微机原理实验报告模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇微机原理实验报告，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

中图分类号：P315.3 文献标识码：A 文章编号：1000-0666（2016）04-0587-11

0 引言

传统的GPS 大地测量学和地震学的研究目标区别在于研究地壳形变谱的频段不同，前者主要研究较长周期（几天到几十年）的变化，后者主要研究瞬时（小于1 s到几小时）地壳运动的特征。随着高频（1 Hz）和超高频（20～50 Hz）GPS接收机的出现以及高频GPS数据处理算法的成熟，使得GPS的观测精度和对形变谱的敏感性朝着测量地壳动态瞬时变化的方向不断改进（Avallone et al，2011；Blewitt et al， 2006；Lou et al，2013），目前已经出现大地测量和地震学观测谱范围逐渐合并的趋势。由于高频GPS不仅可以观测到周期小于1 s的位移量，而且可以检测到超长周期的地壳运动，没有限幅的约束，因此，采用高频GPS接收机一方面可观测到大动态的静态位移，另一方面可以观测到大震震时动态位移，为研究地震的破裂过程、地壳介质的非均匀特性和地震前后地壳形变短期变化过程提供了多窗口检测的工具（Yehuda et al，2000；Choi et al，2004；Elósegui et al，2006）。

利用高频GPS作为长周期地震仪器的设想和方法最早由Miyazaki等（1997）在1997年AGU秋季会议上提出，他们基于GEONET观测网1 Hz采样率记录，分析1996年Hyuga NadaMW6.7级地震的观测数据，清楚地得到了P波和S波的到时，通过与理论和强震仪记录的波形数据对比，P波和S波到时符合得很好（Ge，1999）。而最具有代表性的研究工作是Larson等（2003，2009）和Gomberg等（2004）利用1 Hz GPS资料研究2002年Denali 7.9级地震的地壳变形特征（Bilich et al，2008），得到了近场和远场地面运动位移的时间序列，与地震仪记录结果比较，两者具有较好的一致性。由于高频GPS观测能够得到地震动态波形，利用高频GPS资料反演震源破裂过程的代表性研究有对2003年Tokachi-Oki地震的研究，利用1 Hz的观测资料，对震源滑动分布进行反演研究，不仅得到了空间滑动总量分布特征，也得到了空间破裂速度。

由于GPS测量所受的影响因素比较多。如大气、电离层扰动等，GPS的观测噪声来源很广，而且高频GPS的观测精度相对于地震仪的观测精度相差较大，导致其对地震信号观测精度比地震仪低很多。在垂直方向，目前GPS的精度在厘米级，而地震仪的精度高于微米级。高频GPS所观测到的信号到底是噪声还是真正的位移信号，一些学者还存在疑问和争论（Li et al，2015；Geng et al，2015）。同时，对于超高频GPS数据的稳定性以及可靠性也存在着不同的意见和说法。因此，定量评估高频GPS的噪声水平以及监测地震位移信号的能力，对于确定高频GPS在地震研究中的应用具有重要意义。

近些年来，随着一些快速定位方法的出现，快速解算GPS位移逐渐成为可能，如单点定位方法（PPP方法）、双差定位方法等。但是这些快速解算方法的精度如何、能否满足地震研究的需要，仍需要定量的分析和标定。因此，如何确定高频和超高频GPS的解算精度，特别是利用快速预测星历确定GPS位移的解算精度，对于地震快速响应以及地震预警等工作具有极为重要的意义。

由于地震大小和空间分布具有不确定性，如果能够采用人工源或者可控震源进行研究和标定，其结果和可靠性会高得多。从2010年开始，福建地震局开始实施了人工源爆破试验，这为定量评估高频GPS探测地震信号的能力提供了理想的实验条件。因此，本文将利用超高频GPS（50 Hz）对人工爆破引起的位移信号进行测量，探究超高频GPS数据在实际观测中的可靠性及捕获位移信号的能力及精度。

1 数据及处理方法

1.1 实验观测及数据分布

福建省地震局自2010年开始实施的“跨越台湾海峡人工爆破观测”项目旨在通过多次人工爆破激震的方式，探测海峡地震的深部构造和孕震环境（李祖宁等，2007；丁学仁等，2007）。2014年6月，该项目在福建省多个区域进行了4次不同当量的人工爆破实验。为了更好地获取观测资料的对比性，笔者选取了其中观测条件最好的2个爆破点进行高频GPS观测，同时在部分高频GPS观测点进行了并址的强震仪观测，如图1所示。观测的仪器采用了天宝R9型高精度大地测量GNSS接收机，配备标准的扼流圈天线，同时记录50 Hz的观测数据；强震仪器采用的是Grulap强震仪。

为了定量评估高频GPS接收机得到的位移信号随震中距的衰减情况，2014年6月16日在南靖试验场按照距离远近一共布设了8台（套）NetR9 GPS接收机，台站布局如图1a，其中黄色线段为炮点，红色圆圈为GPS点，7号点并址布设MEMS强震仪和Grulap强震仪。各点离炮点的距离为：1号点约5 m，2、3号点约13 m，4、5号点约20 m，6号点约25 m，7号点约50 m，8号点约100 m。为了进一步验证高频GPS确实能够捕捉到近场爆破引起的地壳振动信号，2014年6月23日在漳州华安实施人工爆破前，在爆破点附近布置了3台NetR9 GPS接收机，点位分布图如图1b所示，其中黄色线段为炮点，红色圆圈为GPS点，粉红色为MEMS强震仪和Grulap强震仪位置，由于观测条件比较复杂，考虑仪器安全，没有进行严格的并址观测，但是两者的距离都很近。各点离炮点

1.2 GPS数据处理方法

为了获取高采样率高精度的结果，本文采用短基线差分处理模式，选择离炮点最近的福建GNSS基准站（>30 km）为参考站，由于爆破源的能量衰减得非常快，在参考站附近由于爆破源引起的位移基本为零。利用动态历元差分方法对1～8号点的50 Hz高频GPS数据进行解算，所采用的软件为GAMIT/GLOBK程序中的track模块（King，Bock，2002）。

为了探究实时高频GPS解算结果的可靠性，采用IGS快速预报星历来进行准实时解算，采用事后精密星历进行事后精密解算。解算结果如图2所示，选取南靖1号点的高程方向的结果进行展示，图中红色实线表示采用事后精密星历处理的结果，而蓝色虚线表示采用快速预报星历处理的结果，不难看出，两者吻合得非常好。因此，高频GPS差分单历元解在采用快速预报星历与事后精密星历得到的结果基本一致，这也说明采用快速预报星历进行高频GPS实时解算结果的可靠性。

由于GPS测量所受的干扰信号源比较复杂，为了获取更准确的时间信号信息，对解算结果进行带通滤波来去掉不需要的噪声信号。为了能准确地进行噪声滤波，首先对原始的观测记录进行频谱分析，找出爆破信号所集中的频率范围，然后再基于这个频率范围对原始结果进行带通滤波来消除其他噪声信号。

如图3所示，对离爆破点最近的1号点的高程方向原始信号进行频谱分析，蓝色、紫色和绿色分别为爆破前、爆破时和爆破后的信号频谱曲线。不难发现，高频GPS接收到的由爆破激发的地壳介质震动能量主要集中在0.2～2 Hz，2 Hz以后信号的能量与震前、震后噪声基本叠加一致，因此，将对所有的观测数据以0.2～2 Hz频带范围进行带通滤波来获取更好的信号信息。

2 数据结果及讨论

通过以上的观测，分别得到了南靖和华安2个区域多个观测点的记录并对其进行分析，从而定量给出超高频GPS接收能力的评估。

2.1 南靖区域高频GPS实验结果

南靖1号点布置在山体的石壁上，离炮点很近，其结果如图4所示，可以看出南北和东西向的位移不明显，高程向的位移很明显，接近60 mm，图中虚线是噪声水平线，东西和南北方向为5 mm，高程向为10 mm。对1号点高程向位移进行详细分析如图5所示，可以发现高程位移从14 s开始有一个脉冲，与并址布置的简易强震仪和Guralp高精度强震仪捕捉到的波形时间点是能够对应的， 简易强震仪和Guralp高精度强震仪的记录数据如图6所示，其中SM-104和SM-58为两台简易强震仪，Guralp-104为高精度强震仪。

通过对其他点的处理结果我们可以发现，3～5号点的位移波形在1时10分14秒都有所反应，有的水平向比较明显，有的高程向比较明显，如图7～8

2.2 华安区域高频GPS实验结果

采用南靖试验相同的数据处理方式对华安地区的高频GPS观测结果进行了分析，同时，也对原始数据进行0.2～2 Hz频带范围的带通滤波。从华安1号点和2号点的处理结果图中可以看到，起爆点的时间大概为1时00分17秒（图9～10），与强震仪加速度波形捕捉到的起爆时刻是能够对应的（图13～14），1号点振动时间比较长，持续了近4 s，幅度南北向达到了12 mm，高程向接近16 mm。而从2号点的南北向位移更明显接近16 mm，高程向位移达到了14 mm，对2号点的南北位移进行了放大（图11），从图11中可以很明显地看出高频GPS确实捕捉到了爆破瞬间的波形（17～20 s），而3号点的处理结果并不明显（图12），

3 结论

本文利用2014年6月福建省地震局进行的人 工爆破实验获得的50 Hz超高频GPS观测数据，并采用快速预报星历以及事后精密星历，对观测数据分别进行准实时和事后精密处理。通过近场的2次人工爆破高频GPS实验的数据分析，结果表明：

