计算机接口技术及应用范文

导语：如何才能写好一篇计算机接口技术及应用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词:接口技术;课程改革;硬件教学

“接口技术”是计算机应用专业的一门专业任选课。在学习“接口技术”课程时,需要有较多的硬件基础知识,在芯片级上理解微机的工作原理,还要较为熟练地掌握汇编语言对硬件的编程使用方法,这样才能够很好地学习和掌握接口芯片的工作原理,并理解接口技术在计算机中的实际应用状况。[1]

计算机应用专业的学生通常学习的重心会倾向于编程语言、软件设计等课程,对偏向硬件的“接口技术”课程,学生要想真正地学习和掌握好是有相当难度的。在很多时候,他们完成该课程的学习只是为了应付考试拿到学分,对于接口技术的应用,甚至是接口技术的基本概念都是模糊不清的。

1现状分析

笔者根据多年的教学经验分析,导致计算机应用专业“接口技术”课程教学效果不良的原因大致可以归为以下几个。

1.1课程本身枯燥难学

“接口技术”属于偏硬件类课程,综合了应用微机原理、汇编语言、接口技术及数字电路等知识,涉及到中断、定时计数,串/并行通信、模-数/数-模转换等芯片的结构和原理,覆盖的知识面较广,对计算机系统的软硬件结合技术要求较高[2]。对大多数计算机应用专业的同学而言,这门课程的内容抽象、枯燥乏味、不易学习,从而容易导致学生的学习兴趣下降,主动性差等问题。

1.2硬件基础及汇编语言的基础较差

“接口技术”对学生的硬件基础要求较高,要完全理解计算机的基本工作原理以及计算机各部件的基本结构和联系。该课程中若要进入实用阶段,则必须使用汇编语言来进行编程,而汇编语言是一种面向硬件的低级程序设计语言,没有相当的硬件基础也很难学习和掌握。

计算机应用专业的学生在大学四年中主要学习的课程都是偏向于软件设计的,对于微机的硬件工作原理方面内容存在着一定的偏见,相应接触也较少,理解起来更为困难,且大多数学生很难顺利地使用汇编语言完成一定的代码编写任务,这样一来汇编语言的基础也是影响学生学习这门课程的一个关键。

1.3学生认识上的忽视

在计算机应用专业的教学计划上,“接口技术”课程是学生在大四上学期的一门专业任选课。目前的课程教学中,讲解的侧重点在常见接口芯片的原理与结构,以及一些普通的应用。这些内容看似与计算机应用专业的培养目标联系不够紧密,再加上课程中零

作者简介:毋琳(1978-),女,河南焦作人,讲师,硕士,研究方向为人工智能;秦勉(1980-),女,河南开封人,助教,研究方向为通信信号处理;吕超(1978-),男,山东莱芜人,工程师,研究方向为网络工程。

碎的知识点较多,学生为了应付考试只是简单地死记硬背相关知识,而忽视了对知识的理解,从而严重影响教学效果。

处于这个时期的学生,大多数都在为考研、找工作等将来的去向和前途问题忙得团团转,对专业课的学习自然有些分心。该课程具有的难度,对热衷于软件编程的计算机应用专业学生来说,无论教师在课堂上如何强调课程的重要性,很自然地就会形成“只为了拿学分,以后也无用”的错误观念。有了这样的内因主导,学生学习起来也就理所当然地不太用心,应付了事。

1.4实验项目设置及设备的问题

“接口技术”是一门实践性和应用性都很强的课程,许多知识只有通过实践教学环节才能真正的理解。在教学计划中,除了理论教学外,还要安排适当的实验教学,以强化教学效果。

接口技术实验中,目前采用的是Intel 8088系列的16位箱式实验系统。该系统提供了多种接口芯片的验证性实验,其ROM中固化有与每个实验对应的汇编实验程序,软件系统中还配备有详细的实验原理、实验步骤等指导性内容。学生在完成这些实验时,直接按照指导说明,连接各种线路,调用固化程序运行,观察结果写出实验报告即可。[3]

以上的实验方法固然可以使学生很容易地验证理论课上所学的知识,但由于学生在实验过程中仍然是一个按部就班的被动者,需要他们自己动手设计的内容是少之又少,这样的实验课缺乏最重要的自主创新环节,也就失去了实验课程真正的意义。面对所有学生同样内容的实验报告也会使教师难以了解学生掌握应用知识的状况。

2改革设想

“接口技术”虽然是一门偏向硬件设计的课程,但它作为“汇编语言”、“计算机组成原理”课程的后继专业课程,也是学生有效提高专业技能和动手创造能力的一门重要课程。因此,要真正提高课程的教学质量,就必须在教学指导思想、教学实验内容和实验组织方法等方面进行一系列改革,主要可以考虑从以下几个方面着手。

2.1从思想上扭转错误认识

“接口技术”课程教学效果不佳的主要问题在于学生思想认识上的错误,如果改变了这个内因,就有可能通过其他改革手段来改善教学。

长久以来,国内计算机应用专业的教学模式都是以“重软件、轻硬件”为指导思想的,这导致很多学生在完成学业之后仍然不清楚计算机主机箱内部的硬件有哪些,到了工作单位有和硬件相关的工作和研究更是插不上手,即使是在新硬件的基础上进行软件的研发也会有很大的困难,从而也阻碍了学生的就业前景和发展。因此,必须扭转学生不重视硬件的错误思想,要为学生树立计算机整机的硬件思想,并在此基础上来学习软件的开发和设计,才能真正使软件开发能力成为其以后学习工作的坚实基础。

要做到上面说的这一点,就需要在“接口技术”课程的教学过程中,以强调基础,注重实际能力为主要关注点,灵活地组织教学,以“是什么,有什么作用,如何工作,如何设计,发展现状以及发展前景”为主线来引导学生学习,鼓励学生自主地思考,并勇于创新。[4]

2.2改善教学方式

适当的教学模式始终都是推动教学质量的重要手段,特别是在像“接口技术”这样的课程中,需要充分的教学互动来激发学生的学习兴趣和热情,更需要合理地设置各个教学环节。

在“接口技术”课程中,学生所面临的第一个问题就是不了解接口到底是什么,接口技术到底是做什么的。这是一个很基本的问题,但在实际教学中经常有学生直到学期末也搞不清楚这个概念。究其根本,该课程是在学生完成诸多软件类课程之后开设的,学生面对突然转变的课程类型会有相当的陌生感,不知如何学习和理解。这就需要在第一节课中,利用形象生动的例子让学生建立直观的印象,从而使学生自己探索着理解其中的基本概念。

除了要使学生对接口技术留下深刻的第一印象,教师还应帮助学生将这种状态持续到整个学期中。根据“接口技术”课程的特点,运用多媒体教学,设计生动、形象的教学课件是必不可少的环节。教学课件不能仅仅是板书的代替,而要以基本概念的展示为主线,强化重点内容的讲解,辅以Flash等动画表示,使有限的课堂时间得以充分地利用。当然,在教学环节中应充分考虑学生的理解力,在适当的地方还应配合上即兴的板书来灵活讲述。

学习离不开复习,但学生往往会因为各种原因忽略了复习。为了强化教学效果,可以在课堂中抽出很少的时间共同复习。在每次课开始前先简单复习本次课需要用到的知识,结束时简单总结本次课的内容。在完成一个章节或一个部分的学习后,用1～2道典型的例题将前续知识融会贯通。这样的授课模式可以使学生强制性地进行复习,得到事半功倍的学习效果。

