“汇编语言”教学改革与实践

张洪业 宋人杰 周欣欣

摘要:“汇编语言”是高等院校计算机及相关专业本科生的一门基础课。本文分析了目前高等院校汇编语言课程的教学现状,指出了汇编语言教学改革的必要性,对改革的方向做了探讨,提出了自己的看法,同时将其应用于实践教学中,其目的在于突破传统的教学模式,探索出一条更加科学、合理、有效、适用于当前教学实际的教学模式。

关键词:教学模式;汇编语言;虚拟PC;模拟器

中图分类号:G642 文献标识码:B

1引言

“汇编语言程序设计”是高校计算机、自动化、电子、通信等专业必修的一门主干课程,尤其是对计算机专业来说,它是一门体现软硬件结合的基础课程。因此,学好汇编语言,不但能使学生以后能更好地理解计算机的组成及工作原理、了解计算机内部运行机制,还能为将来进行程序设计打下良好的基础;同时它对学习“微机原理及接口技术”、“操作系统”等后续课程有非常重要的作用。

2当前教学现状及存在的问题

汇编语言与计算机有着密不可分的关系:汇编指令与机器指令一一对应;能直接操作系统硬件。同时,汇编语言目标程序短、运行速度快,相对于机器语言来说便于书写、阅读和调试,因此从其诞生伊始就迅速地替代了机器语言,成为程序设计人员的最爱。经过数十年的发展,汇编语言早已广泛应用于程序优化、软件安全、系统工具的编写等各个方面。当前,几乎每个高校的计算机及其相关专业都把汇编语言程序设计作为专业必修课向本科生开设。然而,经过实践教学发现,由于其先修课程少,课程本身指令复杂,规定繁多,学生往往感到乏味厌学。这样常常导致教师教得累、学生学得烦,教学效果明显欠佳。

概括起来,目前“汇编语言”课程教学中存在的主要问题有如下几点:

(1) 学生的课程认识不正确

学生往往不知道学习该门课程的必要性。在开设这门课程之前,往往已经先修了C语言课程,而C语言明显比汇编语言具有更好的逻辑性,更接近于自然语言,更符合人类的思维方法,更简单易懂,应用更广泛。相反,汇编语言指令琐碎,知识点太多,学习战线太长,这样学生往往会由苦学到厌学,最后不学。当然,造成这种情况的原因除了“汇编语言”课程本身的特点外,任课教师引导失误是主要原因。

(2) 学生的学习方法有偏差

汇编语言复杂难学,是一门非常重视基础的课程,如要想学好指令,必须扎实理解其寻址方式。而学生在学习中,不重视基础,往往学了后面忘了前面,不去认真理解,而往往死记硬背,结果事倍功半。例如学完寻址方式后,再学习数据传送指令时,还有较多的学生写出两个存储器之间直接传递数据的指令,很显然这是基础不牢造成的。

(3) 教师的教学手段存在缺陷

传统的板书式教学方式正逐渐被多媒体教学手段所取代。多媒体课件信息量大、生动直观,在很大程度上激发了学生的学习兴趣,提高了教学效果。但其缺点也是明显的:信息量大往往使学生对知识消化吸收困难,找不到重点,理不出头绪。而且采用多媒体方式,学生往往产生一种依赖情绪,一旦遇到困难就想课后看课件,从而导致注意力分散,使得问题不能得到及时解决。

(4) 实验和实践环节重视不足

实验和实践环节对于学好汇编语言来说是非常重要的。学生只有经过上机实验和课后实践,才能很好的理解教科书上的内容,从而打下坚实的理论基础,反过来才能更好地指导实践。目前的上机实验时间往往很短,常常是学生才刚刚有点入门,实验环节就结束了;且课外实践环节几乎没有,导致学生即使课内学的再好也不会应用。

