微型計算機及其接口技術》（課程代碼：02319）和《微型計算機原理及應用》（課程代碼：02277）課程（包括理論考試和實踐考核兩部分）。

（七）全國公共英語等級考試成績在自考系統中的使用：

高等教育自學考試的考生參加PETS二級或PETS三級考試，筆試合格者的成績可直接替代自考有關專業大專或本科公共英語〈即英語（一）（課程代碼：00012）、英語（二）（課程代碼：00015）〉的考試成績，并可獲得相應的學分(PETS二級替代專科英語（一）成績，PETS三級替代本科英語（二）成績，英語專業不能替代)。考生是否參加相應口試，則根據考生是否要求獲得PETS等級證書或高等教育自學考試的相關專業來定。

（八）漢語言文學本科專業的畢業論文答辯定于每年的5月和11月，分兩次舉行，考生可與云南師范大學文學院聯系進行答辯事宜。英語本科的“口譯與聽力”，?？频摹奥犃Α?、“口語”考試時間由云南師范大學外語學院安排，請考生與學校聯系。

（九）已取得自考專業全部課程合格證書的考生，如該專業有實踐、實習、設計、畢業論文等考核要求的，應及時和主考院校聯系實習考核事宜，待取得合格成績后，方可辦理畢業證書。

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關鍵詞：獨立學院嵌入式課程設置課程改革優化

中圖分類號：G423.04

引言

以我校（武漢長江工商學院）為例，電子信息工程專業主要培養能在信息通信、電子技術、智能控制、計算機與網絡等領域和行政部門從事各類電子設備和信息系統的科學研究、產品設計、工藝制造、應用開發和技術管理的應用型工程技術人才，因此，我們以培養應用型人才為目標制定了培養方案。

課程設置現狀

在我們的培養方案中，除了專業基礎課程（C語言程序設計、電路分析、電工基礎、數字電路、模擬電路）外，有兩條主線：嵌入式方向與信號處理方向。其它方向如微電子、射頻、無線電等方向，考慮到我們學生的基礎以及培養方案總課時的要求，最終選擇了嵌入式與信號處理兩個方向，當然，隨著社會的不斷發展，以后的培養方案可能會考慮微電子等較新的方向。

之所以選擇嵌入式硬件方向為我們的一條主線是因為嵌入式系統是當前很熱門而且很有發展前景并且對于學生而言也是比較好就業的應用領域之一。嵌入式系統在智能化家居、家電，汽車電子、醫療、交通等各個方面都有應用，我們的生活已經離不開嵌入式系統。嵌入式系統是軟硬結合的技術，我們以硬件設計為主設置了我們的課程如下：

表1：嵌入式方向的課程設置

圍繞ARM嵌入式技術這門課，還有微機原理、單片機、EDA、DSP等課程及相關實驗。

學習了微機原理和單片機這兩門課后再學習嵌入式，學生更容易入門，因為嵌入式本身是從單片機發展而來，并且在微機原理與單片機這兩門課程中，我們以匯編指令為主，主要是考慮到做嵌入式系統除了了解ARM處理器工作原理和接口技術還要了解ARM的匯編指令系統。

考慮到嵌入式開發的發展方向與相關領域，我們還設置了EDA技術與DSP技術兩門課。數字圖像壓縮技術是嵌入式的應用領域之一，主要是掌握MPEG編解碼算法和技術和DSP技術，另外，為追求更高速的信號處理速度，現在一些速度要求較高場合，有不少公司是將一些DSP算法用硬件來實現，這就涉及到HDL數字電路設計技術及其FPGA/IP核實現技術。這也是我們將EDA技術與DSP技術這兩門課作為這個方向的專業課程的原因。

課程改革思路

首先是微機原理與單片機這兩門課，目前我們開設《微機原理與接口技術》理論課54課時，實驗課18課時，《單片機原理及其應用》理論課54課時，實驗課18課時，課程設計36課時。微機原理課程主要是幫助學生理解一款微型計算機的工作原理、結構、匯編語言編程及其接口電路，為以后的進一步學習不同的CPU以及計算機應用打下基礎。目前我們的教學還是以8086/8088作為微機原理主講芯片，其難度較大，與實驗教學和學生在課外的實際應用（如參加電子設計系列競賽、制作小作品、畢業論文、課程設計等）脫節，教學效果不理想。

