微机原理基础知识精选(九篇)

第1篇：微机原理基础知识范文

【关键词】 微机原理与应用;教学改革;教学探索;非计算机专业

【中图分类号】G64.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）20-000-02

自1971年美国Intel公司推出了第一代微型处理器以来，以微处理器为核心的微型计算机便以其执行结果精确、处理速度快捷、小型、廉价、可靠性高、灵活性大等特点迅速进入社会各个领域，且技术不断更新、产品不断换代，先后经历了80286、80386、80486乃至Pentium，酷睿微处理器芯片阶段。如今的微型计算机产品无论从运算速度、多媒体功能、软硬件支持性以及易用性方面都比早期产品有了很大的飞跃，便携式计算机更是以小巧、轻便、无线联网等优势正以高速发展的态势深入到我们生活和工作的各个领域。因此，为了培养具有适应能力强，综合素质高，创新水平一流的大学生，非常有必要将微机原理与应用课程作为理工科非计算机专业学生重要的基础课程进行学习[1]。

微型计算机技术发展非常快，该技术已广泛渗透到社会生产、生活的各个领域。通过本课程的学习不仅可以使学生掌握计算机原理及应用的知识，更能启发学生对先进科技的向往，激发创新意识，推动对新知识的学习，培养自学能力，锻炼动手实践的本领。本课程以Intel8086/8088为例，重点讲授16位机的硬件组成、CPU结构、指令系统、汇编语言，存储器组成、输入/输出技术及中断系统[2]。对非计算机专业的本科学生来讲，微型计算机原理与技术是一门学习难度较大的课程，同时相对于教师来讲，教学难度也非常大。该课程所涉及的基础知识和课程繁多，比如《数字电路》、《模拟电路》，《汇编语言》等，知识基础性强，比较抽象难于直观理解。不仅需要理解的内容比较多，需要识记的内容也比较多。非计算机专业的学生，由于并不具备计算机专业基础，且很多专业词汇很难理解，这就使得学生学习起来兴趣不足，学习比较困难。教师在教授该课程时，如果采用传统的教学模型，会造成很多的教学困难。以往关于该课程教学方面的探索也大多集中在计算机相关专业领域[3，4，5]。因此，需要积极的改革现有的教学方式和方法，探索新的教学模式，使非计算机专业的学生能够更好的学习和掌握《微型计算机原理与应用》课程。

1 教学内容改革

1.1优化教学内容

现在市面上常见的微机原理与应用教材，大多是针对计算机专业的学生进行编写设计的。然而，非计算机专业中的计算机教育，无论是教学目的，内容，教学体系，还是组织，教学方法等各方面都与计算机专业有很大的不同，绝不能照搬计算机专业的模式和做法[1]。对于非计算机专业的学生而言，学习该课程，不能像计算机专业的学生那样学习的那么全面和深入。而是要针对非计算机学生发展的需要，突出重点，注重基础。例如，通过教学实践，我们发现计算机专业的学生在学习该课程的时候，基础知识可以讲解的不多，直接进入8086/8088CPU的学习，但是对于非计算机专业的学生，这种安排就不适用。在学习8086/8088CPU以及后续知识之前，应该对计算机基础知识进行补充学习。因此，我们在讲授8086/8088CPU的相关知识之前，首先补充讲解了计算机的发展和基础知识，以及计算机的数制和逻辑电路以及加减法电路，还详细讲解了计算机的基本组成电路并通过设计模型机讲解了计算机的基本工作原理。通过增加以上知识的学习，使得非计算机专业的学生在学习8086/8088CPU以及后续知识的时候，变得相对比较容易理解和接受，易于教师的讲解和学生的理解。

微型计算机原理与应用课程中涉及到汇编语言的学习。汇编语言是计算机专业的专业基础课程，也是电子、通信及自动控制等相关专业计算机技术课程的内容。汇编语言是一门重要的程序设计语言，但是同时学习难度也非常大[8]。我们在教学过程中安排了两章的内容学习汇编语言，在学习汇编语言编程之前学习了大量的8086/8088指令系统，以及汇编指令，同时结合上机实验学习，并且与计算机高级语言，比如C语言进行比较学习。教学实践证明，通过这种方式可以使非计算机专业的学生较好的学习汇编语言以及编程。

1.2增加实验操作内容

微机原理与应用是一门涉及知识面比较广，理论性非常强的课程。以往的教学中，基本靠教师课堂的讲授的方式学习这门课程。如果单纯依靠传统的教学模型，学生很难很好的掌握这一课程。随着教学的深入，学生的学习动力和兴趣必然会下降。因此，这就需要教师及时的调整教学方式，增加实验操作，引导学生动手学习。这样不仅增强了学生的动手能力，而且还增强的学生在实验过程中的成就感，学习的动力和兴趣就会自然的增加。在实际的教学中，我们采取软件和硬件相结合的教学方式。首先，在软件上，引入多媒体教学软件，通过多媒体教学软件的模拟，可以使学生很形象的理解微型计算机基本知识和基本工作原理，使得这门理论性强的课程变的生动形象。其次，在硬件上，我们引入教学模型机，通过操作模型机，让非计算机专业的学生能够深刻的理解和掌握计算机基本的工作原理，课堂上讲授的内容不再是枯燥的理论，而是变成现实的技术，可以操控的理论知识。

1.3建立网络教学平台

现代的大学生，手机，电脑等已经成了生活必需品，生活学习中已经离不开网络，越来越多的大学生通过网络沟通、交流、学习。微机原理与应用课程与多媒体网络联系非常紧密，因此更需要更好的利用网络平台实现高效的教学和学习。然而，我国高校网络教学平台相对比较落后，大多没有系统化的网络教学平台。

所以，我们还将建立网络教学平台，将课堂上讲解使用的课件，动画演示的内容，放到网络上面，方便学生课下讨论和学习。另外，通过网络教学平台，还可以实现师生互动。教师不仅可以及时解答该课程学生的问题和疑惑，而且能够及时的得到学生反馈的信息，调整教学思路，更好的完成教学工作。建立网络教学平台可以丰富教学模式，让学生更为方便快捷的随时随地进行学习，还可以让更多的老师和学生共享教学资源。

2 教学方法的探索

教学方法是教师和学生为了实现共同的教学目标，完成共同的学习任务，在教学过程中运用的方式与手段的总称。国内常见的教学方法有讲授法，讨论法，演示法，练习法，任务驱动法等，而国外常见的教学方法有，巴班斯基的教学方法，拉斯卡的教学方法，威斯顿和格兰顿的教学方法[6]。

作者认为，针对不同的教学内容，不同的教学对象（学生），应该灵活使用适合的教学方法。传统的讲授法不适用非计算专业的学生学习微型计算机原理与应用课程。对于每一小节的内容，应灵活使用各种教学方法，而不是将一两种方法一成不变的应用始终。例如，在讲授8086/8088微处理器的内部构造时，适合采用讲授法和讨论法;讲授8086/8008未处理器引线结构的时候适合采用任务驱动法和拉斯卡的教学方法;学习汇编语言时则适合应用演示法和练习法，同时也结合上机实验，并且进行实例练习。总之，在讲授本门课程时，应该针对不同的教学内容，不同的教学对象，探索制定不同的教学方法[7]。

微型计算机原理与应用是计算机专业的基础专业课，实用性非常强，对后续课程的学习以及整个专业理论知识的建立和理解都起着非常重要的作用。非计算机专业的学生不可能像计算机专业那样系统学习计算机专业的知识，很大程度上体会不到该课程的所起的基础知识作用。因此，在教学的过程中，对教师提出更高的要求，教师不仅要系统讲授该课程内的知识和内容，同时也要联系和穿插实际的应用和与现代信息科学技术联系起来。采用举例法，这样不仅可以增加学生学习的兴趣，还能使学生体系到该课程的实用性和重要性。

3 考核方式改革

长久以来现行的大学考核方式，并且偏重于知识记忆，考核方式单一，对学生学习效果的评价也仅依靠最后的期末考试确定学生的最后成绩，课程考核内容局限于教材、老师划定的范围和指定的重点，对学生综合素质和创新能力的考核普遍不足。这种机械的考核方式对大学生造成了错误的引导和教育，与素质教育和创新教育不符。微机原理与应用课程是一门实用性，创新性非常强的课程，同时也注重理论知识的教育。因此，在进行微机原理与应用课程教学时，应该转变观念，树立以实用和培养人才为导向、以能力和素质考核为中心的考核观念，突出能力本位，积极探索建立新型的课程考试考核评价体系，充分发挥考核评价的引导和激励作用，促进教学内容和教学方法改革，强化学生创新精神和实践能力的培养，彻底改变存在的“会考试”而“不会做事”的“高分低能”和“有分无能”的现象。

考试考核方法改革将以往以测试记忆为主的知识性考核转变为以实践为主的能力和素质考核。根据专业特点和课程性质的不同，微机原理与应用采用了多元化的考核评价方法。除闭卷笔试外，还采用课堂测试、上机现场实际操作、平时作业，小组讨论实践等多种方式综合运用的考核方法。具体在考核方法内容所占比重如下表：

课堂测试 上机实践 平时作业 小组讨论 期终成绩 最终成绩

15% 25% 10% 10% 40% 加权求得

通过这种考核方式，使学生摆脱应试考试的思想，不再进行死记硬背，应付最后的期末考试。学生在学习的过程中，会积极的进行上机实践活动，积极的进行课堂的讨论，真正参与到课程的学习中来，最终能够圆满的完成事先设定的教学目标。

4 结语

总之，我们针对本院学生的专业特点和需求，以及存在的困难，对微机原理与应用这门理工科非计算机的基础课程进行了一系列的教学探索和实践。该课程信息量大，学习必须具备一定的基础，对于非计算机专业的学生学习存在较大困难。

针对上述教学存在的问题和困难，考虑非计算机专业学生的特点，我们在教学实践过程中提出必要的改进措施，进行了重要的教学探索。对教学内容作了适当的调整，针对本专业学生的职业定位，突出基础知识的学习;增加实验教学环节，锻炼学生动手实践的能力;针对不同的教学章节，灵活采取不同的教学方法，提高课堂学习的效率;采取多种考核方式，使学生摆脱应试教育的思维模式。

参考文献

[1]郑学坚，朱定华.微型计算机原理及应用（第四版）.北京：清华大学出版社.

