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不同計(jì)算機(jī)語(yǔ)言融合教學(xué)方法的探索與體會(huì)論文
計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生必須掌握的一項(xiàng)基本技能。文章結(jié)合作者在長(zhǎng)期語(yǔ)言教學(xué)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)，把C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言有意識(shí)地融合起來，對(duì)如何搞好計(jì)算機(jī)語(yǔ)言教學(xué)做了相應(yīng)的探索，取得了較好的教學(xué)效果。
“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”專業(yè)學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)不同階段都會(huì)學(xué)習(xí)不同的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，為什么要學(xué)習(xí)這么多種語(yǔ)言?每種語(yǔ)言有什么特點(diǎn)?這是學(xué)生常感到困惑的問題。
筆者在長(zhǎng)期教學(xué)過程中把C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言、機(jī)器語(yǔ)言有意識(shí)地結(jié)合起來講解，使學(xué)生更好地掌握不同計(jì)算機(jī)語(yǔ)言特點(diǎn)，理解不同計(jì)算機(jī)應(yīng)用語(yǔ)言的不同應(yīng)用領(lǐng)域，取得一定的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)在教學(xué)活動(dòng)中取得不錯(cuò)的效果，受到學(xué)生的歡迎。
一、C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言、機(jī)器語(yǔ)言的關(guān)系
C語(yǔ)言稱之為“高級(jí)語(yǔ)言”或“中級(jí)語(yǔ)言”，匯編語(yǔ)言、機(jī)器語(yǔ)言稱之為“低級(jí)語(yǔ)言”。初學(xué)計(jì)算機(jī)的學(xué)生很難理解為什么這么命名。理解好這些概念，對(duì)今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程十分重要。
在教學(xué)過程中，講解匯編語(yǔ)言時(shí)，首先將匯編語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言的關(guān)系告訴學(xué)生：計(jì)算機(jī)其實(shí)不認(rèn)識(shí)匯編語(yǔ)言，也不認(rèn)識(shí)C語(yǔ)言，計(jì)算機(jī)唯一能執(zhí)行的只是機(jī)器語(yǔ)言。
機(jī)器語(yǔ)言是用“0”、“1”寫成的語(yǔ)言，每條機(jī)器語(yǔ)言指令都對(duì)應(yīng)一串“0”和“1”的代碼，如果用這種代碼編程很不方便，既不方便記憶，又不方便理解和調(diào)試。因此采用一系列符號(hào)代替這種“0”和“1”寫成的機(jī)器語(yǔ)言指令，例如：8086CPU中的機(jī)器指令1011000000000110，我們就用MOV AL，06H這種符號(hào)代替，后者只是幫助記憶和理解的“助記符”。
我們把用這種助記符寫成的指令稱之為“匯編語(yǔ)言指令”。匯編語(yǔ)言指令和機(jī)器語(yǔ)言指令是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。用“匯編語(yǔ)言指令”寫成的程序稱為匯編語(yǔ)言源程序，必須“翻譯”成“機(jī)器語(yǔ)言”才能執(zhí)行。由于匯編語(yǔ)言指令和機(jī)器語(yǔ)言指令是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此“翻譯”起來比較簡(jiǎn)單，我們把這個(gè)“翻譯”的過程稱為“匯編”(Assembly)。
使用匯編語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言的編程必須了解計(jì)算機(jī)的CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及硬件接口電路，它和計(jì)算機(jī)底層密切相關(guān)，因此稱之為“低級(jí)語(yǔ)言”。
同樣，計(jì)算機(jī)也不認(rèn)識(shí)C語(yǔ)言，C語(yǔ)言是用C語(yǔ)言語(yǔ)句編寫程序。用“C語(yǔ)言”寫成的程序稱為C語(yǔ)言源程序，這種用C語(yǔ)言語(yǔ)句編寫的源程序必須“翻譯”成機(jī)器語(yǔ)言才能執(zhí)行，只是這個(gè)“翻譯”過程更復(fù)雜，翻譯出來的機(jī)器語(yǔ)言代碼更大，我們把這個(gè)過程稱為“編譯”(Compile)。