隨著半導體技術的進步，處理器從單核時代進步到了多核時代，并且將來處理核的數目將會越來越多。隨著多核技術的發展，可能不久的將來大多數的軟件開發都將以多核芯片為基礎硬件平臺，隨之而來的是編程語言、數據結構、算法理論、軟件工程等都將隨著多核的出現而進行修訂，對我們專業而言，要考慮的主要是計算機硬件方向的課程設置要進行調整以適應多核時代的到來。經過調研與研討，我們決定將上述兩門課整合優化為《單片機原理與接口技術》54課時及《多核架構與編程技術》54課時。前瞻性的將多核架構及編程技術引入到獨立學院電子信息工程本科培養方案中，將培養方案中的專業基礎知識進行綜合與升華，幫助學生，順應市場格局變化，接受新技術新理念，建立系統、完整的專業基礎理論體系，培養學生綜合應用能力與創新型思維，提高動手實踐能力，開拓學生的專業學術視野。使我們的學生能順應時代的變化，在硬件、軟件方面能夠更好地了解多核思想及編程技術，以適應高新技術的飛速發展的需要。

其次是EDA技術與數字電路的整合。目前我們開設《EDA技術》理論課34課時，實驗課18課時，課程設計18課時，《數字電路》理論課54課時，實驗課18課時，課程設計36課時。這兩門課在實驗和課程設計的內容上有一定的重復。我們可以將這兩門課整合成一門課《數字電路與VHDL》，理論課72，實驗課18，課程設計36課時，改變原有的教學模式和教學內容，建立新的實驗體系，讓學生感受2種不同的設計方法，擺脫傳統的人工設計方法與思維模式，提高學生的創新意識與競爭能力，適應市場的需要。

最后是ARM嵌入式技術，目前我們以ARM7進行理論教學，以LPC2000系列ARM7微控制器及ADS1.2集成開發環境進行實驗，理論課36學時，實驗課18學時，只能滿足低端教學任務。在最初制定教學計劃，大部分ARM系統都是基于ARM7處理器，但是隨著更多應用在嵌入式系統中的實現，嵌入式系統設計向著更高級、更復雜的方向發展，現在基于ARM9處理器的產品越來越多，我們的教學要與時俱進，教學內容也要進行升級為以ARM9進行教學。從ARM體系結構的教學內容上看，ARM9的指令集完全兼ARM7，教學上沒有任何區別。并且學生們面對的編程模型和架構基礎也保持一致。

總結

本校電子信息工程專業實行3+1培養模式，所有課程安排在大一到大三完成，大四學生全部參加實習，現有培養方案中，專業基礎課排在第三、四學期，專業課基本壓縮在第五、六學期，比如上面提到的微機原理安排在第五學期，單片機、EDA技術、ARM嵌入式技術安排在第六學期。通常在第六學期，一部分學生忙于考研，一部分學生忙于找工作，精力沒有全部用于學習專業知識上，但是，經過上面的整合后，我們可以將單片機以及ARM嵌入式技術提前一個學期，再將EDA技術提前兩學期，讓學生們在整個大學的學習過程中，盡早的接觸到專業課程，提高學生們的學習興趣，這不僅可以讓一部分想參加電子設計系列競賽的同學可以盡早的進行系統學習，也可以讓準備考研和找工作的同學投入更多精力學習專業知識。

參考文獻

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關鍵詞：虛擬現實；數字校園；虛擬漫游；三維仿真建模

隨著計算機的發展，計算機輔助設計在設計領域起到了舉足輕重的作用，得到了高度的發展。通過計算機產生的設計結果，可通過圖形設備向設計者展示，并可模擬，允許設計者作出修改。而現階段的二維、三維的表現方式，只能傳遞建筑物的部分信息，并且只能提供單一尺度的建筑物信息，使用虛擬現實技術可展示一棟活生生的虛擬建筑物，使人產生身臨其境之感，用戶在虛擬建筑中進行漫游、人機交互，大大提高了項目設計的質量。