（1）高频GPS在差分处理模式下，其水平向噪声大致为5 mm，垂直向大致为10 mm，如果地壳的振动幅度超过高频GPS噪声水平，高频GPS 能够捕捉到近场地震引起的位移信号。

（2）高频GPS差分单历元解在采用快速预报星历与事后精密星历得到的结果基本一致，这也说明采用快速预报星历进行高频GPS实时解算的结果的可靠性。

综合高频GPS的监测能力，以及其基线漂移小，观测稳定的特点，高频GPS记录可以作为有效的“地震位移计”，对以记录速度和加速度的地震仪起到很重要的补充作用，使得“GPS地震学”这一交叉学科具有很好的发展前景。特别是近场 强震仪由于地表倾斜的原因，其得到的水平向加速度通常都带有地表倾斜的特征，从而导致积分后得到的位移出现严重的基线漂移，这给利用强震仪信号研究地震震源性质产生了严重影响。相比而言，高频GPS由于记录的本身就是位移信号，因此，基线漂移比较小。如果将高频GPS和强震 仪进行并址观测，采用高频GPS校正强震仪信号的基线，那么就能够得到无基线漂移的地表位移情况。另外，高频GPS通常能够接收到低频甚至静态位移信息，而强震仪的记录则对高频信号敏感。两者之间存在明显的互补性。综合两者的优点，进行联合观测，就能够得到无基线漂移的宽 频带地震信息，从而大大提高对于地震震源性质的研究。另外，高频GPS数据的实时处理结果，结合烈度计的记录，将能够在很大程度上提高地震烈度速报与地震预警的能力。因此，高频GPS将能够在未来的地震研究、地震预警方面发挥重要的作用。

感谢中国科学院测量与地球物理研究所的郑勇研究员、李军副研究员在本工作中的指导和帮助。

参考文献：

丁学仁，吴绍祖，陈光.2007.福建省GPS台网观测的位移时间序列特征的初步研究.华南地震，29（2）：8-14.

李祖宁，刘序俨，吴绍祖等.2007.台湾海峡两岸地壳相对运动分析.大地测量与地球动力学，27（5）：68-72.

Avallone A，Marzario M，Cirella A，et al.2011.Very high rate（10Hz）GPS seismology for moder-ate-magnitude earthquakes：The case of the MW6.3 LAquila（central Italy）event.Journal of Geophysical Research Atmospheres，116（B2），doi：10.1029/2010JB007834.

Bilich A，Cassidy J，Larson K M.2008.GPS seismology：application to the 2002 MW=7.9 Denali Fault earthquake.Bull Seism Soc Am，98（2）：593-606.

Blewitt G，C Kreemer J，Hammond W C，et al.2006.Rapid determination of earthquake magnitude using GPS for tsunami warning systems.Geophysical Research Letters，33（11）：4-5.

Choi K，Bilich A，Larson K M，et al.2004.Modified sidereal filtering：Implications for high-rate GPS positioning.Geophysical Research Letters，31（22）：178-198.

Elósegui P，Davis J L，Oberler D，et al.2006.Accuracy of high-rate GPS for seismology.Geophysical Research Letters，33（11），doi：10.1029/2006GL026065.

Ge L.1999.GPS Seismometer and its Signal Extraction BIOGRAPHY//Proceedings of 12 th International Technical Meeting of the Satellite Division of the Institute of Navigation，41-52.

Geng T，Xie X，Fang R X，et al.2015.Realtime capture of seismic waves using highrate multiGNSS observations：Application to the 2015 MW7.8 Nepal earthquake.Geophysical Research Letters，43（1）：161-167.

Gomberg J，Bodin P，Larson K，et al.2004.Earthquake nucleation by transient deformations caused by the M || 7.9 Denali，Alaska，earthquake.Nature，427（6975）：621-624.

King R W，Bock Y.2002.Documentation for the GAMIT GPS Analysis Software.America：Mass Inst of Technol，Cambridge，Mass.

Larson K M，Boden P，Gomberg J.2003.Using 1-Hz GPS data to measure deformations caused by the Denali fault earthquake.Science，300（5624）：1421-1424.

Larson K M.2009.GPS seismology.J Geod，83（3-4）：227-233.

篇2

中文分类号：G623文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2011)01-0240-02

Reacher on the Reform on the Practical Teaching Mode of The Principle and Interface Technology of Microcomputer

WANG Wei1,2, ZHOU Ning-ning1,3

(1.Tongda College, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China; 2.College of Continuing Education, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China; 3.College of Computer, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China)

Abstract: The Principle and Interface Technology of Microcomputer is a course with great applicability and practical teaching is an essential part in the whole teaching process. In this article we mainly disscuss the reforming attempt in the pattern of this course and come to the conclusion that we can fully cultivate the comprehensive ability and innovative ability of the students with the four layers of practical teaching mode.

Key words: the principle and interface technology of microcomputer; practical teaching; the four layers of practical teaching mode

微机原理与接口技术是计算机、电子信息类等工科专业计算机硬件课程体系中的一门专业基础课。内容涵盖微机原理、汇编语言程序设计及微机接口技术，兼顾硬件和软件2个方面，具有实践性强、涉及知识面广的特点。因此实践教学在该课程中占有很重要的地位。学生只有通过实践环节的学习和操作，才能够掌握微机系统的工作原理、常规接口技术及其应用，加深基本概念的理解。

1 微机原理与接口技术实践教学现状

1）课时安排上重理论、轻实践

目前，该课程共安排四次实践课，内容包括两次汇编语言程序设计，运用定时/计数器8254设计流光发生器以及利用系统定时源设计定时中断程序。实践课时过少。两次汇编语言程序设计的实践，根本没办法达到“深入理解机器工作基本原理和培养低层编程意识及思想”的汇编语言学习目的。[1]而汇编语言理解的不透彻，会直接影响接口部分的实现能力。

2）教学内容上重软件、轻硬件

大部分的实验都是在PC机上，编写一些汇编程序，只有设计流光发生器这个实验，学生能真正动手参与硬件电路的连接，但这基本上也是一个芯片功能验证性实验，在实验课上，老师把程序编写好，学生照着老师的步骤连接好各种线路，再把程序录入、调试运行，观察结果写出实验报告就行了。最后导致所有学生的实验报告都是一个结论。基本上学生没有自主的创新环节。

此外，本课程理论课主要学习了8254定时/计数器、8259中断控制器、8250串行接口芯片和8255并行接口芯片等典型芯片的工作原理，但由于实践学时较少，在实践操作中并没有全部涉及到。实践环节的欠缺，导致很多同学尤其是通达学生普遍感到“微机原理与接口技术”这门课难学、难懂、概念抽象、感性认识差。学生学习完了这门课程后，对于接口芯片工作原理和在计算机中的实际应用模糊不清，更谈不上创新设计。这和学院“培养应用型创新人才”的目标是不相符的。

2 微机原理与接口技术实践教学模式改革

当今实践教学目的除了验证基本理论和掌握基本应用外，更主要的是培养学生研究能力、创新能力和和思维方式以及工程实践能力。[2]为此南京邮电大学通达学院在微机原理与接口技术实践教学内容设置上充分考虑上述能力的培养，进一步加强理论与实践的结合，培养学生的创新能力和思维方式，提高学生的动手能力和综合素质。以适应“应用型创新人才”的培养要求。

为适应“应用型创新人才”的培养要求，我们将实践教学体系分为四个层次。形成软件实验、硬件基础实验、实训和课外科研的结构模式。

前两个阶段主要进行汇编语言软件实验和硬件验证型实验。主要是加深巩固基础理论知识，以培养学生理解机器工作基本原理和培养低层编程意识的基本能力以及书写规范实验报告的能力。本阶段的实验要紧扣实验指导书和实验教学大纲。要求实验指导书有详细的实验目的、实验内容、实验要求、实验原理、实验资源配置、实验的硬件连接与软件编程和实现功能等。使得学生快速学习和理解实验内容。

实训是综合性和研究性的实践。可以分为必做和选做两部分。必做题每个学生都必须完成的实验，主要进行简单硬件设计实验。选做部分主要进行硬件综合型实验，学生每5-7人一组，在教师指导下自由选题，不完全受课堂教学内容限制，合作完成实验。从而进一步拓宽学生的知识面，提高学生的思维能力和创新实践能力。[3]

在本阶段可以引入PBL教学法。基于问题学习(prob lem2based learning, PBL)的教学方法是由美国神经病学教授Barrows在加拿大McMaster大学医学院首先试行的一种教学模式。此种教学模式以问题为基础展开教学，以学生为中心，学生的自学能力得到培养，并且发展学生解决实际问题能力、综合思考能力和团队协作能力。大致分为问题提出、资料查阅、讨论研究和总结反思4个主要步骤。每个问题没有固定的解决方法，学生之间互相合作、共同探究，逐步寻找问题的解决方法。以学生自主学习和自我探究为主，作为合作者的教师仅在关键时刻起到点拨和引导作用[4]。

微机原理与接口技术实训必做题阶段表现突出的同学可以担任组长，由其选择组员并确定题目。在教师指导下分工合作，查阅资料、小组讨论，提出合理的实验方案。实验室采用开放式教学模式，在实验时间和空间上开放。给学生充分的自主学习和自我研究的空间。此阶段以培养学生的创新实践能力为主。要鼓励学生求新、求异，在成绩评定时，不要过于强调实验结果的成功，防止学生为追求成绩而选择过于保守的方案。

课外科研活动利用学生的课外时间，采取学生自愿报名，与学生会科协合作的方式，成立若干个课外创新小组。课程组的老师根据自己研究的课题带领创新小组与研究生相结合进行一些科研活动。如课题组的老师设计完成的“PD-32开放式微型计算机教学实验装置”，该装置真正体现了32位微机的特点，学生通过在该装置上的实验操作，能进一步加深对接口原理的理解。已广泛的应用在本科实验教学中。

3 结束语

通过本课程实践内容的改革与尝试，提高了学生发现问题和解决问题的能力，培养了学生良好的学习行为和团队协作精神，提高了学生的综合能力和创新能力。我们将在实践中不断总结经验和不足。随着微机技术的进步，不断更新实验内容使实验内容更贴近工程实际，并结合科研项目开发实验内容。只有这样才能更好的培养出符合现代社会需求的应用型创新人才。

参考文献：

[1] 王爽.汇编语言[M].2版.北京:清华大学出版社,2008:2-3.