由于C語(yǔ)言是按照自然語(yǔ)言的特點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合數(shù)學(xué)表達(dá)式編程�；静挥昧私獾讓佑布慕Y(jié)構(gòu)，可讀性強(qiáng)，學(xué)習(xí)重點(diǎn)在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，所以稱之為“高級(jí)語(yǔ)言”。
使用其他“高級(jí)語(yǔ)言”編程的過程也都一樣，都必須把用這種語(yǔ)言編寫的計(jì)算機(jī)“源程序”通過“編譯”變成“機(jī)器語(yǔ)言”、“目標(biāo)程序”，才能被計(jì)算機(jī)認(rèn)識(shí)并執(zhí)行。
通過這樣講解，學(xué)生理解了C語(yǔ)言等“高級(jí)語(yǔ)言”和機(jī)器語(yǔ)言“低級(jí)語(yǔ)言”之間的關(guān)系。
二、學(xué)習(xí)多種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的原因
我們?cè)诮虒W(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的重點(diǎn)放在學(xué)習(xí)語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型、程序結(jié)構(gòu)、語(yǔ)法規(guī)則等局部細(xì)節(jié)上，忽視從總體上把握和理解計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。在實(shí)際教學(xué)中，我通過講解匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言的特點(diǎn)，告訴學(xué)生不同計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的不同應(yīng)用場(chǎng)合。
首先，匯編語(yǔ)言是針對(duì)CPU的，不同CPU的匯編語(yǔ)言又是不同的。學(xué)習(xí)起來困難一些，但生成的代碼短、程序執(zhí)行效率高，更適合實(shí)時(shí)控制、硬件編程。
高級(jí)語(yǔ)言如C語(yǔ)言，由于是按照自然語(yǔ)言方式編程，因此程序本身容易讀懂。由于不需要了解硬件底層，因此我們更多的是學(xué)習(xí)如何用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)一些數(shù)學(xué)算法。
教學(xué)過程中為了讓學(xué)生理解這些概念，我特意采用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言分別編寫一個(gè)程序?qū)嵗�，�?shí)現(xiàn)顯示“I WISH YOU SUCCESS!”(取文件名A)。
兩個(gè)程序輸出結(jié)果一樣，但用不同語(yǔ)言編寫，通過實(shí)例對(duì)比說明C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)。
C語(yǔ)言源程序：
#include
main()
{printf(“I WISH YOU SUCCESS!”);
}
匯編語(yǔ)言源程序：
DATA SEGMENT
BUF DB 0AH，0DH，’I WISH YOU SUCCESS!$’
DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS：CODE，DS：DATA
START：MOV AX，DATA
MOV DS，AX
MOV DX，OFFSET BUF
MOV AH，09H
INT 21H
MOV AH，4CH
INT 21H
CODE ENDS
END START
這兩個(gè)程序都實(shí)現(xiàn)顯示器輸出“I WISH YOU SUCCESS!”。
可以看到C語(yǔ)言程序的源程序文件A.C為63個(gè)字節(jié)，通過編譯，可執(zhí)行文件A.EXE為9489個(gè)字節(jié)。匯編語(yǔ)言的源程序文件A.ASM為263個(gè)字節(jié)。通過匯編，可執(zhí)行文件A.EXE為560個(gè)字節(jié)。
從這個(gè)程序設(shè)計(jì)實(shí)例我們知道，相比較C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，C語(yǔ)言的源文件小(71個(gè)字節(jié))，但是可執(zhí)行文件很大(9515個(gè)字節(jié))，匯編語(yǔ)言的源文件大(352個(gè)字節(jié))，但是可執(zhí)行文件很小(554個(gè)字節(jié))。
通過這兩個(gè)程序設(shè)計(jì)實(shí)例，學(xué)生清楚地感受C語(yǔ)言(高級(jí)語(yǔ)言)源程序可讀性好，容易理解，匯編語(yǔ)言源程序可讀性差，難看懂。但從效率來說，同一個(gè)程序，匯編語(yǔ)言的目標(biāo)代碼效率遠(yuǎn)高于C語(yǔ)言。
其實(shí)，不同計(jì)算機(jī)語(yǔ)言有各自特點(diǎn)，也有不同的應(yīng)用領(lǐng)域。如在實(shí)時(shí)控制、內(nèi)存容量很小的情況下編程就應(yīng)該使用匯編語(yǔ)言，如果算法復(fù)雜，要求有較好的用戶界面，就要采用C語(yǔ)言或者其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。同時(shí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是發(fā)展的，不斷會(huì)有新語(yǔ)言出現(xiàn)，也不斷有語(yǔ)言被淘汰。學(xué)生可以根據(jù)自己的應(yīng)用需要，選擇學(xué)習(xí)不同的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。
