計算機接口技術(shù)論文范文
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第1篇
規(guī)劃用戶需求，實行軟件接口設(shè)計，為用戶提供便捷[1]。根據(jù)軟件內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計數(shù)據(jù)接口，促使其與計算機系統(tǒng)形成統(tǒng)一整體，優(yōu)化軟件格式，排除格式差異所造成的制約，保障用戶在系統(tǒng)內(nèi)，直接實現(xiàn)軟件操作。
2計算機軟件數(shù)據(jù)接口的應用
實際數(shù)據(jù)接口并不是體現(xiàn)單一的形式，其包含多樣化模式，例如：函數(shù)、API，或者是格式數(shù)據(jù)包，在此基礎(chǔ)上，針對數(shù)據(jù)接口的應用做如下分析：
2.1函數(shù)模式應用
數(shù)據(jù)接口的函數(shù)模式，屬于特性程序，由開發(fā)商在軟件出廠時，設(shè)定一套函數(shù)，預測、評估用戶可能進行的行為操作，全部輸入到數(shù)據(jù)接口內(nèi)，促使函數(shù)接口的方式表現(xiàn)出多樣化，封裝后投入使用。此類函數(shù)基本由技術(shù)人員控制，僅限于軟件開發(fā)商，其在出廠時已經(jīng)完成函數(shù)的封閉工作，所以只有單方人員知曉，屬于密閉的數(shù)據(jù)接口。此類模式，保持數(shù)據(jù)接口程序的完整性，如果用戶使用函數(shù)模式，由開發(fā)商提供，無需進行二次書寫[2]。函數(shù)模式的數(shù)據(jù)接口技術(shù)含量較高，保密性和穩(wěn)定性明顯，在現(xiàn)代軟件開發(fā)中，屬于常用數(shù)據(jù)接口。
2.2中間數(shù)據(jù)庫模式應用
數(shù)據(jù)庫模式，主要依賴于具有公共特性的數(shù)據(jù)庫，本身則屬于數(shù)據(jù)類型，需要借助授權(quán)途徑。此模式局限性較高，用戶在使用軟件時，只能根據(jù)數(shù)據(jù)庫規(guī)模的數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問，針對性強，可操作性低。常見格式有：Access、Oracle，基本為訪問頻率比較高的數(shù)據(jù)庫。其在開發(fā)時，較為簡單，適用于小型軟件。雖然在特定數(shù)據(jù)接口的處理上，效率明顯，但是相對其他數(shù)據(jù)庫，可能會出現(xiàn)配置問題，特別是復雜的類型，會增加數(shù)據(jù)接口的處理難度，限制數(shù)據(jù)接口的工作范圍。
2.3文件交換模式應用
此模式應用具備一定的特殊性，必須借助特性數(shù)據(jù)，才可支持數(shù)據(jù)接口應用。一般數(shù)據(jù)包括兩類，第一是TXT文件，由windows自主配置，在現(xiàn)代計算機系統(tǒng)內(nèi)比較常見，屬于通用格式，例如：程序開發(fā)基本都會支持TXT，在文本內(nèi)記錄html代碼、編程，可以迅速轉(zhuǎn)化為可讀模式，供軟件讀取，實現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)換。目前，大部分技術(shù)員習慣利用TXT編寫代碼，完成軟件開發(fā)，應用便捷，不僅可以實現(xiàn)簡單語言的書寫，同時對特殊符號的識別能力明顯，體現(xiàn)常規(guī)特性[3]。第二是INI文件，屬于系統(tǒng)內(nèi)配，系統(tǒng)內(nèi)直接配置INI函數(shù)，適應于普遍軟件，在INI約束下，軟件自主記錄自身信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，INI文件具備自主特性，應用規(guī)模逐漸擴大。綜上所述，數(shù)據(jù)接口應用為計算機軟件發(fā)展提供可靠、穩(wěn)定的空間，簡化軟件開發(fā)流程，提高開發(fā)效率，保障軟件開發(fā)質(zhì)量，推進軟件迅速投入使用。