2.3改革实验课程的内容

至于实验环节,教师要根据教学的进展状况,设计出不同于实验系统ROM中固化实验的新实验内容,将“接口技术”课程的实验由浅到深、由简单到复杂逐步过渡。例如,在设计8255A芯片实验时,可以将模拟交通灯控制系统作为一个简单的验证型实验,在该实验的基础上,添加已学过的定时计数器8253芯片的配合,实现硬件定时的交通灯控制系统。若学生可完成,还可以继续添加数码显示的功能,采用倒计时显示等待时间,更加接近实际使用中的情况。或者,还可以使该实验与中断控制器8259A配合,实现中断方式的随机交通灯控制系统。

在实验教学环节中,建立开放性的实验环境也是一个很好的加强学生动手能力的形式。在教学时间开放、教学内容开放、实验元器件开放的环境下,学生可以结合课程学习及自己的专业特点、时间安排、兴趣爱好提出实验题目、设计实验方案或实验构想,并

可在一个较宽松的实验环境和可灵活选择的时间范围内完成。这种类型的实验方式有利于培养学生主动学习的能力和创造意识,教师应予以积极地配合,并尽力创造条件引导和支持。

2.4改革课程的考核方式

高校课程的考核方式可能会在很大程度上影响学生的学习方向。由于更加注重理论考核的课程,学生更倾向于把时间花在课本理论知识的记忆和理解中,相应的动手时间就会大大减少。因此,只有改革“接口技术”课程的考核方式,才能够使学生的学习精力转向对理论知识的应用上。具体的考核方式可以分为学习态度、理论知识、动手能力等不同的方面,并可以适当加大动手能力环节的分值比例,可通过检查实验结果和提交实验报告来评定成绩。

3结语

“接口技术”课程作为计算机应用专业的“非核心”课程,常被学生忽视其在以后工作中的重要性。笔者在实际的教学工作中,根据教学任务和学习的客观规律,从学生知识基础、心理特点和接受能力出发,通过教与学的相互作用,已部分实践以上的改革设想,引导学生积极思考、大胆实践,得到了较好的教学效果。

参考文献:

[1] 刘乐善. 微型计算机接口技术及应用[M]. 南京:华东科技大学出版社,2000.

[2] 周明德. 微机原理与接口技术[M]. 北京:人民邮电出版社,2002.

[3] 陈友宣. 微机接口技术实验课程教学改革探讨[J]. 现代企业教育,2007(3):7-8.

[4] 姜建山. 微机接口技术课程教学改革研究[J]. 重庆交通大学学报:社会科学版,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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关键词 计算机软件 数据接口 应用

中图分类号：TP31 文献标识码：A

1计算机软件及其数据接口

计算机软件是指计算机系统中的程序、数据及其文档。在今天这个信息时代中，计算机软件已经广泛的应用在不同的领域中，并发挥着非常重要的作用。目前，计算机软件主要分为系统软件和应用软件两种。系统软件就是各类操作系统，例如windows、硬件驱动程序、补丁程序等等。应用软件是针对需求所开发的软件，如管理软件、文字处理软件等等。

计算机软件数据接口是软件开发商直接向用户或向第三方开发商提供的一系列规定的标准规范。简单来说就是，实现数据交流的方式。它具有良好的灵活性、扩展性以及容错性等，为有效的、快速的、合理的进行软件数据交流创造条件。

2计算机软件数据接口的设计原则

2.1满足客户需求

计算机软件构建的最终目的是服务于客户，满足客户的需求。相应的计算机软件数据接口的设计同样是从满足客户需求的角度出发进行设计的。因而在进行计算机软件数据接口设计时首先要遵守的原则是满足客户需求。

2.2面向对象设计

这里所表述的面向对象是软件接口设计时，软件数据接口所能够为客户提供的服务或功能。因此，在进行计算机软件数据接口设计时遵守面向对象设计的原则是非常必要的。因为只有遵守此原则进行计算机软件数据接口设计，才能够保证计算机软件数据接口能够合理的、有效的应用。

2.3保证数据接口的可拓展性

在电子产品日新月异的当下，设计计算机软件数据接口不能仅仅满足客户需求，而是要拓展数据接口的功能，促使其具有良好的应用性，能够灵活的应用。因此，在进行计算机软件数据接口设计时需要遵守数据接口可拓展性原则。

3计算机软件数据接口的应用

在电子产业兴盛的今天，很多开发商致力于计算机软件开发，谋求经济效益。 由于不同的开发商所开发的计算机软件不同，相应的软件数据结构也不同，这使得不同软件能够联合应用，需要通过数据接口将不同的计算软件数据结构有效的连接，才能够将不同的软件联合在一起应用。数据接口作为计算机软件之间连接的纽带，合理而有效的应用是非常必要的。

3.1文件交换模式

文件交换模式是实现数据交换的重要组成部分。在应用计算机软件数据接口时一定要选择最佳的、最适合的文件交换模式，才能够保证数据交换快速的、完整的进行。目前，文件交换模式主要有ini文件和txt文件两种交换模式，其中ini文件属于windows系统的一种自行配置文件，能够自动的进行信息配置，应用此交换模式进行数据交换是非常有效的。txt文件也属于windows系统的一种文件，但其开发是比较复杂的，是特殊文件。它具有良好的灵活性和自由性，将其应用到数据交换中，有利于提高数据传输速度。

3.2应用程序接口函数模式

在应用计算机软件数据接口时制定应用程序接口函数模式是为了将客户或第三方厂商需要介入的数设置在数据接口中，以便数据接口能够严格按照客户或第三方厂商的需求进行服务。但是，需要注意的一点是应用程序接口函数模式所设定的客户或第三方厂商需求数据是要绝对保密的，只有这样，才能够保证应用程序接口函数模式的应用效果，更加深入的服务于客户或第三方厂商。

3.3中间数据库模式

中间数据库是具有一定公用性的，软件开发商与客户或第三方厂商在遵守相应规则的情况下，可以合理的应用中间数据库中的数据。而要想合理、有效的实施中间数据库，在计算机软件数据接口中规范的应用中间数据库模式是非常关键的。由于中间数据库具有多种格式，在设置中间数据库模式时一定要结合客户和软件开发商的实际需求，选择最佳的数据库格式，才能保证中间数据库模式能够灵活的服务于客户、第三方厂商以及软件开发商。

4结语

在蓬勃发展的今天，计算机软件已经广泛的应用于各个领域中，并发挥着重要的作用。这使得我国社会中出现各种不同应用性能的计算机软件。一些客户或厂商为了使计算机软件能够满足自己的需求，会将多种计算机软件结合在一起应用。此种情况下，计算机软件数据接口发挥重要作用，能够有效的将不同的计算机软件连接，实现合理的应用。因此，保证计算机软件能够合理的、有效的、规范的、标准的应用是非常必要的。

参考文献

[1] 张宁.浅谈计算机软件中数据接口的应用与设计[J].中国科技投资，2012（24）.

[2] 姜旭平，姚爱群.Windows下的应用程序动态数据交换过程[A].管理科学与系统科学进展――全国青年管理科学与系统科学论文集（第4卷）[C] ，2003.

