微機原理課程存儲器擴展教學(xué)的改進

唐偉強

摘? ?要：為了提高課堂教學(xué)效果，本文對微機原理課程中存儲器擴展的教學(xué)進行改進。針對該部分內(nèi)容教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的不足，提出了以追本溯源為出發(fā)點，由淺入深的教學(xué)改進方法。實踐表明，改進之后的方法能極大地提升學(xué)生對問題的理解，教學(xué)效果顯著提高。

關(guān)鍵詞：微機原理? 存儲器擴展? 教學(xué)改進

中圖分類號：G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）11（c）-0191-02

微機原理課程是一門理論聯(lián)系實際的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，它涉及電、機、磁、光等多方面的知識，為設(shè)計微型計算機控制系統(tǒng)打基礎(chǔ)，同時也為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。具體而言，通過該門課的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握微型計算機的工作原理、中斷系統(tǒng)、存儲器和I/O端口結(jié)構(gòu)，能夠設(shè)計基本的接口電路及編寫有關(guān)程序等。

我院開設(shè)的微機原理課程主要面向信息類專業(yè)，主要有自動化、電氣工程及其自動化、電子科學(xué)與技術(shù)、計算機科學(xué)與技術(shù)、通信工程、軟件工程等專業(yè)。另外，對與非電專業(yè)，如機械，流體等專業(yè)，該課程的內(nèi)容和學(xué)時會進行適當(dāng)調(diào)整，以適應(yīng)專業(yè)的需求。存儲器擴展是課程的一個重要內(nèi)容，這是因為8086/8088 CPU內(nèi)部沒有存儲器，所以基于這類CPU的控制系統(tǒng)，必須構(gòu)建一個存儲器系統(tǒng)，以存放用戶的指令代碼和數(shù)據(jù)。由于該部分內(nèi)容具有承上啟下的作用，對課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。因此，對其進行教學(xué)改進，這對提高學(xué)生對問題的理解，改善教學(xué)效果具有重要的意義。

1? 存儲器擴展教學(xué)的現(xiàn)狀及問題

課程教材采用王忠民主編，西安電子科技大學(xué)出版的《微型計算機原理》（第二版）。這是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，編寫的內(nèi)容和難度非常適合我校學(xué)生使用。教材主要為微機基礎(chǔ)知識介紹、80×86微處理器、指令系統(tǒng)與編程、半導(dǎo)體存儲器、輸入/輸出與中斷，接口電路等。其中，半導(dǎo)體存儲器內(nèi)容安排在第6章，授課有隨機讀寫存儲器、只讀存儲器和存儲器擴展三部分。總的來說，內(nèi)容安排是較合理，采用的是循序漸進的方式。由于該部分內(nèi)容對第3章的微處理器和后續(xù)的接口芯片電路有著承上啟下的作用，掌握好它對學(xué)習(xí)該課程十分關(guān)鍵。但是從實際的教學(xué)看，不少學(xué)生感覺學(xué)習(xí)難度大，內(nèi)容理解有待提高。究其原因，主要是直接用第6章的內(nèi)容來進行存儲器擴展是不夠的，應(yīng)該回顧或簡要增加存儲器結(jié)構(gòu)知識，把問題的根源講清楚。此外，在應(yīng)用舉例時，對于片選信號的產(chǎn)生，用邏輯電路居多，忽視了采用譯碼器情形，這與后續(xù)講授接口電路聯(lián)系不夠。因此，對該部分內(nèi)容的教學(xué)，需要進一步改進，以提高課堂的教學(xué)效果。

2? 基于追本溯源的存儲器擴展教學(xué)改進

針對微機原理課程存儲器擴展教學(xué)中存在的問題，以提高教學(xué)質(zhì)量為目的，探索教學(xué)改革與創(chuàng)新。以下針對不同的CPU系統(tǒng)存儲器擴展問題，分別進行討論。

2.1 基于8088 CPU的存儲器結(jié)構(gòu)

在此情形下，1M的存儲空間為單一存儲體，其地址線直接與CPU的20根地址線A0～A19連接，數(shù)據(jù)線與CPU的8根數(shù)據(jù)線D0～D7連接，此時的片選信號由控制信號經(jīng)譯碼器產(chǎn)生。由于是單一存儲體，加之?dāng)?shù)據(jù)線寬度為8位，因此，存儲體與CPU連接相對簡單，如圖1所示。

2.2 基于8088 CPU 的存儲器擴展

基于上一節(jié)介紹的存儲器結(jié)構(gòu)，某一存儲器擴展如圖2所示。圖中對隨機讀寫存儲器進行擴展，采用的基本芯片是Intel 的6264，其容量是8K字節(jié)。在這里，片內(nèi)地址線是A0～A12，直接與CPU的低13位地址線相連，片間地址線A13～A19連到譯碼器產(chǎn)生片選信號，其中A13～A15作為譯碼輸入，譯碼輸出為Y0與Y1。

2.3 基于8086 CPU的存儲器結(jié)構(gòu)

與8088 CPU系統(tǒng)相比，這時的存儲器結(jié)構(gòu)為兩個庫，如圖3所示，每個庫的容量為512K字節(jié)。這里特別要注意的是，片內(nèi)地址線從A1開始，而不是A0。對于高位庫來說，BHE作為片選信號，而A0作為低位庫的片選信號。由于8086 CPU是16位機，這時高8位數(shù)據(jù)線D8～D15連到高位庫，而地8位數(shù)據(jù)線D0～D7連到低位庫。由于工程實際中，存儲器容量通常小于512K，因此片選信號產(chǎn)生還得聯(lián)合譯碼器共同產(chǎn)生，具體見圖3。

2.4 基于8086 CPU的存儲器擴展

這里進行只讀存儲器擴展，基本芯片是Intel的2732，容量是4K字節(jié)。與8088 CPU系統(tǒng)區(qū)別最大的是，片選信號由A0和BHE分別與譯碼器的輸出進行邏輯或操作之后產(chǎn)生。

3? 結(jié)語

針對微機原理課程中存儲器擴展教學(xué)存在的問題，從其根源入手，介紹了基于8088 CPU和8086 CPU存儲器擴展教學(xué)改進方法。所提出的改進方法，經(jīng)多次教學(xué)證明，該法能抓住問題的根本，從源頭上把問題講清楚，從源頭上給學(xué)生答疑解惑，使得學(xué)生能很好理解該部分內(nèi)容，因此，課堂教學(xué)效果好。

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