Emu8086与汇编语言教学整合的实践探索_陈军.doc

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1、第 卷第 期 年 月 喀什师范学院学报 与汇编语言教学整合的实践探索 陈 军 ，王 琰 2 ，苟双全 2 ，李文娟 ，冯月华 2 （定西师范高等专科学校 1.物理与电子工程学系， 2.计算机系；甘肃 定西 743000） 摘 要： Emu8086 是基于 8086CPU 的仿真软件，可以作为教与学的工具以及课程内容与 汇编语言课程教学进 行整合 .在充分考虑 Emu8086 和汇编语言本身的特点基础上，将其与汇编语言教学的方法、教学设计有机整合， 激发了学生的学习兴趣，促进学生有效地学习，培养学生的自主学习能力，改善教与学的方式，提高了教学效益 . 关键词： Emu8086；汇编语言；整合；教

2、学方法；教学设计 中图分类号： TP313； G434 文献标识码： A 文章编号： 1006-432X（ 2014） 06-0058-03 0 引 言 工具落后高级语言程序可以在 源程序级进行符号 跟踪，而 汇编语言程序只能跟 踪机器指令，且功能有 限如，在 汇编语言是高职、高专院校电子、计算机及机械类专业 的一门重要的专业基础课，它是一种能够利用计算机的硬 件特性直接控制计算机硬件的语言 它 对培养 学生程序设 计能力、理解计算机工作原理、从事软件开发和硬件应用均 具有 非常 重要的 作用 由于汇 编语 言最 接近 硬件 ，指 令 多，抽象难懂，导致学生感到枯 燥、乏 味、难学，教师也难

3、以 开展教学 1 汇编语言与 Emu8086 的特点 1.1 汇编语言的特点 汇编语言指令是用一些具有相应含义的助记符来表达 的，它直接使用的资源是计算机的硬件，与高级程序设计语 言相比较显得难于掌握 汇编语言程序 主要特性表现为以 下三点： （） 机器相关性 不同类型的 有不同的机 器指 令 系统，汇编语言程序的通用性和可移植性要比高级语言程 序低 （） 编写程序的复杂性、抽象性汇编语言是一种面向 机器的语言，其汇编指令同机器指令一样具有功能单一具 体的特 点，要 想完成某 件工作，就必 须安排 的每步工 作 （） 调试的复杂性一般 而言，调 试汇编语言程序要比 调试高级语言程序困难首先，汇

4、编语言 指令涉及到机器资 源的细 节，在 调试过程 中，要清楚每个 资源的 变化情 况其 次，在调试过程中，不仅要知道 每条指令的 执行功能，而且 要清楚它在整个过程中的作用 第三，高 级语言程序几乎不 显式地使用转移语句，但汇编语言程序要用到大量的各类 转移指 令，这 就相应地 增大了调试 程序的难 度第四，调试 状态下运行的 程序不能使用宏汇编 程序中的宏指令， 大部 分伪指令也不能使用；调试的程序不能太长，否则只能分块 调试进行程序设计；调试的 程序不能形成可执 行文件等最 后，在中断以及汇编语言的程序设计中，利用宏汇编进行调 试效果也不直观，有时也难以 在该环境下形成 结果正因如 此

5、，这门课程 使学生 感到抽 象、枯燥 、乏味 ，对 汇编 语言 的 “机器化 ”难以理解，致使学生 对该课程 畏惧、厌学，教师 也 难以开展教学 1.2 Emu8086 自身的特点 是基于 的仿真软件， 内部集成了汇 编程序编辑器、编 译器、反编译器以及丰富的参考资源等 ， 可模 拟真实微处理器 直观地呈现 程序运行 的详细步骤 ，不 仅能 够显示寄存器、存储器 、堆 栈、标志寄存器 以及变量 的 值，而且操作界面友好，通过双击鼠标来改变存储器的值等 由此 可见， 软件 为汇编语言 的教学 提供了直 观、形象的平台， 与汇编语言教学的整合有利于激 发学生的学习兴趣，促进学生有效地学习，培养学生

6、的自主 学习能力，改善教与学的方式 2 Emu8086 与汇编语言教学整合的内涵 与汇编语言教学整合，是将 有机地 融合在汇编语言学科教学过程中，使其与学科课程结构、课 程内容等融合为一体，成为课程内容的有机部分，以便更好 地 完成教 学目标 ，并 提高学 生的信 息获 取、分析 、加工 、交 流、创新的能 力，使 学生养成良好 的思维方 法，发展学生的 能力 以计算机技术为核心的仿真技术在教学 中的应用，深刻地 改变了传统的教学模式，它在丰富学科知识、创设 教学情 收稿日期： 基金项目 ： 甘肃省教育厅科研资助项目（） 作者简介： 陈军（），男，甘肃通渭人，副教授，博士研究生，主要从事大学物

