微机原理与汇编语言(索国瑞)

课程简介

    “微机原理与汇编语言”是计算机及相关专业的一门核心专业课,也是大学计算机课程教指委发布的《教学基本要求》白皮书中的核心课程之一。该课是高校理工科学生学习和掌握计算机硬件知识、特别是 I/O 接口电路设计的入门课程。课程结合典型的微型机系统,兼顾经典原理与前沿技术、系统完整性与现实应用性,讲授微型计算机的基本工作原理系统组成指令系统、汇编语言程序设计技术接口应用技术。其先导课程包括:“电子技术基础”(数字电路)、“计算机组成原理”,如果学习了“数据结构”、“程序设计”等课程更易理解本课程。课程的实践性很强,涉及的知识面广,课程内容兼顾硬件软件两个方面——是其结合点——承前启后、承上启下。

       通过本课程的学习,试图使学习者从理论和实践上掌握微型机的基本组成、工作原理、接口电路及硬件的应用开发技术和汇编语言程序设计一般方法,从而建立起微机的整体概念,初步具备简单输入输出接口软硬件设计能力微机应用系统的分析能力和相关软硬件应用、开发的初步能力。通过本课程的学习,为学习者以后学习具体操作系统、计算机应用系统开发等课程打好微型机基本理论基础,为将来从事工业控制系统设计、微型机应用系统开发等基本应用开发技术奠定基础。

       自 2017 级开始,根据当时教学计划的调整,讲授课时为 3+2,即理论课周 3 学时实验课周 2 学时。实验课目前在教 9-C504 (致勤楼C-504)微机原理与接口技术实验室依托专门实验箱实施。为方便同学使用 EDA、MASM 等仿真软件,理论课一般在教 9-C405实验室(致勤楼)上近年结合工程认证需要,部分班级自 2021 级开始,教学计划调整,保持理论课周 3 学时,而实验课安排为 12 次,即按当时学校教学周规则实验课不再是单纯的每教学周一个题目周 2 学时。自 2023 级开始,尝试 2+3 ,即加大实践部分课时,适当压缩理论部分课时。但这块没有做硬性限制,由教师根据学生学习的接受能力和时间情况灵活调整,目前仍基本遵循 理论课时 3 + 实践课时 2 的基本模式。和之前年级的主要区别在于整个 18 周有效授课时段都有实践课的安排。受课时限制,课程目前的讲授主要以 Intel 出产 的 8086 CPUASM86 基本汇编语言 以及 PC 机五大接口芯片为主进行,技术的发展使得这些内容已经只能服务于原理性的讲解,实际开发还需根据具体系统要求再学习相关的知识,如 IA-32 汇编语言、保护模式、64 位 CPU、硬件虚拟化、基于 Windows 的汇编语言程序设计、基于 Linux 的汇编语言程序设计、现代微型机接口技术等。

       课程目前采用杨居义编著的、清华大学出版社于 2013 年出版的《微机原理与接口技术项目教程(第 2 版)》一书,特点是强调实践性,以拓展工程训练项目的形式,要求学生尝试基于 Proteus 仿真环境开展贴近实验室环境的小、微项目开发,学以致用。

       课程考核方式按学院要求和工程认证、新师范认证、新工科认证需要,倾向以卷面实行笔试,但本人所带班级自 2012 年起基本以小型应用项目设计实现+设计报告+答辩形式实施,个别班曾以传统纸质卷形式笔试,效果不如项目设计+设计报告+答辩形式的。从2019 年起,学校提出了课堂教学延伸五个环节的要求,课前预习、平时作业、课外阅读、课外讨论、期中考试等每个环节在平时成绩部分的比例不得少于 5%。按新的学校要求,原则上 课程总评成绩 = 平时成绩 x 50% + 期末成绩 x 50%。其中实验课成绩按学院要求包含在平时成绩中,且按学院要求比例不低于 30%期中考试一般在第十一周进行,且比例一般不低于 20%。课程对同学预习、复习、作业、习题的完成情况主要以频度较高的基于 CG 等教学平台的在线测验形式进行。近期可供参考的计算公式为: 课程平时成绩 = 实验成绩 x 30% + 期中成绩 x 20% + 课外文献阅读成绩 x 5% + 拓展工程训练成绩 x 10% + 预习等作业成绩 x 10% + 云实验成绩 x 10% + 在线测验成绩 x 15%。每学期会根据同学学习情况对平时成绩各组成成分及权重进行微调,云实验根据数量和完成情况可能会和拓展工程训练或者在线作业合并。

