導語：如何才能寫好一篇計算機接口技術及應用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞:接口技術;課程改革;硬件教學

“接口技術”是計算機應用專業的一門專業任選課。在學習“接口技術”課程時,需要有較多的硬件基礎知識,在芯片級上理解微機的工作原理,還要較為熟練地掌握匯編語言對硬件的編程使用方法,這樣才能夠很好地學習和掌握接口芯片的工作原理,并理解接口技術在計算機中的實際應用狀況。[1]

計算機應用專業的學生通常學習的重心會傾向于編程語言、軟件設計等課程,對偏向硬件的“接口技術”課程,學生要想真正地學習和掌握好是有相當難度的。在很多時候,他們完成該課程的學習只是為了應付考試拿到學分,對于接口技術的應用,甚至是接口技術的基本概念都是模糊不清的。

1現狀分析

筆者根據多年的教學經驗分析,導致計算機應用專業“接口技術”課程教學效果不良的原因大致可以歸為以下幾個。

1.1課程本身枯燥難學

“接口技術”屬于偏硬件類課程,綜合了應用微機原理、匯編語言、接口技術及數字電路等知識,涉及到中斷、定時計數,串/并行通信、模-數/數-模轉換等芯片的結構和原理,覆蓋的知識面較廣,對計算機系統的軟硬件結合技術要求較高[2]。對大多數計算機應用專業的同學而言,這門課程的內容抽象、枯燥乏味、不易學習,從而容易導致學生的學習興趣下降,主動性差等問題。

1.2硬件基礎及匯編語言的基礎較差

“接口技術”對學生的硬件基礎要求較高,要完全理解計算機的基本工作原理以及計算機各部件的基本結構和聯系。該課程中若要進入實用階段,則必須使用匯編語言來進行編程,而匯編語言是一種面向硬件的低級程序設計語言,沒有相當的硬件基礎也很難學習和掌握。

計算機應用專業的學生在大學四年中主要學習的課程都是偏向于軟件設計的,對于微機的硬件工作原理方面內容存在著一定的偏見,相應接觸也較少,理解起來更為困難,且大多數學生很難順利地使用匯編語言完成一定的代碼編寫任務,這樣一來匯編語言的基礎也是影響學生學習這門課程的一個關鍵。

1.3學生認識上的忽視

在計算機應用專業的教學計劃上,“接口技術”課程是學生在大四上學期的一門專業任選課。目前的課程教學中,講解的側重點在常見接口芯片的原理與結構,以及一些普通的應用。這些內容看似與計算機應用專業的培養目標聯系不夠緊密,再加上課程中零

作者簡介:毋琳(1978-),女,河南焦作人,講師,碩士,研究方向為人工智能;秦勉(1980-),女,河南開封人,助教,研究方向為通信信號處理;呂超(1978-),男,山東萊蕪人,工程師,研究方向為網絡工程。

碎的知識點較多,學生為了應付考試只是簡單地死記硬背相關知識,而忽視了對知識的理解,從而嚴重影響教學效果。

處于這個時期的學生,大多數都在為考研、找工作等將來的去向和前途問題忙得團團轉,對專業課的學習自然有些分心。該課程具有的難度,對熱衷于軟件編程的計算機應用專業學生來說,無論教師在課堂上如何強調課程的重要性,很自然地就會形成“只為了拿學分,以后也無用”的錯誤觀念。有了這樣的內因主導,學生學習起來也就理所當然地不太用心,應付了事。

1.4實驗項目設置及設備的問題

“接口技術”是一門實踐性和應用性都很強的課程,許多知識只有通過實踐教學環節才能真正的理解。在教學計劃中,除了理論教學外,還要安排適當的實驗教學,以強化教學效果。

接口技術實驗中,目前采用的是Intel 8088系列的16位箱式實驗系統。該系統提供了多種接口芯片的驗證性實驗,其ROM中固化有與每個實驗對應的匯編實驗程序,軟件系統中還配備有詳細的實驗原理、實驗步驟等指導性內容。學生在完成這些實驗時,直接按照指導說明,連接各種線路,調用固化程序運行,觀察結果寫出實驗報告即可。[3]

以上的實驗方法固然可以使學生很容易地驗證理論課上所學的知識,但由于學生在實驗過程中仍然是一個按部就班的被動者,需要他們自己動手設計的內容是少之又少,這樣的實驗課缺乏最重要的自主創新環節,也就失去了實驗課程真正的意義。面對所有學生同樣內容的實驗報告也會使教師難以了解學生掌握應用知識的狀況。

2改革設想

“接口技術”雖然是一門偏向硬件設計的課程,但它作為“匯編語言”、“計算機組成原理”課程的后繼專業課程,也是學生有效提高專業技能和動手創造能力的一門重要課程。因此,要真正提高課程的教學質量,就必須在教學指導思想、教學實驗內容和實驗組織方法等方面進行一系列改革,主要可以考慮從以下幾個方面著手。

2.1從思想上扭轉錯誤認識

“接口技術”課程教學效果不佳的主要問題在于學生思想認識上的錯誤,如果改變了這個內因,就有可能通過其他改革手段來改善教學。

長久以來,國內計算機應用專業的教學模式都是以“重軟件、輕硬件”為指導思想的,這導致很多學生在完成學業之后仍然不清楚計算機主機箱內部的硬件有哪些,到了工作單位有和硬件相關的工作和研究更是插不上手,即使是在新硬件的基礎上進行軟件的研發也會有很大的困難,從而也阻礙了學生的就業前景和發展。因此,必須扭轉學生不重視硬件的錯誤思想,要為學生樹立計算機整機的硬件思想,并在此基礎上來學習軟件的開發和設計,才能真正使軟件開發能力成為其以后學習工作的堅實基礎。

要做到上面說的這一點,就需要在“接口技術”課程的教學過程中,以強調基礎,注重實際能力為主要關注點,靈活地組織教學,以“是什么,有什么作用,如何工作,如何設計,發展現狀以及發展前景”為主線來引導學生學習,鼓勵學生自主地思考,并勇于創新。[4]

2.2改善教學方式

適當的教學模式始終都是推動教學質量的重要手段,特別是在像“接口技術”這樣的課程中,需要充分的教學互動來激發學生的學習興趣和熱情,更需要合理地設置各個教學環節。

在“接口技術”課程中,學生所面臨的第一個問題就是不了解接口到底是什么,接口技術到底是做什么的。這是一個很基本的問題,但在實際教學中經常有學生直到學期末也搞不清楚這個概念。究其根本,該課程是在學生完成諸多軟件類課程之后開設的,學生面對突然轉變的課程類型會有相當的陌生感,不知如何學習和理解。這就需要在第一節課中,利用形象生動的例子讓學生建立直觀的印象,從而使學生自己探索著理解其中的基本概念。

除了要使學生對接口技術留下深刻的第一印象,教師還應幫助學生將這種狀態持續到整個學期中。根據“接口技術”課程的特點,運用多媒體教學,設計生動、形象的教學課件是必不可少的環節。教學課件不能僅僅是板書的代替,而要以基本概念的展示為主線,強化重點內容的講解,輔以Flash等動畫表示,使有限的課堂時間得以充分地利用。當然,在教學環節中應充分考慮學生的理解力,在適當的地方還應配合上即興的板書來靈活講述。

學習離不開復習,但學生往往會因為各種原因忽略了復習。為了強化教學效果,可以在課堂中抽出很少的時間共同復習。在每次課開始前先簡單復習本次課需要用到的知識,結束時簡單總結本次課的內容。在完成一個章節或一個部分的學習后,用1～2道典型的例題將前續知識融會貫通。這樣的授課模式可以使學生強制性地進行復習,得到事半功倍的學習效果。

2.3改革實驗課程的內容

至于實驗環節,教師要根據教學的進展狀況,設計出不同于實驗系統ROM中固化實驗的新實驗內容,將“接口技術”課程的實驗由淺到深、由簡單到復雜逐步過渡。例如,在設計8255A芯片實驗時,可以將模擬交通燈控制系統作為一個簡單的驗證型實驗,在該實驗的基礎上,添加已學過的定時計數器8253芯片的配合,實現硬件定時的交通燈控制系統。若學生可完成,還可以繼續添加數碼顯示的功能,采用倒計時顯示等待時間,更加接近實際使用中的情況。或者,還可以使該實驗與中斷控制器8259A配合,實現中斷方式的隨機交通燈控制系統。

