《匯編語言技術(shù)》課程教學(xué)改革探討

趙燕萍 (呂梁學(xué)院計(jì)算機(jī)系, 山西 呂梁 033000)

《匯編語言技術(shù)》課程教學(xué)改革探討

趙燕萍 (呂梁學(xué)院計(jì)算機(jī)系, 山西 呂梁 033000)

《匯編語言技術(shù)》課程是計(jì)算機(jī)和通信等專業(yè)的基礎(chǔ)課程。針對(duì)該課程教學(xué)中的存在問題進(jìn)行分析，并結(jié)合教學(xué)實(shí)踐提出了相應(yīng)教學(xué)改革措施。

匯編語言技術(shù)；課程建設(shè)；教學(xué)改革

《匯編語言技術(shù)》是計(jì)算機(jī)、通信等電子技術(shù)類專業(yè)的基礎(chǔ)課程。由于該課程的概念多而抽象，瑣碎的語法規(guī)則難于記憶，因而學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)感到枯燥乏味，最終導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。如何提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，是當(dāng)前亟待解決的問題。為此，筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐提出了相應(yīng)教學(xué)改革措施。

1 當(dāng)前教學(xué)中存在的問題

1.1學(xué)生積極性不高

因?yàn)閰R編語言是面向機(jī)器的低級(jí)語言, 是機(jī)器語言的符號(hào)化,它的語句是易于機(jī)器理解，卻不宜于人的理解，需要學(xué)生具有更加扎實(shí)的計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)。由于該課程的概念多而抽象，瑣碎的語法規(guī)則難于記憶，因而學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)感到枯燥乏味。此外，8086/8088 匯編語言程序中程序結(jié)構(gòu)不明顯, 不宜于學(xué)生編程，執(zhí)行的結(jié)果也不能像高級(jí)語言編寫的程序一樣直觀，這使得學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)沒有很高的積極性。

1.2實(shí)踐環(huán)節(jié)的界面單一

面對(duì)高級(jí)語言可視化的迅猛發(fā)展，匯編語言的實(shí)踐環(huán)境就顯得格外單調(diào)。匯編語言的傳統(tǒng)實(shí)踐界面是在DOS 環(huán)境下，這種純指令環(huán)境對(duì)于已經(jīng)習(xí)慣點(diǎn)擊鼠標(biāo)的學(xué)生確實(shí)是一個(gè)很大的難題，這樣會(huì)讓他們產(chǎn)生一些畏難情緒，所以在實(shí)踐課上的積極性也會(huì)大減。由于只能用鍵盤輸入指令，在實(shí)踐課上還需要實(shí)時(shí)地教授、講解一些DOS 環(huán)境下的經(jīng)常用到的簡(jiǎn)單命令，這也就無形中加重了教師的工作量，使師生無法專注于匯編語言的學(xué)習(xí)。

1.3與高級(jí)語言的融合欠缺

由于學(xué)習(xí)匯編語言需要一定的計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)，所以一般高校里在開設(shè)這門課程之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了至少一門高級(jí)語言。但是，由于匯編語言和高級(jí)語言的語句意義、編程技巧和思路都有很大的區(qū)別，教師在講授課程時(shí)往往很少提及高級(jí)語言，這使得學(xué)生把匯編語言和高級(jí)語言的學(xué)習(xí)完全割裂開，這對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)該課程是不利的。

2 改革課程教學(xué)體系

2.1從實(shí)模式到保護(hù)模式編程結(jié)構(gòu)的改變

目前大部分高校的匯編語言教學(xué)仍然以16位8086 CPU指令系統(tǒng)、基本匯編語言知識(shí)和程序結(jié)構(gòu)作為基本教學(xué)內(nèi)容。16位機(jī)只有實(shí)模式，其匯編語言的編程結(jié)構(gòu)只涉及CPU、內(nèi)存和I/O子系統(tǒng)3部分，其內(nèi)容較為簡(jiǎn)潔。基于80x86的32位機(jī)的編程結(jié)構(gòu)有3種工作模式，即實(shí)模式、保護(hù)模式和虛擬8086模式，上述工作模式的編程結(jié)構(gòu)存在較大差異[1]。除系統(tǒng)初始化時(shí)刻外，機(jī)器已很少工作在實(shí)模式下。保護(hù)模式已成為當(dāng)前個(gè)人計(jì)算機(jī)的主要工作模式，普遍使用的個(gè)人操作系統(tǒng)Windows XP和Vista/7均工作在保護(hù)模式下。因此，在教學(xué)中應(yīng)首先講授實(shí)模式的編程結(jié)構(gòu)，再介紹保護(hù)模式的編程結(jié)構(gòu)，這樣學(xué)生感覺新穎，容易接受，從而提高學(xué)習(xí)興趣。

