汇编语言程序设计课程教学思考

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摘要：本文对汇编语言程序设计课程现状及遇到的问题进行探讨，提出多种方法以促进学生对知识的掌握以及提高学习的积极性，最后还对Win32平台下汇编语言教学进行了讨论。

关键词：汇编语言程序设计；教学改进

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)09-2111-02

Teaching Thinking of Assembly Language Programming Course

LUO Xing

(Hanshan Normal University, Hanshan 521041, China)

Abstract: This paper discusses the problem appear in teaching of assembly language programming course, propose some methods to improve student's ability to master the knowledge and learning interest. Discuss the assembly language teaching in Win32 platfrom in the last.

Key words: assembly language programming; teaching improvement

1 汇编语言程序设计课程教学现状

汇编语言程序设计作为一门计算机专业的课程，其存在的合理性在近年受到争议。有些人认为，汇编语言作为一种低级语言，指令繁多，难以掌握。另外，编程效率也不高，一个高级语言用一条语句实现的功能，在汇编语言中需要很多条指令才能实现。此外，汇编语言在时间上和空间上的优势由于高速CPU和大容量存储器的出现，也变得意义不大。

我认为学习汇编语言仍然具有重要意义。可以归纳如下：

1) 可以比较深入了解计算机硬件的底层工作原理，例如：CPU的工作模式，寄存器的概念，内存的寻址方式，中断的工作原理等。

2) 熟悉各种数据表示方法。如各种数制的转化，各种类型的数据在内存中的存储方式。学生在系统学习汇编语言程序设计这门课程后，对二进制，十进制以及十六进制相互间的转换应该非常熟练。对数据在内存中两种排列方式即大端方式(Big Endian，低地址存放高位字节)与小端方式(Little Endian，低地址存放低位字节)有清晰的理解。而这些相关的概念的牢固掌握对高级语言中的数据类型以及计算机网络编程的学习具有很大的帮助。

3) 通过汇编语言编程学习，可以促进对高级编程语言相关概念的理解。高级语言在编译的时候，一般都是先生成汇编代码，然后再生成的二进制代码。所以，通过对比分析汇编代码与高级语言代码的实现方式，对程序的执行效率，数据在内存中存放方式，堆栈的概念，函数的调用及参数传递的方式等都会有进一步的了解。

在教学中，我也遇到一些问题。一方面就是学生的积极性不高。主要原因包括：指令很多，难以记忆。对于几个大类的指令，如果每次课上一类，学生课后如果不进行主动复习，往往到下一次课的时候，就会忘记前面所学的内容或者发生混淆。另外，在学习汇编课程之前，他们已经学过一门高级语言，如C/C++等，汇编语言的学习方式与高级语言的学习方式有所不同，高级语言比较容易上机练习，也容易对程序运行结果验证，对于开发实用软件也相对容易，所以学生的兴趣比较大。而汇编语言一方面涉及到底层的硬件概念，比较难以理解，另一方面上机也比较困难，可以这么说，如果按照课本的顺序讲课，要到差不多讲完课，学生才可以上机完成一个功能比较完整的程序。

2 促进学生对知识的掌握

要解决这些问题，我认为要在学生的知识掌握方式以及学习兴趣的培养上下功夫。对于知识的掌握，除了每次新课内容讲完后，精心给学生布置作业习题之外。还应该注意到由于汇编语言的指令及相关的知识点很多，对于刚接触这门课程的学生一开始往往不大适应，容易混淆前面学过的内容，所以教师及时对所学过知识点进行比较和总结就很有必要。此外还应该定期对学生的学习效果进行检测，从过去的教学经验看，汇编语言这门课程是学生比较容易与教师的教学进度脱离的一门课程，不少学生在一开始由于在掌握知识遇到困难，问题越积越多，最终可能放弃听课。在检测的方法上，可以借助网上考试系统。教师可以自主出题，也可以让系统自动出题。通过分析学生的测试结果，教师可以及时调整教学进度，学生也会有一定的学习压力，使他们花更多时间查补缺漏的知识。

程序设计学习的最佳方法就是上机实践。汇编语言上机练习跟高级语言的上机练习相比，对于学生来说比较困难。一方面是由于一个完整的汇编程序涉及的知识点很多，而教材往往按知识点分类进行编排。所以学生要想在刚开始学习阶段，就编出完整的程序有一定的难度。另一方面，汇编程序的运行结果较难在屏幕上输出，汇编语言只有字符与字符串的输入输出，对于一道简单的算术运算题目，其结果的输出都要通过一大段的转换程序来实现。对于第一个问题，教师可以对教材内容进行选讲，把实验所涉及到的知识点先进行讲解。对于第二个问题， 我认为应该重点培养学生熟练使用调试工具的能力，通过掌握调试工具如DEBUG，CV等的使用，一方面学生可以直接观察程序的运行结果，另一方面，对于程序的逻辑错误也可以进行跟踪、分析以及解决。此外，由于汇编语言作为一种低级语言，编程都由一条条指令进行构造，所以相对繁琐，应尽早让学生应用模块化思路，掌握子程序及宏的使用方法。这样把一些常用功能做成模块，如输入输出功能，以后学生在编程的时候就可以直接调用这些模块，从而专注于实验的其它方面。