教学计划

请参见教师在本课程页面“课程信息”-->“课件下载”中的相关文档,包括当前学期课程教学大纲、当前学期班级理论课教学进度表、当前学期班级实验课教学进度表。请注意不同班级的教学大纲会有差别。

先导课程

先导课程中,对本课程学习影响较大的有:“电子技术基础”(数字电路)、“计算机组成原理”。如果在本课程之前已经学习过“数据结构”、“C语言程序设计”、“离散数学”等,更利于掌握本课程内容。

考试方式

课程考核方式按学院要求,分两种:

       自 2012 年学院成立后,本课程主要以 小型应用项目设计实现 + 设计报告 + 答辩形式 实施。试卷分三部分:指定设计题+自选指定设计题+自选设计题。约第四周同学开始选题,其后边学习边利用 Proteus 和 MASM 等软件完成题目的分析、设计、虚拟仿真和验证,并按参考模板写出设计报告,在第十八周进行演示、讲解、答辩,然后依据设计过程撰写的设计报告仿真设计结果评定最终成绩

      另外课程考核也可以以传统纸质卷闭卷笔试形式进行,题目包括填空、选择、简单、计算、分析、代码阅读、程序设计、电路分析与设计、综合等题型。从近年实践的情况看,本课程信息量大,实践性强,大部分同学选择第一种,即 设计 + 论文 + 答辩 的形式,学习效果更理想。

       因工程认证相关要求,采用纸质卷考试更易计算各项指标达成度,卓越班每次开课具体考核方式需按学院要求安排。

       因新师范认证相关要求,采用纸质卷考试更易计算各项指标达成度,师范班每次开课具体考核方式需按学院要求安排。

       卓越班和师范班在具体组卷命题过程中评价课程目标达成度的一些细节会有差异。

参考书目

微机原理与接口技术项目教程》(第2版),杨居义编著,清华大学出版社,2013年出版

参考书目

[1] 《汇编语言4版王爽编著,清华大学出版社,2019年出版

[2] 《IBM PC汇编语言程序设计2版沈美明 温冬婵编著,清华大学出版社,2012年出版

[3] 《汇编语言程序设计》(第5版),钱晓捷编著,电子工业出版社,2018年出版。

[4] 达特曼 (Jeff Duntemann),《汇编语言:基于Linux环境》(第3版),清华大学出版社,2014年出版。

[5] 《IBM PC汇编语言程序设计例题习题集2版温冬婵编著,清华大学出版社,2000年出版

[6] 《IBM PC汇编语言程序设计实验教程温冬婵,张赤红编著,清华大学出版社,2012年出版

[7] TD-PITE 80X86微机原理及接口技术实验教程》(2014年版),西安唐都公司,TD-PITE实验箱随机实验手册电子版

[8] 《Intel 64 and IA-32 Intel Architecture Software Developer's  Manual》, Intel,intel 公司技术手册。


教师简介

姓名:索国瑞,负责管理的实验室:教 9-C506(致勤楼,单片机与射频识别技术实验室);主带课程:微机原理与汇编语言(计算机科学与技术专业),射频识别技术(物联网工程专业),计算机组成原理(学院平台课)。同学可以在学校企业微信以姓名查询到我,不用加好友即可通信。常用 QQ40586322 ;常用教学 QQ 群号31696867(请提供 姓名 + 学号 申请加群验证);学院实验中心 QQ 群号283559604(请提供 姓名 + 班级或学号 申请加群验证);常用EMAIL:Suogr@foxmail.com(课程设计+设计报告+答辩形式考核时期末试卷提交指定 EMAIL)。