在實驗教學環節中,建立開放性的實驗環境也是一個很好的加強學生動手能力的形式。在教學時間開放、教學內容開放、實驗元器件開放的環境下,學生可以結合課程學習及自己的專業特點、時間安排、興趣愛好提出實驗題目、設計實驗方案或實驗構想,并

可在一個較寬松的實驗環境和可靈活選擇的時間范圍內完成。這種類型的實驗方式有利于培養學生主動學習的能力和創造意識,教師應予以積極地配合,并盡力創造條件引導和支持。

2.4改革課程的考核方式

高校課程的考核方式可能會在很大程度上影響學生的學習方向。由于更加注重理論考核的課程,學生更傾向于把時間花在課本理論知識的記憶和理解中,相應的動手時間就會大大減少。因此,只有改革“接口技術”課程的考核方式,才能夠使學生的學習精力轉向對理論知識的應用上。具體的考核方式可以分為學習態度、理論知識、動手能力等不同的方面,并可以適當加大動手能力環節的分值比例,可通過檢查實驗結果和提交實驗報告來評定成績。

3結語

“接口技術”課程作為計算機應用專業的“非核心”課程,常被學生忽視其在以后工作中的重要性。筆者在實際的教學工作中,根據教學任務和學習的客觀規律,從學生知識基礎、心理特點和接受能力出發,通過教與學的相互作用,已部分實踐以上的改革設想,引導學生積極思考、大膽實踐,得到了較好的教學效果。

參考文獻:

[1] 劉樂善. 微型計算機接口技術及應用[M]. 南京:華東科技大學出版社,2000.

[2] 周明德. 微機原理與接口技術[M]. 北京:人民郵電出版社,2002.

[3] 陳友宣. 微機接口技術實驗課程教學改革探討[J]. 現代企業教育,2007(3):7-8.

[4] 姜建山. 微機接口技術課程教學改革研究[J]. 重慶交通大學學報:社會科學版,2007,7(B08):107-108.

Teaching Reform of Interface Technology Courses for Computer Application

WU Lin1 , QIN Mian1 , LV Chao2

(1. Department of Computer and Information Engineering, Henan University, Kaifeng 475004, China;

2. Henan Cable TV Network Group Co, Ltd., Kaifeng Branch, Kaifeng 475000, China)

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關鍵詞 計算機軟件 數據接口 應用

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A

1計算機軟件及其數據接口

計算機軟件是指計算機系統中的程序、數據及其文檔。在今天這個信息時代中，計算機軟件已經廣泛的應用在不同的領域中，并發揮著非常重要的作用。目前，計算機軟件主要分為系統軟件和應用軟件兩種。系統軟件就是各類操作系統，例如windows、硬件驅動程序、補丁程序等等。應用軟件是針對需求所開發的軟件，如管理軟件、文字處理軟件等等。

計算機軟件數據接口是軟件開發商直接向用戶或向第三方開發商提供的一系列規定的標準規范。簡單來說就是，實現數據交流的方式。它具有良好的靈活性、擴展性以及容錯性等，為有效的、快速的、合理的進行軟件數據交流創造條件。

2計算機軟件數據接口的設計原則

2.1滿足客戶需求

計算機軟件構建的最終目的是服務于客戶，滿足客戶的需求。相應的計算機軟件數據接口的設計同樣是從滿足客戶需求的角度出發進行設計的。因而在進行計算機軟件數據接口設計時首先要遵守的原則是滿足客戶需求。

2.2面向對象設計

這里所表述的面向對象是軟件接口設計時，軟件數據接口所能夠為客戶提供的服務或功能。因此，在進行計算機軟件數據接口設計時遵守面向對象設計的原則是非常必要的。因為只有遵守此原則進行計算機軟件數據接口設計，才能夠保證計算機軟件數據接口能夠合理的、有效的應用。

2.3保證數據接口的可拓展性

在電子產品日新月異的當下，設計計算機軟件數據接口不能僅僅滿足客戶需求，而是要拓展數據接口的功能，促使其具有良好的應用性，能夠靈活的應用。因此，在進行計算機軟件數據接口設計時需要遵守數據接口可拓展性原則。

3計算機軟件數據接口的應用

在電子產業興盛的今天，很多開發商致力于計算機軟件開發，謀求經濟效益。 由于不同的開發商所開發的計算機軟件不同，相應的軟件數據結構也不同，這使得不同軟件能夠聯合應用，需要通過數據接口將不同的計算軟件數據結構有效的連接，才能夠將不同的軟件聯合在一起應用。數據接口作為計算機軟件之間連接的紐帶，合理而有效的應用是非常必要的。

3.1文件交換模式

文件交換模式是實現數據交換的重要組成部分。在應用計算機軟件數據接口時一定要選擇最佳的、最適合的文件交換模式，才能夠保證數據交換快速的、完整的進行。目前，文件交換模式主要有ini文件和txt文件兩種交換模式，其中ini文件屬于windows系統的一種自行配置文件，能夠自動的進行信息配置，應用此交換模式進行數據交換是非常有效的。txt文件也屬于windows系統的一種文件，但其開發是比較復雜的，是特殊文件。它具有良好的靈活性和自由性，將其應用到數據交換中，有利于提高數據傳輸速度。

3.2應用程序接口函數模式

在應用計算機軟件數據接口時制定應用程序接口函數模式是為了將客戶或第三方廠商需要介入的數設置在數據接口中，以便數據接口能夠嚴格按照客戶或第三方廠商的需求進行服務。但是，需要注意的一點是應用程序接口函數模式所設定的客戶或第三方廠商需求數據是要絕對保密的，只有這樣，才能夠保證應用程序接口函數模式的應用效果，更加深入的服務于客戶或第三方廠商。

3.3中間數據庫模式

中間數據庫是具有一定公用性的，軟件開發商與客戶或第三方廠商在遵守相應規則的情況下，可以合理的應用中間數據庫中的數據。而要想合理、有效的實施中間數據庫，在計算機軟件數據接口中規范的應用中間數據庫模式是非常關鍵的。由于中間數據庫具有多種格式，在設置中間數據庫模式時一定要結合客戶和軟件開發商的實際需求，選擇最佳的數據庫格式，才能保證中間數據庫模式能夠靈活的服務于客戶、第三方廠商以及軟件開發商。

4結語

在蓬勃發展的今天，計算機軟件已經廣泛的應用于各個領域中，并發揮著重要的作用。這使得我國社會中出現各種不同應用性能的計算機軟件。一些客戶或廠商為了使計算機軟件能夠滿足自己的需求，會將多種計算機軟件結合在一起應用。此種情況下，計算機軟件數據接口發揮重要作用，能夠有效的將不同的計算機軟件連接，實現合理的應用。因此，保證計算機軟件能夠合理的、有效的、規范的、標準的應用是非常必要的。

參考文獻

[1] 張寧.淺談計算機軟件中數據接口的應用與設計[J].中國科技投資，2012（24）.

[2] 姜旭平，姚愛群.Windows下的應用程序動態數據交換過程[A].管理科學與系統科學進展――全國青年管理科學與系統科學論文集（第4卷）[C] ，2003.