[2]杨素行，等.微型计算机系统原理与应用.北京：清华大学出版社.

[3]金巨波.微机原理与应用课程改革与实践[J].计算机教育，2010（16）：33-35.

[4]谢维成.微机原理及应用课程实施双语教学存在的问题与对策研究[J].高等教育，2010（27）：86-88.

[5]徐春雪.微机原理与应用课程教学方法的分析[J].信息与电脑，2009，（12）：181.

[6]Annette Breaux，Todd Whitaker.从优秀教师到卓越教师：极具影响力的日常教学策略.北京：中国青年出版社

第2篇：微机原理基础知识范文

（南京工程学院汽车与轨道交通学院，江苏 南京 211167）

【摘要】针对微机原理课程的信息量大、知识点多而零散、软硬件相结合等特点，有的放矢给学生介绍学习方法，把一些知识点概念化，降低学生学习难度，有助于学生在较长时间内掌握这些知识。通过对一个班级的跟踪问卷调查，说明了知识点概念化教学方法的有效性。

关键词 微机原理教学；知识点概念化；教学改革

在计算机应用领域已经扩展到各行各业，并且进入了家庭的形势下，能够应用计算机就成为当代人必须具备的一种基本技能。因此，在不少的理工科专业都开设了微机原理课程，这是继高级语言程序设计课程之后又一门计算机技术基础课。其任务是使学生能够从应用的角度出发，在理论和实践上掌握微型计算机的基本组成、工作原理及常用接口技术；初步掌握汇编语言程序设计的基本方法和上机调试过程；建立微机整体概念，具备利用微机进行硬、软件开发的初步能力。但是，由于微机原理课程的信息量大、知识点多而零散、软硬件相结合等特点，许多学生会觉得比较难学，很难掌握相关知识点[1]；即使在学习的过程中，掌握了相关知识，一旦有一段时间不复习这些知识，也非常容易遗忘。因此，如何改进教学手段，提高教学效率，降低学生学习的难度，是微机原理教学研究中一个很重要的课题。

1　学前动员，介绍学习方法

第一节课不必立刻讲授教学内容，而需要对学生进行一番必要的动员，让学生明白这门课程的重要性和特点。微机原理是部分专业研究生入学考试的课程，也是计算机三级考试的主要内容；同时微机原理也是学生以后能够从事科研开发的基础课程。这样，让学生学习微机原理具有很强的目的性，做到有的放矢，也提高学生学习的动力。现在不少学生在刚开始学习一门课程时，都存在松懈现象，临近考试时，才认真复习。而微机原理的信息量大、知识点较多并且相互牵连，一旦某一环节没用学好，会给后面学习带来较大困难[1]。因此，必须提醒学生注意，认真学好每一节内容。

学生学习微机原理的最大难点在于不太容易掌握汇编语言，由于汇编语言不仅不符合人们的正常思维方式，同时不同的CPU硬件对应的指令系统也各不相同，而且有六大类、100条指令和许多伪指令，许多学生都觉得很难学。根据微机原理课程的特点，总结出了“先识别、再阅读、最后编程”的学习方法，多次教学成果表明这种学习方法效果非常良好。“先识别”就是首先认识相关寄存器和各类指令。汇编语言程序格式是最重要的知识点，而要编写程序，首先要识别指令。在识别时，由于所有符号和指令助记符都是英文缩写，所以要注意理解符号含义，利用英文单词帮助记忆。在教学中，要详细解释助记符每个字母的含义，让学生能够根据其含义更好的记忆指令。再阅读，就是阅读已经编写好的程序。一方面，可以再次识别指令，加深理解、熟悉指令用法；另一方面，逐渐了解一个汇编语言程序结构，了解如何编写实现某些功能程序段，为自己编程奠定基础。随着学习的深入，学生能够初步掌握汇编语言程序设计的基本方法。

2　知识点“概念化”

不少学习过微机原理课程的学生，毕业几年后，由于不在从事与微机相关的工作，就连基本知识也不知道了。而教学目的就是要求学生能够理解微机中基本概念，在以后的工作中能正确地运用这些知识，因此，在教学中要针对微机知识被容易遗忘的特点，改进教学方法，促进学生对基本知识的理解，进而形成最基本常识、概念。知识点“概念化”就是把知识点中最基本要素通俗化，使之更容易理解、记忆。这就要去教师认真理解知识点、深入掌握知识点相互关联，这样才能把知识点概念化。譬如,在数据传送、堆栈和中断调用中，都有一个字的高低字节存放地址的问题，学生非常容易混淆。而让学生理解了“高字节高地址，低字节低地址”后，这样问题就变得很容易掌握，也就是知识点概念化了。

为了了解知识点概念化是否存在促进教学效果的作用，分别在刚学完微机原理、一年后和毕业后，对一个班级的学生进行跟踪问卷调查。由于毕业后，学生分布零散，只是部分同学参加了问卷调查。调查问卷的问题分为两类，一类是讲课时已经概念化的问题，另一类是没有概念化的问题，都是3个问题。没有概念化问题的调查情况如表1所示，概念化问题的调查情况如表2所示。

比较表1和表2，不难发现知识点概念化对教学效果还是有非常有效的作用的，特别时间越长，效果越明显。刚学完，两者之间没有明显差别，而一年后，由于学生不再学习微机原理了，不少知识点已经遗忘了，知识点概念化的作用就显现了出来。这正是我们大学教育应该追求教学效果。

3　以实验教学促进知识理解，用课程设计提高知识升华

合理安排实验时间，能够有效地提高教学质量。在做实验过程中，学生首先能够熟悉上机调试过程，增强学生求知欲；此次，可以验证自己编写程序的运行结果，对课堂上学习的知识加深理解，逐步掌握汇编语言程序设计的基本方法，同时了解相关芯片及其功能，为硬件设计打下基础。在实验前，一般要求学生认真阅读、理解实验内容和程序，增强实验课的效果。

课程设计是学生根据教师提出的设计要求，独立进行硬件设计和软件编程，并完成调试的实践活动。课程设计全面考核学生相关知识掌握程度以及利用微机进行硬、软件开发的初步能力。因此，难度适中的课题，能够提高学生综合运用知识的能力，使其所学的知识得以升华。

4　以正确的态度对待学习，树立正确的人生观

教学过程中，一定要求学生以科学方法、严谨态度对待学习中问题。微机原理内容有大量结构严谨、逻辑性强的内容，在讲授内容的同时，适当地鼓励学生学习这种严谨方式，并运用到以后的学习、生活和工作，做事效率必将会得到明显提升。

在教材和参考资料中出现印刷错误或者不科学的提法，教师必需给学生指出来，以防学生在此产生费解。对参考书中出现的错误，要求学生认真对待，不可以盲目相信书本，有疑问的问题，一定要进行讨论，运用所学的知识把一些错误改正过来。譬如，在参考书中出现了（AH）=0237H[3]，这样明显错误提示一下，让学生去分析，提高学习的兴趣。

现在存在不少学生在上课期间，用手机上网，浏览新闻，都有的上瘾了。对此不良现象，告诫学生学习微机原理，就是了解、掌握计算机的特点，让这项技术为自己服务；而不是让我们的心智被微机控制了，给学生树立一个正确的人生观。

5　结束语

针对微机原理课程的信息量大、知识点多而零散、软硬件相结合等特点，有的放矢给学生介绍学习方法，把一些知识点概念化，降低学生学习难度，同时让学生能够形成微机的基本常识、概念，在以后工作中能够正确地运用相关知识。教学效果有了较大幅度提高，同时如何将知识点概念化过程也提高了教师自身教学水平。

参考文献

［1］周玉庭,陈静,郝培华.微机原理与接口技术课程的改革与实践[J].重庆工学院学报,2006,20(5):191-193.

［2］沈怡麟.《微机原理与接口技术》课程教学改革探讨[J].天津工程师范学院学报,2006,16(4):23-25.