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关键词：计算机软件；数据接口；应用分析

计算机软件数据接口是软件开发商对第三方开发商和用户提供一个标准的规范，方便实现特殊软件进行数据交流，从而使得用户和第三方开发商能够更方便的使用软件，同时也保证了开发商软件数据的安全性。计算机软件数据接口有多种标准规范，其中包括应用程序的接口函数和固定格式的接口函数，通过计算机软件数据接口的标准规范便能够使得不同的计算机软件进行数据交流，也就是说计算机软件数据接口是不同软件进行数据交流的桥梁。本文主要讲述计算机软件数据接口应用的现状、计算机软件数据接口的设计特点以及计算机软件数据接口的应用。

一、计算机软件数据接口应用的现状

现今MIS系统已经和较多的大型企业内部信息管理系统建立了接口，这些信息管理系统中包含集团煤炭系统以及公司电量采集系统，对这些管理信息主要是采用创建数据库来进行实现的，但是这种管理方式在实际过程中存在着较多的安全隐患[1]。首先用户在长期使用数据库的过程中掌握了数据库的组成结构，这部分用户对结构化查询语言非常熟悉所以在访问数据库时便可以绕过应用程序，然而通过这种方式访问数据库将会导致较多的安全问题，比如用户采用绕过应用程序的方式对数据库进行访问将会使得访问数据库得到的数据与原来储存在数据库中的数据不相同。另外在开发应用程序时，前台程序都是直接调入到数据库的，非法用户便可以通过分析前台应用程序来全面了解整个数据库的结构，对于非法用户而言这种调入方式使得其在对数据库进行攻击时变得非常简单，所以这也会使得数据库的安全性受到威胁[2]。此外在用户远程访问数据库时非常麻烦，即需要访问人员提供远程主机名称、用户名以及用户对象，这些语句很难编写，如果在编写过程中出现细微错误便会造成无法连接到数据库的现象，所以存在着一定的查找难度。

二、计算机软件数据接口的设计特点

在计算机软件数据接口中接口主要是利用硬件和软件共同作用使得微处理器进行相应的数据传输，计算机软件数据接口的形式多样可以让用户更便捷的使用软件，计算机软件数据接口的设计目的有很多种，下面将进行详细说明。

1、满足用户的需求

首先计算机软件数据接口最主要的目的是使得用户和开发商更便捷的使用软件，因为用户和开发商在实际操作软件过程中会出现较多的格式问题，这些问题影响了用户和开发商使用软件的感受，使得用户和开发商在使用过程中出现了许多的麻烦，尤其是在进行重要数据传输时[3]。软件开发的目的是使得用户和开发商更加便捷的去操作，而且装有该软件的企业在进行重要商业活动时都会使用该软件进行相关的数据传输，如果不能够方便用户和开发商进行相关的数据传输，那么计算机软件数据接口的设计将是不成功的。所以在计算机软件数据接口的设计过程中要首先满足用户的需求。

2、面向对象的原则

计算机软件数据接口的设计过程中要满足设计的科学性，因为用户和开发商在使用的计算机软件数据接口的过程中需要计算机软件数据接口能够非常便利的使用。即设计的过程中要有一定的科学依据，不然所设计出来的计算机软件数据接口将无法满足用户和开发商的实际需要，而且要符合理论上的可行性[4]。当然计算机软件数据接口的设计所面向的是广大的用户与开发商，而且要使得设计出来的计算机软件数据接口能够提供用户和开发商所要求的功能，并且让用户在使用计算机软件数据接口的过程中有非常良好的感受。对于计算机软件数据接口的编写人员而言，将计算机软件数据接口设计的越复杂越仔细，计算机软件数据接口的效果才会变得更好，因为这样能够避免各个程序之间发生排斥，只有将计算机软件数据接口设计复杂仔细，才会减少计算机软件数据接口的设计成本。

3、软件数据接口的高健壮性及高容错性

计算机软件数据接口的高健壮性以及高容错性是计算机软件数据接口设计的必须要求之一，计算机软件数据接口的高健壮性指的是计算机软件数据接口对于发生的特殊输入情况能够进行相应的处理，而计算机软件数据接口的高容错性指的是计算机软件数据接口有独立的判断力以及处理能力[5]。计算机软件数据接口在运行的过程中会关系到许多程序，而程序较多的话会导致计算机软件数据接口发生错误，这种错误是不能够完全避免的，所以就需要计算机软件数据接口有较大程度的容错性。另外用户在使用计算机软件数据接口的过程中是极难找到错误的原因，只有通过计算机软件数据接口的高容错性才能避免计算机软件数据接口本身的错误对整个软件系统造成较严重的影响。

4、软件数据接口的可扩展性

计算机软件数据接口是用于软件之中的，而软件是不断的更新换代的，而且用户的需求也会越来越大对于软件的要求越来越高，这就需要新的软件来替代。而新的软件又会使得不同的设备间不能够进行数据传输，所以就需要及时对计算机软件数据接口进行更改，对计算机软件数据接口进行更改需要其有较大的可扩展性。不然在进行软件数据接口的更改过程中会出现无法进行更改的情况。

5、遵守本行业的标准数据接口规范

目前计算机行业可谓是空前的发达，在这个时代软件开发商也抓紧机遇，希望在这个时代能够占据属于自己的市场份额。由此便出现了大批的软件开发商，这些软件开发商都使用着不同的编写语言以及接口标准，这样便导致了用户在使用过程中的极大不便，所以计算机软件数据接口在设计过程中要符合国家的标准。

三、计算机软件数据接口的应用

计算机软件数据接口有很多种形式的标准规范，这些标准规范包括API函数或者有固定格式的数据文件。

1、文件交换模式

文件交换模式的主要形式是ini文件和txt文件，文件交换模式主要是利用特殊的数据结构来达到数据交换的过程。ini文件是最常使用的数据交换文件之一，Ini文件是由windows系统本身所配置的，所以在绝大多数的软件中都是可以用ini文件来进行关于配置信息的记录[6]。Txt文件也是由windows系统本身所配置的，不过txt文件是文本格式文件，而且在绝大部分的程序开发中都会使用txt文件。

2、应用程序接口函数模式

所谓的应用程序接口函数模式就是在软件开发之前由厂商定义的函数，用户需要操作数据只需要根据开发商制定的规则进行操作便能够完成数据的传输。

3、中间数据库模式

接口模式是可以用数据库的模式表现出来的，中间数据库模式就是指定用户所能够访问的公用数据库，但是在实际过程中还会使用到其他的数据库，在使用其他的数据库时需要考虑数据库的配置，如果其他数据库比较复杂的话就会在使用中间库数据模式的过程中变得非常复杂。而且中间数据库模式在实际的应用中，所适用的范围不是很大，无法大范围应用。

计算机软件数据接口主要是起到一个桥梁的作用，因此是软件操作的重要部分，而且计算机软件数据接口使得广大用户更加便利的操作软件。■

参考文献

[1]王浒；有关计算机软件数据接口的应用研究[J]；科技致富向导；2013-03-20

[2]杨松；有关计算机软件数据接口的应用研究[J]；科技创新与应用；2013-06-18

[3]刘兵；计算机软件数据接口的应用分析[J]；计算机光盘软件与应用；2012-01-08

[4]张俊 吕嫄；计算机软件数据接口的应用分析[J]；科技传播；2012-11-08

[5]杨静；关于计算机软件数据接口的应用分析[J]；电子技术与软件工程；2013-08-01

[6]邱红丽；计算机软件数据接口的设计与应用[J]；计算机光盘软件与应用；2013-07-01

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【关键词】微型计算机接口技术发展输入输出

世界上第一台可以有程序控制的计算机称为电子数字积分器与计算器，它是美国宾夕法尼亚大学为了弹道设计的需要于1946年研制出来的。而从20世纪80年代以来，微型计算机的类型已经很多，体积越来越小，功能越来越强。

微型计算机与大、中、小型计算机相比，微型计算机最大的区别就在于其中央处理器是集中在一小块硅片上的，而大、中、小型计算机的CPU是有相当多的电路组成的。微型计算机除了有作为MPU的中央处理器外，还有大规模集成电路制成的主存储器和输入输出接口电路，这三者之间是采用总线结构联系起来的。因此，对连接外部设备的输入输出接口电路做以简单了解是很有必要的。