一、什么是虛擬現實

從廣義上講，只要是通過三維模型實現一些人機交互操作就可以稱為虛擬現實。更嚴謹的界定是指通過對三維模型的操作、定義，然后應用于相應場景中，并賦予該模型功能性的表現。以一個汽車的3d模型為例，在汽車的三維模型出來以后，可讓用戶對場景進行選擇，比如是運行在城市還是鄉村，然后還能讓用戶為汽車模型編寫動作腳本，定義汽車是按某條線路在跑還是有人來操作。也就是說，只有在同時具備了產品、場景、腳本這三項要素時，才是真正完整的“虛擬現實”虛擬現實（簡稱VR）也稱虛擬實境或靈境，是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機系統，它利用計算機技術生成一個逼真的，具有視、聽、觸等多種感知的虛擬環境，用戶通過使用各種交互設備，同虛擬環境中的實體相互作用，使之產生身臨其境感覺的交互式視景仿真和信息交流，是一種先進的數字化人機接口技術。

二、虛擬現實的特征

（1）多感知性所謂多感知，是指除了一般計算機技術所具有的視覺感知之外，還有聽覺、力覺、觸覺、運動，甚至包括味覺、嗅覺等感知。理想的虛擬現實技術應該具有一切人所具有的感知功能。

（2）交互性，指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度（包括實時性）。例如，用戶可以用手去直接抓取模擬環境中虛擬的物體，這時手有握著東西的感覺，并可以感覺到物體的重量，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動。

（3）構想性，強調虛擬現實技術應具有廣闊的可想象空間，可拓寬人類認知范圍，不僅可再現真實存在的環境，也可以隨意構想客觀不存在的甚至是不可能發生的環境。

（4）浸沒感又稱臨場感，指用戶感到作為主角存在于模擬環境中的真實程度。理想的模擬環境應該使用戶難以分辨真假，使用戶全身心地投入到計算機創建的三維虛擬環境中，該環境中的一切看上去是真的，聽上去是真的，動起來是真的，甚至聞起來、嘗起來等一切感覺都是真的，如同在現實世界中的感覺一樣。

三、虛擬現實的應用

虛擬現實的本質是人與計算機的通信技術，它幾乎可以支持任何人類活動，適用于任何領域。

（1）虛擬教學。虛擬現實技術為學習者和教學者提供了豐富的學習資源以及選擇學習材料和學習方式的機會。利用虛擬現實技術，教師和學生一起經歷虛擬環境，觀察一些關鍵性問題，還能讓學生自己“進入其中”進行詳細觀察，大大提高了學生的理解能力和掌握能力。

（2）虛擬實驗。虛擬實驗利用虛擬現實技術，可以建立各種虛擬實驗室，可以根據需要隨時生成各種“虛擬”新的設備，教學內容可以不斷更新，使實踐訓練能夠及時跟上技術的發展，為學生提供生動、逼真的學習環境，從而加速和鞏固學生學習知識的過程。

（3）虛擬仿真校園。以虛擬現實技術作為遠程教育平臺，可為高校擴大招生后設置的分校和遠程教育教學點提供可移動的電子教學場所，通過交互式遠程教學的課程目錄和網站，對各個終端提供開放的、遠距離的持續教育，還可為社會提供新技術和高等職業培訓的機會，創造更大的經濟效益與社會效益等等。

（4）虛擬漫游技術在建筑設計上應用體現。虛擬漫游技術不但能夠給用戶帶來強烈、逼真的感官沖擊，獲得身臨其境的體驗，還可以通過其數據接口在實時的虛擬環境中隨時獲取項目的數據資料，方便大型復雜工程項目的規劃、設計、投標等，有利于設計與管理人員對各種規劃設計方案進行輔助設計與方案評審。

首先，它有利于設計者規避設計風險。用戶在三維場景中任意漫游，人機交互，這樣很多不易察覺的設計缺陷能夠輕易地被發現，有利于設計者規避設計風險。

其次，它有利于加快設計速度。設計者既可以利用虛擬現實系統，很輕松隨意的進行修改，改變建筑內外立面的材質、顏色、設置光源性質、燈光強度、改變綠化密度等，只要修改系統中的參數即可。

再次，有利于快捷的傳播。虛擬現實技術還可以應用在網絡和多媒體中，方便快捷的傳播產品信息。最后，它有利于用戶真正參加到項目設計中來。讓用戶真正的參與到項目中來，第一人稱行走相機以眼睛的角度查看一個場景，并允許用戶自由行走。由于這種方式非常接近現實世界，因此這種類型的相機提供了一種沉浸式的體驗。因而能增加我們在建筑漫游中的沉浸感和構想性。