篇3

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)18-31768-02

About Microcomputer Principle and Interface Experiment Teaching Inquisition

LU Lai-zhi

(Computer Science Technology Department of Binzhou Institute, Binzhou 256600, China)

Abstract:The improvement of traditional microcomputer principle and the interface technology experiment content and the way, the increasing experiment's class result proportion, reducing the confirmation content, the increasing design and the comprehensive experiment in order to improve student's self-learning capability, innovation ability and begins ability.

Key words:Microcomputer Interface Experiment; Experiment's Class Result Proportion; Design Experiment; Comprehensive Experiment

1 引言

《微机原理与接口技术》是计算机类和大多数电类专业的必修课，同时也是一门实用性和动手性都很强的计算机硬件类课程。学该门课程的学生要具有电路设计和汇编语言编程的能力。在以前的教学中，微机原理实验教学以教师讲课为主，学生以验证性的实验为基础的。无法提高学生在该课程试验的积极性和创造性，造成学生的动手能力和创新思维能力下降。

在当今大力提倡素质教育和创新能力培养为目标的教学理念下，必须对该门课程的实验进行改革。

2 加实验课成绩比例，强调实验报告的正规性

为了提高学生在实验课的学习积极性，我们增加了实验课在总成绩的比例。该门课程实验成绩占总成绩的40%。对实验课成绩我们采用新的考核方法，将实验课的成绩分列为实验操作成绩、实验报告成绩、实验结果成绩、实验考勤成绩四个部分，各项成绩所在比例为实验操作40%，实验报告30%，实验结果20%，出勤率10%。强调学生的实验操作过程，在现有条件下每人一台机器，保证将实验完成。

3 加设计类、综合类的实验，提高学生的动手能力和创新能力

3.1 微机原理实验包括基础性的实验

该实验主要是验证性的实验和简单的程序设计实验，要求学生明确试验目的、步骤、参考电路，使学生在这类试验中完成对已学知识的巩固。例如每次实验课之前都要求学生必须把教材认真领会，对程序的每一条命令执行结果作出预测，写在实验报告上，实验时进行对比。比如并行接口8255的验证性的基础类的实验；定时计数器8253验证性的实验；中断控制器8259的验证性的实验；串行接口8251的验证性的实验。在整个学期的实验比例占30%,主要目的是对基本知识的巩固。

3.2 在完成基本的试验后，引入设计类的实验

汇编语言程序设计是微机原理实验的重要部分。对简单的程序设计，老师给出试验目的、要求，学生自己动手编写程序，难度大的老师一块和学生讨论，参与。设计性的实验的题目必须紧密地结合理论教学的内容和进度，设计上有一定的伸缩性。设计的目的视为了培养学生的灵活运用所学知识解决实际问题的能力。比如利用8255控制键盘和数码管得显示电路；在最小系统基础上实现0809及0832A/D和D/A电路；通过8255A和8251A实现红绿得个简单试验。在设计的实验过程中，增加元器件的基本常识。为了让学生容易下手，设计好比较详细的电路图。

例如利用8255A 来实现红灯、绿灯、黄灯的交替显示。中间时间可以通过8251A控制，在此以可以通过软件延迟实现时间的控制。

START: MOV AL, 80HA口输出，PA0接红灯，PA1接绿灯，PA2接黄灯

OUT ADDC,AL ADDC 代表控制端口的地址

MOV AL,01HPA0输出为1

OUT ADDA,AL ADDA 代表A口的地址,是红灯亮

MOV CX,500

CALL DELEY调用延时，是红灯持续亮

MOV AL,02HPA1输出为1

OUT ADDA,AL 此时绿灯亮

MOV CX,500

CALL DELEY调用延时，是绿灯持续亮

MOV AL,04HPA2输出为1

OUT ADDA,AL 此时黄灯亮

MOV CX,10

CALL DELEY

JMP START

DELEY: LOOP DELEY

RETURN

3.3 综合类的实验的目的是要将学过的主要功能部件有机的组合起来，形成一个具有一定意义的整体，使学生掌握微机系统整合的基本方法。为此我们针对实验室提供的功能部件，设计了综合性的题目。我们只给试验目的，学生根据所掌握的知识通过不同的方法，不同的途径来完成实验。在综合类试验中充分发挥学生的创造力，激发学生勇于创新的意识。我们设计综合性的实验题目，例如综合类的题目--温度监控系统，该系统实现的功能是对温度进行控制，系统利用单板机为下位机，PC为上位机，采用模数转换接口A/D，实现温度的采集，对8路温度进行自动循环监控，如果温度超过某范围，相应的指示灯亮。该题目把实验中用到的芯片组装起来，形成一个数据采集和处理的系统。

4 开放式的实验教学环境

逐步建立开放性的实验环境，包括教学的时间的开放；教学内容开放；实验元器件开放等。传统的教学实验模式下，学生被老师限制在多个限定的条件下，不能发挥自己的才能和创造性。我们允许学生结合课程学习和自己的时间安排，根据自己的兴趣提出试验题目、实验设计方案或实验构想，并可在一个较宽松的实验环境中来完成。教师积极鼓励学生大胆提出自己的实验思路和构想，尽力创造条件引导和支持他们开展有意义的实验研究。对于创作性的学生和实验成果给与奖励。所以设置这样的实验环境和条件，有利于培养学生主动学习的意识和创造能力。

5 结束语

实验教学改革之后，在实际的教学中取得了一些成果。在05届学生的毕业设计中，有很多同学毕业设计工作在实验室中进行的，并且取得优异的成绩。其他年级学生利用课外活动，依托实验室开展了丰富的课外活动。并且取得了丰硕的成果。并且多个学生参加全国电子设计大赛获奖。目前，微机实验室由单一的教学功能向着教学、科研和实践基地的综合性发展。

参考文献：

篇4

中图分类号：P315.69 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）24-0193-03

一、概述

公共课《微机原理与接口技术》是面向高等院校工科学生开设的计算机基础核心课程之一，是培养学生利用计算机技术与本专业技术相结合，解决实际工程问题的重要课程。《微机原理与接口技术》课程内容庞杂，对先修知识要求较多，软硬件内容结合紧密，学习难度大，因此实验教学尤为重要。但实验教学学时少、实验设备不足。机电类专业学生要求通过本课程的学习，了解微型计算机硬件系统基本组成、工作原理，掌握接口电路的基本设计方法，具备使用汇编语言进行程序设计的能力，学会通过软件控制硬件的方法。实验教学对本课程的教学效果、检验学生的实际应用能力具有重要作用。实验教学效率、实验教学内容及实验教学强度对实现本课程的教学目标非常重要。计算机基础公共课普遍存在开课学生人数多，教师与实验室及实验设备相对少，实验课排课困难，学生实验不方便等问题。基于校园网络的远程实验教学平台对解决这些问题、，提高实验教学效率提供了新方向，网络新技术奠定了远程实验教学系统开发应用的基础，虚拟软件等新技术加快了实现远程实验教学系统开发应用的步伐。基于计算机网络的远程实验平台具有以下特点。

1.学生完成实验课程受到的时间、空间上的制约减小，可随时通过网络登录实验系统，完成相应的实验。实验室的开放程度、使用效率大为提高，实验资源配置更灵活。

2.提高实验设备的完好率。学生直接对设备的操作减少了，在实验过程中对设备的损坏几率降低，人员和设备的安全性提高。在实验中软件的作用增加，使设备更新，尤其是大量同类设备的更新成本降低。

3.实验更方便。学生直接面对实验环境的实验过程，会提高学生完成实验的积极性。网络环境实验平台使做实验更方便，而且平台本身就是培养学生计算机应用能力的重要工具。

4.实验课教师的工作效率提高。网络环境实验平台使教师可以通过网络交互指导学生实验过程、解答问题及处理实验报告等工作。

5.网络实验环境是虚拟实验环境。虚拟实验是通过音视频获得实验现象。在实环境中做实验获得的实际感观、体验及对元器件及人身安全注意事项，在虚拟实验环境中学生同样能感受到。教师面对面指导的“身教”缺失，通过网络交互弥补。

