“計算機組成與匯編語言”課程教學改革的探討

摘要：計算機組成與匯編語言是比較難教和難學的一門課程，本文結合校級教改課題“計算機硬件原理課程體系的改革”，對計算機組成與匯編語言課程的教學內容和教學方法進行了研究和探討。

關鍵詞：計算機組成原理；匯編語言；互動式教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

1 引言

計算機組成與匯編語言課程包括兩部分內容：計算機組成原理與匯編語言程序設計。計算機組成原理課程是硬件設計的基礎，而匯編語言程序設計是進行硬件設計所使用的開發語言，二者在計算機專業課程體系中都是十分重要的課程。由于我校計算機專業的人才培養方案的定位是培養軟件人才，因此硬件課程相對薄弱。針對目前學生在專業課的學習上“重軟件，輕硬件”的思想，怎樣使學生能夠喜歡上這門課的學習是任課教師應該研究和進行教學改革應該探討的問題。

2 教學過程中存在的問題

(1)課程本身的特點造成學習困難

計算機組成與匯編語言是一門非常抽象的課程，學生在日常生活中很少接觸到利用匯編語言編寫的程序，也很少對一臺計算機進行硬件設計，對于課程中所講授的內容，例如尋址方式、芯片內部結構、匯編語言語句等，看不見摸不著，難以理解，很容易感到枯燥、厭煩，從而產生厭學情緒，導致學習困難。

(2)傳統教學模式不利于調動學生學習的主動性

采用傳統的教學模式(課堂教授為主、作業和實驗為輔)，學生往往是被動接受知識，容易養成依賴教師的心理，另外大部分學生對硬件課程不感興趣，不能發揮學生學習的主動性和積極性。

3 激發學生的學習興趣

(1)與后續課相聯系

教師要告知學生，計算機組成與匯編語言是某些專業課的先修課，如操作系統、計算機接口技術、單片機原理等，學好本課程對學習后面專業課的幫助很大。

(2)與就業相聯系

教師要告知學生匯編語言是進行硬件設計的開發語言，有些芯片設計公司還在使用匯編語言進行編程，從而激發學生學習這門課的熱情。

(3)與熱點問題相聯系

教師在授課過程中利用適當的機會就本課程與社會熱點問題相聯系，有助于引導學生牢固樹立為探求技術發展而努力學習的信心和決心。

4 教學內容的改革

(1)合理安排教學內容

在教學內容的安排上，一定要抓重點內容進行講解。例如模型機的指令流程是重點也是難點，對于這部分內容就要詳細講解，直到學生完全理解。再如，因為計算機組成原理與匯編語言合成一門課程，匯編語言是在微機80×86機型上進行編程的，所以在講解尋址方式時重點講解80×86機型的尋址方式。

(2)加強實驗課的練習

該課程的實驗只有利用匯編語言進行程序設計的實驗，而缺少計算機組成原理的實驗。鑒于這種情況，為了使學生更好地理解計算機的組成原理，設想構建一個計算機組成原理實驗系統，進行仿真實驗。教師應該精心選取一些實驗放在教學系統上，要求學生在網上做實驗，通過這些實驗加深對課堂內容的理解。

匯編語言程序設計是一門實踐性很強的課程，既要掌握概念，又要動手編程，還要上機調試運行，因此培養學生的實際動手能力尤為重要。在實驗課的教學過程中應該做到：

①教師應為每次上機精心設計實驗內容，在實驗內容的設置上應顧全驗證性、綜合性和設計性實驗的比例，盡量將所學的知識綜合，達到系統化。

②將上機情況與期末成績掛鉤，調動學生的上機興趣。

③在上機過程中，教師經常會發現有的學生在電腦前并不是編寫程序，而是看上課的課件。問其原因，告知這部分內容還沒有掌握，不會編寫程序。針對這種情況，要求學生在課下先將算法的流程圖畫出來，寫出完整的上機程序，在上實驗課時只是進行調試，從而提高學生上實驗課的效率。