總之，虛擬建筑漫游系統所體現的直觀性、交互性以及多方位的信息等優勢，是傳統的平面圖紙和實體模型所無法比擬的。相信隨著計算機軟硬件及設備的進一步發展，隨著虛擬現實的不斷完善，虛擬現實在建筑設計上的應用將具有更大的發展潛力。

參考文獻

[1]程大錦，《建筑：形式空間和秩序》天津： 天津大學出版社

[2]馮文，孫立軍，《動畫藝術概論》北京：海洋出版社，2007

[3]張榮華 幾何建模技術在虛擬校園漫游系統開發中的應用 [期刊論文] -計算機工程與設計2008

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關鍵詞：精品課程；課程建設；教學方法

2007年6月，教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會計算機專業規范研究小組在對計算機科學、計算機工程、軟件工程和信息技術知識體系和CC2005核心課程進行研究的基礎上，結合我國的實際情況，確定了我國計算機科學專業的15門核心課程、計算機工程專業的16門核心課程、軟件工程專業的24門核心課程和信息技術專業的15門核心課程，并給出了各專業包括的知識領域及知識單元。按照各個專業方向核心知識體系的要求，給出了程序設計、離散結構、數據結構、計算機組成原理、計算機網絡、操作系統和數據庫系統等7門課程作為這四個專業的公共核心基礎課程。2008年4月國家教育部公布，從2009年起，計算機專業考研中的專業基礎課實行全國統一命題，專業基礎課由數據結構(占45分)、計算機組成原理(占45分)、操作系統(占35分)、計算機網絡(占25分)四個部分組成，并于2008年8月公布了統一的考試大綱。

計算機組成原理是計算機科學與技術的核心專業基礎課，是學生接觸的第一門較全面地介紹計算機組成及工作原理的硬件課程，它與數據結構、匯編語言程序設計、微機接口技術、計算機體系結構、嵌入式系統、計算機控制技術等計算機學科核心課程關系緊密。要建設一門既符合CC2005核心課程知識體系，又符合研究生入學考試全國統考大綱要求的計算機組成原理精品課程就顯得格外重要。為此，本文從課程建設的定位與目標出發，從精品教材建設、教學內容規劃、實踐創新能力培養、教學方法與手段改革和教學團隊建設等方面進行了探索與實踐。

1　課程的定位與目標

計算機組成原理課程的定位是以基礎理論知識為本、實踐以及應用并重、反映學科最新成果、兼顧不同層次對象，培養學生科學思維、工程應用以及創新能力的精品課程。

課程的教學目標是通過該課程的學習，使學生理解計算機的組成和工作原理，掌握計算機整機設計的思想和方法，以及提高計算機整機性能所采用的核心技術，培養學生整機調試、故障分析、故障檢測與故障排除的能力，為今后學習微機接口技術、計算機體系結構、計算機網絡、并行與分布式處理等課程及計算機系統的硬件研究打下堅實的基礎。

2　課程的內容和過程

2.1　建設精品教材，滿足專業規范和考研大綱要求

通過分析CC2005、高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范(試行)和計算機科學與技術專業研究生入學考試專業基礎課全國統一命題考試大綱對計算機組成原理知識點的要求，我們新編了《計算機組成原理》教材，并于2009年2月由西安電子科技大學出版社正式出版。該教材在系統地講述計算機最基本的組成和工作原理、分析方法和設計技術的同時，還介紹了有關的先進技術在計算機組成方面的最新進展。教材具有基礎性強、內容組織合理、取材先進、注重實踐、便于自學等特色。實踐證明，新教材的使用加深了學生對計算機組成和工作原理的理解，提高了學生的學習興趣和獨立思考的能力，收到了良好的學習效果。

2.2　合理規劃教學內容，注重基礎理論知識與新技術的結合

根據計算機組成原理的定位和教學目標，以及計算機科學與技術專業教學指導委員會給出的專業規范和研究生全國統考大綱的要求，我院將此課程規劃為72學時，其中實驗占12學時，講授占60學時，課程設計單獨占32學時?；A理論知識及講授學時規劃如下。