3結(jié)語
第2篇
一、前言
微機原理與接口技術(shù)是電子信息類理工科的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。內(nèi)容涵蓋微機原理、匯編語言程序設(shè)計及微機接口技術(shù)，兼顧硬件和軟件2個方面，該課程的特點是概念抽象，實踐性強。實踐教學對于學生理解課程內(nèi)容，培養(yǎng)學生動手能力是十分重要的。
二、《微機原理與接口技術(shù)》實踐教學現(xiàn)狀
隨著高等教育正在由知識型教育向能力培養(yǎng)為中心的教育進行轉(zhuǎn)變，電子信息類課程的實踐教學環(huán)節(jié)都大大加強。但由于受到硬件實驗環(huán)境與實驗內(nèi)容制約，特別是《微機原理與接口技術(shù)》實踐教學只發(fā)生了量變而非質(zhì)變，仍處于滯后的位置。
在目前的教學中，《微機原理與接口技術(shù)》實踐教學存在以下幾個方面的問題：
（1）實驗內(nèi)容固定陳舊，大都是些傳統(tǒng)接口芯片功能的驗證實驗，由于實驗臺上的芯片資源有限，不具備進行多芯片組合的綜合型實驗的條件。大部分學校進行的還都是8位接口芯片的實驗，而現(xiàn)在常用的大部分是32位64位的接口，實驗內(nèi)容過時。同時一些多核處理器，pci—express總線，sata接口技術(shù)等一些新技術(shù)根本沒有涉及[1]。
（2）實驗平臺落后，實驗平臺芯片資源少，擴展性差，只能進行一些簡單的功能驗證實驗，實驗內(nèi)容也因芯片種類和實驗臺架構(gòu)固定而不易調(diào)整，不能發(fā)揮學生的創(chuàng)新能力。平臺外設(shè)簡單，無法激發(fā)學生的興趣。
（3）實驗技術(shù)落后，很多學校還采用的是搭積木式的設(shè)計方法進行教學[2]，學生的實驗靈活性小，大都是按圖連線，下載程序的操作，限制了學生的設(shè)計創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。WWW.133229.cOm實驗簡單抽象，大都是些芯片功能上的驗證，啟發(fā)性小。
（4）重軟輕硬，實驗重點大都集中在匯編語言的編寫，學生很少能自主的設(shè)計電路，也無法了解芯片的結(jié)構(gòu)以及時序，更不能自己設(shè)計芯片，大大限制了學生動手能力的培養(yǎng)[3]。
微機接口技術(shù)被廣泛應用于電子信息各個領(lǐng)域，因此《微機原理與接口技術(shù)》是門應用性很強的課程，學生通過學習達到在掌握理論的基礎(chǔ)上，能運用所學知識解決一些實際問題的能力。但因為在實踐教學中存在以上問題，學生在學完這門課程后，大都停留在了解幾個常用接口芯片的常用工作方式的層面上。這和高等教育“培養(yǎng)應用型創(chuàng)新人才”的目標是不相符的。
三、將fpga技術(shù)與《微機原理與接口技術(shù)》實踐教學相結(jié)合