6.远程实验在实验管理上既提供了方便的条件，同时也增加了新的问题。如实验过程及提交的实验结果的真实性，实验环境的公平性（网络、机器、软件等），实验持续时间限制等问题，也是必须考虑的。根据远程实验的这些特点，在实验教学中，一方面积极开发远程实验平台，充分利用远程实验技术的优点，解决学生人数多、对实验设备、实验室需求量大、提高实验资源使用效率等问题，同时采用远程实验与实验室实验相结合方式，避免或降低不利因素。学生完成的实验中必须有一定数量的实验在实际实验室完成。

二、平台基本结构

《微机原理与接口技术》远程实验平台结构如图1。其中，远程用户端包括学生用户和辅导教师用户，通过校园网连接到实验室服务器；实验室服务器负责实验室的实验台及用户的管理；实验台由一台微机与“伟福Lab8000仿真实验台”构成，它是完成实验的实体。按实验要求，在学生做实验之前必须按照标准配置接好“伟福Lab8000仿真实验台”的硬件连线。

三、软件结构及实现技术

整个系统的软件，包括客户端软件、实验室服务器软件及实验台软件等部分。根据功能需求，客户端软件包括登陆选择实验台及管理软件，与实验指导教师的交互支持软件，“伟福Lab8000仿真实验台”实验及调试软件。实验台安装一般单机实验的所有软件，可支持本地的单机实验。为支持远程实验需增加相应软件并联网，并通过实验室服务器连接到校园网络上。软件结构如图2。其中，实验控制程序编辑编译，程序下载及系统状态上传，控制执行及调试与单机试验系统是一样的。上面两层完成远程访问的支持。

实验时首先登录实验室并选定实验台。对于单机环境下不需硬件仿真器的实验，可直接在本地完成，只需通过网络获得实验指导和提交实验报告。对需要硬件环境的实验，在客户机上有一个显示“伟福Lab8000仿真实验台”实物的虚拟设备，可以在其上进行相关实验的硬件接线（如同实际使用仿真台的过程一样），；学生给出的连接状态被记录，然后将记录发往远程实验室。远程实验台接到客户端连线状态表后，进行连线映像转换，以使得硬件系统表现出的状态与实验者设计的状态一致。对于只有一种连接方式的实验（实验台已按此链接），如果用户发来的连线表正确，则进行后续的软件调试及运行实验。如果不正确则反馈硬件连接错误信息，提示用户重新设计硬件，如“D/A数模转换实验”。一旦建立了正确的硬件连接，客户端就可以发送软件直接控制仿真实验台运行，运行结果可以通过实时图像反馈给用户。对于可能出现的多种硬件连接的实验，或需要实验几种不同硬件连接的情况，在实验台服务器端接到客户端发来的连接关系后，把这些连接与实验台实际连接进行对比，并产生能出现客户端定义的连接效果的映像关系，软件运行时按照这个映像关系控制实验台。如“步进电机控制实验”，用8255控制的标准硬件连线接法如图3。如果远程实验客户端给出的连接关系为表1，并按此编程，则在实验台服务器端收到这个表后，做表2所示的变换。按照这个关系，用服务器端引脚名字替换客户端相应引脚，编译连接后下载运行。

为了方便在实验台服务器端完成这个替换，客户端编程要求在头文件中定义硬件连接关系（C语言），或使用等值定义语句在程序头部分定义连接关系，如：

A EQU PA.i

B EQU Pa.j

C EQU PA.k

D EQU PA.l

按照以上处理后，如果客户端的硬件连接与软件程序相对应并正确的话，就可以得到预估的实验结果和现象。实验的现场现象可以通过视频反馈到客户端。远程实验的结果评测采用两种方式，一是在远程实验客户认为完成实验时，向实验室指导教师发送请求，指导教师可以到相应实验台在线观测现象，并记录，与提交的报告一起作为实验评测依据。另一方式是提交报告中包含实验现象视频记录，提交后教师可以离线根据提交的材料评测实验成绩。至于实验过程的指导、实验报告的提交及管理、通信层功能等与一般网络教学管理系统相同，采用相同的技术方法实现，不再赘述。

四、总结

根据《微机原理与接口技术》公共课实验教学需求的特点，利用计算机网络平台提供的通信及远程访问功能，构建可以通过网络远程进行实验的平台，对于解决《微机原理与接口技术》公共课实验教学存在的一些问题、提高教学效率是一个有效手段。本文提出了一个基于远程实验技术的《微机原理与接口技术》实验教学方案，设计了一个《微机原理与接口技术》远程实验教学平台，给出了平台的软硬件基本结构，及对于硬件接口实验的远程控制实现技术。对远程实验的优缺点进行了分析，提出了一个虚实结合的实际教学方法，对实验评测的方法进行了探讨。

随着网络技术、虚拟现实技术及物理实验平台性能的提高，远程实验系统也越来越完善。《微机原理与接口技术》实验特点是软硬件结合，远程实验中硬件部分实验是较难实现远程操作的。在《微机原理与接口技术》远程实验技术中，如何提高硬件有关的远程实验效果，是进一步提高实验平台性能的关键。

参考文献：

[1]李明.微机原理与接口技术课程实验教学改革探究与实践[J].南昌教育学院学报.26（2）.

[2]陈淑芳，袁鹏.微机原理与接口技术实验教学改革与探索[J].科技视界.2012，（28）.

[3]钟映春，华星，罗岩.基于互联网的过程控制远程实验教学改革[J].实验技术与管理，2012，29（7）.

[4]吴文婷，黄凤良，蒋翰诚.远程实验系统管理机制的研究与实现[J].实验技术与管理，2011，28（6）.

[5]陈琳，钱声强.基于LabView的远程实验平台构建[J].常州信息职业技术学院学报，2012，11（1）.

篇5

实验教学是一种教学手段，能给我们带来真实的实用环境，微计算机技术是理论性很强的课程，尤其需要这样的辅助教学手段让学生有更直观的认识。

1.微计算机技术教学中的突出问题[1]

微计算机技术是电子信息类专业重要的基础课程，包含两大部分内容：汇编语言与接口技术，这两部分内容都是难啃的骨头，汇编语言的难点在于它和硬件的无限贴近，很多有高级语言学习背景的人将其视为“用牙签吃饭”，学习起来觉得步伐太慢，成效太低，更大的教学问题是很多学生的“无用论”，学了用处不大，很费力气；接口的难点在于软件学习背景的同学在硬件的芯片理解很难深入，对各种芯片的工作特性从认识到掌握的过程显得很费力，各个芯片的协同工作也很难应用灵活，所以实验环节在这样的背景下，就显得尤为重要，我们将实验的设置越是趋于合理，学生才能在理论和应用的环节少走弯路，才能真正达到良好的学习效果。

2.在实验中解决突出问题

2.1 合理的设置实验

实验是一种有效的教学手段，绝对不能定位在一个教学任务的层面，在教育思想上，实验设置需要符合学生的认知规律，使实验成为教学内容的载体，应该体现思维方法和认知过程；在体系上，要建立较为完整的体系，突出各部分之间的关系，实验设置最好有一定的相关性，各个实验不孤立存在，比如在做定时器/计数器实验里最好用上并行接口芯片；增加实验的设计性，除了严格完成验证性实验，需要给一部分开放性实验和综合性实验，培养学生分析问题和解决问题的能力和素质，其实每个教育者都很清楚，这种能力才是大学阶段最应该培养的。为了满足如上的要求，可以对课程做合理的调整，比如增加实验课时，调整现有的实验顺序，尽早的开展实验，由课程组的几个老师分管各个实验等，只要对授课有帮助的调整都可以尝试。

2.2 注重实验环节

实验从时间上分有三个环节，实验前、实验中、实验后，为了取得较好的实验效果，实验中“充分”调动学生的积极性，需要在实验前做一些辅助工作，提前布置实验内容，给学生足够的时间思考并能提出有针对性的问题，为实验过程的互动做好准备，同时让同学们对实验有明确定位，实验是借助实验设备验证我们的想法，首先必须有想法，否则设备对你来说和一堆废品没有两样，实验前的准备就尤为重要，有能力的同学可以事先制定实验方案。对于在实验前作了充分准备的同学在实验中一定是会有较大收获的，实验是在“做”中学，如果顺利，说明我们把本次实验需要的知识理解的较为透彻，这一类学生可以从合作走向真正的独立，大多数同学实验不会很顺利，这里面有两种情况，一是没准备或者准备不充分的，还有一类是以前有“欠债”的同学，这一类同学应该正确应对实验中遇到的问题，首先不要因为没做好，自信心就受到极大伤害，要将问题作为实验给我们带来的附加收获，一般来讲，实验的设置都是循序渐进的，很多问题可以反映你对其他知识环节的熟练程度，哪里出了问题修补哪里。实验后需要做的事情是认真梳理在本次实验过程中的思路，总结收获，将其写成完整的报告，很多同学不重视写实验报告，经常将实验大纲按部就班的抄到报告上，很多同学不清楚，写实验报告是对所学知识清楚表达的有效途径，还有的同学将实验报告写成“感想”、“散文”，思路不清晰、用词不准确的情况随处可见，应该让学生在本科阶段学会写好实验报告，加强这种基本素质的锻炼。