1)計算機系統概論部分占4學時，主要講授計算機的發展歷程，計算機系統層次結構，計算機系統的組成，計算機的工作過程，計算機性能，計算機的典型分類方式。

2)運算方法和運算器部分占12學時，主要講授數值數據和非數值數據的表示方法，定點數的運算方法和運算器，浮點數的運算方法和運算器，數據校驗碼。

3)存儲系統部分占10學時，主要講授存儲器的基本概念，半導體隨機讀寫存儲器和半導體只讀存儲器的組成及工作原理，半導體存儲器的容量擴展，雙端口RAM，多模塊交叉存儲器，相聯存儲器，Cache存儲器，虛擬存儲器。

4)指令系統部分占8學時，主要講授指令系統的發展與性能要求，指令格式，指令和數據的尋址方式，指令格式的分析與設計，CISC、RISC、退耦CISC／RISC和后RISC的基本概念。

5)中央處理器部分占12學時，主要講授CPU的功能和組成，指令周期，時序產生器，微程序控制器，硬連線控制器，流水線技術。

6)總線結構部分占6學時，主要講授總線的基本概念，總線標準，總線仲裁和總線通信。

7)輸入／輸出設備部分占4學時，主要講授典型輸入／輸出設備的工作原理和常見的性能指標。

8)輸入／輸出系統部分占4學時，主要講授I／O系統的基本概念，I／O接口的功能和基本結構，I／O端口及其編址，以及I／O設備數據傳送控制方式。

為了讓學生了解理論知識在新一代計算機系統中的應用，我們在計算機的發展趨勢、計算機的典型應用、指令系統的發展、提高單機系統指令級并行性的措施、總線標準舉例等知識點中引入了近幾年來較新的計算機技術。例如在“提高單機系統指令級并行性的措施”這一知識點中，我們分別補充介紹了在單機系統中目前比較廣泛使用的五種技術，即超標量、VLIW、超流水、超標量超流水、EPIC技術，并簡要介紹了這些技術在現代微處理器中的具體應用。

2.3　加強綜合性和創新性實踐環節，培養學生的實踐創新能力

計算機組成原理課程不僅是一門理論性很強的專業基礎課，而且也是一門實踐性很強的實踐課程。要清楚地理解計算機組成原理的精髓，親自動手進行計算機各部件和模型機設計是相當重要的。我們通過加強綜合性和創新性實踐環節，不僅讓學生理解了抽象的概念及原理，而且也提高了學生分析問題、解決問題的能力，以及實際動手的能力。

這門課程的綜合性實驗項目包括數據通路實驗、操作控制器實驗、高速ALU設計實驗和浮點運算器設計實驗，其目的是為了讓學生掌握計算機運算部件、控制部件的組成和工作原理，加深學生對理論知識的融會貫通與理解，鍛煉運用EDA技術進行計算機硬件設計的能力和硬件調試的能力。

創新性實踐環節單獨安排為一個課程設計，其內容是運用理論知識、硬件描述語言和EDA軟件QuartusII進行模型機的設計。盡管在理論教學時，已分章節介紹了計算機的組成、指令的解釋過程、指令周期、微指令格式、微程序的設計方法，以及時序控制方式和微處理器的設計步驟，但是實現相同的功 能，在微處理器的內部結構設計時方法也是多種多樣，比如微處理器內部寄存器的個數設置、是否采用片內指令Cache和數據Cache，采用什么樣的指令格式和尋址方式、設計哪些指令、指令如何解釋、采用微程序操作控制器還是硬連線控制器、是否采用流水線技術等。創新性實踐環節涉及的知識面廣、設計方案多樣、設計方法靈活，有利于提高學生分析問題、解決問題的能力和實踐創新能力。

2.4　科學合理地改進教學方法，提高教學質量和教學效果

教學內容的組織采用了整體“自頂向下”、細節“自底向上”的教學方法，從計算機硬件系統入手到分別介紹計算機硬件的五大部件及相互聯系，再將內容的展開，分別講授每一個部分的組成和工作原理。在涉及到各組成部分具體細節的知識點時，采用了“自底向上”的教學方法，講授內容由淺入深、循序漸進、由簡單到復雜，在講清基本概念和基本原理的基礎上，再進行分析和設計。這種教學方法既讓學生正確理解和掌握了各部件的組成及工作原理，讓學生掌握了計算機中各部件的設計方法和相互之間的聯系，建立了整機的概念。