fpga（現(xiàn)場可編程邏輯陣列）技術(shù)[4，8]，用戶可以通過硬件編程語言重新配置芯片內(nèi)部的電路，同時fpga芯片中有豐富的邏輯單元，可以滿足設(shè)計復雜電路的需要，用fpga技術(shù)對微機接口實驗平臺進行改進，正好彌補了現(xiàn)有平臺，芯片資源少，擴展性差，電路設(shè)計受限的缺點。配上usb，sata接口，液晶屏等新型外設(shè)以及相應ip核，學生便可以進行一些新的接口技術(shù)的實驗，增強了實驗的趣味性，也加強了學生動手能力的培養(yǎng)。同時由于fpga技術(shù)的廣泛應用，很多大學也開設(shè)了相關(guān)課程，但大都從硬件語言和sopc(可編程片上系統(tǒng))兩方面作手[5]，知識跨度大，而且學生缺少復雜邏輯與接口設(shè)計的實踐機會，將fpga教學引入《微機原理與接口技術(shù)》實踐教學正好彌補了這一空缺。在熟練掌握電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，學生可以運用微機接口，組成原理，體系結(jié)構(gòu)，數(shù)字邏輯等知識設(shè)計多模塊的系統(tǒng)，使學生通過實踐教學將計算機多門硬件基礎(chǔ)課程融合成一個有機的整體。
四、基于fpga的《微機原理與接口技術(shù)》實踐教學方法
1.改進實驗硬件環(huán)境
我們學校《微機原理與接口技術(shù)》是一門重要的計算機專業(yè)基礎(chǔ)課，多年來一直努力探索實踐教學的改革方法。我們與xilinx(賽靈思)公司建立了聯(lián)合實驗室，并自主研發(fā)了基于fpga的微機接口實驗平臺[6]。該平臺采用多模塊“樂高”思想分為：芯片組板、fpga擴展板、外設(shè)板等三個部分并且可以靈活組合，便于調(diào)整與維護。芯片組板可以用來進行傳統(tǒng)的接口實驗，fpga板可以用來學習硬件編程，同時還有配套的用verilog實現(xiàn)8255，8253，8251接口芯片的邏輯，將其下載到fpga中可以代替相應的接口芯片。因為fpga中豐富的邏輯資源，學生可以在fpga中配置多個接口芯片，并且可以用fpga實現(xiàn)16位、32位接口芯片，從而設(shè)計復雜的接口電路。fpga中還可以配置多種cpu架構(gòu)如80x86，8051的ip核，可以建立多種系統(tǒng)架構(gòu)。pc機與實驗平臺是采用fpga邏輯配合橋接芯片實現(xiàn)pci總線接口轉(zhuǎn)isa總線接口，支持硬件在線編程與調(diào)試，同時提供相應的實驗供學生學習pci總線接口與isa總線接口。外設(shè)板上在傳統(tǒng)外設(shè)的基礎(chǔ)上還提供了液晶屏，usb接口，ddrⅱ接口，spi接口，傳感器等新型外設(shè)，實驗結(jié)果的驗證方法將更加豐富有
轉(zhuǎn)貼于
趣，大大提供了學生的興趣，并且可以根據(jù)實驗和開發(fā)的需要，組裝成新的io外設(shè)板。總體上因為fpga技術(shù)與新型外設(shè)的引入大大增強了實驗平臺的擴展型，而且實驗平臺功能豐富可用于學生畢業(yè)設(shè)計，電了競賽等綜合型實驗中。
2．改進實踐教學的內(nèi)容
在以前的實驗內(nèi)容基礎(chǔ)上，用ise軟件仿真接口芯片，簡化以前芯片功能驗證的實驗，學生通過軟件仿真可以很清楚的了解接口芯片和總線接口的工作時序，不用硬件連線便可以得到接口芯片各方式下的波形，從而縮短芯片功能驗證實驗的時間，將更多的時間用在接口芯片電路的設(shè)計上。在學生了解各接口芯片的工作方式后，便可用fpga仿真的接口芯片與板載芯片配合設(shè)計一些多芯片電路，解決一些實際問題，如車輛計數(shù)系統(tǒng)，點歌系統(tǒng)等，可讓學生自由發(fā)揮，極大發(fā)揮創(chuàng)造性，鍛煉學生的動手能力。在學生熟練的掌握硬件編程語言的情況下，學生可以自己編寫接口邏輯，實現(xiàn)與外設(shè)的通信。增加pci總線接口，isa總線接口，8051架構(gòu)，usb，ddr接口驅(qū)動的實驗，擴展學生的視野，將學生的知識與現(xiàn)實應用緊密聯(lián)系起來。鼓勵有興趣的，學有余力的學生充分利用實驗臺上的外設(shè)擴展進行綜合性實驗，為電子競賽與畢業(yè)設(shè)計打基礎(chǔ)。
3.新實踐教學方法的推進