第3篇：微机原理基础知识范文

关键词： 微机原理 接口技术 实验教学 教学改革

计算机基础教育是面向计算机专业和非计算机专业学生的教学，其教学的基本目标是培养学生具备一定的计算机基础知识，掌握相关的软硬件技术，以及利用计算机解决本专业领域中的问题的能力。达到这个目标的关键是要按照“以人为本，传授知识，培养能力，提高素质，协调发展”的教育理念来组织教学。我们以为，要使学生的计算机知识、能力、素质协调发展，关键要抓住能力培养，它既是知识的活化，又是素质的原生态。计算机基础教学所开设的课程都是实践性很强的课程，计算机知识的掌握与能力的培养在很大程度上有赖于学生的上机实验。加强实验教学环节，有利于培养学生上机动手能力、解决实际问题能力及知识综合运用能力等。实验教学在计算机基础教学中起着不可替代作用。在计算机基础教学中，理论教学与实验教学互为依存条件。不能简单地认为计算机基础实验教学只是辅的教学，是配合理论教学的，这就大错特错了。计算机基础实验教学实际上有着丰富的内涵和作用。计算机基础实验教学对于培养学生的两个能力，尤其是在研究创新能力和意识的培养方面有着不可取代的作用。实验教学是整个计算机基础教学的“纲”和“灵魂”，只有它才能使整个计算机基础教学做到“授人以鱼，更要授人以渔”。实验教学对于每个大学生的终身学习和主动应用计算机起着至关重要的作用。因此还可以说，实验教学决定了某些课程或整个计算机基础教学的成败。

目前，计算机基础实验教学中还存在许多问题，如师生对实验教学的认识不足，考核重知识、轻能力，习惯于纸上谈兵；教学内容选择脱离各个专业领域应用方向，实用性较差；教学组织过于模仿计算机专业教学，实验教学与理论教学比重不适合计算机基础教学的特征与目标；教学方法手段简单老套，上课和实验照“片”宣科，师生交流、网络化教学、各种不同类型数字资源利用等都有不同层次的减弱；教学内容更新缓慢，讲授的技术方法往往不是当时的主流技术方法；实验教学队伍建设相对偏弱，重使用、轻培养，教师的素质远远不能适应计算机基础教学；实验教学环境建设普遍存在重硬件、轻软件和资源问题，等等。实验教学改革相对滞后，严重影响了学生能力的培养。教育部高等教育司张尧学司长在实验教学示范中心工作会议上说：“学生动手实践能力培养是弱项，也是提高高等教育教学质量的重中之重。”

《微机原理与接口技术》是我院计算机科学与技术、电子信息工程、电气工程、机械电子工程等多个专业的专业基础课，它是一门实用性和动手性很强的计算机硬件类课程。在以往的教学中，微机原理实验教学以教师讲课为主，学生以验证的实验为主，无法提高学生在该课程实验的积极性和创造性，造成学生的动手能力和创新思维能力下降。

我院结合自身的实际情况，对微机原理的实验教学进行了改革，逐渐探索并总结出了一套独特的实验教学方法及手段，取得了良好的效果。

一、改革实验教学内容，强化学生能力的培养

《微机原理与接口技术》课程是实践性很强的专业基础课，设置本课程的目的是使学生从理论和实践上掌握微型计算机的基本组成结构、工作原理及典型接口技术，建立微机系统整体概念，使学生具有运用现代微机技术进行软、硬件开发的初步能力。精心选择和更新实验教学内容，本着将验证性、设计性和综合性实验有机结合的原则编写实验教材。我校根据各专业的特点和理论教学的情况，将实验内容分成3个层次。

1.基础实验

紧跟理论教学进程，以单元实验为基础，通过实验使学生掌握计算机软硬件工作原理及常用接口芯片的功能和使用方法。在内容上主要安排了一些验证性和简单的设计性实验。比如流水灯显示实验，通过对8255A芯片实现LED灯的流水显示，从而使学生了解和掌握8255A芯片的编程方法。在此基础上，让学生进一步设计一些简单的功能，如8255A芯片的选通输入/输出方式及双向输入/输出方式操作，从而巩固学生对8255A芯片的理解。其他还有接口电路译码、中断、串行接口、A/D和D/A转换等实验。通过这些基础实验，学生加深了对所学知识的理解。

2.设计性实验

在较好地完成基础性实验的基础上，开展设计性实验。设计性实验是指教师给定实验目的和实验要求，让学生自己设计实验方案和编写程序，并最终实现相应功能。比如在学生完成8255A并行接口实验和8255A中断控制器实验的基础上，让学生实现通过中断来控制8255A的输入和输出。要实现这样的功能必须将8255A并行接口芯片和8259A中断控制器芯片组合使用，让学生自行搭建线路并编写相应的程序。这样既能巩固学生前面所学的知识，又可以培养学生的独立设计能力。

3.综合性实验

综合性实验的目的是要将学生学过的主要功能部件有机地结合进来，形成一个有意义的整体，使学生掌握微机系统整合的基本方法。该类实验一般较复杂，也比较难实现，因此我院该类实验安排在课程设计阶段。综合性实验是由教师给出实验目的，学生根据所掌握的知识，通过不同的方法和不同的途径来完成实验。例如温度监控系统、交通灯控制系统等。通过这类综合性实验能够使得学生对微机原理与接口技术这门课程有一个全新的认识。

在综合性实验和设计性实验中，学生必须运用自己掌握的知识进行分析和探讨，学习主动、目的明确，通过不同的途径和方法来达到实验目的，有利于创新能力的培养。

二、教学方法的改革

实验教学内容的调整要求实验教学与指导方法也要相应地进行调整。传统的实验教学大体上都是“课堂预习―课堂实验―课后完成实验报告”的模式，在这样的模式中教师始终处于主导地位，学生总是按教师的指导或实验指导书走，机械地照搬实验指导书上的连线图和程序，这样无法发挥学生的想象力和主观能力性。

笔者在实际教学中，采用了“精讲―示例―设问―点拨”的四个环节教学方法，发现效果良好。精讲就是在实验前教师要充分给学生讲清楚实验的相关知识，让学生心中有数；示例就是针对实验问题引导学生应该怎么走，尽量减少走弯路的现象；设问就是要引导学生提出问题、分析问题，最终解决问题，增强学生的好奇心；点拨就是针对不同的学生在实验中提出的问题及暴露的问题，给予必要的提示。这四个环节是紧密相连的，它改变了原来学生完成任务了事的被动模式，通过系统而有计划的实验教学培养了学生的学习兴趣，激发了学生的原创力。

三、提供先进的实验设备，提高实验效率

提供先进的实验设备是实验教学改革成功的保证。我院于2007年购买了西安唐都科教仪器有限公司的TD―PITC32位微机原理与接口技术教学实验系统40套，它是基于PCI总线扩展的32位微机原理与接口技术教学实验系统，通过PCI总线扩展卡将32位PCI扩展总线连接到实验平台上，通过逻辑电路转换为准32位系统总线，可以完成32位微机原理、32位微机接口技术、PCI总线技术与Windows下驱动程序开发技术的实验教学。在具体开展实验课时，我院实行小班制，即40人为一班，保证每人一台实验设备。良好的实验环境既增加了学生锻炼的机会，同时也培养了他们独立解决问题的能力。

四、改进考核方式，调动学生积极性

考核方式是教学过程中一个重要辅助手段，发挥考核方式的导向和监督作用是保证实验教学顺利进行的有力保证。为了调动学生学习的主动性和积极性，让学生重视微机原理与接口技术实验课，我院将考核方式作了相应改进。

实验结束后，由指导教师对学生进行全面考核，按5分制（优、良、中、及格、不及格）评定成绩。评分依据包括以下几个方面：

1.平时成绩。包括平时考勤、遵守纪律、学习中的工作态度、预习情况、实验程序的编写情况、提问、实验报告完成等。

2.考试成绩。包括完成依次随机抽取的实验的操作能力、完成能力、完成结果及总结报告等。

3.实验总成绩。70%平时成绩+30%实验考试成绩。

其他注意事项：教师要把关，确认实验结果确实是由实验者做出的。对弄虚作假者给予不及格的成绩。

五、提供开放式的实验环境，增加学生实践机会

良好的实验环境不仅要满足内教学的需要，还要为一些优等生进一步学习提供方便。因此，我院实行开放性的实验环境，每周实验室开放3天，并且配备专业教师值班。建立开放性的实验环境，包括教学时间开放、教学内容开放、实验元器件开放。在传统的实验教学模式下，学生被教师限制在多个限定条件下，不能发挥自己的才能和创造性，我院允许学生结合课程学习和自己的时间安排，根据自己的兴趣提出实验题目和实验设计方便，并可在一个较宽松的实验环境中完成。教师积极鼓励学生大胆提出自己的思路和实验构想，尽力创造条件引导和支持他们开展有意义的实验研究，对于学生创造性的实验成果给予奖励。设置这样的实验环境和条件，有利于培养学生主动学习的意识和创造能力。

综合前面的观点，我们认为，实验教学的建设是一项系统工程。提高实验教学质量的关键是不断加强自身建设，深化实验教学改革的核心是培养学生实践和创新能力，推进实验教学改革的基础是建立计算机实验教学大环境，实施实验教学的载体是实验教学体系和内容，加速实验教学改革的催化剂是实验教学手段和方法的改革，实验教学改革的重要标志是出版高水平的实验教材。

高职院校实验教学的目标是培养学生的实践能力和创造能力，掌握科学的方法和培养学生严谨的科学态度至关重要。只有不断总结经验教学经验，改善实验环境，探索实验教学新方法，提高自身业务素质与管理水平，才能培养出满足社会需求的高素质的人才来。

参考文献：

［1］竺志超，胡培钧，姜永芹.机械基础课实验教学示范中心建设的创新思路［J］.实验室研究与探索，2004.23.

［2］郑家武，颜群苹，董海英.深化管理体制改革建设教学实验示范中心［J］.实验技术与管理，2001.18.

［3］朱国文，李斌，马莉敏.充分利用实验室资源,积极开展实践教学改革［J］.实验技术与管理，2000.2.