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關鍵詞：計算機軟件 數據結構 設計原則

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）01-0003-01

信息化的不斷深入，電腦在人們工作生活的各個角落已經非常常見，在許多領域的應用都極大地便利了人們的工作生活，智能服務是基于計算機軟件的安裝才能夠實現的，各類軟件的制造商在為了達到其應用功能的同時，也對軟件的使用環境做出了設定，面對類目繁多的應用軟件，客戶面臨的使用的困難。軟件數據接口的出現，可以有效的解決軟件安裝使用的復雜性，能有效的提高用戶使用高效率，增加的軟件的可使用性。

一、計算機軟件數據接口的使用現狀

現階段，基于MIS系統環境已有多個系統建立了軟件數據接口。實現數據運行的方式為建立一個與管理員權限一致的用戶，利用用戶建立表單以及數據儲存過程的數據庫對象，后采用代碼等形式對數據庫對象又開發人員進行編寫。此方式為當前最常用的數據接口建立方式，但在這種方式的運行過程中，也存在一定的問題，在多用戶進行結構化查詢語言的時候，常會采用直接使用繞開應用程序的方式，這就為惡意攻擊者留存了空間，攻擊者僅利用前臺程序即可對數據進行查看、調用，可以很便利的對引用對象進行分析，對于數據庫的安全留下了一定的隱患。在開發者對數據庫的維護中，因每次維護都需要對數據庫對象進行詳細的信息描述，包括主機名、用戶名等許多詳細信息，一旦出現描述錯誤，就會導致數據庫異常、無法使用，開發者對數據庫維護的復雜繁瑣，會導致數據庫升級、維護困難，用戶體驗差，維護成本高等弊病。

二、計算機軟件數據接口的設計原則

1.面向對象原則

由于計算機軟件的復雜性，因此在數據接口的設計過程中，將軟件的各類情況劃分的越細致，設計方案越詳細，在設計的過程中各程序模塊間耦合性的降低功能效果也越好。所以在計算機軟件數據接口的設計中要堅持面向對象原則，堅持面向對象，制定數據接口的詳細設計方案，這就要求設計開發人員要對設計對象進行詳細、透徹的了解，進行了詳細的設計之后，可以大幅度降低程序的開發成本以及開發難度，提升程序開發效率。

2.可拓展原則

現階段信息技術發展十分迅猛，隨著用戶對軟件使用的不斷深入，軟件更新換代也在不斷發生，軟件的不斷升級對數據接口的適用性也提出了更高的要求。因此數據接口的設計要堅持可拓展原則，能夠滿足第三方軟件的不斷升級的需求，并且能做到最大化的降低接口對軟件運營商的影響。堅持可拓展原則，保障了在用戶要求不斷提高，軟件不斷更新的情況下數據接口的可持續應用。

3.高健壯性、高容錯性原則

高健壯性原則是指在出現用戶輸入規則以外的口令時，計算機所具備的額外處理能力。當用戶下達指令后，系統要具備快速處理指令的能力，并對用戶輸入的錯誤指令進行處理，這就要求計算機軟件數據接口的設計中要遵循高容錯性原則，增強計算機對錯誤指令的處理能力，避免因用戶輸入錯誤質量而造成程序錯誤而導致的數據庫損壞。

三、計算機軟件數據接口的應用

1.函數模式

計算機軟件數據接口應用中函數模式是比較常見的一種，是指在軟件出廠前其開發者會對軟件進行一系列的函數定義，以完成第三方及軟件使用用戶的接入操作，在函數定義之后對軟件進行封裝。函數模式的軟件數據接口具有高保密性的特點，對第三方及用戶的權限都是不開放的；其還具有可以根據軟件開發商、用戶的要求規格進行定制的優勢，可以更加便捷的實現數據交互。函數模式目前在計算機軟件數據接口中的應用是最廣泛的一種。

2.文件交換模式

文件交互模式是用戶、軟件開發者、第三方開發商通過相關數據結構文件實現數據交互的模式。首先是由軟件開發者利用數據結構文件制定數據的結構，得到數據的結構后使用用戶、第三方開發商會根據數據構建文件，軟件對所構建的文件M行掃描，掃描完成后根據系統規則文件回到用戶處，再由用戶及第三方開發商對文件進行讀取，通過這個過程來實現數據的交互。

3.中間數據庫模式

中間數據庫模式是在經過開發者的一定授權后，軟件開發商及軟件用戶可以獨立對開放的公用數據通路進行訪問，在此模式下，用戶也可以對數據庫的格式進行訪問，例如：Oracle、Sybase等數據庫，用戶擁有了數據庫的訪問權限后，可以更加靈活的對相關數據進行操作。中間數據庫的優勢即由此體現，在開發中可以更加方便、便捷，但與此同時數據庫的操作便捷導致了數據庫自身配置的復雜性，會導致數據庫在使用過程中有較高要求的操作，使用困難，從而限制了中間數據庫的使用范圍。

結論

在高中計算機知識的學習中，通過不斷的學習和實踐，我和我的老師、同學們通過不斷的探索，對軟件數據接口的設計和應用得到了一些經驗，通過本文進行了探討。計算機技術不斷發展，計算機軟件在計算機的日常應用中占有著不可忽視的重要地位，隨著各類軟件的不斷出現、發展，鑒于各類運行環境和軟件自身的復雜性，為用戶能夠更好的體驗使用過程，計算機的軟件數據接口的使用也變得越來重要，因此如何將軟件數據接口的設計、開發、應用過程不斷完善也被越來越多的人們所重視，高性能的軟件數據接口也必然會促進用戶的使用便利行，促進計算機應用的不斷發展。

參考文獻

[1]劉兵.計算機軟件數據接口的應用分析[J].計算機光盤軟件與應用，2012（1）：55-56.

[2]伍曉嵐.淺談企業ERP系統與既有的其他業務系統的數據接口設計[J]. 信息與電腦（理論版），2012（2）：50-51.

[3]毛華揚，毛川.會計核算軟件數據接口標準適應性探討[J].中國管理信息化，2010（1）：30-31.

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【關鍵詞】微型計算機接口技術發展輸入輸出

世界上第一臺可以有程序控制的計算機稱為電子數字積分器與計算器，它是美國賓夕法尼亞大學為了彈道設計的需要于1946年研制出來的。而從20世紀80年代以來，微型計算機的類型已經很多，體積越來越小，功能越來越強。

微型計算機與大、中、小型計算機相比，微型計算機最大的區別就在于其中央處理器是集中在一小塊硅片上的，而大、中、小型計算機的CPU是有相當多的電路組成的。微型計算機除了有作為MPU的中央處理器外，還有大規模集成電路制成的主存儲器和輸入輸出接口電路，這三者之間是采用總線結構聯系起來的。因此，對連接外部設備的輸入輸出接口電路做以簡單了解是很有必要的。

一、接口技術的簡介和分類

接口技術即就是采用硬件與軟件相結合的方法，研究CPU與外設之間如何實現高效、可靠的信息交換的一門技術。微型計算機輸入輸出接口是CPU與外部設備之間交換信息的連接電路，它們通過總線與CPU相連，簡稱I/O接口。

隨著科技的進步和實際的需要，I/O接口也多樣化，其基本類型有三類。第一類是總線接口，作用于緩沖、鎖存、隔離和驅動；第二類是人機交互接口，是微型計算機與操作人員之間相互傳遞信息的窗口；第三類是監測與控制接口，主要用于自動化與自動化儀器。

二、輸入/輸出接口的交換信號

計算機I/O接口電路與外部設備交換的信號，一般可分為以下4種：（1）數字量：以二進制表示的數據（已經過編碼的二進制形式的數據），以及以ASCII碼表示的數或字符。最小單位：“位”bit，8為稱為一個字節（BYTE）。（2）模擬量：用模擬電壓或模擬電流幅值大小表示的物理量。模擬信號不能直接進入計算機，必須經過A/D（模擬/數字）轉換器，把模擬量轉換成某種形式的數字量，才能進入計算機。當外部設備需要模擬量控制時，I/O接口電路 D/A（數字/模擬）轉換器又能把數字量轉換成模擬量信號。（3）開關量：只有兩種狀態，即“開”或“閉”。例如電機的啟與停，開關的開與關。這樣，只要用一位二進制數表示，如：可用0，1表示。（4）脈沖量：在計算機控制系統中還經常用到計數脈沖、定時脈沖或控制脈沖。脈沖信號是以脈沖形式表示的一種信號。

三、輸入/輸出接口的位置

I/O接口是連接外設和主機的一個“橋梁”。I/O接口的外設側、主機側各有一個接口。主機側的接口稱為內部接口，外設側的接口稱為外部接口，內部接口通過系統總線與內存和CPU相連，而外部接口則通過各種接口電纜（如串行電纜、并行電纜、網線或SCSI電纜等）與外設相連。I/O接口與系統和外設的連接：I/O接口通過數據線、地址線和控制線與系統相連；I/O接口通過數據線、控制線與外設相連。

四、輸入輸出的控制方式

（1）程序控制方式。這是指在程序控制下進行信息傳送。可細分為：無條件傳送和條件傳送兩種。（2）中斷控制方式。一般用來傳送低俗外部設備與CPU之間的信息交換。（3）DMA控制方式。直接存儲器存取控制方式是一種成塊傳送數據的方式。（4）輸入/輸出處理機控制方式。這種方式適用于大量輸入/輸出設備的微型系統，此時需要CPU工作在最大工作模式。