2.3 实验的形式多样化

2.3.1 验证性实验

学习微计算机技术这门课程难度大，很重要的原因汇编语言和芯片本身需要记忆的知识比较多，从认识到掌握有很大的一个跨度，在理论讲授阶段，教师除了对基本知识进行介绍，更要对重点和难点内容进行有效梳理，比如汇编语言中的寻址方式，各种寻址方式仅仅是一种记录形式，这种形式是告知编译环境存取数据的规则，所有人都遵守同样的规则，操作对象才可以在cpu和存储器之间来去自如，种类多是因为实际问题里有这么多种数据类型需要处理，寻址方式重要是因为我们随时随地的要使用它，犹如我们在高级语言中要随时随地使用数据类型一样，我们需要对其进行较为深入的验证性实验，设置场景，选用不同的寻址方式，处理相同的问题，让学生深刻领会各种寻址的作用[2]。

2.3.2 开放性实验

对于一些看似容易懂，但实际能达到灵活应用的水平还差很远的环节，开展开放性实验是很有必要的，教师只给基本要求和实验设备，让学生自行分组、自己制定实验方案并且写出实验报告，当然这个过程序需要教师协助，这个过程其实对学生来说相当复杂，开展初期也相当耗费时间，但对于二三年级的学生来说，是一个绝佳的锻炼机会。

以并行接口8255为例，芯片本身结构简单，8255的初始化程序设计也不难，很多同学觉得学习起来不会像8259那样吃力，但是真正能灵活应用还有很长的路，比如铁路远程自动供水系统、植物恒温控制系统等[3]应用需要并行接口，多路抢答器，音乐程序也都需要并行接口，所以简单的验证性试验过后，有必要给学生提供更大的空间去认识这个接口。

学生在这个过程里要查阅资料，查阅资料我们提倡“就近原则”，即先从能看懂的开始，和自己的知识对接，这也是自主学习模式所提倡的，学习者只有按照一种与自我概念相吻合的学习模式，才能称之为意义学习[4]。准备相当充分的资料基础上，制定解决方案，这个过程可以合作完成，合作前提的学习会让学习者舒缓压力、建立自信、通过合作正确评价自我，从而走向真正的独立。最后是实验的实施，详尽记录实验过程和结果，对遇到的问题能解释或解决，书写完整的实验报告。

3.总结

实验教学虽然是一种教学手段，但这种辅助作用存在很大的伸缩性，如果实验设置合理，环节安排得当，形式符合认知规律，实验的作用不可替代，但是这个过程也需要教师付出很多心血，对教师的工作提出更高要求，对师生双方都是自我建设和提高的过程，所以值得深入研究和努力探索。

参考文献：

[1]张小红.微机原理与接口技术实验教学改革探讨[J].中国教育技术装备，2012.7：113-114.

[2]李欣光.微机原理与接口实验教学改革与探索[J].实验室科学，2009（8）：44-45.

篇6

1引言

《计算机接口技术》课程是计算机科学与技术专业的一门专业主干课程，是大学本科生掌握计算机硬件基础知识和常用接口技术的入门课程[1]。课程由微型计算机工作原理和微处理器、汇编语言程序设计、常用接口技术三个部分组成。该课程目的使学生通过本门课程的学习，掌握计算机系统的构成，建立起整机概念，并培养学生具有一定的独立分析和解决问题的能力，为后续课程的学习以及将来的工作奠定坚实的基础。但由于本门课程是一门实践性很强的课程，并且具有知识点多、概念抽象、理论性强等特点，学生掌握起来并非易事，就以往学生的反应，此门课程学习难度大，知识不易理解，普遍存在“重软件、轻硬件”的现象，大大降低了学生的学习热情，动手实践能力的培养也受到很大的限制，如何能够提高学生学习热情，激发学生的学习欲望，是需要解决的问题，笔者结合多年的教学经验和教学实践，在实验教学过程中进行了一些教学改革的初步探索。

2引用

proteus仿真软件Proteus嵌入式系统仿真与开发平台是英国labcenterelec⁃tronics公司开发，是目前世界上最先进、最完整的嵌入式系统设计与仿真平台。它包括原理图编辑与仿真软件包isis和布线编辑软件包ares两部分组成。Proteus7.5SP3及其以上版本新增对8086CPU及其相关接口芯片的仿真。硬件实验设备由于结构固定、资源有限且成本高、损耗大以及寿命低等缺点，pro⁃teus的引用对于改善教学实验环境，激发学生学习知识的求知欲，以及学习兴趣，提高教学效果，是一个不错的选择，此外，学生只要在自己的电脑上安装proteus软件后，可以不受时间和空间的限制，进行设计仿真操作，既节约了成本，又能充分发挥学生自己的思维和想象，对实验教学来说是一个课堂的延伸[2]。对于8086来说，将其编写好的源程序可通过外加EMU8086编译器生成.exe文件，然后在proteus上进行仿真，达到教学目的。Proteus的引用不仅可在实验教学上使用，也可在理论教学中使用，教师可以在课堂上边讲理论知识，边进行教学演示，直观形象，使学生对生涩难懂的知识进行有效的消化、吸收，是教学的有力的辅助工具。实践证明，引用proteus，达到了提高教学效果的目的，更加利于学生学习兴趣的培养。Proteus是教学的一个有利的补充，但它只是一个仿真软件，不能完全代替实物实践，仿真实验和实验箱上的实验还是有区别的，由于实际电路运行时表现的各种电气特性等，使在proteus上调通的，在硬件上不一定能够成功的实现，基于以上认知，采取proteus仿真实验和实物实验相结合的方法进行教学。要求学生先课下通过proteus软件进行仿真，模拟实验效果，再到实验室进行实际硬件电路的操作，查看实验效果，这种教学搭配，充分利用proteus仿真软件的形象直观性，增强学生好奇心，激发学生学习热情，同时提高学生的学习效率，达到更好的学习效果。

3课时安排

计算机接口技术课程主要分为微机原理、汇编语言程序设计和接口技术三大模块，共64学时，为兼顾各个模块之间的承上启下以及知识的连续性，主要分配学时如下表1：微机原理主要讲授微机基本知识，如微处理器、微型计算机、微机系统的概念以及微机的结构和工作原理、时序知识、指令系统等，汇编语言程序设计涉及内容有汇编语言源程序的格式、变量属性、分支结构、循环结构和子程序设计，接口技术涉及内容有存储器、输入输出接口、常用I/O接口芯片等。实践教学在整个课程中起着重要作用，通过实践，对理论知识进行消化和理解，同时学生的动手能力能够得到很好的锻炼，培养学生分析解决问题的能力，做到理论与实践有效的结合，实践教学总学时16学时，具体分配如下表2，其中汇编语言程序设计部分安排4学时，由于此部分上机实践只需计算机即可，不需其他硬件，学生在课上学习好程序的设计和调试方法后，可以利用课下时间在图书馆或宿舍完成作业和上机实践，节约课上学时，为其他内容的讲授提供充足的时间。接口技术实验共分为6次实验，分别为proteus的使用、8259中断控制器、8255并行接口芯片、8253定时计数器以及A/D、D/A转换。每次实验安排2学时，要求学生课下提前预习，为下次实验做充分的准备，保证每次实验顺利地进行，完成相应的实验任务。其中proteus的使用这一实验安排1次，是因为在本门课程学习之先，学生已学习过《电路制图与仿真》这门课程，此门课程主要介绍proteus软件的使用，因此在proteus的实验主要介绍EMU8086编译器的使用，学会使用proteus进行8086的仿真。常用接口芯片部分的5次实验均设置了基本实验部分和提高部分两个层次，其中基本部分要求每一个学生必须完成，按照电路原理图进行连线，编写实验程序，完成实验效果。提高部分要求学生在完成基本部分后，有余力的学生可对电路进行设计并编写相应的程序改善接口的性能。每一个层次的实验，要求学生进行现场演示。

4实验考核

实验评分标准分为实验操作部分、现场提问环节以及实验报告三个部分组成。学生抽签决定实验考核内容，并进行现场演示，教师根据学生实验操作过程、结果以及对现场的提问回答情况等形式进行现场评分，以激励学生学习主动性，达到教学目的。实验操作部分占实验总成绩的比例为50%，现场提问环节所占比例为30%，实验报告占20%，其中实验报告要求学生重点报告在实验过程中遇到什么问题，以及解决此问题的思路和方法以及实验的心得体会，避免抄袭和实验报告的形式化。

5充分利用多媒体

在进行实验教学过程中，充分利用多媒体，提升教学效果。为提高学生学习的热情，对于在实验过程中难懂的知识点，可以采用动画进行直观形象的演示，使学生更加能够领会实验的内容和目的，便于理解和记忆。

6结论

《计算机接口技术》是一门理论性和实践性都很强的课程，对于此门课程的教学也是一个不断学习和探索的过程。对于本门课程的改革实践，实验教学效果有了很大改善，学生主动性、学习热情有所提高。此课程是一门公认的教师难教、学生难学的课程[3]。随着时代的发展，计算机接口技术课程也应与时俱进，需要不断完善教学体系，更新教学内容，寻求新的教学方法，提高教学效果，充分调动学生的学习积极性和主动性，提高学生的综合能力、科学素质，为社会培养更多高素质的复合型人才。本课程的改革是一项长期艰巨的任务，需要不断探索和完善。

作者:鄢艳红 单位:广州中医药大学医学信息工程学院

参考文献：

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《微机原理与接口》是我院计算机科学与技术、电子信息工程、电气工程、机械电子工程等多个专业的专业基础课，它是一门实用性和动手性很强的计算机硬件类课程。在以往的教学中，微机原理实验教学以教师讲课为主，学生以验证性的实验为主，无法提高学生在该课程实验的积极性和创造性，造成学生的动手能力和创新思维能力下降。