在教學方法的推廣上，采用以點帶面的方式，為有興趣的同學開展微機及接口技術(shù)的實訓培訓，由學生自愿報名擇優(yōu)參加。由于實驗內(nèi)容貼近應用，且有趣新穎，學生報名踴躍。經(jīng)過兩期實訓班，實訓成果明顯，已有多名同學開始自主申請科研項目并獲得校級基金資助（例如正在進行的項目有：數(shù)控直流穩(wěn)壓電源（立項編號：kycx110403z）和基于壓電傳感器和個人計算機構(gòu)成的體溫信號實時監(jiān)測系統(tǒng)（立項編號：kycx110411z）），同時在期刊上公開發(fā)表科技論文[7,8]。同時教學中采用“以競賽促學習”的模式，在實訓班之外成立興趣小組，組織同學們參加挑戰(zhàn)杯、全國和省級電子設(shè)計大賽、xilinx openhw等相關(guān)比賽，調(diào)動學生的積極性，在比賽中培養(yǎng)學生的團隊能力，增強同行業(yè)內(nèi)的交流。通過一系列新型實踐教學方法的運用，學生動手解決問題的能力大大加強，畢業(yè)學生的能力得到用人單位的認可和好評。
我們有針對性開發(fā)的微機接口技術(shù)教學實驗平臺，對實驗內(nèi)容的調(diào)整方便組裝靈活，教師通過學術(shù)交流、互聯(lián)網(wǎng)等手段快速了解相關(guān)技術(shù)動態(tài)后，可快速調(diào)整教學內(nèi)容，指導學生開展創(chuàng)新行技術(shù)實踐活動。接下來，準備在現(xiàn)有實驗平臺的基礎(chǔ)上建立相關(guān)網(wǎng)絡(luò)平臺，加強課堂和課外聯(lián)系，使微機原理和接口技術(shù)實驗對廣大學生真正做到完全開放。
第3篇
關(guān)鍵詞：計算機監(jiān)控；仿真軟件；綜合實踐；教學模式
中圖分類號：G642 文獻標識碼：B
文章編號：1672-5913 (2007) 20-0077-04
1引言
目前，我國計算機專業(yè)的教學模式主要還是從基礎(chǔ)理論到專業(yè)理論，實踐環(huán)節(jié)較少，這就導致了學生厭學，眼高手低，本科畢業(yè)連基本的編程技能都不具備，從而，在就業(yè)市場上一敗涂地。這些效果又使在校學生更加沮喪，進一步影響其學習的積極性。中國要發(fā)展IT產(chǎn)業(yè)，必須改革計算機專業(yè)的教學模式。
印度是一個貧窮落后的發(fā)展中國家，軟件業(yè)的成就卻舉世矚目。印度的軟件人才主要是通過職業(yè)教育而不是高等教育來培養(yǎng)的，從而大大降低了培養(yǎng)成本和使用成本，縮短了培養(yǎng)周期。其教學不是按從基礎(chǔ)理論到專業(yè)理論，再到實習的路徑，而是把順序顛倒過來，先從做開始，在做的過程中，學生如遇到問題，再以此問題為基點去學習專業(yè)理論。學員一入學，便要做項目，培訓中心把所承接的大項目分解成一個個小項目，然后要求每個學員完成一個小項目，讓學員在完成項目的過程中學習。培訓中心的學員最后一年都在公司實習，積累工作經(jīng)驗，同時也給企業(yè)提供深入了解雇員的機會。
我們借鑒印度發(fā)展軟件業(yè)的成功經(jīng)驗，結(jié)合多年從事計算機監(jiān)控的項目經(jīng)驗和從事教學的心得體會，提出一種“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓練+學術(shù)論文”的教學模式[1]，引導學生充滿興趣地鉆研技術(shù)，最后逐漸成為計算機監(jiān)控方面的專家，并熟練掌握計算機專業(yè)的基礎(chǔ)理論與編程語言。
2計算機監(jiān)控技術(shù)的特點與主要技術(shù)