［4］王兆麟.高校计算机类课程实验教学条件建设之管见［J］.实验技术与管理，2000.3.

［5］李志刚.强化管理措施,推动计算机教育事业的发展［J］.实验技术与管理，2000.6.

第4篇：微机原理基础知识范文

【关键词】嵌入式系统；学科体系；平台模式；对象学科

一、嵌入式系统简介

（一）嵌入式系统的产生

嵌入式系统诞生于微型机时代，经过微型计算机的嵌入式专用化的短暂探索后，便进入到嵌入式系统独立的微控制器发展时代。直接在嵌入式处理器与集成电路技术基础上发展的带处理器内核的单片机，即微控制器的智能化电子系统。即便有处理器内核，也是嵌入式处理器而非通用微处理器。

（二）专用计算机探索的失败之路

无论是工控机，还是单板机，都无法彻底地满足嵌入式系统的微小体积、极低价位、高可靠性的要求。人们便直接将微型计算机体系结构进行简化，集成到一个半导体芯片中，做成单片微型计算机。Motolora公司的6801系列就是由6800系列微型机简化后集成的单片微型计算机。单片微型计算机彻底解决了嵌入式系统的极小体积、极低价位，但在高可靠性及对象可控性方面没有本质上的改进。

（三）嵌入式系统的独立发展道路

嵌入式系统的微控制器（MCU）发展道路，是一条摆脱“专用计算机”羁绊，独立发展的道路。这是一条由IntelMCS51单片机、iDCX51实时多任务操作系统开辟的单片机独立发展的道路。MCS51是一个在微电子学、集成电路基础上，按照嵌入式应用要求，原创的嵌入式处理器。MCS51原创的体系结构、控制型的指令系统与布尔空间、外部总线方式、特殊功能寄存器（SFR）的管理模式，奠定了嵌入式系统的硬件结构基础；iDCX51是专门与MCS51单片机配置，满足嵌入式应用要求原创的实时多任务操作系统。

二、嵌入式系统的四个支柱学科

目前，嵌入式系统尚未形成独立的学科体系。从“嵌入式系统”的诞生、独立的单片机发展道路、微控制器技术发展的内涵、嵌入式系统的多种解决方案来看，“嵌入式系统”是四个支柱学科的交叉与融合，并以平台模式进行学科定位与分工。

（一）四个支柱学科的关系

嵌入式系统的四个支柱学科是微电子学科、计算机学科、电子技术学科、对象学科。微电子学科是嵌入式系统发展的基础，对象学科是嵌入式系统应用的归宿学科，计算机学科与电子技术学科是嵌入式系统技术发展的重要保证。

（二）领衔的微电子学科

微电子学科与半导体集成电路的领衔作用，在于它为嵌入式系统的应用提供了集成电路基础。电子技术学科、计算机学科的许多重要成果，最终都会体现在集成电路中，从早期的数字电路集成，到如今的模混合、软/硬件结合、以IP为基础的知识与知识行为集成。

（三）为平台服务的计算机学科

现代计算机出现后，在计算机学科中形成了两大学科分支，即通用计算机学科与嵌入式计算机学科。通用计算机学科与嵌入式计算机学科有不同的技术发展方向与技术内涵。由于嵌入式计算机学科与对象学科、微电子学科紧密相关，而嵌入式计算机学科与原有计算机学科内容有较大差异，不能用通用计算机的概念来诠释嵌入式系统，因此、嵌入式计算机要加强与微电子学科、电子学科、对象学科的沟通，共同承担起嵌入式系统新学科的建设任务。在嵌入式系统中，计算机学科要承担起嵌入式系统应用平台的构建任务，它包括嵌入式系统的集成开发环境、计算机工程方法、编程语言、程序设计方法等内容。

（四）广泛服务的电子技术学科

在嵌入式系统中，电子技术学科提供了最广泛的技术服务。电子技术将微电子领域的集成电路设计，迅速从电路集成、功能集成、技术集成发展到知识集成；为计算机学科提供嵌入式系统的硬件设计技术支持；在对象学科中，广大的应用工程师在嵌入式软硬件平台上实现最广泛的应用。

（五）对象学科的最终出路

对象学科是嵌入式系统的最终用户学科。对象学科几乎囊括了所有的科技领域，形成了嵌入式系统一个无限大的应用领域。对于对象学科来说，嵌入式系统只是一个智能化的工具，对象学科要在嵌入式系统上构建本领域的一个嵌入式应用系统。嵌入式应用系统的技术基础是本学科的基础理论与应用环境、应用要求。同时，在应用中要不断给微电子、集成电路设计、嵌入式计算机学科提出技术要求，以便不断提升嵌入式系统平台的技术水平。[论-文-网]

三、平台模式下的学科

（一）平台模式的由来

平台模式是知识经济时代的一种基本的产业、科技模式，是人类知识分离性规律、集成性规律发展到高级阶段上的必然现象。它将一体化的产业、科技模式变革为知识平台媒介下的平台模式。只要对比上世纪60年代收音机产业与90年代的VCD/DVD产业，就会发现一体化产业模式与平台产业模式的本质差异。

（二）嵌入式系统的平台模式

按照知识的分离性发展规律，知识创新者不从事知识应用，知识应用者不需要了解创新知识原理；按照集成性发展规律要求，知识创新者应该将创新知识成果集成到工具之中，转化为知识平台，知识应用者应该在知识平台基础上实现创新知识应用。对象学科领域是嵌入式系统的最终用户，对象学科领域的电子技术应用工程师应该在一个现成的嵌入式系统平台上实现嵌入式应用系统设计。微电子学科、嵌入式计算机学科、电子技术学科（非对象学科领域中的应用工程师）不是嵌入式系统最终用户，这些学科的重要任务是将创新科技成果转化成形形色色的知识平台。[论*文*网]

（三）平台模式下的学科定位与分工

嵌入式系统中四个支柱学科的定位，除了学科知识结构的定位外，还要体现出在知识平台模式中的定位。这种平台模式的定位，是一种3+1的定位。即微电子学科、计算机学科、电子技术学科为嵌入式应用构筑各种类型的应用平台，不介入嵌入式系统的具体应用；对象学科一定要在嵌入式系统应用平台基础上，实现嵌入式系统在本学科领域中的产品化应用，不必介入嵌入式系统的平台构建。

嵌入式系统是一个无限大的空间，不论是嵌入式系统平台构建还是嵌入式系统平台应用，都有无限广阔的发展空间，关键是把握好自己的“定位”与“分工”，了解学科的“交叉”与“融合”。

参考文献

[1]何立民。嵌入式系统的产业模式[J].单片机与嵌入式系统应用，2006,（1）。

第5篇：微机原理基础知识范文

关键词：机械类本科；微型计算机原理及用；教学；改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）14-0100-02

一、引言

高校是培养科研技术人员的重要基地，是创造高科技产品的重要场所，是推动社会科技发展的重要力量。机电一体化产品给传统的机械行业带来了新的发展契机和附加值增长点。作为机电产品的控制核心，微控制器及其应用技术显得尤其重要，机电复合人才的紧缺也显日渐突出。结合机械制造及自动化本科专业的特点，将微机技术与传统机械课程相结合，培养机电复合型人才，以适应时代的需求。《微型计算机原理及应用》已列为我校机械专业本科生的专业基础课，在兄弟院校的课程设置中，该课程也通常作为专业基础课。本课程是后续多门专业课程学习的需要，也是学生毕业后从事微机控制、机电产品开发及其相关工作应必备的。因此，《微型计算机原理及应用》课程的重要性显而易见。由于该课程涉及硬件与软件，学生之前没有接触硬件的经历，因此学习难度比较大。非计算机专业研究生的计算机教育是复杂和具有挑战性的。因此，为提高本课程教学水平，保证教学质量和教学效果，激发学生学习兴趣，增强学生学习能力，有必要对这门课程不断地进行教学探讨和教学改革。

二、机械类本科生《微型计算机原理及应用》课程现状

本课程包括微型计算机硬件知识、汇编语言及编程知识、接口芯片与接口芯片的应用等。结合机械制造及自动化专业特点，及目前业界机电相结合的发展趋势，我们应该培养机电复合型人才。针对人才培养目标，课程体系和教学内容紧紧围绕“厚基础，重能力”的培养目标，强调理论与实践并重，注重培养学生知识应用能力和适应课程特点的学习方法。通过课程学习，不仅使学生掌握微机的基本组成结构和工作原理，更重要的是通过实践环节的训练，加深对理论知识理解，着重掌握计算机接口软硬件设计能力，为相关专业学生后续专业课程的学习奠定理论基础，培养学生分析问题、解决问题的能力。目前围绕该课程的教学工作设置56学时课堂授课、10学时实验，以及为期两周的课程设计。课堂授课侧重微型计算机基本结构、工作原理、汇编语言编程以及接口芯片基础知识，实验教学和课程设计进一步加强接口芯片方面的知识，让学生在具有一定微型计算机硬件基础知识和初步掌握汇编语言编程基础上加深对微型计算机的认识和接口芯片的应用。

通过多年的教学实践，发现机械类本科生由于前期电类课程开设有限，且首次接触微型计算机硬件层面知识，在学习过程存在以下现象：（1）对微处理器的工作过程理解有难度；（2）对微型计算机的主要组成部件存储器的工作特性理解不透彻，尤其是不容易理解存储器地址的概念；（3）普遍对汇编语言理解、掌握较好；（4）对接口芯片使用，特别是微处理器对接口芯片的控制、访问以实现数据传输控制有一定难度。