我院结合自身的实际情况，对微机原理的实验教学进行了改革，逐渐探索并总结出了一种独特的实验教学方法及手段，并取得了良好的效果。

1.改革实验教学内容，强化学生能力的培养

《微机原理与接口》课程是实践性很强的专业基础课，设置本课程的目的是使学生从理论和实践上掌握微型计算机的基本组成结构、工作原理及典型接口技术，建立微机系统整体概念，使学生具有运用现代微机技术进行软、硬件开发的初步能力。精心选择和更新实验教学内容，本着将验证性、设计性和综合性实验有机结合的原则编写实验教材。我校根据各专业的特点和理论教学的情况，将实验内容分成3个层次。

（1）基础实验

紧跟理论教学进程，以单元实验为基础，通过实验使学生掌握计算机软硬件工作原理及常用接口芯片的功能和使用方法。在内容上主要安排了一些验证性和简单的设计性实验。比如流水灯显示实验，通过对8255A芯片实现LED灯的流水显示，从而使学生了解和掌握8255A芯片的编程方法。在此基础上，可让学生进一步设计一些简单的功能，如8255A芯片的选通输入/输出方式及双向输入/输出方式操作，从而巩固学生对8255A芯片的理解。其它还有接口电路译码、中断、串行接口、A/D和D/A转换等实验，通过这些基础实验，学生加深了对所学知识的理解。

（2）设计性实验

在较好地完成基础性实验的基础上，开展设计性实验。设计性实验是指教师给定实验目的和实验要求，让学生自己设计实验方案和编写程序，并最终实现相应功能。比如在学生完成8255A并行接口实验和8259A中断控制器实验的基础上，让学生实现通过中断来控制8255A的输入和输出。要实现这样的功能必须将8255A并行接口芯片和8259A中断控制器芯片组合使用，让学生自行搭建线路并编写相应的程序。这样既能巩固学生前面所学的知识，又可以培养学生的独立设计能力。

（3）综合性实验

综合性实验的目的是要将学生学过的主要功能部件有机地结合起来，形成一个有意义的整体，使学生掌握微机系统整合的基本方法。该类实验一般较复杂，也比较难实现，因此我院将该类实验安排在课程设计阶段。综合性实验是由教师给出实验目的，学生根据所掌握的知识，通过不同的方法和不同的途径来完成实验。例如温度监控系统、交通灯控制系统等。通过这类综合性实验能够使得学生对微机原理与接口这门课程有一个全新的认识。

在综合性实验和设计性实验中，学生必须运用自己掌握的知识进行分析和探讨，学习主动、目的明确，通过不同的途径和方法来达到实验目的，有利于创新能力的培养。

2.教学方法的改革

实验教学内容的调整要求实验教学与指导方法也要相应地进行调整。传统的实验教学大体上都是“课堂预习―课堂实验―课后完成实验报告”的模式，在这样的模式中教师始终处于主导地位，学生总是按教师的指导或实验指导书走，机械地照搬实验指导书上的连线图和程序，这样无法发挥学生的想象力和主观能动性。

本人的实际教学中，采用了“精讲―示例―设问―点拨”的教学方法，发现效果良好。精讲就是在实验前教师要充分给学生讲清楚实验的相关知识，让学生心中有数；示例就是针对实验问题引导学生应该怎么走，尽量减少走弯路的现象；设问就是要引导学生提出问题、分析问题，最终解决问题，增强学生的好奇心；点拨就是针对不同的学生在实验中提出的问题及暴露的问题，给出必要的提示。这四个环节是紧密相连的，它改变了原来学生完成任务了事的被动模式，通过系统而有计划的实验教学培养了学生的学习兴趣，激发了学生的原创力。

3.提供先进的实验设备，提高实验效率

提供先进的实验设备是实验教学改革成功的保证。我院于2007年购买了西安唐都科教仪器有限公司的TD-PITC32位微机原理与接口教学实验系统40套，它是基于PCI总线扩展的32位微机原理与接口教学实验系统，通过PCI总线扩展卡将32位PCI扩展总线连接到实验平台上，通过逻辑电路转换为准32位系统总线，可以完成32位微机原理、32位微机接口技术、PCI总线技术与Windows下驱动程序开发技术的实验教学。在具体开展实验课时，我院实行小班制，即40人为一班，保证每人一台实验设备。良好的实验环境既增加了学生锻炼的机会，同时也培养了他们独立解决问题的能力。

4.改进考核方式，调动学生积极性

考核方式是教学过程中一个重要辅助手段，发挥考核方式的导向和监督作用是保证实验教学顺利进行的有力保证。为了调动学生学习的主动性和积极性，让学生重视微机原理与接口实验课，我院将考核方式作了相应改进。

实验结束后，由指导教师对学生进行全面考核，按5分制（优、良、中、及格、不及格）评定成绩。评分依据包括以下几个方面：

（1）平时成绩。包括平时考勤、遵守纪律、学习中的工作态度、预习情况、实验程序的编写情况、提问、实验报告完成等。

（2）考试成绩。包括完成依次随机抽取的实验的操作能力、完成能力、完成结果及总结报告等。

（3）实验总成绩。70%平时成绩+30%实验考试成绩。

其他注意事项：教师要把关，确认实验结果确实是由实验者做出的。对弄虚作假者给予不及格的成绩。

5.提供开放式的实验环境，增加学生实践机会

良好的实验环境不仅要满足课内教学的需要，还要为一些优等生进一步学习提供方便。因此，我院实行开放性的实验环境，每周实验室开放3天，并且配备专业教师值班。建立开放性的实验环境，包括教学时间开放、教学内容开放、实验元器件开放。在传统的实验教学模式下，学生被教师限制在多个限定条件下，不能发挥自己的才能和创造性。我院允许学生结合课程学习和自己的时间安排，根据自己的兴趣提出实验题目和实验设计方案，并可在一个较宽松的实验环境中完成。教师积极鼓励学生大胆提出自己的思路和实验构想，尽力创造条件引导和支持他们开展有意义的实验研究，对于学生创造性的实验成果给予奖励。设置这样的实验环境和条件，有利于培养学生主动学习的意识和创造能力。

6.结语

高校实验教学的目标是培养学生的实践能力和创新能力，掌握科学的方法和培养学生严谨的科学态度至关重要。只有不断总结实验教学经验，改善实验环境，探索实验教学新方法，提高自身业务素质与管理水平，才能培养出满足社会需求的高素质的人才来。

参考文献：

［1］张红云.微机原理实验教学改革探讨［J］.广西大学学报（自然科学版），2007.6.

［2］路来智.关于微机原理与接口实验教学的探究［J］.计算机教育，2007.8.

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1.生源基础不同。高职院校不同于其他类型的高校，它的生源由两部分组成，即普通高中学生和职业高中学生，由于课程安排，教学重点的差异，计算机课的基础相差比较大，特别是普高学生在高中阶段没有接受过《微机原理与应用》课程的教育，而职业高中阶段计算机专业的学生已经学习了微机原理的基础课程。在教学中，有同学反映，有些内容没有听懂就讲过去了，而有的同学却说这部分在职高学过，可以一带而过。可见两种生源在同一班级学习，给《微机原理与应用》课程教学加大了难度。

2.大班授课。由于班级容量较大，如有些班级接近200人，许多学生反映听课效果不好，积极性不高，可见，大班授课严重影响了教学效果。

3.重理论，轻实践。《微机原理与应用》课程是一门实践性很强的课程，现有《微机原理与应用》课程的实验学时往往比较有限，但实验内容却涉及汇编语言的编程、计算机接口技术等众多内容，所以实验内容只能是按部就班的固定题目和模式，达不到训练学生分析问题、动手解决问题的能力的目的，有限的时间还使得实验中普遍存在抄袭现象，很难保证课程实验的质量。作者在教学过程中多次听到学生有这样的疑问，“学《微机原理与应用》有什么用”、“什么是《微机原理与应用》”等。计算机技术发展快，实践性强，应用面广，我们教育的目的是培养学生坚实的计算机软硬件基础，而更重要的是把所学的东西应用到实际的工作中，在实际工作中找到《微机原理与应用》的有用之处。因此在计算机专业教学过程中加强学生动手能力，培养其创新意识，应该是我们教学的基本指导思想。

4.硬件投入缺乏。《微机原理与应用》课程包括显示程序实验、中断特性及8259单一中断应用实验、可编程定时器/计数器8253实验、中断应用实验等诸多的实验。这些实验需要用到一些实验装置，可是由于相应的实验环境较差、实验设备缺乏，只能在机房让学生做一些汇编程序，这严重影响了学生实验学习效果。

5.师资不足。高职计算机教师队伍里从事计算机软件教学的较多，而由于《微机原理与应用》课程知识点众多、内容庞杂、课程枯燥，学生缺乏学习兴趣，往往教师出力不讨好，学生出不了好成绩，造成计算机教师普遍对计算机硬件，如微机原理与应用、接口技术、计算机硬件技术基础等课程缺少热情。所以，如何提高计算机教师硬件教学的热情是一个比较重要的问题。

二、高职院校《微机原理与应用》课程教学改革对策

1.分小班授课，因材施教。所谓分小班授课，即将原来的一百多人一班分成30～40人一班上课，把同一层次的分在一班，如：将普高学生和职高学生分别编班，以利于在教学过程中加强分类指导，分级教学，因材施教，使不同基础的学生都得到提高。