計算機監(jiān)控系統(tǒng)是以監(jiān)測控制計算機為主體，加上檢測裝置、執(zhí)行機構(gòu)與被監(jiān)測控制的對象共同構(gòu)成的整體。在這個系統(tǒng)中，計算機直接參與被監(jiān)控對象的檢測、監(jiān)督和控制。檢測主要是通過傳感器和相應的輸入模塊來取得被監(jiān)控對象的狀態(tài)數(shù)據(jù)，監(jiān)督主要是對狀態(tài)數(shù)據(jù)進行分析后給操作員提供手動操作的參考，控制則是手動或按照一定的策略自動地對被監(jiān)控對象執(zhí)行相應的操作。
傳統(tǒng)的檢測與控制所使用的模塊一般采用RS-232接口，因為該接口簡單可靠。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，采用網(wǎng)絡(luò)接口RJ-45的模塊逐漸增多。監(jiān)控用的計算機一般稱為主控機(或上位機)，各種檢測與控制模塊或嵌入式系統(tǒng)一般稱為受控機(或下位機)。主控機軟件一般采用高級語言(如Visual Basic 6.0，簡稱VB)進行開發(fā)；受控機軟件沒有軟件界面，僅實現(xiàn)相關(guān)的邏輯功能，一般采用C語言、匯編語言等進行開發(fā)，通過調(diào)試后，再下載到受控機系統(tǒng)中。主控機通過RS-232/RJ-45接口與受控機通信，進行數(shù)據(jù)的查詢與命令的發(fā)送。各種控制策略、設(shè)備的狀態(tài)等的保存，都需要使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)。因而，實現(xiàn)一個計算機監(jiān)控系統(tǒng)，需要綜合使用諸多計算機的基礎(chǔ)理論與編程語言：計算機接口技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、VB與C語言等，利用計算機監(jiān)控技術(shù)作為計算機專業(yè)實踐訓練的主線，具有很高的操作性和極大的意義。
3仿真軟件的設(shè)計
學習計算機監(jiān)控技術(shù)，需要購買相應的硬件模塊，從而在一定程度上制約了該技術(shù)的推廣。本文提出了一個基于RS-232的仿真模塊的可視化模型，在此基礎(chǔ)之上設(shè)計了可視化的仿真數(shù)字I/O模塊，模擬量輸入模塊，并設(shè)計了對應的通信協(xié)議。主控軟件與仿真模塊之間的通信通過虛擬串口實現(xiàn)，從而，達到在計算機房零成本搭建計算機監(jiān)控系統(tǒng)平臺的效果。
RS-232/RJ-45協(xié)議轉(zhuǎn)換器可以用于實現(xiàn)計算機監(jiān)控系統(tǒng)的遠程處理，也可以用于將普通的輸入模塊轉(zhuǎn)換為仿真的網(wǎng)絡(luò)傳感器。
3.1仿真模塊的可視化模型
基于RS-232接口的仿真模塊的可視化模型如圖1所示。模塊表示區(qū)用來模擬實際的模塊，對于數(shù)字量輸入模塊(Digital Input Module，DIM)，輸入開關(guān)根據(jù)設(shè)定的時間隨機閉合/打開，并通過圖形表示；對于數(shù)字量輸出模塊(Digital Output Module，DOM)，用有源電路回路表示輸出開關(guān)的狀態(tài)，例如，開關(guān)閉合，播放鈴聲或燈亮等；對于模擬量輸入模塊(Analog Input Module，AIM)，用圖形表示檢測回路，并在檢測點旁邊顯示溫度的原始數(shù)據(jù)。每個模塊都設(shè)置數(shù)據(jù)接收和發(fā)送指示燈，顯示數(shù)據(jù)收發(fā)的狀態(tài)。
功能按鈕區(qū)為系統(tǒng)設(shè)置按鈕和關(guān)閉程序按鈕。系統(tǒng)設(shè)置主要完成串行通信的端口號、波特率、校驗碼、結(jié)尾碼、模塊地址等的設(shè)置，對于DIM模塊，還需要設(shè)置隨機切換輸入開關(guān)所需要的時間段。