2.2引入保護(hù)模式下尋址方式內(nèi)容

熟練掌握尋址方式是靈活使用指令的基本功。16位機(jī)的尋址方式只有7種，其最大缺點(diǎn)是對(duì)32位機(jī)的支持性差，把尋址方式從16位機(jī)提升到32位機(jī)。這種提升主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：①增加尋址方式類型。即在原有7種尋址方式的基礎(chǔ)上增加了比例變址尋址方式、基址比例變址尋址方式和相對(duì)基址比例變址尋址方式，從而使32位機(jī)的尋址方式的類型達(dá)到了10種。②增加了數(shù)據(jù)寬度。即32位機(jī)可以使用10種尋址方式中的任何一種，可一次處理32位操作數(shù)。而16位機(jī)使用同樣的尋址方式處理32位數(shù)，必須將其分成2個(gè)16位數(shù)，增加了處理的次數(shù)。尋址方式的類型增多，說明指令的功能在增強(qiáng)，特別是32位機(jī)新增的帶比例因子的3種尋址方式對(duì)于內(nèi)存中32位的操作數(shù)和64位的操作數(shù)存取異常犀利，只需一個(gè)總線周期，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他的尋址方式。32位操作數(shù)及64位操作數(shù)都是目前主流計(jì)算機(jī)廣泛采用的操作數(shù)，處理這些操作數(shù)的指令幾乎全部使用32位機(jī)新增的3種帶比例因子的尋址方式[2]。

2.3擴(kuò)充保護(hù)模式下指令系統(tǒng)內(nèi)容

基于Intel 8086/8088 CPU的指令系統(tǒng)主要是數(shù)據(jù)傳送類、算術(shù)運(yùn)算類、邏輯運(yùn)算類、控制轉(zhuǎn)移類、串處理類、處理機(jī)處理類，32位機(jī)在此基礎(chǔ)上，對(duì)指令系統(tǒng)進(jìn)行了提升，增加了許多專為32位機(jī)及系統(tǒng)工作模式而設(shè)計(jì)的指令。同樣的操作，用32位機(jī)的專用指令去實(shí)現(xiàn)，借助于升級(jí)的編程結(jié)構(gòu)及尋址方式，其源代碼的數(shù)量、速度、占用的內(nèi)存資源都比16位機(jī)有質(zhì)的飛躍。

3 明確課程教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)

不應(yīng)從純軟件角度理解《匯編語言技術(shù)》的教學(xué)，這樣的教學(xué)也就沒有體現(xiàn)匯編語言面向處理器、直接控制硬件的特點(diǎn)。通過匯編語言理解計(jì)算機(jī)工作原理也就很難做到。這顯然曲解了《匯編語言技術(shù)》的實(shí)質(zhì)，是不可取的。匯編語言的主要優(yōu)點(diǎn)就是可以直接控制計(jì)算機(jī)硬件部件，可以編寫在“時(shí)間”和“空間”2方面最有效的程序。

不管是從理解計(jì)算機(jī)工作原理角度，還是從匯編語言程序設(shè)計(jì)角度，處理器指令都是重點(diǎn)與難點(diǎn)之一。應(yīng)該要求學(xué)生理解常用指令與偽指令的功能，但是這部分內(nèi)容往往又是最枯燥、耗時(shí)最多，學(xué)生難以熟練運(yùn)用的難點(diǎn)。所以在具體的教學(xué)改革中，如何能夠激發(fā)起學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，是值得深思熟慮。

以前所使用的大部分匯編語言教材都將DOS和ROM-BIOS系統(tǒng)功能調(diào)用編排到后面的章節(jié)中，但是學(xué)生在學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)與尋址方式中如果沒有系統(tǒng)功能調(diào)用的練習(xí)，例如輸入、輸出，就對(duì)指令的認(rèn)識(shí)更茫然。由于匯編程序本身沒有提供任何函數(shù)等功能，因而應(yīng)該將掌握系統(tǒng)功能調(diào)用作為一個(gè)基本教學(xué)要求，況且系統(tǒng)功能調(diào)用更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以用來編寫有顯示信息、有趣味性的程序。事實(shí)上，任何一個(gè)編程語言在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)中都要涉及調(diào)用操作系統(tǒng)資源的問題。

