井井有条来自对千头万绪的梳理.doc

井井有条来自对千头万绪的梳理.doc井井有条来自对千头万绪的梳理时序波形图是计算机操作顺序的图形表示,深刻而严谨地表现了机器运行的精确节律。在非计算机专业的教材中,一般不涉及机器周期问题,原因可能是课程的决策者们认为这是个难题,又没有多大用处。但是,经过多年的实践,我认为,了解机器周期的作用对于理解计算机工作的严格性是有益的,读懂时序信号的波形图对于了解计算机运行的谐调性是有帮助的。更加令人欣慰的是,这儿可以作为学****计算机优良作风时最恰当的切入点。下面是我构思“存储器读写时序波形图”教学的过程、心里的活动和观念的提升。问题的提出如图1所示,在CPU从存储器读入数据或向存储器写出数据时,有的动作是CPU发出的,有的动作是存储器发出的;有的信号是控制信号,有的信号是数据信号,有时读取指令,有时读取数据,有的是单向信号,有的是双向信号。情况错综复杂,工作千头万绪。在此困难的情况下,是机器周期挺身而出,象一把严格、精密的梳子,把千头万绪的工作梳理得井井有条。机器周期的长短取决于非常精确的时钟信号的频率,在时钟信号的约束下,CPU复杂的读写操作才得以按部就班、有条不紊地进行。计算机运行时所呈现出来的严谨而谐调的特性是值得我们学****的。所以,应该深入浅出地把时钟周期、机器周期和时序波形图等内容写入到《计算机应用基础》教材之中,不但可以使学生掌握至关重要的基础知识,还能够对学生开展思想作风方面的教育,体现计算机的大文化教育观。设计的思路怎样使教材做到既深入又浅出呢?第一,本着知识含量不减少,教学难度要降低的原则来组织“机器周期”和“时序波形图”的教学内容。舍弃原教材中出现在波形图中的一些控制信号,如“M/IO”信号的作用是控制对存储器操作还是对外设操作,出现“ADS”信号表示总线上的地址信号和控制信号已经有效,省略这些信号可以简化波形图中的信号,不会对CPU访问存储器的工作过程产生过多的影响。第二,把原图中用符号表示的各种信号的名字用中文表示,并尽量通俗易懂。如原来用“W/R”表示读写控制信号,并且用字母上面的横线表示低电平有效。更改后用“读/写控制”替代“W/R”,这样有利于理解和记忆。第三,在解释各种信号在时钟周期的约束下流动时,一定要说清信号的来龙去脉,使整个信号过程清晰明了。如“读/写控制”信号来自CPU,控制的对象是存储器。而“完成信号”是存储器向CPU发出的应答信号。根据这种思路,应该首先整体描述CPU访问存储器是经历的3个机器周期,描述的线索是横向进行的;还应该介绍地址信号及其与数据信号的位置关系,线索是纵向的;然后,必须交代两个控制信号的作用,可以采用比喻的方法来化简问题的难度;接下来是攻克教学难点问题,即解释插入等待周期的原因和做法;最后,借助于读取数据和写入数据的过程,应该对时序图中涉及到的5种信号(1个地址信号、1个数据信号,3个控制信号)及其相互之间的关系做出全面、系统的介绍,目的是将各种信号串联起来理解。同时得出与标题相吻合的结论:只有在时钟周期的作用下,计算机才得以有条不紊地处理千头万绪的数据。梳理的过程在教学中,应该对机器在时钟脉冲控制下工作的过程,作出形象的、详细的描述。必要时还可以借助于通俗的示意图来说明严谨的原理性问题,使计算机的节律特性更加突出。下面,结合如图2所示的时序图,讲述CPU访问存储器的过程,也可以看作是机器周期梳理各种信号的过程。一般情况下,一个机器周