三、机械类本科生《微型计算机原理及应用》课程教学改革探讨

经过多年的教学实践摸索，以及长期和同学们讨论交流，结合课程教学、实验教学和课程设计中存在的现象，兹提出以下改善措施和建议。

1.课堂教学的改革。目前以多媒体课堂教学为主。虽然能够重点突出并且增加课堂信息量，但是，由于学生初步接触计算机硬件知识，对一些概念理解不够深入，PPT幻灯片翻页之后学生不能及时做好笔记、跟进讲课进度。因此，我们在准备课件时将一些重点难点知识通过动画的方式展示给学生。通过详细动画演示，学生们对微处理器内部逻辑功能有了形象的认识，加深理解。结合课堂讲解，如果辅以教学网站以及相应的师生交流互动平台，能够给学生提供信息量更大的辅导资料；并能及时解答学生的问题。该教学网站可以提供如下信息：在线学习、在线答疑、问题征解、动画演示、在线自测、网络考场等功能，进一步改进完善了教学手段，丰富了教学方法。

2.实验教学环节的改进。该课程实验最初包括基本实验、设计实验；实验模式方面，主要以“验证型”实验为主，这不能有效激发学生学习兴趣和学习积极性、培养学生动手能力和解决问题能力。通过多年实验教学实践，发现多数学生满足于简单完成实验要求内容，对接口芯片应用部分内容没有深入探讨和理解。结合机械类本科生知识结构特点，我们提出实验环节内容可以分三个层次，即基本实验、设计实验和综合实验，既考虑学生对基本知识的掌握，又兼顾了学生自身能力的培养。使实验由“验证型”变为“设计型”，使学生的动手能力得到了很大的提高。此外，我们还提供实验室开放，使学生有更多的机会锻炼动手能力和计算机应用能力。虽然目前实验课时为12课时，但是为了达到上述实验教学环节的改革，实际执行实验教学课时远远超出计划课时。

3.实践教学环节的改进。本课程实践教学主要包括课程设计和大学生创新活动。该课程设计初期以软件设计为主，主要是编写汇编语言程序，学生在这一过程中，没能充分地体会到《微型计算机原理及应用》课程的特点，有的同学甚至提出可以采用C语言或C++等高级语言更容易实现其软件设计题目。特别是，没有结合我机械制造及自动化专业的特点，应该以硬件（接口芯片）应用为主。经过几年的积累，我们准备了部分涉及硬件知识的课程设计题目，学生在从事硬件课程设计过程能有更强的主动性和兴趣，最终也能有更多的收获。通过接口芯片课程设计题目，学生们甚至可以自学探索接口芯片的使用，极大地激发他们的学习兴趣。比如，我们提供了模数转换（A/D）的课程设计题目，该题目中涉及ADC0809芯片的应用以及数据的显示，数据显示通过可编程芯片8255来实现。同学们通过该课程设计题目自学了模拟量和数字量的转换与ADC0809芯片的基础应用。进一步，我们又安排了多路模拟量的采集与显示题目，同学们通过这一题目深刻理解了微机接口资源的分时复用。不过，限于目前实验室的条件，我们能提供给学生的硬件课程设计机会是在现有的实验平台上从事该课程设计，学生在此过程中的自我发挥也受到限制。下一步，我们考虑提供几个统一的综合性设计题目，让学生自己动手通过面包版或简单的PCB板连接自己设计的电路，进一步对控制电路方面知识达到训练，培养学生硬件开发能力及综合应用能力，对微机控制有一定的接触和理解。

我院本科生积极参与大学生创新活动，结合这一契机我们积极辅导学生提供充分的实训机会。首先让学生们通过熟悉的实验平台实现扩展应用，然后移植到单片机控制板上。学生通过这一训练，对微机的应用有了具体深入的认识，也激发了学生探索微机控制电路设计与编程的兴趣。以《微型计算机原理及应用》课程为基础，可以进一步开设单片机系统、嵌入式系统、DSP系统开发和设计课程，这些后续知识更为接近实际应用，相信会得到学生的青睐。

四、机械类本科生《微型计算机原理及应用》课程的教学实践分析

通过多年的教学实践与逐步改善，我们逐渐摸索出一套适合机械类本科生《微型计算机原理及应用》课程的教学方法，整体效果逐步改善。从课程理解、实验效果、课程考试以及课程设计方面都有了极大提高。课程考试和课程设计方面的提高尤为明显。图1所示为2009级近341人的考试成绩分布，其基本呈正态分布，不过考试中仍然反映出个别问题较为明显，比如学生对硬件部分理解不够好，导致高分段比例较小。

五、结束语

结合《微型计算机原理及应用》课程的教学实践及教学效果，我们针对机械类本科生制定了合适的教学方案，在提高教学水平、改善教学质量和课程建设等方面取得了一定成绩，对促进学生理解并掌握微型计算机硬件和软件知识起到积极的作用；激发了学生学习兴趣，调动了学生学习的主观能动性，对增强学生综合能力和创新能力方面起到了积极作用，提高了微机原理及应用课程的教学效果。

同时，教学改革与实践并不能一蹴而就，需要一个不断的深化过程；而且，需要结合计算应用技术和机电一体化技术的发展动态，通过教学科研活动，引导学生将最新知识应用于社会实践和市场需求环境，解决实际问题，培养学生综合素质，特别是培养学生实践动手能力、自学能力和创新思维能力。

参考文献：

[1]董代洁，全成斌，田淑珍，赵有健.微型计算机系统接口技术课程实验探索[J].计算机教育，2013，（18）.

[2]李波，冯博琴，韩丽娜.研究生计算机教学问题探讨――面向研究型大学非计算机专业[J].计算机教育，2011，（1）.

[3]杨琳，闻绍飞.提高“微型计算机技术及应用”课程实验教学效果的探索[J].实验室科学，2013，16（6）.

第6篇：微机原理基础知识范文

[关键词]计算机基础课程 微课程 教学改革

中图分类号：TP317.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）19-0226-01

The design experiment of computer basic course in University

Wu Wenbin

（Beijing University of Posts and Telecommunications，N10 Xitucheng Road， Haidian District， Road ，100083）

[Abstract]In today's society is the information society dominated by information， get in by every opening. Shouldering the task of training talents for the future of the university campus of qualified information technology personnel education be one's unshirkable responsibility. According to the requirement of the era of computer technology， through the analysis at present the university computer foundation curriculum teaching present situation proposed new hierarchical teaching + micro auxiliary course learning teaching mode， from the research contents， research target and characteristics of thinking， in order to further improve the teaching quality of basic courses of computer in our school， the application of information technology for the students to follow a course of study and social need and lay a good foundation and provide necessary in-depth study of information technology provides the basic conditions.

[Key words]Computer based curriculum micro curriculum reform

1 引言

计算机技术飞速发展，知识更新步伐加快，大学计算机基础课程需要不断建设和改革才能跟上这快节奏的时代和课程的要求。目前，我校的计算机基础课程的建设和改革一直在不断进行，前些年根据学生不同的学习起点，进行过分层教学改革，具体实施采取大一新生入学伊始，对学生的计算机水平进行摸底，达到合格成绩的学生可允许免修本门课程，并取得本课程相应的学分；同时，根据现有的教学资源，对合格分数以下的同学开展教学并组织考核。分层教学是针对学生所掌握的计算机基础知识的实际情况开展的因材施教，此教学模式具有一定的优势。但随着社会及计算机技术的高速发展，为适应教学、学习及就业的需求，还需要对该两级教学模式进行必要的补充及改进，以满足我校研究型大学本科生对计算机基础知识的需要。

2.研究内容

搭建全新大学计算机基础课程的微教学平台，并建立大学计算机基础课程的“微课程”学习资源包。主要分为以下几步：

首先，对“微课程”进行相关的理论研究，梳理大学计算机基础课程内容，然后结合课程内容特点分析研究其“微课程”的可行性。

其次，结合之前的“微课程”理论，以及对大学计算机基础课程教学内容的分析结果，总结出其设计原则。

再次，在此设计原则基础上，构筑微课程整体框架模型和模式。

最后，开展教学内容设计，知识点的提取，微课程的设计及制作，及最终素材的集成，并提出该“微课程”与课堂教学的整合方案等。

3 研究目标

提出大学计算机基础课程的微课原则和微课模式，利用微课程这一全新的教育模式对大学生计算机基础知识进行一个全面、具体、有针对性的知识点梳理和讲解，构建一个集课程设计、教学内容于一体的，并且可以运行在手机、PAD及台式机等平台上的，能够随时随地、利用点滴时间进行学习的全新的教学辅助学习平台，以支持移动学习、混合学习、碎片化学习及翻转学习等多种个性化的学习方式。

4 解决的问题

当今世界信息技术飞速发展，分层教学的开展，经过近十年的教学实践，证明这确实是解决新入学学生由于来源、地域、水平等的计算机基础知识实际差异的很好的途径，也是开展因材施教教学的好方法。但同时，由于教学资源的限制，一直进行的是两级分层，这就造成了分层过粗引起的免修学生的部分知识点欠缺和少数非免修学生又感觉教材的滞后性而“吃不饱”以及现实中计算机技术飞速发展所带来的知识更新加快而使部分学生学习吃力等矛盾现象的存在。这些都会对学生后续课程的学习及教学质量的提高带来严重影响。因此需要在现有分层教学基础上再进一步改革和补充。