在微型計算機系統中，可采用的輸入/輸出控制方式一般就是以上四種。

隨著系統升級和科技的發展，在微型計算機系統中，輸入/輸出接口技術也逐漸多樣化。I/O接口的分類和受系統控制的方式各不相同，在實際應用中要根據具體問題，具體分析。使微型計算機與外部設備交換信息更加便捷和快速。在了解接口技術在微型計算機中的重要性后，也希望微型計算機隨著輸入/輸出接口技術的快速進步而發展，在更多方面的應用中發揮其最大的作用。

參考文獻

[1]劉偉.微型計算機原理與應用探析.科技與生活. 2012，（1）

[2]鄭學堅，周斌.微型計算機原理及應用（第三版）.清華大學出版社. 2011，11

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但是由于該課程的特殊性，在傳統的教育教學過程中存在不同專業對該課程的要求不同，教學目標定位與實際教學過程存在差異，教學難點與重點處理，8086芯片在實際使用中的局限性等諸多問題。面對這些問題，對該課程的教學改革探討就顯得尤為重要。尤其是定位為應用型本科院校，對該課程的思考可能更加緊迫。

 

《微機接口技術》是工程學科教學的一門非常重要的專業基礎課程，在學生的知識體系構建過程中承擔了計算機底層工作原理與應用的知識體系支撐，為學生在將來的工作過程中利用微型計算機或者單片機解決相關領域的應用問題奠定了基礎[1]。但是由于該課程的特殊性，在傳統的教學過程中也存在一些需要深入思考的問題。

 

一、微機接口技術的現狀分析

 

由于《微機接口技術》課程的教學內容通常是講述Intel公司的8086芯片及外圍接口技術，教學重點隨著教學目標和教學對象的不同而存在差異，比如：通常本科院校與高職高專校學生都會學習該課程，但是由于學生知識的結構性差異，講授內容的基本相同的情況下，學生對該課程中解決問題的方法和系統構建的思路掌握程度相差較大。再比如，某些重點高校學生與應用型本科院校學生同樣會安排改課程的學習，盡管一些院校課程名稱是《微機原理》，但是教學內容基本一致。

 

通過作者調研發現，這兩類院校相同專業學生安排課時數基本相同，但是由于學生的培養目標不同，學生基礎差異性決定了學習該課程之后，對知識的掌握程度差別較大。因此，該課程在教學過程中存在較多的問題[2]。尤其是在聆聽了國防科技大學鄒逢興教授關于該課程的理解后，認為該課程的教學需要改進和思考的地方較多。

 

1.計算機基礎教學的定位。計算機基礎教學通常情況下是指為計算機專業或者非計算機專業學生提供計算機基礎知識的教學。具體情況因專業不用而設置課程有別，這里主要是強調非計算機專業的計算機基礎教學工作。

 

一般來說，非計算機專業的計算基礎教學從大學一年級的《大學計算機信息技術基礎》開始，學習計算機基本知識。并且通過學習一種計算機編程語言，掌握計算機程序設計的基本思路和方法，為學生將來在實際工作中的應用打下基礎。通常情形下，在大學三年級開設《微機接口技術》或者《微機原理》課程，使學生對計算機的理解深入到芯片級的底層。

 

2.非計算機專業學生對該課程的要求。通常情況下，對非計算機專業的學生來說，該課程的目標是通過8086底層芯片的和外圍接口技術的原理學習，理解微型計算機在搭建控制系統時的思路和方法。由于不同的專業，對計算機技術的基礎程度不同，比如非計算機專業的近電專業通常情況下會學習較扎實的電工學知識或者類似的課程，而某些學科專業則相關課程的學習相對較少，因此這兩個不同專業的同學在學習《微機接口技術》這門課程的時候，接收知識的速度和思維方式的轉變過程差異較大，學生對待該課程的要求和出發點也不會相同，這樣就要求教師在教學前需要詳細的分析學生的實際情況和不同專業的學科特點與該課程之間的聯系。

 

3.學以致用。學習的目的一方面是為了提高學習者自身的素質和能力，另一方面從工程角度出發則是為了實際工作中的應用。目前就該課程的開設情況，各高校也不盡相同，就是同一所高校，不同的專業所開設的內容也存在區別，比如：某些高校的非計算機專業開設《微機接口技術》課程，主要講解Intel公司的8086和8088系列CPU及外圍芯片。但是在實際的工程應用背景下，8086已經很難買到，取而代之的則是大量使用的單片機，于是基于實際的使用需求，一些高校的非計算機專業已經開始開設《單片機原理與應用》課程，代替原先的《微機接口技術》，使學生從一開始就從實際使用角度出發，解決問題。但是這類學校的學生在學習了《單片機原理與應用》后又會面臨其他問題，如：在計算機三級偏硬的考試中，涉及到單片機的內容較少，而大量的是8086的相關內容。再如：一些學校的研究生入學考試會考《微機接口技術》，但是開設《單片機原理與應用》課程學校的學生必須要自學該課程，這就帶來了很多問題，由于《微機接口技術》實踐性很強，因此，自學的效果可想而知。

 

另外一些學校的解決方法是：在大三第一學期開設《微機接口技術》，大三第二學期開設《單片機原理》，但是在課時數非常緊張的情況下，對相似的體系結構重復上課無疑會帶來巨大的浪費。

 

正如國防科技大學的鄒逢興教授所言，無論是開設《微機接口技術》還是《單片機原理》，他們的體系結構是類似的，解決問題的方法也是類似的，思路是相同的，只學習其中一門課程即可。對于類似體系結構教學內容的選擇，無論是從實際的工程應用角度出發，還是從理解底層系統的搭建方法出發，或者是從實際問題出發，只要授人以漁，應該說都可以達到教學目標。

 

4.該課程的實踐性特點。《微機接口技術》課程的教學內容是講解芯片的使用方法，講解底層系統的建立方法。因此具有很強的實踐性，從學習的角度，理解了書本上面的內容還需要在實際的動手過程中消化知識，只有這樣才能變為學生自己的知識能力[3]。

 

由于該課程的實踐性特點決定了在課程的實踐環節中，教師應該予以足夠的重視，通過設計多種試驗方法，盡量減少驗證性試驗，增加設計性試驗和綜合性試驗，通過在試驗中反復遇到問題—思考問題—查找資料—解決問題這個過程，學生最終才能夠深入理解這部分內容。這里也可以借鑒的做法還有教師先做一些預先有錯誤的試驗，讓學生通過實際動手來找出錯誤，并且最終解決問題，提高動手能力和分析問題解決問題的能力[4]。

 

5.課程的重點與難點。該課程的難點較多，但是重點與難點重合度隨著不同的專業要求有差異。在課時數相對有限的前提下，重要的是解決重點問題，解決思路和方法問題，理解結構和使用方法問題，對于較復雜的原理性知識點，比如分頁存儲等學生不容易理解的難點，可以適當的引導，或者點到即可，不必花費太多寶貴的時間。但是某些既是重點又是難點的方面，最好能夠利用多種方法進行講解，甚至可以在實驗室通過學生自己動手理解知識點[5]。

 

6.該課程的考核方式。該課程的考核不同的學校也不相同，通過調研發現，相對較好的方法是：試題中課后習題占15%左右，實驗占15%，其余試題約占70%左右，平時成績由于考核的標準不同，差異較大，因此平時成績反應在課后習題的試題上面。

 

二、教學改革的再思考

 

1.培養定位思考。從學生進入不同的院校開始接受高等教育階段開始，不同的培養目標決定了培養過程的和培養結果。因此立足于自身的教學要求，按照培養目標開設和改革相應的課程已經勢在必行。落實到《微機接口技術》課程中，一定要從學生的培養定位出發，只有這樣才能有的放矢。

 

2.學生學習習慣思考。不同專業的學生由于受到專業相關知識的引導，對問題的思考方式不會完全相同，甚至相同專業的不同學生也有不同的學習習慣。想講好這門課程，需要從學生的思維方式開始，了解教學對象的思考方法，才能事半功倍。

 

