《微计算机技术》教学一体化设计方案
一、课程概况
《微计算机技术》是计算机科学与技术专业本科生的一门必修课程，先修课包括《计算机组成原理》等，本课程的基本内容：以当今主流微处理器80Ｘ86为结合点， 分析它的结构特点、操作原理、指令系统以及汇编语言设计的基本方法。然后讲解80Ｘ86主要外围支援芯片的功能、结构、编程方法以及基本外部设备的接口技术。在此基础上， 对键盘、ＬＥD数码显示器、ＡＤ与ＤＡ转换器等基本外部设备的原理与接口技术进行讨论。此外对微计算机系统总线、其它微处理器结构也给以介绍。
本书在教学方法上，采用理论推导和应用分析相结合的手段，配以一定量的习题和实验，通过本课程的学习和实验，使学生掌握8086微处理器的结构、操作原理、指令系统及汇编语言程序设计的基本方法。能够对8086主要外围支援芯片进行编程，掌握基本外部设备的工作原理及接口技术。
二、课程的内容及教学要求
第一章: 绪论 (2学时)
教学内容:
1. 微计算机的特点, 学习方法
2. 微处理器、微计算机、微计算机系统
3. 微处理器技术的发展概况
教学要求:
掌握: 微处理器、微计算机、微计算机系统这三个名词术语的内涵。
了解: 微处理器及微计算机技术发展的历程。
第二章 微处理器的结构及微计算机的组成 (6学时)
教学内容:
1. 8086微处理器系列概况
2. 8086微处理器的逻辑框图
3. 8086/8088微处理器引线说明
4. 8086/8088总线操作、总线请求及中断请求
5. 8086最大、最小方式的基本组成
6. 8086存储器访问特性
7. 80386微处理器结构及特点。
教学要求:
掌握: 8086片内结构, 各功能部件的作用及其相互关系。主要引线的功能总线操作的时序、最小方式的系统组成。存储器访问特点及中断结构。
了解: 80386微处理器结构及特点。
第三章 8086指令系统及汇编语言程序设计基础 （20学时）
教学内容:
1. 指令系统与寻址方式
2. 汇编语言程序格式
3. 循环与分支程序结构
4. 子程序结构
5. I/O程序设计
教学要求:
掌握: 8086基本指令的格式、功能及应用方法。
了解: 汇编语言的基本格式, 以及带有循环、分支、子程序、I/O指令的程序设计方法。
第四章 微计算机中处理器与I/O设备间数据传输控制方法 (8学时)
教学内容:
1. 中断系统的基本概念
2. 典型中断控制器 (8259A)的基本结构与编程方法
3. 总线请求的基本概念、DMA的系统组成以及工作过程
4. DMA控制器 (8237A)的结构与基本编程
教学要求:
掌握: 中断与DMA两种控制方法的基本概念。8259A与8237A的初始化编程方法。
了解: 中断与DMA操作过程中的控制方法。
第五章 8086微处理器的外围支援芯片 (8学时)
教学内容:
1. 定时器8253的结构与编程
2. 并行外围接口8255A的结构与编程
3. 串行通信接口8251A的结构与编程
教学要求:
掌握: 以上各外围芯片的功能, 初始化编程方法及运行中的控制方法。
了解: 以上各外围芯片的应用技术。
第六章 微机基本外部设备 (6小时)
教学内容:
1. 小型键盘的结构、接口与识别按键的软件方法
2. 多位七段LED数码显示器的电路结构及接口技术
3. D/A转换器的工作原理
4. A/D转换器的工作原理
教学要求:
掌握: 扫描法识别按键的原理。多位七段LED数码显示器的电路结构与工作原理。D/A、A/D转换器的工作原理, 软件实现逐次逼近A/D转换原理。
了解: 小型键盘扫描程序。软件方法实现逐次逼近A/D转换的程序。
第七章 微计算机总线 (6小时)
教学内容:
1. 微机总线的概念
2. 微机系统总线的层次
3. ISA总线与PCI总线的结构、特点
4. IDE、SCSI、USB外设总线介绍
教学要求:
掌握: 总线的概念、总线的层次。
了解: ISA与PCI总线的结构及特点。外设总线的特点。
第八章 其它主流微处理器介绍 (6小时)
教学内容:
1. Pentium (奔腾)系列微处理器的结构
2. PowerPC 系列微处理器的结构
教学要求:
掌握: 超标量结构特点, 分支预测的概念
了解: RISC体系结构的特点。
1. 汇编语言程序设计实验 (12学时)
实验目的: 掌握基本指令的编程方法
实验内容: 两个多位十进制数相加、两个数相乘、BCD码相乘、字符匹配等。
实验设备: IBM PC或兼容机。
2. 定时器8253与中断控制器8258A实验 (4学时)
实验目的: 掌握8253与8259A的编程方法、波形产生、中断处理程序设计。
实验内容: 8253不同模式下的波形产生、8253作为中断源的中断处理过程。
实验设备: IBM PC或兼容机, TCP-1实验系统。
3. 并行接口8255A实验 (4学时)
实验目的: 掌握8255A的使用方法。
实验内容: 用8255A作为交通信号灯控制接口, 模拟交通信号灯的工作。
实验设备: IBM PC或兼容机, TPC-1实验系统。
4. 串行接口8251实验 (4学时)
实验目的: 了解串行通信的基本知识和8251A的工作原理。
实验内容: 主机经实验系统中8251A与另一终端进行数据传输。
实验设备: IBM PC或兼容机, TPC-1实验系统, 字符终端 (或另一PC机)。
5. A/D转换实验 (4学时)
实验目的: 掌握A/D转换的基本原理及A/D转换芯片的使用方法。
实验内容: 把不同直流电压转换为相应的数字量并将其存储及显示。
实验设备: IBM PC或兼容机, TPC-1实验系统。
专用实验设备: TCP-1型十六位微机实验培训系统。
通用实验设备: IBM PC或兼容微机。
三、教学的主要媒体及作用