協(xié)議描述區(qū)顯示本仿真模塊適用的通信協(xié)議，包括協(xié)議的格式及其具體的含義。
數(shù)據(jù)接收區(qū)顯示接收到的主控程序發(fā)送的原始數(shù)據(jù)包，以字節(jié)形式顯示；數(shù)據(jù)響應區(qū)則發(fā)送對應的響應數(shù)據(jù)包，也是以字節(jié)形式。
利用此可視化模型設(shè)計的軟件界面，使用方便，動態(tài)效果好，仿真模塊的開關(guān)狀態(tài)、溫度數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)收發(fā)狀態(tài)以及傳輸?shù)臄?shù)據(jù)均一目了然。與實物模塊相比，不需要物理連線，也不需要信號發(fā)生器與萬用表來產(chǎn)生信號和測量狀態(tài)與數(shù)據(jù)，對于通信協(xié)議，也不需翻閱手冊。
3.2通信協(xié)議的設(shè)計
相同類型(或廠家)的模塊一般采用相同的前導字符，EOT是一個特殊的ASCII字符(0x04)，常被用做控制字符，這里的仿真模塊全部采用EOT作為前導字符。
計算機所連接的I/O模塊比較多，CPU為了與連接的設(shè)備相互溝通，必須給設(shè)備設(shè)置一個編號，從而使CPU可以通過每個設(shè)備獨一無二的編號與不同的設(shè)備進行溝通，這個設(shè)備編號就是地址，用ADD表示，地址占用一個字節(jié)。
功能碼主要包括讀功能碼(用RD表示)和寫功能碼(用WD表示)。RD用字符“R”(0x52)表示，WD用字符“W”(0x57)表示。
BCC為數(shù)據(jù)塊校驗碼，一般有Xor、Add、CRC、CheckSum幾種。Xor與Add分別是異或與累加和，占一個字節(jié)的長度；CRC與CheckSum分別是循環(huán)冗余校驗碼與TCP/IP協(xié)議簇中所使用的累加求補校驗碼，分別占兩個字節(jié)。這里的仿真模塊提供4種數(shù)據(jù)塊校驗方式，根據(jù)程序設(shè)置進行選擇。
不少模塊以回車CR(0x0d)作為結(jié)尾標志EM(End Message)，而TCP/IP協(xié)議簇(如HTTP，POP3等)較多地采用CRLF(0x0d0a)作為結(jié)尾標志，這里的仿真模塊也提供這兩種結(jié)尾標志，根據(jù)程序設(shè)置進行選擇。
協(xié)議舉例。讀取仿真模塊狀態(tài)的命令協(xié)議如圖2所示，其中，ADD的范圍為1至255，可由程序進行設(shè)置，這樣，一臺主控設(shè)備可以連接多達255個虛擬模塊。BCC和EM的種類也可以根據(jù)需要由程序進行設(shè)置。
3.3RS-232/RJ-45協(xié)議轉(zhuǎn)換器
該協(xié)議轉(zhuǎn)換器的主要功能是用軟件轉(zhuǎn)換器來替代硬件轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)與網(wǎng)口數(shù)據(jù)的直接轉(zhuǎn)發(fā)，不涉及到協(xié)議的變換。串口只要進行常規(guī)的設(shè)置，與所連接設(shè)備的串口參數(shù)一致。由于主控機與嵌入式模塊之間一般采用串口進行連接，另外，數(shù)據(jù)采集模塊也大部分采用串口，因而，通過該協(xié)議轉(zhuǎn)換器，可以將此類串口設(shè)備連接到Internet，進行遠程處理。AIM模塊與該協(xié)議轉(zhuǎn)換器配合，可以轉(zhuǎn)換為一個開關(guān)量輸入的網(wǎng)絡(luò)傳感器。
3.4虛擬串口的使用