2.更新教学内容，优化教学模式。针对课程的硬件、软件和接口三部分内容，采用不同的教学模式。硬件部分和指令部分由于知识点众多，采用授课的教学模式；软件部分采用讲授和实践相结合的模式，通过编程实践使学生掌握汇编语言的指令和编程特点，而不是一味的死记指令格式；接口部分可采取讲授为主的教学模式，辅助以相关接口实验，提高学生在微机系统及综合应用方面的能力。这样通过转变教学模式，逐渐变成以学生为主体、教师为主导，改变了现有的教学方式。

3.采用先进的教学手段。采用现代化教学手段，采用大屏幕投影、电子教室、电子教案、CAI课件和机房授课的方法,利用现代化教学手段加大课程的信息量，同时辅以黑板教学，实物展示(如：讲到接口处可以拿一芯片)，使学生对所学知识产生直观映像，很快进入学习状态。

4.鼓励学生学习与实践相结合。对计算机专业而言，实验教学是教学过程中一个重要的实践性教学环节。为培养学生主动学习的意识，可以加上提前预习实验的环节，每次实验均应有相应的预习报告，以使学生不盲目地仅为完成实验内容而做实验，而是要求他们做完一个实验后便有一定的收获，得到一定的能力训练。每次实验，老师提出要求，而选题、设计、拟定实施方案、验证实验结果，最后给出具有一定见解的实验报告，这些都由学生自己独立完成。为保证实验教学质量，端正学生对实验课程的态度，调动学生对实验课程学习的积极性，应该加大实验考试成绩在课程总成绩中的比重，侧重考核学生的实际动手能力。这样可极大地提高学生对实验与实习的重视程度。

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1 理论教学改革

该课程主要介绍计算机中微处理器的工作原理、汇编语言和接口技术，课程设计的内容多而广，而几年几次调整对微机原理理论课时的压缩，要求在有限的时间内上好一堂课，突出课程的重点、讲清课程的难点、保证教学质量，是摆在教师面前的一个重要课题。

1.1注重知识的前沿性

8086/8086微处理器及其体系结构，为实施16位微机为主、32位微机为辅的教学体系，兼顾基础性和先进性、前沿性要求，应对教学内容进行科学合理的安排。但对当今新型的微处理器也作了很好的介绍，尽管PC机 的存储容量已经成几何级数增加，外设也越来越丰富，但它们的基本存储单元的工作原理并没有变，构成存储器的原理没有变，存储器与CPU的接口原理和方法也没有变，PC机与外设的接口方法没有变，中断的工作原理和处理方法亦没有变，因此，在教材讲解过程中仍然以16位为主。采用对比法介绍32位微处理器的区别，比如80386芯片中的保护虚地址方式，在80486以上芯片中增加的数字协处理器指令等。

1.2合理调整教学内容

我校开设本课程的专业有计算机科学与技术、测量控制与自动化、机械工程和材料工程4个专业。不同专业教学大纲课时的安排也是不相同的通常一个老师要同时授课2不同专业的学生，要求合理安排教学内容。例如：对于机械工程和材料工程的学生要加强指令系统和汇编语言程序设计方法（模块化程序设计技术）的学习。针对测量控制与自动化和计算机专业的学生这部分内容在前序课程汇编语言有详细介绍，可与相关课程的教师沟通，划分好各课程的边界关系，以减少重复。本课程中可将此部分内容压缩讲解其重点，引导学生去回忆或者复习。测量控制与自动化同时也要加强对数模转换和模数转换的学习。

1.3 采用多种教学方法

形象、生动的比喻有助于学生对枯燥、抽象内容的理解；微机原理的概念抽象，学生难以理解。我们可以考虑把这些概念和现实中的事情联系起来，用现实的事例来比喻那些枯燥的概念，让学生较轻松的接受。例如：中断的概念书本上介绍了很长一段。学生一看就觉得繁琐，那我们就可以去比如上课时突然有个电话。那上课这段时间是我们正在完成的一个事件，在上课途中来个电话，那么如果接了电话这个事件，说明产生了中断，如果没有接电话，说明不响应这个中断时间。也就是说电话这个事件它必须是个紧急的电话。也就是它的优先级要高于我们正在上课的这个事件，否则不响应。

归纳法、对比法等把复杂、枯燥的问题简单化、形象化，使学生容易接受新知识。在认真分析后面几章有关接口技术的介绍，主要是对芯片的学习，涉及的芯片有8237、8259、8255、8253等等，芯片种类繁多，很容易让学生觉得枯燥乏味、抽象难学，于是就会有避重就轻的畏难情绪。因此要注意各种芯片的归纳，可以有效的将各种知识点串起来。芯片的学习只要芯片内部寄存器的组成、外部引脚功能、芯片的初始化编程三方面的内容，在介绍各芯片时都可以采用“两侧分析法”。因为接口芯片的处于CPU和外设之间。与CPU连接即是和系统的三大总线来分析它的引脚功能，和外设的连接是区分与它们的功能的不同。其次要采用新旧知识对比法，例如：我们要求掌握的芯片有8237A.这种芯片的学习可以参考CPU的学习加以对比，这是因为它们都可以成为系统的主控制，控制系统总线，所以在8237学习时会介绍它的引脚功能、工作时序都和CPU类比记忆。

2 实验教学改革

微机原理及应用实验包括两部分：软件实验通过编写程序、上机调试、运行的过程，来提高学生程序阅读和编写的能力；硬件实验主要是通过对接口芯片的编程控制，来培养学生硬件设计和接口程序编写的能力．通过实验可以加强学生对理论知识的理解，提高学生的动手和综合运用能力。

2.1精选实验项目、合理设置实验内容

长期以来《微机原理及应用》课程的实验是以验证型为主的。实验课时，教师统一讲解，学生按实验指导书的步骤按部就班地完成实验，实验指导书上有详细的电路连接图和编写程序，有些学生就直接按照书本的程序编写、调试，没有对实验进行分析。这样虽然能保证学生完成实验，但无法充分调动学生的学习积极行，不能使学生理解实验中的真正内涵，很难综合应用所学知识，抑制了学生创新思维、创新意识和创新能力。因此采取由浅入深、由简到繁的步骤实现理论知识传授到实际应用、综合能力逐步提高的过程转变。例如：中断实验要求每次响应外部中断IRQ7时，显示字符7，中断10次后程序退出。这个实验的核心就让学生学会中断向量的装入以及学会屏蔽和开放中断的程序编写；在此可以将书本上给出的题目加以改动，将响应中断变为IRQ6，显示字符6，中断5次退出，这时学生不再盲目的按照书本程序来做，将会认真去思考如何编写改动后的题目，进行程序设计，从而达到对独立应用知识能力的培养。

2.2创建开放性实验环境

为了提高学生综合设计实验，解决实践教学时间短这一难题，我校尝试创建开放性实验环境，提高学生的创新意识。实验室一般是在课程快要结束时安排实验教学，在前面半学期和期末结束的几周实验室都是空闲的，可以用来建立开放性的实验，允许各个专业、年级的学生结合课程学习及自己的专业特点、时间安排或兴趣爱好提出实验题目、设计实验方案或实验构想，并可在一个较宽松的实验环境和时间内完成，实验室全天开放，供学生自由选择实验时间，这就弥补了理论教学与实践教学争时间的问题。设置这样的实验环境和条件，有利于培养学生主动学习的能力和创新能力。让学生根据自己的能力、兴趣自己动手连接硬件，编写一些自己喜爱的模拟实用程序，如电子发生器实验、模拟报警系统的中断控制器实验、模拟交通红绿灯的定时器实验等。以充分激发学生的创新潜力。

2.3实验成绩的考核

对实践教学的每一环节都应该制定详细的教学目标、任务和考核方式。目前，在我院教师中存在的普遍现象就是以实验报告的成绩作为最终实验成绩。这样的考核方式导致很多学生缺乏实践的积极性，来到课堂的不积极主动，没来做实验的交了报告也能过关，因此，实践一直处于一个不被学生重视的位置。例如，在每一实践教学环节，做出如下考核形式：编写出正确的程序占60%；实验报告占30%；平时表现及出勤占10%；并且每次实验严格按照这样考核形式执行，如果有一半以上的实验任务没有完成，最终考核指标没有达标就需要重修，给学生一定的压力，使学生能够认真对待该环节，提高实践效率。

3 结束

总之，微机原理及应用所涉及的知识内容多而广，要求教师不断改进教学方法以提高教学质量，从而使学生具有一定的计算机硬件的开发能力和应用知识的能力，为后续课程打下良好的基础。

参考文献

[1] 刘春玲.微机原理及应用课程教学改革探讨[J].武汉科技学院学，2007，20（10）：75-77

[2] 胡建华.微机原理及应用课程教学改革与实践[J].边疆经济与文化，2008，(3)：152-154

篇10

“接口技术”是计算机应用专业的一门专业任选课。在学习“接口技术”课程时,需要有较多的硬件基础知识,在芯片级上理解微机的工作原理,还要较为熟练地掌握汇编语言对硬件的编程使用方法,这样才能够很好地学习和掌握接口芯片的工作原理,并理解接口技术在计算机中的实际应用状况。[1]

计算机应用专业的学生通常学习的重心会倾向于编程语言、软件设计等课程,对偏向硬件的“接口技术”课程,学生要想真正地学习和掌握好是有相当难度的。在很多时候,他们完成该课程的学习只是为了应付考试拿到学分,对于接口技术的应用,甚至是接口技术的基本概念都是模糊不清的。