文字教材，包括课程教材和实验指导书两本。课程教材在版式安排和工艺设计上，充分考虑自学、助学作用，摆脱传统的面授模式的架构。实验指导书详细说明每个教学实验的目的、内容、过程和方法，准确配合授课内容，并有助于训练学员的设计与实验技能。
教学实验是该课的重要教学环节，教学实验设备选用清华大学同方公司生产的TPC-1型微机实验培训系统，全部教学实验均要在该教学实验系统上完成。
本课程的录像教材共22讲，采用模块式结构，考虑导学和助学作用，使学生的业余自学置身于更为主动和完善的教学环境中，教学的重点、难点以显式手段加以标注，使学生容易记忆。
本课程有两节直播课堂，一节是教学辅导，一节是期末复习，定期在中国教育电视台播放，为全国的学生学习起到导引作用。
本课程有9节IP课件，发布在电大在线微计算机技术课程的主页上，可以为学生自主学习进行实时的在线点播。IP课件较系统的教授课程的主要内容和学习方法，对学生的学习起到在线讲解和辅导作用。
本课程在电大在线有独立的课程主页，包括教学文件、教学辅导、在线答疑、在线点播等诸多栏目，充分发挥了远程教学的媒体传播作用。尤其是教学辅导栏目定期上传最新的教学辅导材料，模拟试题等材料，受到广大师生的关注，在线答疑栏目定期在网上答疑，及时为学生解惑，收到学生的欢迎。
四、教学的实施与管理
教学组织形式是根据教学的主客观条件，从时空、人员组合等方面考虑安排教学活动的方式。本课程的教学组织形式以自主学习、面授辅导答疑、集中实验、小组讨论等为主。
自主学习——学习者以自主学习为主。通过利用本课程的文字教材、录像教材进行自学，完成作业和自测练习等。
面授辅导——辅导教师定期根据学习者在学习中遇到的共性问题进行辅导答疑，帮助学习者理清学习思路，梳理学习内容，讲解重点、难点，集中答疑，提出学习要求，并进行学习方法的指导。
集中实验——学习者在辅导教师指导下，必须完成有关实验。辅导教师检查和考核实验完成情况。
小组讨论——有条件的地方可组织小组学习讨论，互相帮助，交流学习经验和体会，讨论学习中的疑难问题，共同提高学习效率和效果，小组定期向辅导老师汇报学习心得和情况。
形成性考核——学生按照学习的进度进行形成性考核作业，定期将作业交给指导老师评判，指导老师根据学生的作业情况给出形成性考核的成绩。
其他形式——学习者遇到个别问题，可以通过面对面、电话、电子邮件等方式与辅导教师进行讨论，辅导教师给予答疑辅导。中央电大利用卫星直播课堂、电子邮件等方式提供教学辅导内容和教学信息。
《微计算机技术》课程是技术性较强的课程。其特点是概念多、涉及面广。因此，在教学过程中，应特别注意对基本概念、工作原理的解释和描述要尽可能浅显易懂、深入浅出，要及时地进行归纳、总结。要引导学习者建立概念之间、原理之间、应用之间的联系；录像教材中应侧重于点和面的讲解，帮助学生理解重点、难点，建立整体概念和思想。完成适量的作业是该课教学的另一个重要教学环节。作业题目要体现教学重点内容，应充分与教学媒体结合好，并适当配合期末的考试需求。平时作业、实验报告要进行登记、抽查。定期进行教学调研和教学评估，不断完善各教学环节，确保教学质量。辅导教师平时的教学辅导、作业批改与实验指导的工作非常重要，主持教师应全力支持他们的工作，这些教师也应尽力按教学要求完成承担的教学任务。
五、教学安排
课程教学总学时为90学时， 5学分， 其中授课62学时， 实验28学时。
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教 学 内 容 |
课内学时 |
录像学时 |
实验学时 |
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一． 绪论 |
2 |
1 |
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二． 微处理器结构及微计算机组成 |
6 |
1 |
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三． 8086指令系统及汇编语言程序设计 |
20 |
8 |
12 |
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四． 微机与Ｉ/O设备数据传输控制方法 |
8 |
3 |
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五. 外围支援芯片 |
8 |
2.5 |
12 |
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六. 微机基本外部设备 |
6 |
3 |
4 |
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七. 微机总线 |
6 |
1.5 |
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八. 其它微处理器结构 |
6 |
1 |
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总 计 |
62 |
22 |
28 |
本课程的形成性考核共分四次作业，学习完第1、2章后做作业1，第3章对应作业2，第4，5章对应作业5，第6～9章对应作业4，辅导教师根据教学进度布置和评定相应的作业成绩。教师在教学中，教学进度可以参考上述的教学内容和学时分配，教学讲稿可以参考电大在线本课程的平台上的教学讲稿材料，在平时辅导和期末的复习过程中可以参考教学辅导栏目中的辅导材料和模拟试题等资料。
总之，本课程实现了以电视广播为基础的空中课堂，以电大在线平台为基础的网上课堂，以教学点为基地的面授辅导等多方面、周到的学习支持服务，希望广大师生在学习的过程中充分的利用这些资源，也希望对我们提出宝贵的意见，便于我们在今后的工作做进一步的改进，更好的为教师和学生服务。