一、接口技术的简介和分类

接口技术即就是采用硬件与软件相结合的方法，研究CPU与外设之间如何实现高效、可靠的信息交换的一门技术。微型计算机输入输出接口是CPU与外部设备之间交换信息的连接电路，它们通过总线与CPU相连，简称I/O接口。

随着科技的进步和实际的需要，I/O接口也多样化，其基本类型有三类。第一类是总线接口，作用于缓冲、锁存、隔离和驱动；第二类是人机交互接口，是微型计算机与操作人员之间相互传递信息的窗口；第三类是监测与控制接口，主要用于自动化与自动化仪器。

二、输入/输出接口的交换信号

计算机I/O接口电路与外部设备交换的信号，一般可分为以下4种：（1）数字量：以二进制表示的数据（已经过编码的二进制形式的数据），以及以ASCII码表示的数或字符。最小单位：“位”bit，8为称为一个字节（BYTE）。（2）模拟量：用模拟电压或模拟电流幅值大小表示的物理量。模拟信号不能直接进入计算机，必须经过A/D（模拟/数字）转换器，把模拟量转换成某种形式的数字量，才能进入计算机。当外部设备需要模拟量控制时，I/O接口电路 D/A（数字/模拟）转换器又能把数字量转换成模拟量信号。（3）开关量：只有两种状态，即“开”或“闭”。例如电机的启与停，开关的开与关。这样，只要用一位二进制数表示，如：可用0，1表示。（4）脉冲量：在计算机控制系统中还经常用到计数脉冲、定时脉冲或控制脉冲。脉冲信号是以脉冲形式表示的一种信号。

三、输入/输出接口的位置

I/O接口是连接外设和主机的一个“桥梁”。I/O接口的外设侧、主机侧各有一个接口。主机侧的接口称为内部接口，外设侧的接口称为外部接口，内部接口通过系统总线与内存和CPU相连，而外部接口则通过各种接口电缆（如串行电缆、并行电缆、网线或SCSI电缆等）与外设相连。I/O接口与系统和外设的连接：I/O接口通过数据线、地址线和控制线与系统相连；I/O接口通过数据线、控制线与外设相连。

四、输入输出的控制方式

（1）程序控制方式。这是指在程序控制下进行信息传送。可细分为：无条件传送和条件传送两种。（2）中断控制方式。一般用来传送低俗外部设备与CPU之间的信息交换。（3）DMA控制方式。直接存储器存取控制方式是一种成块传送数据的方式。（4）输入/输出处理机控制方式。这种方式适用于大量输入/输出设备的微型系统，此时需要CPU工作在最大工作模式。

在微型计算机系统中，可采用的输入/输出控制方式一般就是以上四种。

随着系统升级和科技的发展，在微型计算机系统中，输入/输出接口技术也逐渐多样化。I/O接口的分类和受系统控制的方式各不相同，在实际应用中要根据具体问题，具体分析。使微型计算机与外部设备交换信息更加便捷和快速。在了解接口技术在微型计算机中的重要性后，也希望微型计算机随着输入/输出接口技术的快速进步而发展，在更多方面的应用中发挥其最大的作用。

参考文献

[1]刘伟.微型计算机原理与应用探析.科技与生活. 2012，（1）

[2]郑学坚，周斌.微型计算机原理及应用（第三版）.清华大学出版社. 2011，11

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但是由于该课程的特殊性，在传统的教育教学过程中存在不同专业对该课程的要求不同，教学目标定位与实际教学过程存在差异，教学难点与重点处理，8086芯片在实际使用中的局限性等诸多问题。面对这些问题，对该课程的教学改革探讨就显得尤为重要。尤其是定位为应用型本科院校，对该课程的思考可能更加紧迫。

 

《微机接口技术》是工程学科教学的一门非常重要的专业基础课程，在学生的知识体系构建过程中承担了计算机底层工作原理与应用的知识体系支撑，为学生在将来的工作过程中利用微型计算机或者单片机解决相关领域的应用问题奠定了基础[1]。但是由于该课程的特殊性，在传统的教学过程中也存在一些需要深入思考的问题。

 

一、微机接口技术的现状分析

 

由于《微机接口技术》课程的教学内容通常是讲述Intel公司的8086芯片及外围接口技术，教学重点随着教学目标和教学对象的不同而存在差异，比如：通常本科院校与高职高专校学生都会学习该课程，但是由于学生知识的结构性差异，讲授内容的基本相同的情况下，学生对该课程中解决问题的方法和系统构建的思路掌握程度相差较大。再比如，某些重点高校学生与应用型本科院校学生同样会安排改课程的学习，尽管一些院校课程名称是《微机原理》，但是教学内容基本一致。

 

通过作者调研发现，这两类院校相同专业学生安排课时数基本相同，但是由于学生的培养目标不同，学生基础差异性决定了学习该课程之后，对知识的掌握程度差别较大。因此，该课程在教学过程中存在较多的问题[2]。尤其是在聆听了国防科技大学邹逢兴教授关于该课程的理解后，认为该课程的教学需要改进和思考的地方较多。

 

1.计算机基础教学的定位。计算机基础教学通常情况下是指为计算机专业或者非计算机专业学生提供计算机基础知识的教学。具体情况因专业不用而设置课程有别，这里主要是强调非计算机专业的计算机基础教学工作。

 

一般来说，非计算机专业的计算基础教学从大学一年级的《大学计算机信息技术基础》开始，学习计算机基本知识。并且通过学习一种计算机编程语言，掌握计算机程序设计的基本思路和方法，为学生将来在实际工作中的应用打下基础。通常情形下，在大学三年级开设《微机接口技术》或者《微机原理》课程，使学生对计算机的理解深入到芯片级的底层。

 

2.非计算机专业学生对该课程的要求。通常情况下，对非计算机专业的学生来说，该课程的目标是通过8086底层芯片的和外围接口技术的原理学习，理解微型计算机在搭建控制系统时的思路和方法。由于不同的专业，对计算机技术的基础程度不同，比如非计算机专业的近电专业通常情况下会学习较扎实的电工学知识或者类似的课程，而某些学科专业则相关课程的学习相对较少，因此这两个不同专业的同学在学习《微机接口技术》这门课程的时候，接收知识的速度和思维方式的转变过程差异较大，学生对待该课程的要求和出发点也不会相同，这样就要求教师在教学前需要详细的分析学生的实际情况和不同专业的学科特点与该课程之间的联系。

 

3.学以致用。学习的目的一方面是为了提高学习者自身的素质和能力，另一方面从工程角度出发则是为了实际工作中的应用。目前就该课程的开设情况，各高校也不尽相同，就是同一所高校，不同的专业所开设的内容也存在区别，比如：某些高校的非计算机专业开设《微机接口技术》课程，主要讲解Intel公司的8086和8088系列CPU及外围芯片。但是在实际的工程应用背景下，8086已经很难买到，取而代之的则是大量使用的单片机，于是基于实际的使用需求，一些高校的非计算机专业已经开始开设《单片机原理与应用》课程，代替原先的《微机接口技术》，使学生从一开始就从实际使用角度出发，解决问题。但是这类学校的学生在学习了《单片机原理与应用》后又会面临其他问题，如：在计算机三级偏硬的考试中，涉及到单片机的内容较少，而大量的是8086的相关内容。再如：一些学校的研究生入学考试会考《微机接口技术》，但是开设《单片机原理与应用》课程学校的学生必须要自学该课程，这就带来了很多问题，由于《微机接口技术》实践性很强，因此，自学的效果可想而知。

 

另外一些学校的解决方法是：在大三第一学期开设《微机接口技术》，大三第二学期开设《单片机原理》，但是在课时数非常紧张的情况下，对相似的体系结构重复上课无疑会带来巨大的浪费。