認(rèn)真學(xué)好幾門計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，對(duì)今后實(shí)際工作幫助很大，同時(shí)再學(xué)習(xí)新語(yǔ)言會(huì)舉一反三，學(xué)習(xí)起來會(huì)輕松很多。
三、計(jì)算機(jī)程序與語(yǔ)言
計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生最喜歡的是學(xué)習(xí)各種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，許多人認(rèn)為掌握的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言越多，水平越高，不懂得計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的關(guān)系。其實(shí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域里有一個(gè)最著名的公式：計(jì)算機(jī)程序=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法，這個(gè)著名公式里根本沒有提到計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。
為了更好地說明計(jì)算機(jī)程序和語(yǔ)言的關(guān)系，我以學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)過程中最常見的習(xí)題1+2+……+100為實(shí)例，使用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言分別編寫一個(gè)程序，同時(shí)告訴學(xué)生：在用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題的過程中，最重要的是找到用計(jì)算機(jī)解決這個(gè)問題的算法，至于用哪種語(yǔ)言編寫是其次的。
C語(yǔ)言源程序：
#include
main()
{int sum=0，i=;
For(i=1;i<=100;i++)
Sum=sum+i;
printf(“%d”，sum);}、
匯編語(yǔ)言源程序：
DATA SEGMENT
RESU DW
DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS：CODE，DS：DATA
START： MOV AX，DATA
MOV DS，AX
MOV AX，0
MOV BX，0
NEXT： ADD AX，BX
INC BX
CMP BX，101
JC NEXT
MOV RESU，AX
MOV AH，4CH
INT 21H
CODE ENDS
END START
在1+2+……+100這個(gè)例子中，關(guān)鍵是知道：sum=sum+i，然后通過改變i的步長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)編程。至于用匯編語(yǔ)言還是用C語(yǔ)言或者其他語(yǔ)言都可以，不同語(yǔ)言只是使用的語(yǔ)句或者指令不同而已。
通過在課堂上生動(dòng)地比喻和列舉教學(xué)實(shí)例，學(xué)生漸漸理解算法的重要性，知道如果要熟練掌握編程，包括兩方面學(xué)習(xí)，既要學(xué)好各種語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則、數(shù)據(jù)類型，又要學(xué)會(huì)根據(jù)問題設(shè)計(jì)出最優(yōu)秀的算法。
四、結(jié)語(yǔ)
搞好計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言教學(xué)需要不斷根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)中的疑惑探索和實(shí)踐不同教學(xué)方法。在C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言教學(xué)過程中，可以融合教學(xué)的地方很多，如C語(yǔ)言中的“指針”和匯編語(yǔ)言的“尋址方式”;C語(yǔ)言中的“函數(shù)”和匯編語(yǔ)言的“子程序”;C語(yǔ)言中的“移位運(yùn)算”和匯編語(yǔ)言的“移位指令”區(qū)別等。C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的融合教學(xué)可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生積極思考，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。
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