5 “微课程”主要特色

网络是当今知识学习和补充的最便捷有效的途径。随着手机、电脑等移动终端的普及以及当今“微时代”的特点，在微时代与信息化教育融合下，“微时代”正以微课程的形式进军教育事业。学生可“随时随地，随需随取”利用微课程进行“充电”。因此，在现有两级分层教学的基础上，梳理出教学中的重要知识点，与微课程相结合，利用微课程进行辅助教学与知识点补充，提出分层教学+微课程辅助学习的全新的教学模式。这样，可以补充学生某些知识点的欠缺，而且通过这种精彩短小、应用灵活的微课程可以抓住学生对学习的兴趣补充学习，使学生在短时间内集中注意力，完全吸收所学知识点，更可以达到“随时随地，随需随取”的自主学习状态，使学生对信息化教育资源的使用更为高效，为学生提供一种更加聚焦的学习体验，迎合了当今社会快节奏的生活和学习方式，有助于提升网络时代教师的信息化教学和教研能力，促进教师专业化创新发展的创新途径，提高学生的学习兴趣和教学质量，跟上时代教育步伐。总之，项目特点集微课程设计、随身性、全新的分层教学+微课程辅助学习的教学模式于一身。

6 总结

通过对目前计算机基础课程的教学现状分析，明确开展该课程教学改革势在必行。根据微课程特点深入研究设计手机微信版，搭建出一个以微信为平台的订阅号来为学生提供课程服务；提出全新的分层教学+微课程辅助学习的教学模式，为提高我校的计算机基础课程的教学质量而努力。

参考文献

1. 熊开武，小学信息技术微课程的设计与应用研究，宁波大学，2014年6月5日

第7篇：微机原理基础知识范文

关键词：计算机组成原理；教学改革；教学实践；实验教材

0 引言

“计算机组成原理”是普通高等院校计算机科学与技术专业本科生必修的核心骨干课程之一，在先修课（数字逻辑）和后续课（计算机系统结构、微计算机接口技术）之间起着重要的承上启下作用（见图1）。一方面，通过“计算机组成原理”（以下简称组成原理）课程的学习，把“数字逻辑”课程中的基本数字逻辑单元组合成具有一定独立功能的计算机部件；另一方面，从微处理器数据通路设计角度引入指令集及软硬件功能分界面的概念，对学生理解计算机系统的软件和硬件设计思想产生深刻的影响，从而为后续的“计算机系统结构”分析系统性能优化所需硬件支持，并在系统复杂度、性能、成本问进行折中等内容提供知识准备。

当前的计算机内部结构日趋复杂、庞大和集成化，学生普遍感到组成原理难懂、概念抽象、感性认识差。在教学中，仅仅使用传统的教学方法和手段很难实现教学目标，如何改革组成原理教学过程、吸引学生兴趣、改善教学效果和效率并紧密结合计算机技术的发展趋势成为任课教师亟待解决的问题。经过多年的教学改革实践，我们探索出一些激发学习兴趣、提高理论知识的掌握与理解程度、增强实践动手能力的教学改革措施。

本文剖析了当前组成原理课程教学中面临的教与学、多样化教材和统一考试、重实用和重基础几个方面的挑战，阐述了在教学内容、方法、手段、实验教材编写等方面进行教学改革的思路和方法。

1 “计算机组成原理”教学中面临的挑战

1.1难教与难学的困境

计算机微体系结构的不断发展使得新概念、新技术层出不穷，为了确保授课内容贴近本领域技术发展的前沿，任课教师需要不断地跟踪学习国内外相关技术文献，以掌握微处理器设计的核心技术并渗透于教学内容中，大大增加了备课的难度。从学生的角度来说，由于组成原理中类似离散数学的证明、推导较少，也缺乏类似数据结构中的算法，学生觉得组成原理课“理论性、规律性不强”，“知识点零散”，“复习时无从下手”等，而且，在学习计算机各组成部分的硬件电路及其工作原理时，有时要用到数字电路、数字逻辑等先修课程的相关知识，学生对这些知识掌握得不够深入、基础薄弱，综合运用时就会感到吃力，因而兴趣不高。这种双方面的困难造成了组成原理课程既难教又难学的困境，往往教师课外花费大量的时间备课，课堂教学时却很难真正引起学生的兴趣。

1.2多样化教材与全国统考的矛盾

目前，国内主流的“计算机组成原理”教材很多，侧重点各有不同。自2009年计算机专业研究生入学考试改为全国统一考试以来，在专业基础综合卷中所占比重较大的课程，如“数据结构”和“操作系统”，分别拥有比较经典的、被国内大多数高校广为采用的教材，而组成原理课程的教材仍然是处在群雄混战的局面。经过认真分析考试大纲，发现其中的知识点涵盖了多本相关教材，并不局限于某一本教材。在目前考研人数居高不下的形势下，如何精心选择一本适合的教材并兼顾其他，使学生广采众家之长，在就业和考研竞争中占有优势，是任课教师在教学中面临的又一个难题。

1.3“重实用”与“重基础”的矛盾

上课时经常遇到学生提问：学习本课程对以后工作有什么用处？对此，需要教育学生重视夯实专业基础，不要为流行一时的应用技术迷惑，只有真正理解和掌握了计算科学的实质才能在今后的研究和工作中选准方向。当前国内计算机硬件人才培养弱化，软件人才需求旺盛且待遇较高的现实情况，也造成了学生“重软件、轻硬件”的认识。在课堂教学中，要注意纠正学生的这种偏见，强化软件性能取决于软件设计者对系统中硬件的理解程度、操作系统的设计者也需要有较强的计算机组成与设计的背景知识等意识。

2 教学改革与实践

经过多年来对组成原理课程进行的教改实践，为达到培养学生具有扎实的理论基础和良好的动手能力的教学目的，本文从以下几个方面对该课程的教学进行了一些有益的探索。

2.1合理组织教学内容

在教学内容的安排上，将“计算机组成原理”课程的重点放在指令系统、运算器、控制器的设计上，对于重点内容讲深、讲透，其他部分则通过学生自学或讨论课讲授。对于核心教学内容，按照基本原理、简明示例、真实计算机系统举例3个层次逐层递进安排。

2.1.1基本原理是基础

基本原理是学习和理解计算机组成与运行机制的核心知识，具有稳定性和通用性，是学生一定要掌握的内容。例如，对于“冯·诺依曼计算机的基本组成”这一基本原理的讲解，设计了如下的教学步骤：首先说明计算机系统是对人脑功能的模拟；然后分析人脑具有的感知、存储、分析、输出和协调能力，从而引出冯·诺依曼计算机与上述功能对应的5个主要功能部件：输入设备、存储器、运算器、输出设备和控制器；接下来，在后续章节的教学中，不仅分析各功能部件的组成方式，还注重介绍各部件之间的联系和相互影响，使学生能够牢牢抓住本课程的基本原理，不至于淹没在繁复的细节中。通过精心设计教学步骤，将计算机的组成与人脑自身的功能形成类比，学生觉得概念和原理都鲜活了起来，理解更加深入和持久。再如，在介绍寻址方式时，强调所谓“寻址就是根据指令中的地址码信息找到操作的对象的过程”这一基本原理，从操作数可能的存储位置出发分析各种寻址过程，突出寻址方式与数据通路设置的相互作用关系，从而引出计算机内部两种主要信息流之一——“数据流”的概念。

2.1.2模型计算机作为简明示例

模型计算机系统处于基本原理和真实计算机系统两个层次之间，具有基本的计算机系统功能而删减了性能、成本等，优化了技术细节，学生运用所学习的基本原理知识就可以完成模型机的设计和分析。通过设计实现一台简单的模型计算机系统，增加学生对所学知识的理解深度和应用能力。例如，在介绍寻址方式的概念后，通过拟定模型计算机指令系统、设计模型计算机数据通路的实践，学生对指令格式与寻址方式、寻址方式与数据通路设计之间作用关系的理解更加深刻，在印证理论知识的同时加深了对基本原理的理解。

2.1.3以真实计算机系统作为实例

以真实的计算机系统举例，不但可以运用课堂所学的基本原理，还可以贴近计算机硬件设计的技术发展前沿。在教学中，我们分别以精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）两种处理器架构的代表MIPS和Pentium为例，说明不同的计算机系统设计理念产生了不同的寄存器设置、内部数据通路设计、时序控制方式及中断等外设控制方式。例如，在寻址方式部分，通过x86系列计算机和MIPS计算机的机器指令集的具体示例，深刻揭示CISC架构和RISC架构计算机的区别，为后续的系统结构课程学习打下良好基础。一方面提高了学生的学习兴趣，另一方面弥补了教材与实际系统的缝隙，既注重基础又体现了时代特性。

2.2灵活运用多种教学方法

根据组成原理课程特点，我们采用了以下教学方法，取得了较好的教学效果。

2.2.1课堂教学多采用问题驱动

在讲授新的单元内容之前，先对上一个单元进行简单扼要的总结，然后利用“接下来的内容将要解决的是什么问题”或者“还有什么更先进的方法”等问题引起学生兴趣，导出新的教学单元。例如，在讲授补码加减法时，教师通过分析原码加减法操作过程中需要比较操作数绝对值大小，使学生认识到原码表示法不适合于加减运算，从而引入补码表示法和补码加减运算的内容；同理，在介绍乘除法器设计时，也通过设问方式，让学生自主选择适合的机器数表示形式及运算方法。通过提问，促使学生主动思考问题，进而比较自己的解决方法和已有方法的不同，发现好的思维方法，促进学生学习的主动性。