1现状分析

笔者根据多年的教学经验分析,导致计算机应用专业“接口技术”课程教学效果不良的原因大致可以归为以下几个。

1.1课程本身枯燥难学

“接口技术”属于偏硬件类课程,综合了应用微机原理、汇编语言、接口技术及数字电路等知识,涉及到中断、定时计数,串/并行通信、模-数/数-模转换等芯片的结构和原理,覆盖的知识面较广,对计算机系统的软硬件结合技术要求较高[2]。对大多数计算机应用专业的同学而言,这门课程的内容抽象、枯燥乏味、不易学习,从而容易导致学生的学习兴趣下降,主动性差等问题。

1.2硬件基础及汇编语言的基础较差

“接口技术”对学生的硬件基础要求较高,要完全理解计算机的基本工作原理以及计算机各部件的基本结构和联系。该课程中若要进入实用阶段,则必须使用汇编语言来进行编程,而汇编语言是一种面向硬件的低级程序设计语言,没有相当的硬件基础也很难学习和掌握。

计算机应用专业的学生在大学四年中主要学习的课程都是偏向于软件设计的,对于微机的硬件工作原理方面内容存在着一定的偏见,相应接触也较少,理解起来更为困难,且大多数学生很难顺利地使用汇编语言完成一定的代码编写任务,这样一来汇编语言的基础也是影响学生学习这门课程的一个关键。

1.3学生认识上的忽视

在计算机应用专业的教学计划上,“接口技术”课程是学生在大四上学期的一门专业任选课。目前的课程教学中,讲解的侧重点在常见接口芯片的原理与结构,以及一些普通的应用。这些内容看似与计算机应用专业的培养目标联系不够紧密,再加上课程中零

作者简介:毋琳(1978-),女,河南焦作人,讲师,硕士,研究方向为人工智能;秦勉(1980-),女,河南开封人,助教,研究方向为通信信号处理;吕超(1978-),男,山东莱芜人,工程师,研究方向为网络工程。

碎的知识点较多,学生为了应付考试只是简单地死记硬背相关知识,而忽视了对知识的理解,从而严重影响教学效果。

处于这个时期的学生,大多数都在为考研、找工作等将来的去向和前途问题忙得团团转,对专业课的学习自然有些分心。该课程具有的难度,对热衷于软件编程的计算机应用专业学生来说,无论教师在课堂上如何强调课程的重要性,很自然地就会形成“只为了拿学分,以后也无用”的错误观念。有了这样的内因主导,学生学习起来也就理所当然地不太用心,应付了事。

1.4实验项目设置及设备的问题

“接口技术”是一门实践性和应用性都很强的课程,许多知识只有通过实践教学环节才能真正的理解。在教学计划中,除了理论教学外,还要安排适当的实验教学,以强化教学效果。

接口技术实验中,目前采用的是Intel 8088系列的16位箱式实验系统。该系统提供了多种接口芯片的验证性实验,其ROM中固化有与每个实验对应的汇编实验程序,软件系统中还配备有详细的实验原理、实验步骤等指导性内容。学生在完成这些实验时,直接按照指导说明,连接各种线路,调用固化程序运行,观察结果写出实验报告即可。[3]

以上的实验方法固然可以使学生很容易地验证理论课上所学的知识,但由于学生在实验过程中仍然是一个按部就班的被动者,需要他们自己动手设计的内容是少之又少,这样的实验课缺乏最重要的自主创新环节,也就失去了实验课程真正的意义。面对所有学生同样内容的实验报告也会使教师难以了解学生掌握应用知识的状况。

2改革设想

“接口技术”虽然是一门偏向硬件设计的课程,但它作为“汇编语言”、“计算机组成原理”课程的后继专业课程,也是学生有效提高专业技能和动手创造能力的一门重要课程。因此,要真正提高课程的教学质量,就必须在教学指导思想、教学实验内容和实验组织方法等方面进行一系列改革,主要可以考虑从以下几个方面着手。

2.1从思想上扭转错误认识

“接口技术”课程教学效果不佳的主要问题在于学生思想认识上的错误,如果改变了这个内因,就有可能通过其他改革手段来改善教学。

长久以来,国内计算机应用专业的教学模式都是以“重软件、轻硬件”为指导思想的,这导致很多学生在完成学业之后仍然不清楚计算机主机箱内部的硬件有哪些,到了工作单位有和硬件相关的工作和研究更是插不上手,即使是在新硬件的基础上进行软件的研发也会有很大的困难,从而也阻碍了学生的就业前景和发展。因此,必须扭转学生不重视硬件的错误思想,要为学生树立计算机整机的硬件思想,并在此基础上来学习软件的开发和设计,才能真正使软件开发能力成为其以后学习工作的坚实基础。

要做到上面说的这一点,就需要在“接口技术”课程的教学过程中,以强调基础,注重实际能力为主要关注点,灵活地组织教学,以“是什么,有什么作用,如何工作,如何设计,发展现状以及发展前景”为主线来引导学生学习,鼓励学生自主地思考,并勇于创新。[4]

2.2改善教学方式

适当的教学模式始终都是推动教学质量的重要手段,特别是在像“接口技术”这样的课程中,需要充分的教学互动来激发学生的学习兴趣和热情,更需要合理地设置各个教学环节。

在“接口技术”课程中,学生所面临的第一个问题就是不了解接口到底是什么,接口技术到底是做什么的。这是一个很基本的问题,但在实际教学中经常有学生直到学期末也搞不清楚这个概念。究其根本,该课程是在学生完成诸多软件类课程之后开设的,学生面对突然转变的课程类型会有相当的陌生感,不知如何学习和理解。这就需要在第一节课中,利用形象生动的例子让学生建立直观的印象,从而使学生自己探索着理解其中的基本概念。

除了要使学生对接口技术留下深刻的第一印象,教师还应帮助学生将这种状态持续到整个学期中。根据“接口技术”课程的特点,运用多媒体教学,设计生动、形象的教学课件是必不可少的环节。教学课件不能仅仅是板书的代替,而要以基本概念的展示为主线,强化重点内容的讲解,辅以Flash等动画表示,使有限的课堂时间得以充分地利用。当然,在教学环节中应充分考虑学生的理解力,在适当的地方还应配合上即兴的板书来灵活讲述。

学习离不开复习,但学生往往会因为各种原因忽略了复习。为了强化教学效果,可以在课堂中抽出很少的时间共同复习。在每次课开始前先简单复习本次课需要用到的知识,结束时简单总结本次课的内容。在完成一个章节或一个部分的学习后,用1～2道典型的例题将前续知识融会贯通。这样的授课模式可以使学生强制性地进行复习,得到事半功倍的学习效果。

2.3改革实验课程的内容

至于实验环节,教师要根据教学的进展状况,设计出不同于实验系统ROM中固化实验的新实验内容,将“接口技术”课程的实验由浅到深、由简单到复杂逐步过渡。例如,在设计8255A芯片实验时,可以将模拟交通灯控制系统作为一个简单的验证型实验,在该实验的基础上,添加已学过的定时计数器8253芯片的配合,实现硬件定时的交通灯控制系统。若学生可完成,还可以继续添加数码显示的功能,采用倒计时显示等待时间,更加接近实际使用中的情况。或者,还可以使该实验与中断控制器8259A配合,实现中断方式的随机交通灯控制系统。

在实验教学环节中,建立开放性的实验环境也是一个很好的加强学生动手能力的形式。在教学时间开放、教学内容开放、实验元器件开放的环境下,学生可以结合课程学习及自己的专业特点、时间安排、兴趣爱好提出实验题目、设计实验方案或实验构想,并

可在一个较宽松的实验环境和可灵活选择的时间范围内完成。这种类型的实验方式有利于培养学生主动学习的能力和创造意识,教师应予以积极地配合,并尽力创造条件引导和支持。

2.4改革课程的考核方式

高校课程的考核方式可能会在很大程度上影响学生的学习方向。由于更加注重理论考核的课程,学生更倾向于把时间花在课本理论知识的记忆和理解中,相应的动手时间就会大大减少。因此,只有改革“接口技术”课程的考核方式,才能够使学生的学习精力转向对理论知识的应用上。具体的考核方式可以分为学习态度、理论知识、动手能力等不同的方面,并可以适当加大动手能力环节的分值比例,可通过检查实验结果和提交实验报告来评定成绩。

3结语

“接口技术”课程作为计算机应用专业的“非核心”课程,常被学生忽视其在以后工作中的重要性。笔者在实际的教学工作中,根据教学任务和学习的客观规律,从学生知识基础、心理特点和接受能力出发,通过教与学的相互作用,已部分实践以上的改革设想,引导学生积极思考、大胆实践,得到了较好的教学效果。

参考文献:

[1] 刘乐善. 微型计算机接口技术及应用[M]. 南京:华东科技大学出版社,2000.

[2] 周明德. 微机原理与接口技术[M]. 北京:人民邮电出版社,2002.

[3] 陈友宣. 微机接口技术实验课程教学改革探讨[J]. 现代企业教育,2007(3):7-8.

[4] 姜建山. 微机接口技术课程教学改革研究[J]. 重庆交通大学学报:社会科学版,2007,7(B08):107-108.

Teaching Reform of Interface Technology Courses for Computer Application

WU Lin1 , QIN Mian1 , LV Chao2

(1. Department of Computer and Information Engineering, Henan University, Kaifeng 475004, China;