 

正如国防科技大学的邹逢兴教授所言，无论是开设《微机接口技术》还是《单片机原理》，他们的体系结构是类似的，解决问题的方法也是类似的，思路是相同的，只学习其中一门课程即可。对于类似体系结构教学内容的选择，无论是从实际的工程应用角度出发，还是从理解底层系统的搭建方法出发，或者是从实际问题出发，只要授人以渔，应该说都可以达到教学目标。

 

4.该课程的实践性特点。《微机接口技术》课程的教学内容是讲解芯片的使用方法，讲解底层系统的建立方法。因此具有很强的实践性，从学习的角度，理解了书本上面的内容还需要在实际的动手过程中消化知识，只有这样才能变为学生自己的知识能力[3]。

 

由于该课程的实践性特点决定了在课程的实践环节中，教师应该予以足够的重视，通过设计多种试验方法，尽量减少验证性试验，增加设计性试验和综合性试验，通过在试验中反复遇到问题—思考问题—查找资料—解决问题这个过程，学生最终才能够深入理解这部分内容。这里也可以借鉴的做法还有教师先做一些预先有错误的试验，让学生通过实际动手来找出错误，并且最终解决问题，提高动手能力和分析问题解决问题的能力[4]。

 

5.课程的重点与难点。该课程的难点较多，但是重点与难点重合度随着不同的专业要求有差异。在课时数相对有限的前提下，重要的是解决重点问题，解决思路和方法问题，理解结构和使用方法问题，对于较复杂的原理性知识点，比如分页存储等学生不容易理解的难点，可以适当的引导，或者点到即可，不必花费太多宝贵的时间。但是某些既是重点又是难点的方面，最好能够利用多种方法进行讲解，甚至可以在实验室通过学生自己动手理解知识点[5]。

 

6.该课程的考核方式。该课程的考核不同的学校也不相同，通过调研发现，相对较好的方法是：试题中课后习题占15%左右，实验占15%，其余试题约占70%左右，平时成绩由于考核的标准不同，差异较大，因此平时成绩反应在课后习题的试题上面。

 

二、教学改革的再思考

 

1.培养定位思考。从学生进入不同的院校开始接受高等教育阶段开始，不同的培养目标决定了培养过程的和培养结果。因此立足于自身的教学要求，按照培养目标开设和改革相应的课程已经势在必行。落实到《微机接口技术》课程中，一定要从学生的培养定位出发，只有这样才能有的放矢。

 

2.学生学习习惯思考。不同专业的学生由于受到专业相关知识的引导，对问题的思考方式不会完全相同，甚至相同专业的不同学生也有不同的学习习惯。想讲好这门课程，需要从学生的思维方式开始，了解教学对象的思考方法，才能事半功倍。

 

3.教学内容与实际应用的思考。教学过程中往往存在着教学内容与实际应用过程存在差异的问题，这主要是因为教学过程突出基本原理和基本方法的讲授，而实际工程中往往是多种复杂情况的组合。但是无论是基本原理还是实际工程应用，问题的分析方法是一致的，这就要求教师在讲解过程中，突出的是解决问题的思路，解决问题的步骤，遇到问题后的分析思路和解决方法。一般来说，如果教师能够具有相关的工程背景，就会大大增强课堂上的说服力，教给学生更多的解决问题的技巧，往往这样的教师深受学生的爱戴。

 

4.课程定位再讨论。该课程与其他技能性课程类似，在许多地方性本科院校面临转型的机遇中，需要对服务于学生能力与知识构成起到支撑作用的教学内容，教学体系和课程定位做出相应的变革。目前众多高校在探索高职加本科对接过程。其中面临了诸多需要解决的难题，类似于《微机接口技术》类的技能性课程的定位与教学方法、教学定位的改革也迫在眉睫。

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关键词：单片机；课程；教学改革

《单片机原理与接口技术》课程涉及的知识点多，对技能要求全面，使得学习者备感困难。同时，由于高职学生的知识接受能力弱，传统教学方式必然造成学生听不懂，跟不上，进而厌学。面对以上问题，本文试图就高职特色的《单片机原理与接口技术》课程教学改革作一探索。

《单片机原理与接口技术》课程的特点

单片微型计算机因其具有集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低等特点而在过程控制、数据采集、机电一体化产品、家用电器、智能化仪表和网络技术中得到大量使用。国内高校、中专、高级技工学校都相继在计算机工程、软件工程、工业自动控制、机械电子工程、精密仪器、电工电力电子、电子工程等专业开设了《单片机原理与接口技术》课程。越来越多的企业也把掌握单片机技术作为招聘技术人员的标准之一。

高职院校中，由于学制限制，学时少，不少院校和专业将《单片机原理与接口技术》课程也作为对非计算机专业学生进行现代计算机技术的第二次认识和启蒙教育，因此该课程显得更为重要。学生一般都要进行计算机应用基础的学习，完成对计算机的初步认识和基本操作的学习。如果学生缺乏相关的硬件训练，将对计算机应用的理解和学习造成障碍。《单片机原理与接口技术》课程集成了计算机组成原理、微机原理、汇编语言等课程的相关内容，并且包含单片机技术本身的知识体系。单片机“麻雀虽小，五脏俱全”。为了弄清单片机的一个概念，往往要牵扯到更多的新概念。因此在学习单片机原理与接口技术的过程中，很多学生感到困惑和吃力。

根据学生特点和课程特点，教学中应注意的几个问题

《单片机原理与接口技术》教学中必须强化基础、注重应用，进行模块化教学。同时要把握好教学与培训、理论与实践两个方面的关系。教学与培训是有区分的：教学是强调系统的基础知识，培养学生进一步学习的能力；培训则是对有一定基础的学生进行短期强化训练，尽快上手，进入角色。教学必须由易到难，符合认知规律。教学内容既要有一定的先进性又必须相对稳定。单片机基础知识相对稳定，而接口芯片的发展则可以用日新月异来形容。单片机作为一门技术，《单片机原理与接口技术》课程必然是以实验为主的课程。

教学中应先给学生一个总体的知识框架和学习脉络，让学生在任何时候对基本知识的把握都是清晰和完整的。学习单片机是一个渐进的过程，往往学习一遍难以完全掌握，而且这门技术也在不断发展，因此要培养学生的自学能力。教学中要讲清、讲透单片机硬件结构。根据教学要求和学生实际，对接口技术及接口芯片的讲解和使用可简可繁、可多可少。有条件的情况下，相关专业应开设专门的《单片机原理与接口技术》实践技能培训课程。一般专业也要充实实验教学，开足基础实验，作为理论教学的有力补充，以加深学生对基础知识的理解和基本技能的训练。

探索有高职特色的《单片机原理与接口技术》课程教学方法

“教、学、做合一”教学法在单片机课教学中，要充分发挥教与学的积极性，努力走“实践―理论―再实践”之路。强调在做中教，在做中学。通过理论教学以及实验和实训的有机配合完成教学目标。

3P教学法3P的概念是指原理（Principle）、实践（Practice）和产品（Product）的三者合一，是“教、学、做合一”的具体应用，将理论学习、实践应用、产品制作有机地结合为一体，以理论教学为基础，以实践训练为重点，以掌握知识和技能、制作产品为教学目标，较好地体现“学用一致，知能并举”的教育思想。在单片机教学中，这种教学法是非常值得提倡，并取得显著成效的一种方法。

案例教学法教师可在上课前让学生预习教师准备的实例材料，形成一定的看法，做好实例讨论的课前准备；在课堂中，针对实例出现的问题，教师组织全班讨论，由学生找出解决的方法，做出辨析；最后教师作简短的点评或补充性、提高性的总结。