2.2.2突出理论知识的实际应用

在教学过程中，讲授计算机基本组成和工作原理的同时，注意使所学的理论知识用于指导实践操作，激发学生学习的积极性和主动性。例如，在讲授控制器内容时，教师在讲授完控制器的基本组成和工作原理后，可以通过一个只能执行几条指令的最简单模型机的示例来说明控制器设计的5个基本步骤：拟定指令系统、确定数据通路、安排时序、编写微操作时间表和微命令序列、控制逻辑实现。然后，让学生独立完成对该模型机的功能扩展，通过实践比较不同方式实现可扩展性的难易程度。

2.2.3合理设置课后习题

为方便学生课后复习，我们遵循验证所学、启发思考的选题思路，选取有代表性的习题编辑成《计算机组成原理知识要点及习题解析》。习题主要包含两部分：一是针对理论课教学中一些比较抽象的、容易混淆的基本概念和基本原理而设计的习题；二是针对基本理论的运用和应用而设计的习题。教师通过了解第一类习题的完成情况，可以及时发现教学中的问题，对于学生普遍掌握不好的内容可以采取适当的方法进行补充，以达到单元教学的目的；对第二类习题，教师组织学生讨论，进行集体学习，在各种解决方案的提出、论证、分析以及评估过程中，通过解决已有问题并提出新的问题的学习活动，使学生们的独立思考能力得到很大的锻炼和提高。

2.3充分利用多种教学手段

组成原理课程中介绍的很多工作过程都发生在芯片内部，内容很抽象。本文利用计算机动画演示各部件连接关系、数据流、控制流以及工作时序等内容，不仅能把高度抽象的知识直观地显示出来，而且借助于声音、图像的多重作用帮助学生加深理解。例如，通过动画演示指令执行的全过程，包括取指、分析译码及在微命令控制下各部件执行指令流程等内容，使学生迅速地了解CPU的整个工作过程并且课下还可以反复观看，提高了知识传授效率。此外，还建设了组成原理课程网站，把讲课的视频、相关资料和自测系统放到教学网站上，方便学生课后学习和进行自我评价。另外，提供一些相关的硬件知识网站和论坛的链接，鼓励学生通过网络自主学习，扩大知识面。

2.4加强实践教学环节

“计算机组成原理”属于工程 性、技术性和实践性都很强的课程，因此在开展理论教学的同时，也要非常重视实践教学环节。哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院的组成原理教学团队一直致力于计算机硬件系列课程教学内容的研究，并在原有讲义的基础上编写了系列实验教材。

2.4.1实验课程设置

实验教学内容可分为3个层次：基础验证型实验、设计应用型实验和综合设计型实验。3类实验难度依次递增，分别在组成原理实验箱和FPGA开发板上进行（见图2）。

1）基础验证型实验。

该类实验利用计算机组成原理教学实验箱完成，包括运算器实验、存储器实验、总线传输实验和微程序控制器实验，实验目的是让学生掌握实验系统单元模块的内部结构及相关集成电路芯片的基本逻辑，理解单元模块的工作原理及该模块在整机系统中的作用。通过基础验证型实验，学生加深了对理论课教学内容的理解。

2）设计应用型实验。

该类实验要求学生利用硬件描述语言VHDL进行功能部件的逻辑设计，在计算机上功能仿真通过后，再下载到可编程逻辑器件中进行物理测试。例如，在基于FPGA的运算器设计实验中，学生设计并实现一个16位运算器，实现基本的算术和逻辑运算，完成后下载到FPGA开发板上测试。学生对于这类实验课的积极l生很高，提出了一些独特的设计方案。

3）综合设计型实验。

在前面已完成的各功能部件逻辑设计的基础上，要求学生设计一个16位RISC架构的模型计算机，并在FPGA开发板上实现。该类实验帮助学生掌握微程序控制计算机的设计方法，加深了解微程序的特点，理解指令流和数据流的流动过程，建立起整机概念。微程序设计技术是计算机组成原理理论教学中的一个难点，核心内容是理解在微程序的控制下处理器如何完成基本数据的通路操作。内容涉及时序安排、微指令编码方式、微程序设计等许多概念，学生感觉难以理解。综合设计实验使学生从微观角度分析微程序执行的整个过程，并通过亲手解剖一个小小的“麻雀”来了解微程序控制单元的设计方法。

2.4.2实验教材

课程组教师在实验课程讲义的基础上，整理编写了《基于FPGA的硬件系统设计实验与实践教程》，该书已由清华大学出版社出版发行。该书基于可编程逻辑器件开发平台，配合“数字逻辑”、“计算机组成原理”和“计算机系统结构”等课程的实验内容，通过浮点运算电路、有限状态机、RISC模型机设计等实验用例的训练，使学生了解数据在计算机中的表示、传输、处理，以及控制信息是如何完成对计算机系统进行控制的，建立起计算机系统的整机概念。采用FPGA芯片实现硬件设计实验，具有开发速度快、方便、可靠等优点，并且基于SRAM工艺的FPGA芯片可以反复编程，几乎没有器件损耗，大大降低了实验室的维护成本。另一方面，基于FPGA的计算系统设计已经在无线通信、工业控制等诸多领域得到实际应用。在计算机专业硬件课程的实验教学环节中引入相关内容，对于提高学生实际动手能力和就业竞争力都有非常大的帮助。

第8篇：微机原理基础知识范文

研究型教学就是在课程教学中，教师以与教学内容相关的实际问题为载体，组织和指导学生在学习过程中有目的地、相对独立地进行探索研究，从而提高学生运用知识解决实际问题的能力，促进学生思维水平的发展，使学生从中感悟到科学研究的基本策略和方法，受到科学思想的熏陶，为培养学生的创新精神和创造性思维打好基础。在“研究型教学”中，教师的作用不是“教”，而是“导”，即启发、诱导、疏导。

“微型计算机原理”是电子、通信、计算机、自动化、测控技术、机械等专业的专业基础课。该课程对上述专业学生的专业能力教育、创新教育起着承上启下的作用。微型计算机是一门发展非常快速的科学，中央处理器的升级换代周期以月计。新理论、新技术、新成果、新机型层出不穷。这就注定了在“微型计算机原理”的课程教学中，必须贯彻研究型教学的理念，也就是将新的理论、新的技术以灵活多样的形式贯穿于课程教学之中。

“微型计算机原理”课程教学内容繁杂，硬件、软件并举，在课程教学中开展提出问题，推断、猜想和假设，归纳、分析与论证，评价、交流等研究型教学的模式，可以进一步提高“微型计算机原理”课的教学效果，本文将结合“微型计算机原理”课程教学实践，对在课程教学中如何贯彻研究型教学模式略述拙见。Www.133229.coM

一、研究微型机基本结构，建立整机观念

从20世纪80年代至今，“微型计算机原理”课程随着微型计算机的发展经历了8位机、16位机、32位机的更新换代。几乎是10年一次更新，几年后教科书的内容就已经过时了，实验设备就需升级或更换。然而，无论cpu的更新速度很快，微型计算机的组成结构基本上没有变化，这有利于在“微型计算机原理”课程教学中以整机结构为主线进行研究型教学，引导学生通过研究整机基本结构，建立整机概念，追踪微型计算机的发展，研究微型计算机的发展思想。

在课程教学的第一节课，将“微型计算机原理”课程的教学内容按微型机的cpu、存储器、i/o接口3大部分划分归位，使学生在课程学习的开端就认识微型机的整机结构，引导学生从整机结构角度学习、研究微型机的工作原理。

在课程教学中，强化微型机三大部分通过3总线连接的基本结构的教学，使初接触微型机工作原理的学生通过微型计算机的基本结构学习，纵观8位cpu、16位cpu、32位cpu、64位cpu的发展和更新，研究cpu的更新换代进化特点，更新进化目的及以后的发展趋势。

“研究型教学”突破原有课程教学的封闭状态，把学生置于一种动态、开放、主动、多元的学习环境中，为学生提供更多的获取知识的方式和渠道，培养学生创造思维的品质，进而推动他们去关注科学的发展、了解科学发展趋势，并积累一定的感性知识和实践经验。

二、以前序课程为基础，引导学生研究和解决微型机硬件问题

“模拟电路”、“数字电路”、“电子技术”是微型计算机原理课程的前序基础课，学生通过对这些课程的学习，已建立了有关电路的基本概念，掌握了应用电路的基本理论解决实际问题的技术。

“微型计算机原理”课程教学是以这些课程的基本理论为基础来讲述微机的硬件结构的。涉及到的是大规模集成电路的内部结构及外部特性，面对大规模的集成电路，学生认识到计算机硬件系统是高度复杂的电子线路，会感到难以理解和掌握，有看不见、摸不着的感觉。因此，在教学中，应强调微型计算机的3大组成部分，引导学生深入分析，从层次观点来认识计算机的硬件组成，把它归纳为数字逻辑层、微体系结构层和指令系统层，分析各层在实现计算机功能上的地位和作用，上面一层的实现是建立在下面一层的基础之上的，实现的功能更强大，更接近于解决问题的的思维方式和处理问题的具体过程。这样分层有利于简化处理问题的难度，便于将精力集中于最关心层面的问题上，也清晰地指出微机原理课程的定位。研究型教学的目的之一是让学生从分析问题的过程中学到科学的思维方法，在遇到具体问题时，能够有意识地应用这种方法去处理问题、解决问题。