教學任務的安排是將不同的專業分別定為一個教學班，以小班上課的方式進行，促進了講授、提問、討論、練習等多種教學方式的開展。同時要求每個教學班的主講教師必須參加理論課的輔導工作，并要求每個實驗必須參加一批實驗輔導。青年教師必須先經過實驗輔導和理論課輔導兩年后，才能根據試講情況確定其是否能勝任主講教師資格。理論課輔導教師主要負責作業批閱、答疑、上習題課、網上教學交流等工作，實驗課輔導教師主要負責講授實驗目的、實驗要求、實驗內容、實驗步驟，并指導學生完成實驗的全過程。

教學方法的改進，有助于各專業主講教師根據本專業的課程結構和學生能力水平，以及課堂交流、作業和輔導、實驗操作等情況的反饋信息，及時將出現的問題與所有學生溝通，以便隨時調整教學方法、教學進度和補充教學內容，提高了教學質量和教學效果。

2.5　利用現代化教學手段，提高學生的學習興趣和學習主動性

利用課件教學，使得計算機各部件抽象的工作原理直觀地展示在學生面前，大大地增加了課堂教學的信息量，提高了學生的學習興趣。例如通過動畫模擬機器指令的取指和執行過程，來解釋中央處理器的組成和工作原理，讓學生更直觀地了解CPU內部控制信號的產生、指令和數據的流動過程、在指令執行過程中CPU內部各寄存器的變化情況等。通過使用QuartusII仿真軟件進行實踐教學，可以清楚地理解CPU的組成和詳細設計，可以將CPU的頂層電路圖逐層解剖，看到CPU內部的各組成部分及VHDL描述。通過微處理器執行某一個具體功能的機器語言程序，調出仿真波形，可以讓學生清楚地看到CPU內部程序計數器、地址寄存器、指令寄存器、微地址寄存器、通用寄存器、數據暫存器、狀態條件寄存器、主存儲器、輸出總線的內容隨著時間的推移而發生變化的情況，將理論教學與實際設計充分結合，提高了學生的學習興趣。

通過課程網站輔助教學，豐富的教學資源和交互式教學平臺提高了學生的學生主動性，促進了師生之問的互動。課程網站采用Dreamweaver MX、Flash MX、Photoshop、ASP和SQL Server等軟件開發，為學生提供了全方位的學習輔導支持，包括教學大綱、學習指導、教學視頻、課件下載、在線測試、難點解析、動畫演示、虛擬實驗室、在線答疑、學生論壇等。這些內容可以幫助學生全面地理解和掌握計算機組成原理課程的教學內容，了解該課程涉及的新知識和新技術。

2.6　建設合理的教學團隊，重視對青年教師的培養

建設由課程負責人、主講教師、輔導老師和實驗指導教師組成的教學團隊是極其必要的。我們的計算機組成原理課程教學團隊由8名教師組成，主要成員均長期從事本課程及相關課程教學和相關課程的教學和學術研究，其中教授1人、副教授3人、博士1人、碩士6人；35～45歲年齡段的中青年教師占75％，具有計算機相關專業教育背景7人、通信相關專業教育背景1人，所學專業涵蓋了計算機應用技術、通信與信息工程、自動控制等。教學團隊成員分別來自上海理工大學、中山大學、桂林電子科技大學。在知識結構、年齡結構、職稱結構、學緣結構等方面形成了較合理的結構配置，教師隊伍在理論教學、教學研究和學術研究等方面已開展了較多卓有成效的工作。

課程教學團隊充分發揮高學術水平和高教學水平骨干成員的傳、幫、帶作用，通過合理規劃、創造條件、培育環境、嚴格要求等多種機制，實施青年教師的培養，具體措施包括選派青年教師到國內知名大學參加培訓、實行骨干成員為核心的導師制、組織開展教研討論和科研活動。

通過以上措施，青年教師得到迅速成長、能夠很好地勝任本課程的教學任務。在近幾年的學生評教中，教學團隊的學生評教成績一直保持在優良以上，深受學生歡迎。近五年來，課程組承擔和完成了國家自然科學基金、廣西自然科學基金和橫向科研項目16項，發表學術論文24篇(EI、ISTP收錄10篇)，出版專著／教材4部，獲得計算機軟件著作權4個；承擔教學改革與教學研究項目10項，發表教學研究論文16篇，獲得教學改革與研究成果7項。