3 提高学生的学习积极性

对于如何提高学生的学习兴趣，我认为主要让学生意识到汇编语言的作用。一方面可以引入一些接口技术相关内容，使学生熟练掌握中断的概念以及I/O指令，然后上机编写中断程序，在中断控制器(8259A)进行验证，由于这些实验有按键输入，有屏幕输出，还能直接看到程序控制设备的效果，所以学生兴趣会比较大。此外，教师也可以适当拓展一些知识，如嵌入式编程相关概念，有兴趣的同学可以在课后自主进行学习。另外，由于不少学生对硬盘相关的问题感兴趣，比如硬盘数据的存放方式，数据的修复等。可以引导学生对这些问题进行思考，然后通过汇编语言提供的I/O指令和中断子功能，编程实现对硬盘的MBR，文件分配表等数据结构的读取，备份，修复等功能。教师通过布置一些学生比较感兴趣的课外作业，并适当提供协助，往往能提高学生的学习积极性。

另外，在汇编语言的学习过程中，教师应该有意识引导学生将汇编语言与高级语言的各个对应的部分进行比较。学生在学习汇编语言之前，通常已经学过一门高级语言，如C/C++等。高级语言在编译的时候，一般是先转换成汇编代码，所以它们具有相通性。大部分学生编写应用程序的时候是用高级语言，所以通过比较分析高级语言与低级语言在数据定义，程序流程控制，函数的定义及调用等的对应部分内容，对于学生更好的使用高级语言编写程序是很有帮助的。比如：汇编语言里有分段的概念，一般把变量定义到数据段，把代码定义的代码段。而C语言是把数据与代码都定义在一起，那么C语言编写的程序在编译成可执行文件后，它的全局变量，局部变量的空间是如何分配的。另外，对于动态内存分配，堆与栈的区别在哪里。还有函数的定义与调用，参数的传递顺序是如何的？这些疑问，都可以让学生编写简单的C语言程序，生成可执行文件后，然后通过调试工具进行反汇编进行分析。此外，在利用VC++，Dephi等IDE开发工具进行程序编写时，都会用到里面的调试功能。基本上调试功能都会包括反汇编与内存查看的功能，教师可以引导学生进行这方面的训练，使他们在以后编程时能熟练应用这个工具解决一些疑难问题，例如：内存非法访问，指针的非法引用等。

4 Win32平台下的汇编语言教学思考

目前很多高校在汇编程序设计教学中讲解的是8088/8086 CPU实模式环境，实际上是虚拟8086模式，因为真正的实模式工作DOS下，而现在汇编语言实验环境都是在windows 2000以上。由于现在大部分CPU都是32位以上，并且是工作上保护模式之上，此外这些CPU的寄存器类型以及寻址方式都已经发生较大变化。所以教师有必要对实模式与保护模式在逻辑地址转化为物理地址的方式的差异，还有16位与32位的指令在用法的不同点进行重点讲解。因为汇编语言现在的实际应用基本上采用工作于保护模式的Win32平台，在Windows操作系统控制下，汇编语言虽然不能再直接存取硬件，但是能通过调用系统提供的API函数完成各种功能。其实这里的API函数当于DOS下的中断调用，但是Window API函数无论从数量上、功能上还是易用性上都大大超过了DOS或BIOS的中断调用功能。所以现在在Win32平台下，汇编语言就像高级语言一样，可以方便的开发各种Windows应用程序。有些教师认为，既然在实模式讲解汇编语言很少涉及实用性，那就应该直接迁移到Win32汇编平台，讲解用汇编语言开发的Windows应用程序设计实例，从而提高学生积极性。我认为如果采用这种教学方法，可能会存在以下问题：首先由于上课时间有限，学生需要大量的时间才能熟练掌握各类指令，汇编语言的语法，程序结构等方面的知识。如果过多涉及Windows程序设计实例，对于不熟悉Windows编程机制的学生的来说，又多了一个不小的学习负担，这样子反而影响了汇编语言基础知识的掌握。另外，DOS下的实模式与Window下的保护模式下的编程在本质上并无很大的区别，只要学生熟练掌握各类指令用法，理解16位与32位的指令及寻址方式的区别，逻辑地址与物理地址转换机制等知识，他们就可以通过自主学习，较容易的掌握用汇编语言进行Win32应用程序的开发。对于教师，除了帮学生打好汇编语言的基础，可以适当以课外作业的形式，引入一些汇编语言在不同应用领域的简单实例，如加密与解密，软件的逆向工程等，这些课外作业的完成对学生汇编语言的应用能力的提高将会有不小的帮助。

5 结束语

汇编语言难教难学是教师与学生的共识，但是作为计算机科学中一门低级程序设计语言，通过对它的良好掌握，确实可以促进对计算机软硬件底层的了解，而这又能促进编程能力的提高。作为教师，在教学中应该不断尝新的教学方法，不断积累经验，只有这样，才能把这门课上好。

参考文献：

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

[2] 罗云彬. Windows环境下32位汇编语言程序设计[M]. 电子工业出版社，2006.