3.教學內容與實際應用的思考。教學過程中往往存在著教學內容與實際應用過程存在差異的問題，這主要是因為教學過程突出基本原理和基本方法的講授，而實際工程中往往是多種復雜情況的組合。但是無論是基本原理還是實際工程應用，問題的分析方法是一致的，這就要求教師在講解過程中，突出的是解決問題的思路，解決問題的步驟，遇到問題后的分析思路和解決方法。一般來說，如果教師能夠具有相關的工程背景，就會大大增強課堂上的說服力，教給學生更多的解決問題的技巧，往往這樣的教師深受學生的愛戴。

 

4.課程定位再討論。該課程與其他技能性課程類似，在許多地方性本科院校面臨轉型的機遇中，需要對服務于學生能力與知識構成起到支撐作用的教學內容，教學體系和課程定位做出相應的變革。目前眾多高校在探索高職加本科對接過程。其中面臨了諸多需要解決的難題，類似于《微機接口技術》類的技能性課程的定位與教學方法、教學定位的改革也迫在眉睫。

篇6

關鍵詞：單片機；課程；教學改革

《單片機原理與接口技術》課程涉及的知識點多，對技能要求全面，使得學習者備感困難。同時，由于高職學生的知識接受能力弱，傳統教學方式必然造成學生聽不懂，跟不上，進而厭學。面對以上問題，本文試圖就高職特色的《單片機原理與接口技術》課程教學改革作一探索。

《單片機原理與接口技術》課程的特點

單片微型計算機因其具有集成度高、運算速度快、體積小、運行可靠、價格低等特點而在過程控制、數據采集、機電一體化產品、家用電器、智能化儀表和網絡技術中得到大量使用。國內高校、中專、高級技工學校都相繼在計算機工程、軟件工程、工業自動控制、機械電子工程、精密儀器、電工電力電子、電子工程等專業開設了《單片機原理與接口技術》課程。越來越多的企業也把掌握單片機技術作為招聘技術人員的標準之一。

高職院校中，由于學制限制，學時少，不少院校和專業將《單片機原理與接口技術》課程也作為對非計算機專業學生進行現代計算機技術的第二次認識和啟蒙教育，因此該課程顯得更為重要。學生一般都要進行計算機應用基礎的學習，完成對計算機的初步認識和基本操作的學習。如果學生缺乏相關的硬件訓練，將對計算機應用的理解和學習造成障礙。《單片機原理與接口技術》課程集成了計算機組成原理、微機原理、匯編語言等課程的相關內容，并且包含單片機技術本身的知識體系。單片機“麻雀雖小，五臟俱全”。為了弄清單片機的一個概念，往往要牽扯到更多的新概念。因此在學習單片機原理與接口技術的過程中，很多學生感到困惑和吃力。

根據學生特點和課程特點，教學中應注意的幾個問題

《單片機原理與接口技術》教學中必須強化基礎、注重應用，進行模塊化教學。同時要把握好教學與培訓、理論與實踐兩個方面的關系。教學與培訓是有區分的：教學是強調系統的基礎知識，培養學生進一步學習的能力；培訓則是對有一定基礎的學生進行短期強化訓練，盡快上手，進入角色。教學必須由易到難，符合認知規律。教學內容既要有一定的先進性又必須相對穩定。單片機基礎知識相對穩定，而接口芯片的發展則可以用日新月異來形容。單片機作為一門技術，《單片機原理與接口技術》課程必然是以實驗為主的課程。

教學中應先給學生一個總體的知識框架和學習脈絡，讓學生在任何時候對基本知識的把握都是清晰和完整的。學習單片機是一個漸進的過程，往往學習一遍難以完全掌握，而且這門技術也在不斷發展，因此要培養學生的自學能力。教學中要講清、講透單片機硬件結構。根據教學要求和學生實際，對接口技術及接口芯片的講解和使用可簡可繁、可多可少。有條件的情況下，相關專業應開設專門的《單片機原理與接口技術》實踐技能培訓課程。一般專業也要充實實驗教學，開足基礎實驗，作為理論教學的有力補充，以加深學生對基礎知識的理解和基本技能的訓練。

探索有高職特色的《單片機原理與接口技術》課程教學方法

“教、學、做合一”教學法在單片機課教學中，要充分發揮教與學的積極性，努力走“實踐―理論―再實踐”之路。強調在做中教，在做中學。通過理論教學以及實驗和實訓的有機配合完成教學目標。

3P教學法3P的概念是指原理（Principle）、實踐（Practice）和產品（Product）的三者合一，是“教、學、做合一”的具體應用，將理論學習、實踐應用、產品制作有機地結合為一體，以理論教學為基礎，以實踐訓練為重點，以掌握知識和技能、制作產品為教學目標，較好地體現“學用一致，知能并舉”的教育思想。在單片機教學中，這種教學法是非常值得提倡，并取得顯著成效的一種方法。

案例教學法教師可在上課前讓學生預習教師準備的實例材料，形成一定的看法，做好實例討論的課前準備；在課堂中，針對實例出現的問題，教師組織全班討論，由學生找出解決的方法，做出辨析；最后教師作簡短的點評或補充性、提高性的總結。

上好每一堂課，注重教學設計

要提倡學生參與教學。這就要求教師在備課時不僅準備專業技術內容，更要研究教法，即如何利用“項目”、“實例”、“問題”等手段來激發學生的興趣，提高學生參與程度，這也是課程設計的重要內容。教學設計有以下幾種方法：（1）根據課程教學內容劃分教學單元，按照一體化原則進行設計。（2）確定每個單元課程目標，包括知識目標和能力目標。（3）選定每個單元課程單項實訓項目，以實例貫徹單元教學之中。（4）確定演示、實驗、實訓、實習等內容。（5）引入案例，問題驅動，操作演示，展開知識，討論問題，總結提高。（6）板書演示，示范操作。（7）自查課程目標、層次、進度、信息量等。

參考文獻：

[1]張華.課程與教學論[M].上海：上海教育出版社，2001．

[2]門振華.職業技術教育概論[M].重慶：重慶大學出版社，1988．

篇7

摘要：本文針對我國高校本科計算機專業建設的現狀，分析了CC2005中關于計算機硬件與結構方面知識需求與知識空間的構架，提出基于CC2005的計算機學科“硬件與結構”方向課程群的概念，并對該課程群的核心課程與選修課程提出組織與改革方法。

關鍵詞：CC2005；硬件與結構；課程群

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1引 言

目前，隨著網絡化和信息化的發展，計算機軟件領域的課程，尤其是網絡和網絡應用類課程，越來越得到各個高校的重視，國內很多高校的計算機專業逐漸轉變為“軟件工程”和“計算機科學”方向，過分強調軟件與應用，而缺乏計算機體系結構、計算機組成與結構等硬件方向的培養。但是，從就業市場反饋的信息看，計算機軟件人才已經供大于求，而熟悉硬件開發應用或軟硬件結合的人才則供不應求。市場的需求驅使我們深思，如何構建符合市場需求、有一定市場競爭優勢的計算機人才培養模式。在CC2001和CC2005計算機本科教學參考計劃的啟迪下，在目前我校開展的教學內容課程體系改革實踐中，結合2005年在武漢大學召開的“全國計算機學院院長和系主任會議”和華中科技大學召開的“計算機硬件與實驗教學研討會”以及2006年1月在哈爾濱工業大學召開的“首屆全國計算機教育論壇”會議的有關精神，我們嘗試性地提出了基于CC2005的計算機專業“平臺＋模塊”課程教學體系，并進行了課程群改革與建設，本文僅探討該課程教學體系中“硬件與結構”課程群。

2課程群的組織

根據CC2005和CC2001的體系結構，計算機硬件與結構方向知識點包括的核心內容包括：數字邏輯、數據在機器中的表示、匯編級機器組織、存儲組織與結構、人機交互、機器功能結構、多處理機技術等，而高性能系統、網絡與分布式系統結構是選修內容。這些知識在CC2005中定義為：

AR1. Digital logic and digital systems [core]

AR2. Machine level representation of data [core]

AR3. Assembly level machine organization [core]

AR4. Memory system organization and architecture [core]

AR5. Interfacing and communication [core]

AR6. Functional organization [core]

AR7. Multiprocessing and alternative architectures [core]

AR8. Performance enhancements [elective]

AR9. Architecture for networks and distributed systems [elective]