上好每一堂课，注重教学设计

要提倡学生参与教学。这就要求教师在备课时不仅准备专业技术内容，更要研究教法，即如何利用“项目”、“实例”、“问题”等手段来激发学生的兴趣，提高学生参与程度，这也是课程设计的重要内容。教学设计有以下几种方法：（1）根据课程教学内容划分教学单元，按照一体化原则进行设计。（2）确定每个单元课程目标，包括知识目标和能力目标。（3）选定每个单元课程单项实训项目，以实例贯彻单元教学之中。（4）确定演示、实验、实训、实习等内容。（5）引入案例，问题驱动，操作演示，展开知识，讨论问题，总结提高。（6）板书演示，示范操作。（7）自查课程目标、层次、进度、信息量等。

参考文献：

[1]张华.课程与教学论[M].上海：上海教育出版社，2001．

[2]门振华.职业技术教育概论[M].重庆：重庆大学出版社，1988．

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摘要：本文针对我国高校本科计算机专业建设的现状，分析了CC2005中关于计算机硬件与结构方面知识需求与知识空间的构架，提出基于CC2005的计算机学科“硬件与结构”方向课程群的概念，并对该课程群的核心课程与选修课程提出组织与改革方法。

关键词：CC2005；硬件与结构；课程群

中图分类号：G642

文献标识码：B

1引 言

目前，随着网络化和信息化的发展，计算机软件领域的课程，尤其是网络和网络应用类课程，越来越得到各个高校的重视，国内很多高校的计算机专业逐渐转变为“软件工程”和“计算机科学”方向，过分强调软件与应用，而缺乏计算机体系结构、计算机组成与结构等硬件方向的培养。但是，从就业市场反馈的信息看，计算机软件人才已经供大于求，而熟悉硬件开发应用或软硬件结合的人才则供不应求。市场的需求驱使我们深思，如何构建符合市场需求、有一定市场竞争优势的计算机人才培养模式。在CC2001和CC2005计算机本科教学参考计划的启迪下，在目前我校开展的教学内容课程体系改革实践中，结合2005年在武汉大学召开的“全国计算机学院院长和系主任会议”和华中科技大学召开的“计算机硬件与实验教学研讨会”以及2006年1月在哈尔滨工业大学召开的“首届全国计算机教育论坛”会议的有关精神，我们尝试性地提出了基于CC2005的计算机专业“平台＋模块”课程教学体系，并进行了课程群改革与建设，本文仅探讨该课程教学体系中“硬件与结构”课程群。

2课程群的组织

根据CC2005和CC2001的体系结构，计算机硬件与结构方向知识点包括的核心内容包括：数字逻辑、数据在机器中的表示、汇编级机器组织、存储组织与结构、人机交互、机器功能结构、多处理机技术等，而高性能系统、网络与分布式系统结构是选修内容。这些知识在CC2005中定义为：

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]

在目前国内的普通高校本科“计算机科学与技术”专业中，上述这些“计算机硬件与结构”方向的核心和普通知识点一般体现在以下几门课程中：“数字逻辑(数字电子技术)”、“计算机组成原理”、“微机原理”、“微机接口技术”、“汇编语言”、“计算机系统结构”。在实际教学过程中，各门课程相互之间内容衔接较多，重复之处也比较多，各个学校一般是按照自己的教学大纲和计划对各门课程的内容进行划定，往往缺乏系统性和科学性。这些课程中普遍存在的一个问题是学生学习没有兴趣，教师上课缺乏激情的情况。很多高校在学生对教师的评价中，讲授此类课程的教师往往得分比较低。究其原因，是现有的课程和教材内容陈旧，远远落后于现代计算机硬件技术的发展；课程组织缺乏系统性，某些知识点在多门课程中反复出现；而某些知识点缺乏前导，造成断层。

对此，我们提出了以专业需求为基础的“平台＋模块”人才培养模式，以CC2005的五个知识层次中的核心内容构建学科平台，以不同的专业需求方向构建专业模块。下面重点讨论CC2005构架下的计算机学科“硬件与结构”课程群。此课程群包括：计算机组成原理、硬件知识和系统结构方面的课程，核心课程为“计算机组成原理与结构”、 “汇编语言与微机接口技术”，选修课程为“计算机系统结构”、“单片计算机应用技术”、“分布式系统结构”、“嵌入式系统”、“VLSI设计”等课程。从“平台＋模块”整体培养模式考虑，将“数字逻辑(数字电子技术)”归入“数字技术与模拟技术”课程群。

2.1核心课程

在新的“硬件与结构”课程群中，根据CC2005精神，将“微机原理”、“汇编语言”、“微机接口技术”、“计算机组成原理”四门课程系统地整合为“计算机组成原理与结构”、“汇编语言与微机接口技术”两门课程作为课程群内核心课程。新旧课程体系的逻辑关系如图1所示。

图1 新旧课程设置对应关系

“计算机组成原理与结构”课程重点介绍单处理器计算机的组成原理与结构体系，包括数据在机器中的表示、总线系统、设备接口、存储器组织与结构、指令系统、中央处理器(含运算器与控制器)、流水与并行处理等内容。其中重点是数据在机器中的表示、总线系统、存储器组织与结构、中央处理器等内容。

“汇编语言与微机接口技术”将汇编语言程序设计和微机接口技术融为一体。根据CC2005精神，本课程中先介绍微型计算机原理、汇编语言，在此基础上讲授汇编程序设计技术、微机接口技术(包括典型接口如并行、串行、定时、DMA、中断、A/D及D/A)以及新型的USB和IEEE1394接口技术。

2.2选修课程

根据CC2005精神，“硬件与结构”课程群还应该包括“计算机系统结构”、“单片计算机应用技术”、“网络与分布式系统”、“嵌入式系统”、“VLSI设计”等选修课程，整个课程群概貌如图2所示。在本课程群建设中，首先对于各门选修课程的内容与组织进行系统地规划，注意先导和后续，同时避免重复和脱节现象。在课程的教学中，采用灵活的教学方法和教学形式，包括小组讨论、专题报告、大作业、专业论文等形式，注重学生学习的主体作用，重点培养学生的创新性与自主学习能力。

2.3一体化的实验与课程设计改革

在“硬件与结构”课程群建设中，强调的是“实践教学”的重要性。在本课程群建设中，不是以单一的课程为单位设计实验，而是按照整个课程群来设计一体化的实验环境与实验内容，将汇编语言方向、微机接口方向、组成原理方向的实验有机地结合在一起，创建良好的实验环境，灵活运用实验室、开放式实验室、实习基地等多种手段，尽量多地为学生创造条件，同时通过实验课程、开放实验、大作业、课程设计、竞赛等多种手段和形式培养学生的研究能力与团队精神。

图2 “计算机硬件与结构”课程群概貌

3进一步的思考

课程群设置与专业培养计划的关系

课程群在构造和设置的时候，需要与整个专业人才培养计划相适应，构建基于CC2005“平台＋模块”的教学模式为课程群的教学改革奠定了基础，在新的课程群设置中，以学科方向和模块为核心，凝聚课程群的设置，同时将其与专业培养计划相适应。在设置课程群的时候，打破“系、专业”的限制，使不同专业的教师根据学科课程方向凝聚一起。

不同课程群之间的衔接关系

在“计算机硬件与结构”课程群建设的过程中，另外一个重要的问题是各个课程群之间的衔接关系。正是因为课程群的设置和建设关系到整个专业的培养计划，“计算机硬件与结构”的课程群在设置的时候，将计算机硬件方向另外一个专业基础课程“数字逻辑”(或“数字电子技术”)划入另外一个课程群“模拟与数字电子技术课程群”。因此不同的课程群在建设的时候，也需要注意课程群与课程群之间的衔接关系，考虑整个学科系统的有序、协调发展。

