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匯編語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)方法分析論文
摘要：“匯編語言程序設(shè)計(jì)”是我國高校計(jì)算機(jī)專業(yè)一門重要的專業(yè)課程，是一門軟硬件并重的課程。該課程在學(xué)習(xí)上存在著一定的難度，如何調(diào)動學(xué)生對匯編語言的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的效果，在文章中總結(jié)一些心得體會，希望與大家共同探討。
關(guān)鍵詞：匯編語言；教學(xué)方法；實(shí)踐
“匯編語言程序設(shè)計(jì)”課程是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)開設(shè)的一門重要的專業(yè)課程，許多大學(xué)都開設(shè)此課程。匯編語言還是學(xué)習(xí)“編譯原理”“微機(jī)原理”“操作系統(tǒng)”等課程的前序課程。當(dāng)今，越來越廣泛地使用高級程序語言，導(dǎo)致許多學(xué)生沒有學(xué)習(xí)匯編語言的積極性和動力，因?yàn)閷W(xué)生普遍認(rèn)為學(xué)習(xí)匯編語言沒有用武之地。其實(shí)，匯編語言是一種能夠充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)硬件特性的高效語言，會經(jīng)常出現(xiàn)在一些特殊的場合，比如數(shù)據(jù)加密、解密、分析和防患病毒攻擊等。而且，學(xué)習(xí)匯編語言可以有助于學(xué)生更好地掌握計(jì)算機(jī)工作的原理，可以提高學(xué)生分析、解決實(shí)際問題的能力。匯編語言是面向機(jī)器的低級語言，是離計(jì)算機(jī)硬件最近的編程語言，具有執(zhí)行效率高的特點(diǎn)[1]。但由于匯編語言是面向機(jī)器的，必須對計(jì)算機(jī)有相當(dāng)深入的了解，才能使用匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。匯編語言由于指令多，有近百條指令，語法規(guī)則嚴(yán)格，同時(shí)還要熟悉硬件結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)過程抽象，學(xué)生普遍反映匯編語言難學(xué)，難以產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。如何較好地解決這些問題呢？在多年的實(shí)踐教學(xué)過程中，我們總結(jié)、實(shí)施了一些教學(xué)方法，取得了較好的效果。
1學(xué)會使用Debug調(diào)試工具
Debug調(diào)試工具是Windows操作系統(tǒng)自帶的調(diào)試工具。在Debug調(diào)試工具中，根據(jù)逐條執(zhí)行每條匯編指令，大家可以看到每條指令的執(zhí)行結(jié)果，以及對各個(gè)標(biāo)志寄存器的影響以及存儲器單元的變化，學(xué)生因此清楚了解指令下的執(zhí)行步驟和作用。學(xué)會使用Debug調(diào)試工具執(zhí)行程序段，通過依靠Debug提供的指令來查看存儲單元的變化[2]。例如，執(zhí)行以下指令后AX寄存器的內(nèi)容是什么？TABLEDW20,30,40,50,60...MOVAX,[BX]在得到答案后，我們怎么才能確定自己的答案是否正確呢？我們可以在Debug調(diào)試工具中執(zhí)行完這幾條指令，然后通過查看AX寄存器中的內(nèi)容就可以知道自己所得的答案是否正確了。問題的重點(diǎn)是在于調(diào)試工具Debug不能直接表示符號地址，那么如何表示出符號地址呢，我們可以通過替換的方式來實(shí)現(xiàn)，先換為具體的存儲器的地址，等執(zhí)行完對應(yīng)的指令之后，去具體的存儲器查看數(shù)據(jù)，從而判斷出答案對錯(cuò)與否。通過以上步驟，學(xué)生可以充分掌握匯編語言的直接尋址和寄存器間接尋址之間的區(qū)別以及操作數(shù)和地址之間的關(guān)系[3]。
2通過植入錯(cuò)誤，提高調(diào)試經(jīng)驗(yàn)
由于匯編語言采取英文助記符的形式，與高級語言相比可讀性較差，因此，匯編語言源程序的調(diào)試比高級語言程序調(diào)試更加困難。在調(diào)試程序的時(shí)候，雖然系統(tǒng)會給出錯(cuò)誤提示，但是由于錯(cuò)誤提示是英文提示，很多同學(xué)由于缺乏專業(yè)英語的基礎(chǔ)，不明白這些提示的含義，更不知道如何處理這些錯(cuò)誤。因此，為了讓學(xué)生積累調(diào)試程序的經(jīng)驗(yàn)，我們采用植入錯(cuò)誤的方法。寫一個(gè)簡單的程序，在里面設(shè)置一些典型的語法或邏輯錯(cuò)誤，讓學(xué)生對其進(jìn)行調(diào)試和修改。通過逐步引導(dǎo)學(xué)生對一些典型的錯(cuò)誤建立良好的認(rèn)知，讓學(xué)生在錯(cuò)誤中不斷積累調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，并通過成功調(diào)試而獲得成就感，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[4]。
3從細(xì)節(jié)入手，不放過一個(gè)細(xì)節(jié)