在目前國內的普通高校本科“計算機科學與技術”專業中，上述這些“計算機硬件與結構”方向的核心和普通知識點一般體現在以下幾門課程中：“數字邏輯(數字電子技術)”、“計算機組成原理”、“微機原理”、“微機接口技術”、“匯編語言”、“計算機系統結構”。在實際教學過程中，各門課程相互之間內容銜接較多，重復之處也比較多，各個學校一般是按照自己的教學大綱和計劃對各門課程的內容進行劃定，往往缺乏系統性和科學性。這些課程中普遍存在的一個問題是學生學習沒有興趣，教師上課缺乏激情的情況。很多高校在學生對教師的評價中，講授此類課程的教師往往得分比較低。究其原因，是現有的課程和教材內容陳舊，遠遠落后于現代計算機硬件技術的發展；課程組織缺乏系統性，某些知識點在多門課程中反復出現；而某些知識點缺乏前導，造成斷層。

對此，我們提出了以專業需求為基礎的“平臺＋模塊”人才培養模式，以CC2005的五個知識層次中的核心內容構建學科平臺，以不同的專業需求方向構建專業模塊。下面重點討論CC2005構架下的計算機學科“硬件與結構”課程群。此課程群包括：計算機組成原理、硬件知識和系統結構方面的課程，核心課程為“計算機組成原理與結構”、 “匯編語言與微機接口技術”，選修課程為“計算機系統結構”、“單片計算機應用技術”、“分布式系統結構”、“嵌入式系統”、“VLSI設計”等課程。從“平臺＋模塊”整體培養模式考慮，將“數字邏輯(數字電子技術)”歸入“數字技術與模擬技術”課程群。

2.1核心課程

在新的“硬件與結構”課程群中，根據CC2005精神，將“微機原理”、“匯編語言”、“微機接口技術”、“計算機組成原理”四門課程系統地整合為“計算機組成原理與結構”、“匯編語言與微機接口技術”兩門課程作為課程群內核心課程。新舊課程體系的邏輯關系如圖1所示。

圖1 新舊課程設置對應關系

“計算機組成原理與結構”課程重點介紹單處理器計算機的組成原理與結構體系，包括數據在機器中的表示、總線系統、設備接口、存儲器組織與結構、指令系統、中央處理器(含運算器與控制器)、流水與并行處理等內容。其中重點是數據在機器中的表示、總線系統、存儲器組織與結構、中央處理器等內容。

“匯編語言與微機接口技術”將匯編語言程序設計和微機接口技術融為一體。根據CC2005精神，本課程中先介紹微型計算機原理、匯編語言，在此基礎上講授匯編程序設計技術、微機接口技術(包括典型接口如并行、串行、定時、DMA、中斷、A/D及D/A)以及新型的USB和IEEE1394接口技術。

2.2選修課程

根據CC2005精神，“硬件與結構”課程群還應該包括“計算機系統結構”、“單片計算機應用技術”、“網絡與分布式系統”、“嵌入式系統”、“VLSI設計”等選修課程，整個課程群概貌如圖2所示。在本課程群建設中，首先對于各門選修課程的內容與組織進行系統地規劃，注意先導和后續，同時避免重復和脫節現象。在課程的教學中，采用靈活的教學方法和教學形式，包括小組討論、專題報告、大作業、專業論文等形式，注重學生學習的主體作用，重點培養學生的創新性與自主學習能力。

2.3一體化的實驗與課程設計改革

在“硬件與結構”課程群建設中，強調的是“實踐教學”的重要性。在本課程群建設中，不是以單一的課程為單位設計實驗，而是按照整個課程群來設計一體化的實驗環境與實驗內容，將匯編語言方向、微機接口方向、組成原理方向的實驗有機地結合在一起，創建良好的實驗環境，靈活運用實驗室、開放式實驗室、實習基地等多種手段，盡量多地為學生創造條件，同時通過實驗課程、開放實驗、大作業、課程設計、競賽等多種手段和形式培養學生的研究能力與團隊精神。

圖2 “計算機硬件與結構”課程群概貌

3進一步的思考

課程群設置與專業培養計劃的關系

課程群在構造和設置的時候，需要與整個專業人才培養計劃相適應，構建基于CC2005“平臺＋模塊”的教學模式為課程群的教學改革奠定了基礎，在新的課程群設置中，以學科方向和模塊為核心，凝聚課程群的設置，同時將其與專業培養計劃相適應。在設置課程群的時候，打破“系、專業”的限制，使不同專業的教師根據學科課程方向凝聚一起。

不同課程群之間的銜接關系

在“計算機硬件與結構”課程群建設的過程中，另外一個重要的問題是各個課程群之間的銜接關系。正是因為課程群的設置和建設關系到整個專業的培養計劃，“計算機硬件與結構”的課程群在設置的時候，將計算機硬件方向另外一個專業基礎課程“數字邏輯”(或“數字電子技術”)劃入另外一個課程群“模擬與數字電子技術課程群”。因此不同的課程群在建設的時候，也需要注意課程群與課程群之間的銜接關系，考慮整個學科系統的有序、協調發展。

課程群內核心課程與選修課程之間的關系

“計算機硬件與結構”課程群在建設的時候，還必須注意內部核心課程“計算機組成原理與結構”、“匯編語言與微機接口技術”與其他選修課程群之間的內容銜接和側重點，既要保證核心課程的課時與內容，也同時需要根據學科方向的發展，及時開設反映最新技術成果的選修課程，這樣才可以培養符合社會需求的人才。

課程群內容的更新

如何根據計算機學科發展以及信息科技發展情況，及時、動態地調整課程群內核心課程、選修課程的設置，甚至每一門課程具體內容的設置，將是課程群建設的一個重要內容。

參考文獻

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關鍵詞:機電一體化;接口技術;人機接口;機電接口

機電一體化系統可分為機械和微電子系統兩大部分,各部分連接須具備一定條件,這個聯系條件通常稱為接口。各分系統又由各要素(子系統)組成。本文以機電一體化控制系統(微電子系統)為例,將接口分為人機與機電接口兩大類。

一、機電接口

由于機械系統與微電子系統在性質上有很大差別,兩者間的聯系須通過機電接口進行調整、匹配、緩沖,因此機電接口起著非常重要的作用:

(1)行電平轉換和功率放大。一般微機的I/O芯片都是TTL電平,而控制設備則不一定,因此必須進行電平轉換;另外,在大負載時還需要進行功率放大;

(2)抗干擾隔離。為防止干擾信號的串入,可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機系統和控制設備在電器上加以隔離;

(3)進行A/D或D/A轉換。當被控對象的檢測和控制信號為模擬量時,必須在微機系統和被控對象之間設置A/D和D/A轉換電路,以保證微機所處理的數字量與被控的模擬量之間的匹配。

1、模擬信號輸入接口。在機電一體化系統中,反映被控對象運行狀態信號是傳感器或變送器的輸出信號,通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號(如位置檢測用的差動變壓器、溫度檢測用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉速檢測用的測速發電機等)計算機要對被控對象進行控制,必須獲得反映系統運行的狀態信號,而計算機只能接受數字信號,要達到獲取信息的目的,就應將模擬電信號轉換為數字信號的接口——模擬信號輸入接口。

2、模擬信號輸出接口。在機電一體化系統中,控制生產過程執行器的信號通常是模擬電壓或電流信號,如交流電動機變頻調速、直流電動機調速器、滑差電動機調速器等。而計算機只能輸出數字信號,并通過運算產生控制信號,達到控制生產過程的目的,應有將數字信號轉換成模擬電信號的接口——模擬信號輸出接口。任務是把計算機輸出的數字信號轉換為模擬電壓或電流信號,以便驅動相應的執行器,達到控制對象的目的。模擬信號輸出接口一般由控制接口、數字模擬信號轉換器、多路模擬開關和功率放大器幾部分構成。

3、開關信號通道接口。機電一體化系統的控制系統中,需要經常處理一類最基本的輸入/輸出信號,即數字量(開關量)信號包括:開關的閉合與斷開;指示燈的亮與滅;繼電器或接觸器的吸合與釋放;電動機的啟動與停止;閥門的打開與關閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現的。在機電一體化控制系統中,對應二進制數碼的每一位都可以代表生產過程中的一個狀態,此狀態作為控制依據。

