田辉-非计算机专业计算机硬件类课程建设.pdf

1、2023新时代高校电子电气教学改革与创新研讨会非计算机专业计算机硬件类课程建设田辉北京邮电大学信息与通信工程学院2023.11目录01课程概述02课程建设03进一步工作课程概述指导思想以学生发展为中心，通过课堂教学改革促进学习革命，强化思维训练，提升学业挑战度，激发学生的学习兴趣和潜能。组织建设信息技术与教育教学深度融合、多种介质综合运用、表现力丰富的新形态教材。北京邮电大学关于加快建设一流本科教育 全面提高人才培养能力的实施意见，2019年1月4日“坚持中国特色社会主义教育发展道路 培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人”全国教育大会，2018年9月10日课程概述挑战计算机技术的快速

2、发展，尤其是嵌入式微处理器的普遍应用国家需求发展趋势新工科，培养创新型、复合型人才课程内容体系该如何跟进？目录01课程概述02课程建设03进一步工作课程建设-历程70年代初80年代末微机原理与接口技术北京市精品教材21世纪重点大学规划教材课程成果2003提出不依赖于某种芯片的课程体系2007国家级特色专业2008首次通过专业认证20132015信息通信学科A+2019北京市重点一流专业通过二次专业认证计算机原理与应用ARM CortexM4模型机教指委推荐教材北邮-华为学院课程北邮高新课彻程北邮优秀课程北邮精品课程北京市教改项目国家十二五规划教材（第二本）课程支撑成果2012国家级实验教学示范

3、中心信息通信学科排名第一2020北京高等学校优质本科教材(重点)国家十二五规划教材北邮信通院微机原理与接口技术课程建设历程2022校首批“十四五”规划教材2023教指委推荐教材课程建设-理论单片机8086嵌入式微机原理与接口技术核心思想：构建不依赖于特定芯片的课程体系与平台无关课程建设-理论实现方式构造具有原理性、基础性、完整性的微机原理与接口技术课程框架 原理性：具有普遍意义；基础性：为进一步学习所必须；完整性：覆盖不同平台轻芯片，重原理 芯片可以过时，原理不易过时;对于学生能力培养有益的内容要优先选择；不重芯片不等于不要芯片，还可能出现不止一种芯片，如何能有机融合，而不是简单叠加课程建设-

4、理论立足培养目标，探索易“芯”求新的授课体系以Intel 8086 CPU为模型机芯片及接口几乎见不到，也没有相应的应用Intel2018之前自编教材第二版以ARM Coretex-M4系列处理器为模型机芯片更新快；接口种类多导致教材内容多；接口集成在芯片中ARM升级2019年开始使用自编教材第三版讲最基本的、共性的东西，突出课程重点，突出基本原理，突出原理的普遍性，并加强工程实践能力的培养课程建设-理论建设难点ARM Cortex-M4处理 器 比 之 前 的Intel8086 处 理 器 复杂上百倍，要讲清楚相同的概念和微处理器及接口的工作原理和工作过程需要涉及较多的内容讲最基本的、共性的

5、东西，突出课程重点，突出基本原理，突出原理的普遍性，强化动手和应用嵌入式处理器是将CPU、内存、接口、总线等给封装在一个芯片上的，对学习者是不可见的。可参考的教材少、资料少，可用的例题少，尤其是汇编语言程序设计方面的例题1.复杂性2.实操性3.抽象性4.参考性课程建设-理论难点突破：课程内容重新组织 输入输出接口基础I/O接口编址及译码、同步控制方式、分析和设计接口基本方法 具体接口介绍概述、过程、模块介绍如并口：并口概述、并行输入输出过程、STM32F407的GPIO模块 并行接口设计接口芯片可以选择可编程接口芯片直接使用集成在微控制器芯片内的通用I/O接口（GPIO）并行输入输出过程根据外

6、设的特性，在并行接口与外设之间除了设置并行数据线外，还需要考虑是否需要握手联络线无握手联络并行输入输出有握手联络的并行输入输出 可编程并行接口具有配置灵活的特点通过编程，可直接对I/O端口的每个I/O引脚进行配置，例如它的工作模式、输出速度等课程建设-实验难点突破：配套实验设计软件实验硬件实验应用实践微处理器存储器输入/输出总线基本原理 在理论教学上，选取既系统完备又难度适宜的计算机基本原理，力争在较少的课时内完成完整的计算机系统原理和技术的教授；在实践教学上，设计与原理讲授相匹配的丰富示例和课程实践，通过硬件和软件结合的综合实验项目，以达到深入理解基本