4 完善教學(xué)方法

由于學(xué)生生源水平下降，本科階段匯編語言的實(shí)際應(yīng)用有限，課時(shí)不夠充足，所以目前采取重點(diǎn)講解8088/8086基本指令系統(tǒng)，講重點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)，其他留給學(xué)生自學(xué)，留給學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)來掌握。教師主要起引導(dǎo)的作用，即圍繞程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)精講多練。在教學(xué)手段方面，可以根據(jù)課程特點(diǎn)，采用多種方法和多種媒體進(jìn)行教學(xué)。在課堂教學(xué)中,以PPT為講課提綱，配合指令系統(tǒng)的動(dòng)畫CAI,使課堂教學(xué)生動(dòng)形象。此外，要充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)在教學(xué)中的作用，建立相關(guān)的教學(xué)網(wǎng)站，為學(xué)生提供大量的學(xué)習(xí)資料，例如教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、電子教案、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、課后習(xí)題、作業(yè)解答、參考文獻(xiàn)等相關(guān)教學(xué)資源，從而為師生搭建一個(gè)良好的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。

5 加強(qiáng)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)

可以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分為2個(gè)層次。首先是基礎(chǔ)與驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，該類實(shí)驗(yàn)主要涉及課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘箤W(xué)生驗(yàn)證、理解、鞏固并掌握課內(nèi)所要求的基本教學(xué)內(nèi)容；其次是設(shè)計(jì)與開發(fā)型實(shí)驗(yàn)，該類實(shí)驗(yàn)以“任務(wù)”或“課題”形式提出實(shí)驗(yàn)要求和具體的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模髮W(xué)生通過有關(guān)課程或自學(xué)方式，掌握實(shí)驗(yàn)所涉及到的知識(shí)，通過綜合利用這些知識(shí)來設(shè)計(jì)、開發(fā)并最終完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該類實(shí)驗(yàn)旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)知識(shí)與技術(shù)的能力，培養(yǎng)學(xué)生帶著問題自主學(xué)習(xí)的能力。通過實(shí)驗(yàn)，能使學(xué)生容易理解和掌握所學(xué)書本知識(shí)，鍛煉和提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。《匯編語言技術(shù)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，它要求學(xué)生掌握源程序的編輯、匯編、連接和調(diào)試的開發(fā)過程。應(yīng)通過運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段壓縮課堂教學(xué)時(shí)間，同時(shí)加大上機(jī)實(shí)踐時(shí)間。教學(xué)過程中，應(yīng)該體現(xiàn)通過實(shí)際編程理解指令功能和程序設(shè)計(jì)方法，編程練習(xí)應(yīng)盡量選擇能夠正確執(zhí)行并具有一定輸出結(jié)果的源程序。由于學(xué)生不熟悉DOS操作系統(tǒng)，不習(xí)慣單調(diào)的命令行操作方式，調(diào)試程序成了實(shí)踐當(dāng)中的一個(gè)難點(diǎn)。實(shí)際上，調(diào)試程序的應(yīng)用可以進(jìn)入教學(xué)過程中，從開始學(xué)習(xí)尋址方式和指令系統(tǒng)時(shí)引入，學(xué)生通過調(diào)試程序的匯編A、反匯編U、寄存器R、內(nèi)存顯示D、單步執(zhí)行T等命令理解和掌握指令功能，同時(shí)在這些操作中自然就掌握了調(diào)試程序[3]。另外，調(diào)試程序還可以進(jìn)行可執(zhí)行程序的調(diào)試，這也是一個(gè)應(yīng)該引起足夠重視的方面。不應(yīng)只要求學(xué)生掌握源程序的開發(fā)，而忽略可執(zhí)行程序的調(diào)試過程。因?yàn)檫@個(gè)調(diào)試過程是檢查、排除錯(cuò)誤，尤其是運(yùn)行錯(cuò)誤的關(guān)鍵，同時(shí)也是掌握匯編語言、學(xué)習(xí)調(diào)試程序的過程。

6 結(jié) 語

針對(duì)《匯編語言技術(shù)》課程教學(xué)中的存在問題進(jìn)行分析，并結(jié)合教學(xué)實(shí)踐提出了相應(yīng)教學(xué)改革措施。教學(xué)實(shí)踐表明，采取上述措施后，能夠使學(xué)生系統(tǒng)而全面地掌握匯編語言的編程方法，可以培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和良好的實(shí)際應(yīng)用能力，因而受到學(xué)生的歡迎。

[1]沈美明，溫冬嬋. IBM PC 匯編語言程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

[2]張海燕.“匯編語言程序設(shè)計(jì)”課程教學(xué)方法的探討[J].計(jì)算機(jī)教育，2011(7):25-27.

[3]劉輝.編語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索[J].計(jì)算機(jī)教育，2008(4):33-34.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.02.051

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A

1673-1409(2012)02-N148-03

2011-11-29

趙燕萍(1977-)，女， 2000年大學(xué)畢業(yè)，講師，現(xiàn)主要從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面的教學(xué)與研究工作。