(1)輸入通道接口。開關信號輸入通道接口的任務是將來自控制過程的開關信號、邏輯電平信號以及一些系統設置開關信號傳送給計算機。這些信號實質是一種電平各異的數字信號,所以開關信號輸入通道又稱為數字輸入通道(DI)。由于開關信號只有兩種邏輯狀態“ON”和“OFF”或數字信號“1”和“0”,但是其電平一般與計算機的數字電平不相同,與計算機連接的接口只需考慮邏輯電平的變換以及過程噪聲隔離等設計問題,它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉換電路和地址譯碼電路等組成。

(2)輸出通道接口。開關信號輸出通道的作用是將計算機通過邏輯運算處理后的開關信號傳遞給開關執行器(如繼電器或報警指示器)。它實質是邏輯數字的輸出通道,又稱為數字輸出通道(DO)。DO通道接口設計主要考慮的是內部與外部公共地隔離和驅動開關執行器的功率。開關量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅動器和輸出口地址譯碼電路等組成。

二、人機接口

人機接口是操作者與機電系統(主要是控制微機)之間進行信息交換的接口。按照信息的傳遞方向,可以分為輸入與輸出接口兩大類。機電系統通過輸出接口向操作者顯示系統的各種狀態、運行參數及結果等信息;另一方面,操作者通過輸入接口向機電系統輸入各種控制命令,干預系統的運行狀態,以實現所要求的功能。

1、輸入接口。

(1)撥盤輸入接口。撥盤是機電一體化系統中常見的一種輸入設備,若系統需要輸入少量的參數,如修正系數、控制目標等,采用撥盤較為方便,這種方式具有保持性。撥盤的種類很多,作為人機接口使用最方便的是十進制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤。BCD碼撥盤可直接與控制微機的并行口或擴展口相連,以BCD碼形式輸入信息。

(2)鍵盤輸入接口。鍵盤是一組按鍵集合,向計算機提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤有:

1)編碼鍵盤,自動提供被按鍵的編碼(如ASCII碼或二進制碼);

2)非編碼鍵盤,僅僅簡單地提供按鍵的通或斷(“0”或“1”電位),而按鍵的掃描和識別,則由設計的鍵盤程序來實現。前者使用方便,但結構復雜,成本高;后者電路簡單,便于設計。

2、輸出接口。在機電一體化系統中,發光二極管顯示器(LED)是典型的輸出設備,由于LED顯示器結構簡單、體積小、可靠性高、壽命長、價格便宜,因此使用廣泛。常用的LED顯示器有7段發光二極管和點陣式LED顯示器。7段LED顯示器原理很簡單,是同名管腳上所加電平高低來控制發光二極管是否點亮而顯示不同字形的。點陣式LED顯示器一般用來顯示復雜符號、字母及表格等,在大屏幕顯示及智能化儀器中有廣泛應用。

結語:

接口技術是研究機電一體化系統中的接口問題,使系統中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢,使系統各部分有機地結合在一起,形成完整的系統。接口技術是在機電一體化技術的基礎上發展起來的,隨著機電一體化技術的發展而變得越來越重要;同時接口技術的研究也必然促進機電一體化的發展。從某種意義上講,機電一體化系統的設計,就是根據功能要求選擇了各部分后所進行的接口設計。接口的好與壞直接影響到機電一體化系統的控制性能,以及系統運行的穩定性和可靠性,因此接口技術是機電一體化系統的關鍵環節。

參考文獻:

篇9

關鍵詞：實驗教學改革；教學模式；考核模式；創新能力

中圖分類號：G640文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)22-755-02

Training the Overall Quality of Students in Computer Hardware Experimental Teaching

CHEN Nian, FANG Kang-nian, SHEN Zuo-min

(Department of Mathematics and Computer Science, Chizhou College, Chizhou 247000, China)

Abstract: Laboratory teaching is an important link to computer teaching. In this paper, the author analysis the hardware experiment teaching present situation and some malpractices, taking "Microcomputer Principle and Interface Technology" curriculum as an example. The article puts forward some methods to train student's operate ability and innovation ability and enhance comprehensive quality in the computer hardware experiment teaching.

Key words: Experiment Educational Reform; Educational Model; Inspection Pattern; Innovation Ability

1 計算機專業硬件課程實驗教學現狀

計算機專業硬件課程都是以實驗為基礎的課程，以《微機原理與接口技術》為例，課程中的很多的知識點學生需要通過實驗途徑來產生直觀印象，強化理解；更為重要的是學生動手能力、創新能力的培養，良好的實驗習慣的養成都需要在實驗室中通過不斷的建立實驗線路、編程、調試等一系列的過程來完成。但是通過調查，在很多高校計算機硬件課程實驗教學環節當中還存在諸多的問題，導致學生對實驗的理解不透徹，學習興趣不高，缺乏主動性和創新欲望，對學生的綜合素質的培養非常不利。

1.1 實驗能力的培養沒有放在突出的位置

傳統的教學方法仍然是注重知識的傳授，實驗課僅僅作為理論課的附屬環節存在。以《微機原理與接口技術》課程為例，由于知識點較多，教學過程中對處理器，內存儲器，中斷控制器，各種類型的接口芯片等知識點往往會投入絕大多數的教學課時講解他們的結構、屬性、工作原理、工作方法等，而對相關實驗內容講述的不夠多，不夠透徹，致使學生實驗過程中只能按照實驗指導書上給定的實驗步驟，實驗數據去實驗，測試，而不能真正理解實驗的意圖，起不到很好的實驗效果。學生在學習完這門課程之后，只是掌握了微機硬件與接口的一些基礎知識，而不具備運用這些知識通過實驗來實現一個實際的功能的能力[1]。

1.2 與實際應用脫節，學生實驗積極性沒有充分調動

學生是實驗教學的主體，只有能夠積極主動的參與到實驗教學活動中來，才能啟到很好的教學效果。在不少高校，實驗項目的設置僅僅是為了驗證課堂教學中的知識點。譬如對《微機原理與接口技術》中并行接口芯片的實驗，往往是將8255A中的A端口和B端口選擇其中一個作為輸入端口將他的引腳通過信號線連接到手動開關上，另外一個作為輸出端口與一組指示燈相連接[2]，簡單的幾行匯編語言控制語句就可以實現開關端輸入，指示燈端輸出的實驗目的。這是對并行接口知識的一個簡單驗證，這種直觀教學對加深學生對相關知識的掌握是非常必要的，但如果僅僅停留在這個層次上，學生的實踐能力和創新精神就不可能得到增強，要調動學生學習的積極性、主動性，首先要讓這門課程的實驗更加緊密的與生活實際運用相結合，與更好的服務學生今后的就業相結合。例如，在實驗教學時，可以引導學生自己動手設計一個8255和中斷控制器8259組合的一個模擬生產控制的實驗項目，既可以調動學生實驗的興趣，又能從中學到更多的知識。

1.3 考核形式陳舊，不利于學生創新思維的培養

大多數高校仍然采用傳統的學生成績考核模式，對學生的學習效果采用以閉卷考試為主的評價方式。對于《微機原理與接口技術》這門課程，在進行學生成績評定時，基本上是以期末筆試成績占總評成績的70%，而實驗課成績，包括實驗報告等則作為平時成績占總評成績的30%。這種成績評價方式，只能引導學生花更多的時間去記住課本上諸多的知識點，去進行更多的習題練習，以獲得更高的課程分數，而忽略了學習這些知識的最終目的是為了應用他們去解決實際問題。傳統的學生成績考核模式，限制了學生花更多的時間和精力自主設計實驗項目，阻礙了學生創新思維的培養。

2 計算機專業硬件課程實驗教學改革

諸如《微機原理與接口技術》一類的計算機硬件課程的實驗教學改革應該以提高學生的實際動手能力、激發學生的創新意識為目標，從提高實驗課在教學環節中的地位，優化實驗項目設置等方面進行探索。