7、理及计算机教学及其研究 1 2 第 35 卷 喀什师范学院学报 59 境、启发思考、激发学生学习的兴趣、优化学生认知、促进学 生自主学习等方面，实现了一种既能发挥教师主导作用又 能充分体现学生主体地位的以 “自主 、探究、合作 ”为特征的 教与学方式 3 Emu8086 与汇编语言教学整合的实践与探索 在汇编语言教学过程中，应充分考虑 技术和 汇编语言 学科的特点 ，有效运 用 仿真软 件，启发 学生思考，激发学生学习 的兴趣，帮助学生加 强、深入理解 图 2 程序执行结果 汇编语言的内容，学会解决 问题的方法，促进学生自主学习 的能力，提高课堂教学效益，进而培养学生的创造性思维能 力和实践应

8、用能力 3.1 Emu8086 与汇编语言教学方法的整合 作为一种认知工具、情感激励工具、情境创设 工具以及协作和交流的工具与现代学习理论、系统科学理 论等有机结合，使现代 教学方法向多样化 、综合化发展 ，它 要求教师在指导学生学习过程中，注重学生的个性差异，实 施分层教学，因材施教，把多样化 的教学方法 综合起来，灵 活运用，促进学生最优发展运用 可以创设问题情 境，引导学生在有意义的情境之中，进行主动地分析、探究， 从而实现自主学习 如讲解指令 ， ，这是一条传送类指令， 即将 的值 送到 的累加器 寄存器中若这 样讲，学生很难明白，因为他们之前学过的语言都没有涉及 到 的内部部件 为使

9、学生深刻地理解这条传送类指令 的功能含 义，借助于 软 件，将该程 序输入 代码编 辑器，接着启动仿真按钮 ，此时在模拟窗口显示出这个指令 程序已经调入，然后，点击单步调试按钮观察寄存器数值变 化情况，同时还可以观察到编译器忽略在源程序 ； 后面 的内容，程序运行结果如图 所示它详细、逼真、直观地显 示出每一步运行的数据流向等信息，极大地增强了课程的 可理解性，提高了学生对指令的感 性认识，激发了学生学习 兴趣，继而增 强学生自主 学习的动力 这样 ，教师无 需用过 多的语言解说，学生能够深刻地理解 指令的功能以及 汇编语言中 ； 符号所表示的注释意义，教师只需提出适当 的问题以引起学生的 思

10、考和讨论，成为学生进行探索和发 现的伙伴、援助者和指导 者、促进者、引导者而学生在自主 探索中进行学习，不再是知识的被动接受者，而是知识的主 动探索者，问题讨论的执行者，问题解决的参与者、经历者， 使学生获得更多的学习权利，调动了学生学习的参与性，极 大地激发了学生学习的热情，使学生学习的主体性得以实现 图 1 MOV 命令运行结果 又如在 中执行如下程序： ， ， 结果 如图 所示，在仿真器中可以观察到，反编译后的 代码同源程序很相似，不同的是变量被具体的内存地址取 代当 编译器汇编生成机器代码 时，它会 自动将变量名称用 该变量的编译量代替当执行 文件的时， 寄存器的值 同 寄存器的值一样

11、存放段偏移量内 存第一列是物理地 址，第二列是一 个十六进制 值，第三列是十 进制，最后一列 是 字符同时可观察到编译器对变量等的大小写不敏 感，所以，将 “ ”与 “ ”都视为同一个变量 从仿真结果中可以观察到 功能是 编译器可执 行程序将被调入偏移量为 的位置，并且编译器计算出 程序中 所有变量的正确 地址，然后用这 些地址（偏移量）来 代替变 量名称，如 变量的偏移是 ，物理地址是 ， 变量的 偏移 是 ，物理地 址是 ，这样 很直 观地让学生 理解 伪指令是用 来 “ 告诉 ”由汇编 语 言书写的程序翻译成与之等价的机器语言程序时如何进行 汇编，它 不会被真正的编译为任何机器代码，它由

12、编译器处 理执行，而不被 执行的抽象 内涵 在图 中可以观察 出， 指令之后紧跟着一些指令，因为反编译工具无法判 断数据从何处开始，而只有处理器懂得他们 单 步 执 行 功 能 可 以 让 学 生 全 面 的 看 到 内部执行所产生的变化以及各个值之间的传递与 计算的 情况，观 察到在程序执 行时，何处需 要输入，以及输 入后 的处理情况和寄存器值的变化 从仿真窗口直观 地观察到，当前正在运行的机器指令及编译后的汇编语言 指令的执行情况所对应的通用寄存器、段寄存器和指针寄 存器的数据变化状态等信息，使学生 直观形象地理解汇编 语言指令的功能 3.2 Emu8086 与汇编语言教学设计的整合 信