例如，當(dāng)教師講授匯編語言程序設(shè)計(jì)課程中地址的概念的時(shí)候，由于匯編語言使用分段編程，每個(gè)存儲空間對應(yīng)一個(gè)20位的物理地址，用邏輯地址表示實(shí)際尋址中20位的物理地址，把它分為段地址和偏移地址。當(dāng)段地址和偏移地址形成物理地址時(shí)，段地址向左移位4位，即乘以16后加上偏移地址。這導(dǎo)致兩個(gè)段彼此最接近，并且段地址僅相差一個(gè)，然而實(shí)際物理地址上是相差16，也就是說，段的兩個(gè)最近段首地址之間的最小距離也是16個(gè)字節(jié)。每個(gè)段的大小應(yīng)該是16的整數(shù)倍，最小的段是16個(gè)字節(jié)。有些老師在講解這個(gè)知識點(diǎn)時(shí)都是一帶而過，沒有詳細(xì)地講述，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)會感到比較抽象，難以理解。因此，教師不能輕易放過這些細(xì)節(jié)，而應(yīng)該只用1個(gè)字節(jié)定義一個(gè)數(shù)據(jù)段，然后在學(xué)生的調(diào)試命令中向?qū)W生展示該數(shù)據(jù)段實(shí)際占用的空間，學(xué)生可以明確地看到，雖然只有1個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)段也要占用內(nèi)存空間的16個(gè)字節(jié)。講授內(nèi)容可以繼續(xù)引申，空間為17個(gè)字節(jié)，實(shí)際占用的空間應(yīng)該為多少字節(jié)?學(xué)生應(yīng)該不難得出結(jié)論17等于16加1，額外的1字節(jié)也占用16個(gè)字節(jié)的空間。因此，該段占用的實(shí)際空間應(yīng)為16加16，即32字節(jié)。
4重視實(shí)踐，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)考核
要想學(xué)習(xí)好一門編程語言，盡可能多的編程實(shí)戰(zhàn)是必由之路。學(xué)習(xí)匯編語言也是這樣，作者認(rèn)為編程應(yīng)用有兩個(gè)層次，比較低的層次是在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用的匯編語言，指的是匯編語言課程中經(jīng)典的編程項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)；較高的層次是匯編語言在日常工作生活中的應(yīng)用，主要是指利用匯編語言解決實(shí)際生活中遇到的問題。匯編語言由于貼近硬件，對中斷以及外部設(shè)備的控制部分感覺很抽象，我們可以通過設(shè)置一些相關(guān)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生逐步對這一問題建立起較好的認(rèn)知。比如。模擬紅綠燈的實(shí)驗(yàn)，先在計(jì)算機(jī)中編好匯編控制程序，然后在計(jì)算機(jī)的端口連接好8255等外部芯片，通過執(zhí)行匯編程序來控制外接燈的開關(guān)以及開關(guān)的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)對紅綠燈的控制。通過設(shè)計(jì)這些實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅能清楚了解匯編語言對硬件的控制方式，還能產(chǎn)生學(xué)習(xí)匯編語言的濃厚興趣。再者，將“匯編語言程序設(shè)計(jì)”與“單片機(jī)”“微機(jī)原理”等課程相結(jié)合開發(fā)出綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)也有非常好的效果。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)考核也是一個(gè)很有效的方法。通過學(xué)生的反饋以及多年積累的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來看，通過加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)考核，對提高學(xué)生掌握好匯編語言很有效果。實(shí)踐考核考查的是比較理論和基本的內(nèi)容，通過實(shí)驗(yàn)考核使學(xué)生學(xué)會用盡可能多的方法去解決問題，開拓思路[5-6]。
5對比學(xué)習(xí)，聯(lián)系記憶，歸類總結(jié)
匯編語言編程的特點(diǎn)是簡短而精確，程序的執(zhí)行效率非常高，源程序可以直接對應(yīng)于以前的機(jī)器語言，高級語言是不同的，并且在將其源程序編譯成可執(zhí)行文件之后，會生成冗余機(jī)器代碼。以最常用的“helloworld！”程序?yàn)槔肅語言和匯編語言單獨(dú)編寫，再生成可執(zhí)行文件。相比之下，學(xué)生可以清楚地了解上述特征，從而對匯編語言有直觀和感性的理解，這可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)匯編語言的興趣。學(xué)習(xí)匯編語言時(shí)，學(xué)生已經(jīng)具備了高級語言編程的良好基礎(chǔ)，使用兩種語言比較方法。針對匯編語言指令多、規(guī)則多、不宜于記憶的特點(diǎn)，采用聯(lián)系記憶法和歸類總結(jié)法[7-8]。例如，把幾個(gè)工作寄存器的使用方法與寄存器的英文聯(lián)系起來記憶，將具有類似功能的指令一起記憶等。通過對比學(xué)習(xí)方式和歸類總結(jié)法，可以直觀地看出匯編語言的特點(diǎn)，從而幫助學(xué)生學(xué)習(xí)匯編語言課程。
6結(jié)語
總的來說，我們一直在不斷地探索和研究“匯編語言程序設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)改革，學(xué)校也是大力支持、提供方便條件，在培養(yǎng)方案制定、教學(xué)大綱修訂上給予足夠的權(quán)限和自由。即使學(xué)生學(xué)習(xí)匯編語言有一定難度，但如果在教師講授過程中，通過改進(jìn)教學(xué)方法，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低課程的學(xué)習(xí)難度、培養(yǎng)學(xué)生的編程能力、調(diào)試能力、實(shí)踐動手能力，能夠幫助學(xué)生順利渡過入門關(guān)，那么學(xué)生掌握好這門編程語言就并非難事，從而提高整體教學(xué)效果，來適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。無線互聯(lián)科技技術(shù)應(yīng)用
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