除了跟內(nèi)置的Modem通信，一般地，進行串行通信的調(diào)試都需要RS-232連接線。參考文獻[2]提供了虛擬串口驅(qū)動程序，模擬實際的RS-232接口，可以在沒有物理RS-232接口和電纜的情況下，進行串行通信的調(diào)試，并且，還可以模擬硬件引腳信號的變化。
4教學模式的具體實現(xiàn)
重視教材建設(shè)和教學方法的研究，在教學過程中重視由實踐而激發(fā)學生對相關(guān)理論的興趣，再用提高了的理論水平來指導新的實驗和實踐活動。傳統(tǒng)的教學模式在實踐環(huán)節(jié)上的缺乏與不足也與今天社會人才市場急功近利的需求遠遠不能相適應。長期以來，我們培養(yǎng)的學生存在著“什么都學過，卻什么都不會”的尷尬局面，專業(yè)教育和教材與市場需求嚴重脫節(jié)。事實上，學生就業(yè)難并不是就業(yè)市場不需要人才，其根源還是教學的現(xiàn)狀所致[3]。
本文采用“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓練+學術(shù)論文”的教學模式，在講解新的課程的時候，首先演示程序，例如，用主控程序?qū)Ψ抡鏀?shù)字I/O模塊進行監(jiān)控，讓學生觀察輸入開關(guān)量的變化，可以導致輸出開關(guān)量的變化，并可以看到指示燈的亮與滅，聽到電鈴的響與停，通過實物激發(fā)學生的興趣，為學生樹立一個目標：要實現(xiàn)該系統(tǒng)，需要掌握哪些技術(shù)？從而引出本課程中涉及的主要相關(guān)技術(shù)。
4.1C語言和匯編語言的應用
C語言是許多高校為計算機專業(yè)學生設(shè)置的第一門計算機程序設(shè)計語言。學習一門語言，不是學習其語法，而是要學習利用該語言去解決問題的方法，從而培養(yǎng)相關(guān)的能力。通信是計算機監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕朴喠送ㄐ艆f(xié)議，引入了校驗碼與結(jié)尾碼，如果收到的數(shù)據(jù)，其頭字節(jié)、校驗碼或結(jié)尾碼錯誤，一般不進一步處理，而是直接丟棄該數(shù)據(jù)。
可以利用C語言設(shè)計異或校驗碼的生成程序，即對給定的一批字節(jié)，計算其異或校驗碼；對于含異或校驗碼的一批字節(jié)，編寫子程序檢查是否正確。同理，可以編寫其它校驗碼處理程序。在此基礎(chǔ)之上，進一步講解在一個C語言項目中集成子程序的方法。如果學生掌握了這些方法，就基本掌握了用C語言開發(fā)受控機軟件的80%以上的技術(shù)。
匯編語言是符號化了的面向機器的語言，比較枯燥。可以用匯編語言來生成校驗碼與檢查數(shù)據(jù)是否正確，通過調(diào)試，讓學生明確各個寄存器的作用。在字節(jié)處理方面，可以用0表示開關(guān)打開，1表示開關(guān)閉合，在置位和復位某位時，不能影響其它位的值。
4.2計算機接口技術(shù)的應用
在計算機接口中講解“串行通信技術(shù)”時，首先演示一個“支持來電顯示的多賬號撥號器”，可以讓學生一鍵撥號──201卡與IP卡及所撥打的長途電話，只要一鍵即可完成，還支持來電顯示。通過演示，激發(fā)學生的學習興趣，讓學習成為其需要；然后，講解知識點，讓學生模仿軟件的開發(fā)。
可以通過匯編語言設(shè)置串口參數(shù)，對串口進行初始化，然后，發(fā)送字節(jié)數(shù)據(jù)，控制仿真模塊的輸出開關(guān)，通過聲光效果觀察程序運行的結(jié)果，這比觀察單純的數(shù)據(jù)變化要形象直觀，對學生更有吸引力。
4.3計算機網(wǎng)絡(luò)的應用
在C語言、匯編語言，以及計算機接口技術(shù)中都涉及到字節(jié)數(shù)據(jù)流，這就是協(xié)議及主控機與受控機之間的約定。通過串行通信協(xié)議，可以自然過渡到TCP/IP協(xié)議，加深學生對協(xié)議的理解。