在研究cpu的基本结构时，推断实现cpu基本功能的电路设计方案、设计思想，归纳、总结cpu升级换代的实现方法。利用研究型教学模式，将cpu升级换代过程中对繁杂和枯燥的型号、功能的教学，融入到基本功能实现电路的设计研究中。

在研究型教学中，问题的结论是未知的、非预定的，结论的获取也不是从书本上直接得到的，而是学生运用类似于科学研究的方式，以已掌握的科学知识和技术为基础，通过假设、设计和求证，最终解决问题，得出结论。这种探究实质是学生对科学研究的思维方式和研究方式的学习、运用，目的在于培养学生创新意识和实践能力。

三、引导学生探究指令系统，培养创造性思维

指令系统是微型计算机原理课程教学的重点教学内容之一，而指令系统的学习、掌握是比较枯燥的。不少学生在指令系统的学习过程中，往往难以进入状态，感觉指令很难记，不少初学者往往长时间徘徊在指令系统中而不得要领。

研究型教学模式的特点是引导学生探究教学内容，激发学习兴趣，使他们的自主学习。首先让学生认识到指令系统是计算机硬件和软件的桥梁，各种功能丰富的应用程序都是源自这些单一功能的指令，让学生体会到这是一个创造的过程，激发他们的学习兴趣。在指令系统的教学中，从寻址方式到指令的分类学习，引导学生以探究的方式去学习、研究。如在讨论了数据传送指令后，以某一条指令为例，讨论机器码的组成元素，引导学生探究不同型号的cpu指令系统的不兼容的原因。不能死记指令系统，以寻址方式为基点，按功能归纳不同类别指令，引导学生通过归纳、总结、记忆，区分非法、合法指令，掌握指令系统。

“研究型教学”把学生的整个学习过程看得比结果更为重要，让学生获得亲身体验。在这一过程中，关键是能否对所学知识有所选择、判断、解释、运用，从而有所发现、有所创造。通过诱导学生的探究过程来培养他们的创新精神、动手能力和解决实际问题的能力。

四、建立研究型教学的教学观念

传统的教学观，把学生当作盛知识的“容器”，目的是“教会学生”，在课程教学中表现为教师“讲科学”，学生“听科学”。在现代科学飞速发展的今天，这种教学方式已不再适应创造性人才的培养，只有开展“研究型教学”，形成“在研究中学习”的教学观。培养学生“学会学习”的能力、创新能力，使学生掌握科学研究问题的方法。在“研究型教学”中，教师要深刻认识、注重学生的能动性，充分发挥学生的主体性，激活他们的自信心，激发他们的兴趣，为他们展示自己的聪明才智创造机会，同时也要尊重、信任、赏识每一位学生，形成教学平等的教学观念。

“研究型教学”设计的是一种未知过程的想象和探索，它需要最大限度发挥教师的创造力，教师在教学中应从更高的层面和更广阔的视角出发，同时，根据“研究型教学”的内容和学生发展需要对教学内容及课程教学方式作出新的构思和处理，设计适合“研究型教学”的教学方案，根据方案进行具有特色的教学活动。在“研究型教学”中，教师适时创新开发一些教学设计，有助于培养学生的创新思维。

研究型教学要求教师从知识的传递者转型为学生学习的指导者、组织者、合作者，从仅仅关注课程教学内容本身的知识到同时关注课程与实践的联系、课程的前沿知识、课程与相关学科的联系，教师不仅要为学生传道、授业、解惑，而且要参与、组织、指导学生进行研究。

“研究型教学”强调以学生的自主性、探索性学习为基础，整个学习过程中注重让学生始终拥有高度的自主性，引导学生对学习过程进行自我设计和自我控制。教师在课程教学中融合、组织多方面或跨学科的知识内容，有利于学生对知识融会贯通和多角度、多层面地思考问题。

第9篇：微机原理基础知识范文

关键词： 《微机原理》 课程改革 教学方法

1.引言

随着微型计算机广泛应用于各行各业，《微机原理》已成为工科非计算机专业的一门必修课程。该课程不仅具有较强的抽象性和复杂性，而且具有极强的实践性，课程教学设计除确保基本理论、基本原理内容之外，还必须同现代计算机技术发展保持同步[1]。目前该课程面向我院的自动化、自动控制、电气工程及其自动化等专业开设，作为这样一门涉及硬软件技术且知识面宽、系统性强的课程，授课学时少（32学时），无疑增加了本门课程的教学难度。本文阐述了在《微机原理》课程教学改革过程中的探索。

2.有针对合理组织教学内容

本课程选用冯博琴编著的《微型计算机原理与接口技术》（第二版）作为教材，针对本课程教学学时少的特点，在教学内容的安排上精选最基本、最重要的部分作为教学内容，明确重点和难点[1]。以微机系统的组成原理、结构及相关的基本理论为重点，以整机概念的建立为核心，保证课程内容的基础性和系统性。微处理器工作原理部分以8088微处理器为核心，介绍处理器的内部结构、引脚功能、工作模式及时序，并重点介绍其编程结构及存储器组织，在此基础上对比8086微处理器的不同;对于8086指令系统、汇编语言程序设计部分的内容，教学中应从大处入手，要求学生重点掌握8086汇编源程序基本结构框架的搭建方法，不要过多纠结于汇编语言的各种语法细节，从而掌握8086汇编编程方法;而对于存储扩展、接口电路工作原理及设计部分的内容，则放在《微机原理》课程结束后紧随其后开设的64学时《单片机原理及系统设计》课程中介绍;为了增强课程的实践性，对于现代微机系统中涉及的总线技术、数据传输方法，以及高性能计算机的体系结构等知识进行补充介绍，以使教学内容不致落伍[2]。在解决少学时授课内容有限的问题的同时，使学生建立系统的概念。

3.教学方法与手段的更新

在教学手段上采用多媒体课件与板书相结合。多媒体教学作为使教学过程形象化的一个有效手段，可以减少教师写板书、画图的时间，从而提高教学效率，还能达到使讲解过程形象化、直观化的效果。例如在讲解微处理器的内部结构时，通过多媒体演示可使学生细致地观察和了解指令在微处理器中的执行流程，清楚地看到微处理器各部件在执行指令过程中的作用，有利于加深学生的感性认识。但单一的多媒体教学，会影响师生的互动效果，在某些更适合板书讲授的内容，例如汇编程序设计部分比较完整的程序设计举例，灵活地采用板书，通过教学互动，会收到更好的效果。

在教学方法上，（1）通过有意识地对课程内容及时进行科学的归纳总结，可以帮助学生理清关键知识点及其之间的联系[3]。例如寻址方式是指令系统学习中的一个重点，在学习时应联系8088的存储器组织，以便对各种寻址方式所对应的寻址范围有明晰的领会。在掌握了寻址方式的基础上，再学习指令系统就会容易许多，这时重点主要放在指令功能的介绍、使用时的注意要点等，在讲授中应注意相似类比、相异突出，使学生对以往枯燥的指令系统学习能有更好的掌握。（2）学习过程总是伴随着遗忘的过程，在专业知识的学习中更是如此，由于本门课程在大学三年级开设，专业课程门数多加之难度提高，学生普遍感觉吃力，在学习新知识时穿插复习旧知识是一种行之有效的教学方法，在恰当的时机通过提问或回忆本课程已讲过的相关重点内容的方式，会使学生加深记忆，知识得以融会贯通。此外，在讲课过程中，注意抓住重点难点精讲，通过例题讲解帮助学生理解知识点，再安排一定量的作业要求学生完成以巩固知识。（3）在整个课程教学过程中贯穿比较式、启发式教学。提出问题是活跃课堂氛围和激发学生学习好奇心的关键步骤，能够培养学生的探究能力，使学生带着问题学习。在讲解了单片机的系统扩展后，可启发学生8088系统若要完成硬件定时功能如何通过8253实现，通过鼓励自学、独立思考，激发学生的学习兴趣，最终达到使学生主动思考和探索的目的。（4）实践教学是理论教学的完善和补充，实践教学应充分融合理论教学的知识要点，更好地体现学科的综合性。通过基础实验，学生对微机的硬件将会有进一步了解，并对汇编语言编程有较好的掌握。对于实验过程中出现的问题，要及时启发学生分析是什么原因导致这种实验现象，在查错、改错的过程中充分调动学生的主动性，提高学生自主解决问题的能力。由于实验设备陈旧，故障率较高，作为一种补充手段，可以利用仿真软件进行一些综合实验的搭建设计。“兴趣是最好的老师”，在学习过程中，没有兴趣的学习只是灌注式学习，而在课堂教学及实践教学过程中，通过激发学生的学习兴趣，可以促进学生自学能力、独立思考能力的提高，让学生掌握学习新技术的方法和规律，并培养追踪新技术的能力，同时通过这门比较典型的课程使学生树立终身学习的观念，从而自觉调整知识结构，拓宽知识面，打下坚实的基础。

4.结语

通过在我院三个专业中进行少学时《微机原理》课程的教学改革，取得了显著的教学效果，学生学习积极性较高，自主学习能力也得到提高。如何让学生在课时压缩的情况下更好地理解本课程，并建立起系统和应用的思想，在课程教学内容、教学方法、实践教学中还有很多工作要做。

参考文献：

[1]冯博琴.微型计算机原理与接口技术[M].北京：清华大学出版社，2007.