匯編語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)改革初探

王海豐

(1瓊州學(xué)院電子信息工程學(xué)院，海南三亞572022;2東北林業(yè)大學(xué)信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150040)

0 引言

匯編語言程序設(shè)計(jì)是高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，其前導(dǎo)課程為高級語言程序設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)組成原理，后續(xù)課程為操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)接口等課程，匯編語言在整個(gè)計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中有非常重要的作用。雖然匯編語言是計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生需要掌握的重要專業(yè)基礎(chǔ)知識之一，但由于匯編語言為低級語言，依賴于硬件，雖然能通過巧妙地設(shè)計(jì)發(fā)揮硬件的潛力，編寫出高效率的代碼，但其抽象、程序可讀性差，指令多，知識點(diǎn)多，教材無法覆蓋所有知識點(diǎn)[1]，而課時(shí)數(shù)減少，甚至有些學(xué)校將該門課程和計(jì)算機(jī)組成原理合并，導(dǎo)致教學(xué)過程中學(xué)生普遍反映難于理解;另外目前簡單高效的高級語言及各種可視化的編程開發(fā)工具種類繁多，且使用方便，這些因素都致使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降。對匯編語言程序設(shè)計(jì)的不了解和不熟悉導(dǎo)致學(xué)生計(jì)算機(jī)知識鏈的斷裂，勢必影響學(xué)生對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體理解[2]。通過分析匯編語言課程及教學(xué)過程中存在的問題，結(jié)合實(shí)際教學(xué)狀況，探討如何改進(jìn)課程教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量和效果，培養(yǎng)多樣化的計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型人才。

1 匯編語言程序設(shè)計(jì)課程概述及教學(xué)現(xiàn)狀

匯編語言是介于機(jī)器語言和高級語言之間，用指令助記符、符號地址等組成的符號指令即匯編指令和偽指令等來編寫程序，匯編語言程序要比用機(jī)器指令編寫的程序容易理解和維護(hù)[3]。匯編語言程序的特點(diǎn):

(1)依賴于硬件，可移植性差，不同類型的CPU之間的匯編語言程序是不能進(jìn)行移植的。

(2)指令多，容易混淆，記憶難度大，指令和寄存器選擇難度大。解題步驟繁瑣，在程序編寫時(shí)要考慮機(jī)器資源的限制以及指令的限制，一個(gè)簡單的功能需要一系列的指令才能實(shí)現(xiàn)。所用實(shí)例大多數(shù)都與數(shù)制有關(guān)，學(xué)生容易發(fā)生混淆。

(3)程序調(diào)試過程復(fù)雜，學(xué)生對DOS，DEBUG等調(diào)試工具陌生，雖然有可視化的調(diào)試方法，由于指令涉及具體的機(jī)器資源，在調(diào)試過程中，要隨時(shí)掌握每個(gè)資源的變化情況，同樣也需要花費(fèi)大量時(shí)間熟悉，影響上機(jī)效率。

匯編語言課程的教學(xué)現(xiàn)狀:

(1)教學(xué)內(nèi)容陳舊，缺乏應(yīng)用類內(nèi)容

目前采用的教材相對陳舊，缺乏面向應(yīng)用型的信息處理開發(fā)系統(tǒng)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)茫然，進(jìn)而失去學(xué)習(xí)興趣。甚至有些學(xué)校學(xué)生放棄匯編語言的學(xué)習(xí)，原因是高級語言的開發(fā)更容易找到工作[4]。

(2)課時(shí)少，內(nèi)容多，理論性強(qiáng)

由于課時(shí)壓縮，導(dǎo)致上課內(nèi)容減少，課堂講授時(shí)間相對變長，實(shí)踐部分減少，滿堂理論盡是硬件和指令等基礎(chǔ)性內(nèi)容，且反復(fù)同模式地講解每一條指令和偽指令[5]，導(dǎo)致學(xué)生興趣下降。

(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理

由于課時(shí)減少，程序調(diào)試?yán)щy加之學(xué)生調(diào)試能力缺乏，現(xiàn)在匯編語言課程的實(shí)驗(yàn)課大都是課本上驗(yàn)證性的例題，甚至有些直接就是已經(jīng)編寫好的電子版源代碼，學(xué)生只要按照代碼直接錄入電腦或者拷貝，編譯、運(yùn)行都不會出現(xiàn)任何問題，這對于培養(yǎng)學(xué)生動手寫代碼、調(diào)試代碼的能力是一種限制，僅僅這樣學(xué)生能將程序調(diào)試運(yùn)行成功仍需要時(shí)間和耐性，從而也使學(xué)生失去耐心和興趣。

2 匯編語言教學(xué)方法及手段

匯編語言作為低級語言的特點(diǎn)以及學(xué)習(xí)記憶困難和上機(jī)調(diào)試的復(fù)雜性，使得教學(xué)質(zhì)量差，學(xué)習(xí)難度加大，如何提高教學(xué)質(zhì)量及提高教學(xué)的實(shí)際效果是教者必須面對的問題，也是需要解決的首要問題。在教學(xué)過程中，需要重新認(rèn)識匯編語言，重新發(fā)掘教改思路和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法:

(1)盡量減少板書，充分利用多媒體教學(xué)，制作具有動感的課件，利用多媒體等手段演示指令執(zhí)行過程，增強(qiáng)視覺記憶功能，減少學(xué)生對枯燥指令的死記硬背，增加學(xué)生對指令的感性認(rèn)識。增強(qiáng)教學(xué)的直觀性、趣味性和可理解性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

(2)重新組織教學(xué)內(nèi)容:以實(shí)際教學(xué)情況來看，課程內(nèi)容主要包括相關(guān)基礎(chǔ)知識、指令系統(tǒng)及尋址方式、匯編語言語句格式和程序格式、循環(huán)分支子程序及I/O程序設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)部分;提高部分是有選擇的選取中斷程序設(shè)計(jì)、宏匯編和模塊化程序設(shè)計(jì)及與其他高級語言的連接等部分內(nèi)容;為了更好與后續(xù)課程的銜接，還將介紹相關(guān)ARM指令集及嵌入式引導(dǎo)程序等相關(guān)知識;同時(shí)將教學(xué)內(nèi)容與科研項(xiàng)目相結(jié)合，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力，既可以使教學(xué)內(nèi)容滿足實(shí)際需求，又可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(3)教學(xué)順序，在講解指令前先講授如何使用DEBUG。為了增加學(xué)生對DEBUG的興趣，穿插講授一些關(guān)于使用DEBUG的經(jīng)典應(yīng)用實(shí)例，如破解BIOS密碼等。指令部分不再集中進(jìn)行講解，按實(shí)際要求分解講解，具體講解順序如表1所示。這樣指令都是分散講解，學(xué)生不會感到無從下手。從而也解決了前期集中講解指令而無法上機(jī)，后期講程序，上機(jī)時(shí)間不足的問題。

(4)教學(xué)方法 模仿教學(xué):教師先講解經(jīng)典程序，然后布置學(xué)生模仿練習(xí)，提高學(xué)生的動手能力，積累經(jīng)驗(yàn)。鼓勵學(xué)生在課堂上講解自己的程序，說明算法的思路，師生共同討論算法的優(yōu)劣，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

類比教學(xué)[6]:學(xué)生都已經(jīng)學(xué)過高級語言程序設(shè)計(jì)課程，對C語言等都比較熟悉，在講授時(shí)，通過與C語言的比較學(xué)習(xí)，對兩者進(jìn)行對比，增強(qiáng)對匯編語言的認(rèn)知程度，增進(jìn)學(xué)生對低級語言的理解。如學(xué)生對DOS功能調(diào)用的入口參數(shù)和出口參數(shù)不太理解，通過與C語言中的函數(shù)調(diào)用參數(shù)與返回值進(jìn)行對比，使兩者聯(lián)系起來，便于理解記憶。

(5)增加實(shí)踐教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生動手能力

重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)案例，增加趣味性、實(shí)用性、應(yīng)用性?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)先講解算法思想，然后分析源代碼，最后學(xué)生自己動手實(shí)踐。提高階段，分析經(jīng)典案例源代碼，如一些小游戲等，鍛煉學(xué)生讀程序的能力，加強(qiáng)對學(xué)生的引導(dǎo)，提高學(xué)習(xí)興趣。應(yīng)用階段，學(xué)生根據(jù)自己的興趣借鑒經(jīng)典案例設(shè)計(jì)完成一個(gè)自擬題目實(shí)驗(yàn)，加大學(xué)生對代碼的編寫、調(diào)試能力，激發(fā)學(xué)生的主觀能動性，增加學(xué)習(xí)興趣。

表1 指令分散講解順序

3 展望

匯編語言在計(jì)算機(jī)專業(yè)中的重要性，使得在其上進(jìn)行的教學(xué)探索對于計(jì)算機(jī)專業(yè)的發(fā)展及應(yīng)用型人才的培養(yǎng)都具有重要意義。在教學(xué)過程中，不僅要注重理論知識，而且也不能忽視對學(xué)生編程能力的培養(yǎng)，增加課程實(shí)用性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果，為其它后續(xù)課程學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]錢曉捷．32位匯編語言教學(xué)技巧[J]．計(jì)算機(jī)教育．2012，(02):84－87．

[2]劉敬勇．匯編語言教學(xué)中存在的問題與對策[J]．廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會科學(xué)版)．2010，10(增刊):76－78．

[3]沈美明，溫冬嬋．IBM匯編語言程序設(shè)計(jì)[M]．北京:清華大學(xué)出版社出版，2001．

[4]田祎，樊景博．匯編語言課程內(nèi)容設(shè)置與教學(xué)方法規(guī)范化探討[J]．網(wǎng)絡(luò)與信息，2012，4:34－35．

[5]木林．《匯編語言程序設(shè)計(jì)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探討[J]．呼倫貝爾學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，2(20):92－94，83．

[6]陳梅．《匯編語言程序設(shè)計(jì)》課程中比較教學(xué)方法課例分析[J]．安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，17(1):102－104．