3解决方法研究与探讨

(1) 强调学生对课程的正确认识,端正学生的学习态度。

汇编语言指令采用助记符等符号书写,与机器指令一一对应,比机器指令容易记忆和理解。通过学习和使用汇编语言,我们能够感知、理解机器的逻辑功能;实践中向上可以理解软件,向下可以感知硬件。因此在课程讲述过程中,我们应不断强调:学习汇编语言是理解计算机系统的最佳起点和最有效途径;在实际应用中,汇编语言在调试程序或开发底层内核程序方面都有较大的竞争优势。除此之外,教学中还需要例举一些大家比较熟悉的应用汇编语言的实例,让学生们感觉到汇编语言的重要性。这一环节,也可让学生们课后自己去图书馆或网上查找资料,然后课内组织大家一起讨论。学生们一旦理解了汇编语言的重要性,自然会端正自己的学习态度。课堂教学中,要鼓励学生打好基础,引导学生不断回忆以前的内容,使他们能自己发现问题,然后尽量用简单的例子对问题进行讲解。

(2) 指导学生采取正确的学习方法,培养学生的学习兴趣。

在实验课程中及课后学习中,积极引导学生对汇编语言的学习兴趣:指导学生编写一些平时常见的并且有实际应用功能的程序,如文件加密程序;让学生阅读或尝试编写一些有趣的小游戏,如迷宫小游戏;让学生阅读并用自己的方法修改别人的源程序,如对已有程序进行优化,比较谁的程序最简单高效;指导学生使用反编译工具对较小的软件进行反编译,然后对结果进行分析。

(3) 采用丰富的教学方法和教学手段。

将课堂教学、自主学习、网络教学等有机地结合起来,并充分利用多媒体教学手段提高教学效率和教学效果。在教室中,将多种教学方法有机地结合起来,通过电子教案、软件仿真等手段,让学生边学习、边实践,引导学生自己发现问题、思考问题、解决问题。在讲解不易理解的问题时,应放慢速度,除用多媒体课件直观演示外,应尽量结合板书讲解,这样更有助于学生对讲述内容的消化吸收。同时,在教学中应多采用类比的方法,尽量用生动的语言、鲜活的事例对比讲解某一问题,既能激发学生的学习兴趣,又使其加深对内容的理解。

(4) 增强实验环节,做一些实际项目 。

在实践教学中,积极创造学习环境,挤出时间加强实践环节和编程上机操作的训练。实验室硬件资源有限,学生上机实验次数受限,因此在学习masm等基本汇编工具基础上,指导学生课外利用一些软件模拟工具,如emu8086等进行汇编程序的学习。这些软件基本上都结合了先进的原始编辑器、组译器、反组译器、具除错功能的软件模拟工具(虚拟PC),有的还有循序渐进的指导工具。它们都是可视化的环境,可以完全模拟计算机硬件系统。由于模拟器在虚拟PC中执行程序,因此它不会去存取实际硬件,程序运行中可以随时看到各寄存器、标志位、存储器单元的状态,不但可以很方便地进行程序的调试,还可以对计算机硬件进行深层次的了解,而且这些软件完全兼容Intel 的后继处理器,包括Pentium II、Pentium 4等等。图1就是采用emu8086可视化8086模拟器调试汇编程序的画面。

另外,在实验过程中,可以将学生分成若干组,各组间互相进行提问、讲解和讨论;各组在课后可以自己寻找感兴趣的题目或实际应用项目(如广告牌等)进行实践,这样就能明显提高学生的动手实践能力。

4结束语

基于以上的考虑,我们进行了教学改革的尝试,通过一段时间的实践取得了较好的效果。既加深了学生对课程的理解和掌握程度,同时又使教师加强了对该课程的教学能力。当然,良好的教学效果是我们永远追求的目标,因此在今后的教学中,我们还需要不断进行探索、研究和尝试,不断更新观念,取得教学艺术中的精华。

参考文献:

[1] 沈美明,温冬婵. IBM-PC汇编语言程序设计[M]. 2版. 北京:清华大学出版社,2001.

[2] (美)布鲁姆,著. 汇编语言程序设计[M]. 马朝晖,译. 北京:机械工业出版社,2006.

[3] 仝选悦,赵焕平. 汇编语言的教学改革和思考[J]. 福建电脑,2008(2):201.

[4] 何武超. 浅谈《微机原理与汇编语言》的教学改革[J]. 沧州师范专科学校学报,2008,24(1):76-77.