课程群内核心课程与选修课程之间的关系

“计算机硬件与结构”课程群在建设的时候，还必须注意内部核心课程“计算机组成原理与结构”、“汇编语言与微机接口技术”与其他选修课程群之间的内容衔接和侧重点，既要保证核心课程的课时与内容，也同时需要根据学科方向的发展，及时开设反映最新技术成果的选修课程，这样才可以培养符合社会需求的人才。

课程群内容的更新

如何根据计算机学科发展以及信息科技发展情况，及时、动态地调整课程群内核心课程、选修课程的设置，甚至每一门课程具体内容的设置，将是课程群建设的一个重要内容。

参考文献

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关键词:机电一体化;接口技术;人机接口;机电接口

机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分,各部分连接须具备一定条件,这个联系条件通常称为接口。各分系统又由各要素(子系统)组成。本文以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将接口分为人机与机电接口两大类。

一、机电接口

由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别,两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因此机电接口起着非常重要的作用:

(1)行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平,而控制设备则不一定,因此必须进行电平转换;另外,在大负载时还需要进行功率放大;

(2)抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入,可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离;

(3)进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路,以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。

1、模拟信号输入接口。在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压或电流信号(如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等)计算机要对被控对象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。

2、模拟信号输出接口。在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号,并通过运算产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号,以便驱动相应的执行器,达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。

3、开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中,需要经常处理一类最基本的输入/输出信号,即数字量(开关量)信号包括:开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与释放;电动机的启动与停止;阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中,对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态,此状态作为控制依据。

(1)输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号,所以开关信号输入通道又称为数字输入通道(DI)。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或数字信号“1”和“0”,但是其电平一般与计算机的数字电平不相同,与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题,它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。

(2)输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器(如继电器或报警指示器)。它实质是逻辑数字的输出通道,又称为数字输出通道(DO)。DO通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。

二、人机接口

人机接口是操作者与机电系统(主要是控制微机)之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向,可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息;另一方面,操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令,干预系统的运行状态,以实现所要求的功能。

1、输入接口。

(1)拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备,若系统需要输入少量的参数,如修正系数、控制目标等,采用拨盘较为方便,这种方式具有保持性。拨盘的种类很多,作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连,以BCD码形式输入信息。

(2)键盘输入接口。键盘是一组按键集合,向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有:

1)编码键盘,自动提供被按键的编码(如ASCII码或二进制码);

2)非编码键盘,仅仅简单地提供按键的通或断(“0”或“1”电位),而按键的扫描和识别,则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便,但结构复杂,成本高;后者电路简单,便于设计。

2、输出接口。在机电一体化系统中,发光二极管显示器(LED)是典型的输出设备,由于LED显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜,因此使用广泛。常用的LED显示器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理很简单,是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等,在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。

结语:

接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题,使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,使系统各部分有机地结合在一起,形成完整的系统。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要;同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲,机电一体化系统的设计,就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能,以及系统运行的稳定性和可靠性,因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。

参考文献:

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关键词：实验教学改革；教学模式；考核模式；创新能力

中图分类号：G640文献标识码：A文章编号：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 计算机专业硬件课程实验教学现状

计算机专业硬件课程都是以实验为基础的课程，以《微机原理与接口技术》为例，课程中的很多的知识点学生需要通过实验途径来产生直观印象，强化理解；更为重要的是学生动手能力、创新能力的培养，良好的实验习惯的养成都需要在实验室中通过不断的建立实验线路、编程、调试等一系列的过程来完成。但是通过调查，在很多高校计算机硬件课程实验教学环节当中还存在诸多的问题，导致学生对实验的理解不透彻，学习兴趣不高，缺乏主动性和创新欲望，对学生的综合素质的培养非常不利。

1.1 实验能力的培养没有放在突出的位置

传统的教学方法仍然是注重知识的传授，实验课仅仅作为理论课的附属环节存在。以《微机原理与接口技术》课程为例，由于知识点较多，教学过程中对处理器，内存储器，中断控制器，各种类型的接口芯片等知识点往往会投入绝大多数的教学课时讲解他们的结构、属性、工作原理、工作方法等，而对相关实验内容讲述的不够多，不够透彻，致使学生实验过程中只能按照实验指导书上给定的实验步骤，实验数据去实验，测试，而不能真正理解实验的意图，起不到很好的实验效果。学生在学习完这门课程之后，只是掌握了微机硬件与接口的一些基础知识，而不具备运用这些知识通过实验来实现一个实际的功能的能力[1]。

1.2 与实际应用脱节，学生实验积极性没有充分调动

学生是实验教学的主体，只有能够积极主动的参与到实验教学活动中来，才能启到很好的教学效果。在不少高校，实验项目的设置仅仅是为了验证课堂教学中的知识点。譬如对《微机原理与接口技术》中并行接口芯片的实验，往往是将8255A中的A端口和B端口选择其中一个作为输入端口将他的引脚通过信号线连接到手动开关上，另外一个作为输出端口与一组指示灯相连接[2]，简单的几行汇编语言控制语句就可以实现开关端输入，指示灯端输出的实验目的。这是对并行接口知识的一个简单验证，这种直观教学对加深学生对相关知识的掌握是非常必要的，但如果仅仅停留在这个层次上，学生的实践能力和创新精神就不可能得到增强，要调动学生学习的积极性、主动性，首先要让这门课程的实验更加紧密的与生活实际运用相结合，与更好的服务学生今后的就业相结合。例如，在实验教学时，可以引导学生自己动手设计一个8255和中断控制器8259组合的一个模拟生产控制的实验项目，既可以调动学生实验的兴趣，又能从中学到更多的知识。

1.3 考核形式陈旧，不利于学生创新思维的培养

大多数高校仍然采用传统的学生成绩考核模式，对学生的学习效果采用以闭卷考试为主的评价方式。对于《微机原理与接口技术》这门课程，在进行学生成绩评定时，基本上是以期末笔试成绩占总评成绩的70%，而实验课成绩，包括实验报告等则作为平时成绩占总评成绩的30%。这种成绩评价方式，只能引导学生花更多的时间去记住课本上诸多的知识点，去进行更多的习题练习，以获得更高的课程分数，而忽略了学习这些知识的最终目的是为了应用他们去解决实际问题。传统的学生成绩考核模式，限制了学生花更多的时间和精力自主设计实验项目，阻碍了学生创新思维的培养。

2 计算机专业硬件课程实验教学改革

诸如《微机原理与接口技术》一类的计算机硬件课程的实验教学改革应该以提高学生的实际动手能力、激发学生的创新意识为目标，从提高实验课在教学环节中的地位，优化实验项目设置等方面进行探索。

2.1 结合课程特点，寻求实验课改革突破

计算机专业硬件课程基本上具有理论与实践结合紧密的特点，以《微机原理与接口技术》为例，课程教学不但要使学生掌握硬件与各类接口的原理，工作模式，工作方法等，更要让学生学会如何针对现实应用设计接口电路，并能够通过程序控制。课程具有概念抽象，不能给学生以直观、感性的认识的特点，实验课恰好可以很好的弥补这一不足，实验过程和实验结果都可以帮助学生加深对理论知识点的理解。例如对中断控制器8259的相关内容，学生通过理论课的学习，掌握了IRR，IMR，ISR等寄存器的作用和工作方法和8259的工作过程，但这种掌握仅限于对知识点的识记，如果通过键盘按键产生中断，中断结果通过在实验仪器LCD屏上显示这样一个简单的实验，学生就会对8259芯片有直观的认识，教学的效果会更好[3]。每门课程都具有区别于其他课程的特点，教师首先要掌握这些特点，才能在教学过程中结合这些特点灵活的运用实验手段，使课程的教学效果更佳。