13、息技术促进了教育的跨越式发展，它在教育中的应 用，使 传统教 育、教学模 式发生 深刻变 革 仿真软 件，一改传统的 教学模式，使教 学情境发生 变化，使教学效 果更加显著这就要求教育者充分考虑把仿真技术和汇编语 言教学的学科特点结合起来，充分考虑教师的主导作用和 学生主体性，在汇编语言的教学设计中教师要做好顶层设 计，合 理利用 仿真软件 ，激发学 生探究 汇编语言 的兴趣 ，从而 大 面积提高高 职、高专汇编语 言教学的 质量， 实现教学效率的提升 在讲 解指 令系统 初期 对某 些具有 代表 性的 指令 利用 60 陈 军，王 琰，苟双全，李文娟，冯月华 ： 与汇编语言教学整合的实践探索

14、 第 6 期 的直观、形象 “所见所得 ”的功能进行详细、 具体地 讲解，从而增强课程内容的可理解性，加深学 生对指令的感 性认识，从而提高学 生的学习兴趣学生编写汇编程序的 初 期，若按照传统的宏汇编进行调试效果不直观，有时也难以 在该环境下形成结果，且汇编语言实验结果 往往是存储在 内部的寄存器或者内存 当中，不能够很 直观地观察这 样无论教师教学还是学生实验都很不方便， 学生很难对理 论知识有充分的理解和应用，必然会导致对该 课程失去学 习的兴趣若通过 仿真软件可直观、方 便地呈现出 寄存器和存储器中的内容以便学生观察，同时，可以 跟踪每 条指令执行后寄 存器和存储器 中数据的 动态变化

15、等 情况， 使学生轻松、愉快地学习汇编语言，这样会 大大提高学生编 写汇编语言程序的自信心和实践能力，提高学生的学习兴趣 又如在汇编语 言的程序设 计教学中， 功能调用 内 容是必不可少的， 这就需要教师借助于 设计一些 学生感兴趣的、具有观测效果的实例对于能力比较强的 学 生，可以让他们 试一试底层 操作，如 调用、 操 作，对 显示器以及硬盘的控制等， 那样会令 这些学生体会到学 习 汇编语言的乐趣 如图 所示，利用 软件设计 的 功 能在屏幕上显 示一字符串 “ ！ ” 的仿真结果 源程序如下： 图 3 程序仿真结果 ：，：，： ： ！￥ ￥ ： ， ， 利 用 特点 ，充 分挖掘 其功

16、能 优势，产 生一个 以学生为主体的学习环境，可满足学生个性化的自主性和 研究性学习的需要，调动学生在学习过程中的学习积极性 和 参与性，使学生在 平台的支 持下更有效地领悟 汇编语言设计的思想，开创新的汇编语言程序设计学习方 法 在教师的引导下学生自己发现和探索一些新的知识点 教 师由知识的灌输者 成为学习的 引导着， 学生由 被动地接 受 教育变成主动地探 索知识， 更利于 实施教师 指导下的学 生 自主式学习，真正实现教学 观念向 “知识 与技能的统 一 ” 和 “教会学生学习 ”的转变 因此，教师必须确立现代教育理念，既要充分考虑把 和汇编语言的学科特质结合起来；又要充分考虑 教 师的

17、主导作用和学 生主体性， 科学合理 地设计教学 ，将 完美地融合到课程教学中 4 结 论 汇编语言这门学科比较抽象、学生难于接受，教师也难 教实践证明， 仿真软件对学生 深入了解计算机的 工作原理和指令系统 起着十分重要 的作用 只要教师充分 利用 仿真软件，不断地学习、潜心研究，运用整体 优化的方法将 与汇编语 言教学内容整合，使感性 认识和理性认识相统一，才能激发学生的学习兴趣，培养学 生的创新精神和动手实践能力，取得良好的教学效果 参考文献： 陶雪丽，郭凤英汇编语言程序设计课程教学改革与实践 中国教育技术装备，（）： 陈军 仿 真技术与微机原理及接口技术教学整合 的实践研究自动化与仪器仪

18、表， ，（）： 李扬，杨国华，周国祥等汇编语言教学探讨合肥工业 大学学报（社会科学版），（）： 焦殿科，郭延锋 计算机专业 “汇编语言程序设计 ”课教学 改革 研究 与 探讨 辽 宁工 学 院学 报（社 会科 学 版）， ，（）： 张雪兰，谭毓安，李元章 汇编语言程序设计课程教学改 革与创新能力培养 计算机教育，）： 任建强仿真软件在课 程教学中的应用廊坊师范学院 学报（自然科学版），（）： Practice and Exploration of Integration of Emu8086 and Assembly Language Education CHEN Jun ， WANG Yan ， GOU Shuang-quan ， LI Wen-juan ， FENG Yue-hua （ ， ， ， ，） Abstract: ， ， 1 2 2 2 2 ， ， ， ， ， ， ， Key words: ； ； ；