2.1 結合課程特點，尋求實驗課改革突破

計算機專業硬件課程基本上具有理論與實踐結合緊密的特點，以《微機原理與接口技術》為例，課程教學不但要使學生掌握硬件與各類接口的原理，工作模式，工作方法等，更要讓學生學會如何針對現實應用設計接口電路，并能夠通過程序控制。課程具有概念抽象，不能給學生以直觀、感性的認識的特點，實驗課恰好可以很好的彌補這一不足，實驗過程和實驗結果都可以幫助學生加深對理論知識點的理解。例如對中斷控制器8259的相關內容，學生通過理論課的學習，掌握了IRR，IMR，ISR等寄存器的作用和工作方法和8259的工作過程，但這種掌握僅限于對知識點的識記，如果通過鍵盤按鍵產生中斷，中斷結果通過在實驗儀器LCD屏上顯示這樣一個簡單的實驗，學生就會對8259芯片有直觀的認識，教學的效果會更好[3]。每門課程都具有區別于其他課程的特點，教師首先要掌握這些特點，才能在教學過程中結合這些特點靈活的運用實驗手段，使課程的教學效果更佳。

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【論文摘要】 《微機原理與接口技術》是高職高專計算機及相關專業必修的一門專業基礎課，同時也是一門實踐性和應用性很強的課程。本文針對該課程在教學過程中存在的一些問題，根據筆者多年的教學實踐提出了一些改進的方法和建議，以期提高該門課程的教學效果。

《微機原理與接口技術》是高職高專計算機及相關專業必修的一門專業基礎課，同時也是一門實踐性和應用性很強的課程。經過理論和實驗兩方面的教學，使學生掌握微型計算機的基本工作原理，匯編語言程序設計的基本方法，微機系統與輸入輸出設備的典型接口電路和接口技術，并能綜合運用軟、硬件技術分析實際問題。《微機原理與接口技術》這門課程的學習涉及到很多先行課程，比如《模擬電子技術》、《數字電路》等，這些課程的學習效果往往對本課程的學習有一定影響，加之本課程的教學內容較多，各個知識點之間相互交叉又造成理解上的困難，需要學生記憶的內容太多，導致學生學起來較困難，從而失去了學習的信心，達不到預期的教學效果。針對這樣的現狀，作者結合自己的教學實踐，談談對于該課程教學的思考。

一、讓學生充分認識到該課程的重要性，提高學生的學習動力及興趣

隨著高校的擴招，就業壓力的增大，學生密切的關注所學的知識是否能夠促進自己未來的就業和發展，高職學生尤是如此，所以在教學過程中經常有學生提問說《微機原理與接口技術》這門課程晦澀難懂，學習它有什么實際意義，對我今后的學習和發展有什么作用。對于學生的提問我思考：其實在教學過程中第一節課是非常關鍵的，在第一節課里教師應該將本課程的內容進行整體的介紹并且要告訴學生學習該課程的意義。《微機原理與接口技術》主要講述微型計算機的基本工作原理，匯編語言程序設計的基本方法，微機系統與輸入輸出設備的典型接口電路和接口技術三部分內容。第一部分內容的學習有利于學生對微機工作原理有深入地了解，直接地應用在嵌入式計算機、自動控制等方面，掌握它也有利于對后續課程的學習，比如《操作系統》、《編譯原理》等，并且這一部分內容中介紹到的計算機內部各部件的結構又是匯編語言程序設計的基礎。第二部分介紹的匯編語言程序設計是我們和計算機溝通最直接的方式，如果我們想從事計算機科學方面的工作的話，匯編語言的基礎是必不可缺的，因為我們的工作平臺、研究對象都是機器，我們通過匯編語言和機器交流，尤其在和硬件關系非常密切的程序或要提高運算速度的程序，即使是 C 語言也會有些力不從心，而匯編語言則能夠很好揚長避短，最大限度地發揮硬件的性能。由于匯編語言和硬件密切相關，所以第一部分內容的學習一定要打好基礎。第三部分內容是一些常用且典型的芯片，使學生能深層次的理解微機系統，為以后學習其他芯片打下基礎。只有讓學生認識到本課程的學習確實能對自己的就業和未來發展有用，才能激起學生學習的興趣和動力，提高主動學習的熱情。

二、改進教學方法，提高教學效果

《微機原理與接口技術》這門課程中有一些內容確實比較抽象，難于理解，又有很多知識點需要學生記憶，所以光有學習的熱情還不夠，正確的學習方法才能有事半功倍的學習效果。

1、在學生學習過程當中，要不斷鼓勵學生

《微機原理與接口技術》這門課程會分章節講述構成微機的中央處理器，系統總線，存儲器，輸入輸出設備和一些典型的接口電路以及它們的工作原理。我們知道微機是一個有機的整體，要講清楚任何一個部件的工作原理都不可能只單獨將這一部件拿出來講，必然涉及到其他新部件，而其他新部件我們還沒接觸到，所以經常出現一個知識點還沒講清楚，又出現新的疑問，在整個課程的學習當中疑問會一直存在，直至該課程結束，也就是說只有到學期末所有的疑問才能搞清楚。還有這門課中最難的地方在第二章，本章知識理解起來困難，并且有大量內容（幾乎全部內容）要求在理解的基礎上記憶以便為后續的學習奠定基礎，而這時學生剛剛開始接觸這門課程便一下子覺得很難，容易產生放棄的思想。所以教師在整個學期別是學期初一定要不斷鼓勵學生：學習中存在問題是很正常的，隨著進一步學習問題會得到解決，關鍵是堅持，樹立學習信心。

2、對于抽象的概念和工作原理，老師要精心設計課堂教學，使晦澀難懂的知識變得淺顯易懂

課堂教學是使學生獲得知識最有效最快捷的方式。在教學過程中，真正做到“以學生為本”，提高課堂效率，我的體會是精心的進行合理、有效的課堂教學設計。合理、有效的課堂教學設計可以在最短的時間得到最好的教學效果。比如，本課程的教學安排中，先講cpu內部寄存器后講存儲器分段，講cpu內部寄存器時就要涉及到存儲器分段，這樣一來知識點前后交叉多，學生聽不明白，老師也會覺得講不清楚。換種思路，重新調整一下次序，先介紹存儲器分段，講清楚四種段、段地址和偏移地址以及物理地址的形成，再介紹cpu內部寄存器，4個段寄存器分別存放4個段的段地址，地址指針寄存器和指令指針寄存器用來存放偏移地址，這樣講符合學生接受知識的規律，用時較少而且教學效果好。

3、采用多媒體教學手段，更高效地完成課堂教學任務

隨著信息技術的發展，多媒體技術在課堂教學中得到了廣泛的應用。多媒體計算機使圖、文、聲、像集于一體，使教學內容形象生動富有感染力，使抽象問題形象化。一些抽象概念在單純語言講解的情況下，感性材料不足，說服力不強，通過多媒體可以把抽象的理論和抽象的模型具體形象地展示在屏幕上幫助學生理解。比如講存儲器分段時，說到存儲單元物理地址唯一而邏輯地址不唯一時很多學生感到很困惑“邏輯地址不唯一”，傳統教學手段憑教師一張嘴、一根粉筆、一塊黑板有時很難講清楚，這時采用多媒體動畫的形式將存儲器分段進行演示，它能夠直觀形象地讓學生看出段與段之間的一種重疊關系，某個存儲單元既屬于A段又屬于B段，從而得出這一存儲單元邏輯地址不唯一，既記住了結論又很好的理解了結論推導的整個過程。

4、注重實踐環節

首先，高職教育的培養目標是培養重點面向基層的中高級工程技術人才，因此，加強實踐教學，具有重要意義。其次，本門課程的實踐性和應用性非常強，對于大多學生來說，許多知識只有通過實踐教學才能真正的理解，這就要求我們必須重視實踐教學的作用，改進教學內容，把實踐課教學放到和理論教學同等重要的位置。高職學生綜合運用知識的能力較差，所以實驗基本上以驗證性的實驗為主，學生只需輸入現成的程序，連接較少的導線，客觀上為缺乏自覺性的學生提供了偷懶的機會，結果實驗雖然做了，學生卻沒有多少收獲，所以指導教師的要求往往不能得到很好的落實。針對驗證性實驗許多學生完成以后不愿深入思考和理解的現象，教師根據實驗情況，設計實驗思考題，這些實驗思考題需要仔細思考對實驗程序和連接線作出修改后才能得到實驗結果，從而引導學生去思考完成。通過這樣的做法，在以后的實驗和實訓中逐步培養學生的分析能力、綜合運用知識的能力。近些年來，學校每年要組織學生參加大學生挑戰杯競賽，競賽的許多題目涉及到微機應用系統設計，學生通過參加競賽的培訓和參賽，能深入理解微機原理與接口技術的知識，并能將其運用到實際中去。