(3)教材的選取

目前書店里有很多關于計算機組成原理與匯編語言程序設計的教材，但是將兩門課程銜接在一起的教材比較少。對于計算機本科專業的學生來說，徐潔、俸遠禎主編，電子工業出版社出版的《計算機組成原理與匯編語言程序設計》(第2版)是一本不錯的教材。但是由于這是一本將兩門課程組合在一起的教材，因此這兩門課有的內容就不能在教材里完全體現出來，所以在上課時除了指定這本書作為教材外，還需要另外指定一些輔導教材。例如針對本專業沒有開設計算機系統結構課程的情況，選擇了王愛英的《計算機組成與結構》，匯編語言程序設計的參考書選擇了沈美明、溫冬嬋編著的《IBM－PC匯編語言程序設計》(第2版)。因為計算機組成原理是某些高?？佳械恼n程，所以對于將來要考研的同學，建議他們平時看一些計算機組成原理的習題書。

5 教學方法的改革

(1)采用互動式教學，提高學生的學習積極性

互動教學法可以使學生參與到教學過程中，活躍課堂氣氛，激發學生學習的興趣，提高學習質量?；咏虒W法的方式多樣，例如課堂提問、課堂練習等。教師在上課過程中應該設計一些有意義的提問，利用提問將要講的知識點引出來，避免平鋪直敘地講解知識點，這樣讓學生帶著問題來學習知識點，會起到事半功倍的作用。例如在講解計算機的5大硬件組成時，計算機是由控制器、運算器、存儲器、輸入設備和輸出設備組成。在此可以提出這樣一個問題：你們知道平時人們說的主機是由哪些部件組成的嗎?在提問的時候暗示他們想一下自己的電腦，有的同學馬上就能反映出主機是由控制器、運算器和存儲器組成。通過這樣的學習方式，可以加深學生的印象。

課堂練習也是互動式教學一個非常重要的方法。在講解完某一個例題后，出一道類似的習題讓學生在課上完成，請學生上講臺在黑板上寫出解題步驟并進行講解，然后再請另一個學生上來對此進行講評。這樣可以檢驗學生的掌握情況，找到學生理解錯誤的地方，從而對癥下藥，就學生理解錯誤的知識點再進行講解，除了能讓學生當堂能夠掌握所學的知識點，還能舉一反三地理解知識點。

(2)在教學過程中多舉例，便于學生理解相對抽象的內容

由于本課程基本概念多、專業術語多，是一門比較抽象的課程。因此教師在課堂講授中應該盡量用一些通俗易懂的例子進行教學。

例如在講解指令流水線的時候，為了便于學生理解，借助學生們日常生活中愛喝的飲料進行舉例。將飲料的制作過程分為三步：生產瓶子、罐飲料、密閉，恰好與指令的執行過程：取指令、分析指令、執行指令相對應。為了提高飲料的生產速度，當第一瓶飲料進行到罐飲料的步驟時，開始生產第二瓶飲料的瓶子；當第一瓶飲料進行到密閉的步驟時，第二瓶飲料開始罐飲料而第三瓶飲料的瓶子開始生產。通過這個例子，使學生易于理解指令流水線的原理。

再如在講解模型機的數據通路時，CPU與主存和外設之間的數據傳送是通過三條系統總線(地址總線、數據總線和控制總線)來實現的。傳送地址信號的是地址總線；傳送數據信號的是數據總線；傳送控制信號的是控制總線。但是當CPU發送數據的地址到總線時，總是有學生將地址發送到數據總線上。為了學生更好地理解這個問題，特將三種總線與城市交通相聯系進行講解。三種總線就好比機動車道、非機動車道和人行道，自行車只能上非機動車道，人只能上人行道，汽車只能上機動車道。通過類比，將難理解的知識點與日常生活中的小事相聯系，從而既使學生學到扎實的理論知識，又不會使學生學得吃力。

(3)寓教于樂，學生在游戲中輕松掌握知識

為了便于學生掌握抽象的內容，可以在課堂上做一些小游戲，通過游戲學生在玩樂中輕松掌握知識。

例如在講解cache的地址映像時，可以通過小游戲使學生輕松掌握地址映像的原理。cache的地址映像有直接映像、全相聯映像和組相聯映像3種。請兩組學生到講臺上，一組學生表示cache的字塊，另一組學生代表主存的字塊，要求表示主存字塊的學生在3種不同的地址映像方式下分別與哪個表示cache字塊的學生配成一對。學生在這個游戲中輕松地掌握了cache地址映像的原理。

6 結束語

本文對計算機組成與匯編語言課程的教學內容和教學方法進行了探討，通過教學改革，促進了課程的建設與發展，為學生學好后續課程打下了一個良好的基礎。但是社會不斷向前發展，教學改革不是一蹴而就的，是一個長期的過程，因此加強計算機組成與匯編語言課程的教學研究在今后仍然是一項有意義的工作。