在網(wǎng)絡(luò)編程方面，可以演示一個充當客戶機的POP3密碼攻擊程序，讓學生在增強信息安全意識的同時，學習基于Socket的客戶機與服務器程序的設(shè)計。3.3節(jié)中的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，就是通過客戶機/服務器編程，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與串行通信數(shù)據(jù)的無縫轉(zhuǎn)換。這個協(xié)議轉(zhuǎn)換器雖然功能簡單，代碼簡單，但是，作用非常大，可以用來對計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行遠程調(diào)試與維護。
4.4VB與數(shù)據(jù)庫的應用
有了仿真模塊，就可以采用VB開發(fā)主控程序。VB是一門快速語言，采用VB編程，學生可以很快入門，有利于增強學生學習編程的自信心。VB可以很方便地設(shè)計各種表單界面，通過MSComm32控件和Winsock控件，實現(xiàn)串行通信和網(wǎng)絡(luò)通信，從而與受控機或模塊建立通信，完成查詢和控制功能。VB也可以很方便地調(diào)用數(shù)據(jù)庫，用數(shù)據(jù)庫來存儲控制策略、通信協(xié)議及設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)、報警記錄等，對數(shù)據(jù)庫進行各種操作。通過主控程序的開發(fā)，可以提高對計算機接口技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫的感性認識，從而加深理論方面的理解。
5結(jié)束語
計算機監(jiān)控系統(tǒng)廣泛應用于眾多領(lǐng)域。本文提出了“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓練+學術(shù)論文”的教學模式，通過程序演示，提高學生的學習興趣，為學生樹立一個學習目標，然后，講解知識點，讓學生模仿相應的程序，再進行綜合訓練。同樣是學習相同的課程，但是我們在其中融入了計算機監(jiān)控技術(shù)，設(shè)計了仿真模塊，可以在計算機房零成本搭建計算機監(jiān)控系統(tǒng)平臺，通過我們的教學，學生畢業(yè)后，可以直接作為項目負責人或技術(shù)骨干參加計算機監(jiān)控系統(tǒng)項目的開發(fā)。進行深入學習后，學生也可以發(fā)表計算機監(jiān)控方面的學術(shù)論文。
目前，我校已經(jīng)開設(shè)了“計算機監(jiān)控技術(shù)與系統(tǒng)開發(fā)”課程，實踐表明，該課程的開設(shè)，將計算機專業(yè)的若干專業(yè)平臺課有機地融合到一起，對提高學生的學習興趣，加強技能的培養(yǎng)，加深對理論的理解，提高就業(yè)率具有重要意義。
參考文獻
[1] 馬玉春. 計算機監(jiān)控技術(shù)與系統(tǒng)開發(fā)[M]. 北京：清華大學出版社，2007.
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作者簡介
馬玉春(1969-)，男(漢族)，江蘇南京人，博士，東北大學秦皇島分校計算機工程系教學主任。
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聯(lián)系方式：東北大學秦皇島分校計算機工程系，郵編066004
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