篇10

【论文摘要】 《微机原理与接口技术》是高职高专计算机及相关专业必修的一门专业基础课，同时也是一门实践性和应用性很强的课程。本文针对该课程在教学过程中存在的一些问题，根据笔者多年的教学实践提出了一些改进的方法和建议，以期提高该门课程的教学效果。

《微机原理与接口技术》是高职高专计算机及相关专业必修的一门专业基础课，同时也是一门实践性和应用性很强的课程。经过理论和实验两方面的教学，使学生掌握微型计算机的基本工作原理，汇编语言程序设计的基本方法，微机系统与输入输出设备的典型接口电路和接口技术，并能综合运用软、硬件技术分析实际问题。《微机原理与接口技术》这门课程的学习涉及到很多先行课程，比如《模拟电子技术》、《数字电路》等，这些课程的学习效果往往对本课程的学习有一定影响，加之本课程的教学内容较多，各个知识点之间相互交叉又造成理解上的困难，需要学生记忆的内容太多，导致学生学起来较困难，从而失去了学习的信心，达不到预期的教学效果。针对这样的现状，作者结合自己的教学实践，谈谈对于该课程教学的思考。

一、让学生充分认识到该课程的重要性，提高学生的学习动力及兴趣

随着高校的扩招，就业压力的增大，学生密切的关注所学的知识是否能够促进自己未来的就业和发展，高职学生尤是如此，所以在教学过程中经常有学生提问说《微机原理与接口技术》这门课程晦涩难懂，学习它有什么实际意义，对我今后的学习和发展有什么作用。对于学生的提问我思考：其实在教学过程中第一节课是非常关键的，在第一节课里教师应该将本课程的内容进行整体的介绍并且要告诉学生学习该课程的意义。《微机原理与接口技术》主要讲述微型计算机的基本工作原理，汇编语言程序设计的基本方法，微机系统与输入输出设备的典型接口电路和接口技术三部分内容。第一部分内容的学习有利于学生对微机工作原理有深入地了解，直接地应用在嵌入式计算机、自动控制等方面，掌握它也有利于对后续课程的学习，比如《操作系统》、《编译原理》等，并且这一部分内容中介绍到的计算机内部各部件的结构又是汇编语言程序设计的基础。第二部分介绍的汇编语言程序设计是我们和计算机沟通最直接的方式，如果我们想从事计算机科学方面的工作的话，汇编语言的基础是必不可缺的，因为我们的工作平台、研究对象都是机器，我们通过汇编语言和机器交流，尤其在和硬件关系非常密切的程序或要提高运算速度的程序，即使是 C 语言也会有些力不从心，而汇编语言则能够很好扬长避短，最大限度地发挥硬件的性能。由于汇编语言和硬件密切相关，所以第一部分内容的学习一定要打好基础。第三部分内容是一些常用且典型的芯片，使学生能深层次的理解微机系统，为以后学习其他芯片打下基础。只有让学生认识到本课程的学习确实能对自己的就业和未来发展有用，才能激起学生学习的兴趣和动力，提高主动学习的热情。

二、改进教学方法，提高教学效果

《微机原理与接口技术》这门课程中有一些内容确实比较抽象，难于理解，又有很多知识点需要学生记忆，所以光有学习的热情还不够，正确的学习方法才能有事半功倍的学习效果。

1、在学生学习过程当中，要不断鼓励学生

《微机原理与接口技术》这门课程会分章节讲述构成微机的中央处理器，系统总线，存储器，输入输出设备和一些典型的接口电路以及它们的工作原理。我们知道微机是一个有机的整体，要讲清楚任何一个部件的工作原理都不可能只单独将这一部件拿出来讲，必然涉及到其他新部件，而其他新部件我们还没接触到，所以经常出现一个知识点还没讲清楚，又出现新的疑问，在整个课程的学习当中疑问会一直存在，直至该课程结束，也就是说只有到学期末所有的疑问才能搞清楚。还有这门课中最难的地方在第二章，本章知识理解起来困难，并且有大量内容（几乎全部内容）要求在理解的基础上记忆以便为后续的学习奠定基础，而这时学生刚刚开始接触这门课程便一下子觉得很难，容易产生放弃的思想。所以教师在整个学期别是学期初一定要不断鼓励学生：学习中存在问题是很正常的，随着进一步学习问题会得到解决，关键是坚持，树立学习信心。

2、对于抽象的概念和工作原理，老师要精心设计课堂教学，使晦涩难懂的知识变得浅显易懂

课堂教学是使学生获得知识最有效最快捷的方式。在教学过程中，真正做到“以学生为本”，提高课堂效率，我的体会是精心的进行合理、有效的课堂教学设计。合理、有效的课堂教学设计可以在最短的时间得到最好的教学效果。比如，本课程的教学安排中，先讲cpu内部寄存器后讲存储器分段，讲cpu内部寄存器时就要涉及到存储器分段，这样一来知识点前后交叉多，学生听不明白，老师也会觉得讲不清楚。换种思路，重新调整一下次序，先介绍存储器分段，讲清楚四种段、段地址和偏移地址以及物理地址的形成，再介绍cpu内部寄存器，4个段寄存器分别存放4个段的段地址，地址指针寄存器和指令指针寄存器用来存放偏移地址，这样讲符合学生接受知识的规律，用时较少而且教学效果好。

3、采用多媒体教学手段，更高效地完成课堂教学任务

随着信息技术的发展，多媒体技术在课堂教学中得到了广泛的应用。多媒体计算机使图、文、声、像集于一体，使教学内容形象生动富有感染力，使抽象问题形象化。一些抽象概念在单纯语言讲解的情况下，感性材料不足，说服力不强，通过多媒体可以把抽象的理论和抽象的模型具体形象地展示在屏幕上帮助学生理解。比如讲存储器分段时，说到存储单元物理地址唯一而逻辑地址不唯一时很多学生感到很困惑“逻辑地址不唯一”，传统教学手段凭教师一张嘴、一根粉笔、一块黑板有时很难讲清楚，这时采用多媒体动画的形式将存储器分段进行演示，它能够直观形象地让学生看出段与段之间的一种重叠关系，某个存储单元既属于A段又属于B段，从而得出这一存储单元逻辑地址不唯一，既记住了结论又很好的理解了结论推导的整个过程。

4、注重实践环节

首先，高职教育的培养目标是培养重点面向基层的中高级工程技术人才，因此，加强实践教学，具有重要意义。其次，本门课程的实践性和应用性非常强，对于大多学生来说，许多知识只有通过实践教学才能真正的理解，这就要求我们必须重视实践教学的作用，改进教学内容，把实践课教学放到和理论教学同等重要的位置。高职学生综合运用知识的能力较差，所以实验基本上以验证性的实验为主，学生只需输入现成的程序，连接较少的导线，客观上为缺乏自觉性的学生提供了偷懒的机会，结果实验虽然做了，学生却没有多少收获，所以指导教师的要求往往不能得到很好的落实。针对验证性实验许多学生完成以后不愿深入思考和理解的现象，教师根据实验情况，设计实验思考题，这些实验思考题需要仔细思考对实验程序和连接线作出修改后才能得到实验结果，从而引导学生去思考完成。通过这样的做法，在以后的实验和实训中逐步培养学生的分析能力、综合运用知识的能力。近些年来，学校每年要组织学生参加大学生挑战杯竞赛，竞赛的许多题目涉及到微机应用系统设计，学生通过参加竞赛的培训和参赛，能深入理解微机原理与接口技术的知识，并能将其运用到实际中去。