摘要：该文主要介绍通过学习“微型计算机原理与接口技术”和“计算机组成与结构”两门课程之间的联系，培养学生融会贯通知识的能力，提高学生从宏观上理解和掌握知识，解决实际问题的能力，解决原有在学习课程中存在“独立教学，知识分散”的现象。本文主要通过两数乘法的实现问题教学改革，改变学生只学编程或只学硬件实现的被动局面，提出“各科知识融会贯通，宏观微观教学相联系”的思维导图式教学方式，经过一定阶段的教学改革基本达到预期目标。
关键词：教学改革；融会贯通；乘法；计算机组成
中图分类号：H319.1 文献标识码：A
文章编号：1009-3044()12-0132-02
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1 研究意义
“微型计算机原理与接口技术”是信息学科各专业的一门重要的专业基础课程。课程以32位微机系统为对象，通过汇编语言和几片接口芯片讲授微型计算机系统的原理及应用技术。“计算机组成与结构”是计算机专业的一门核心专业基础课程，主要围绕冯·诺依曼体系结构计算机的五大部件介绍计算机的硬件组成。
两门课程独立教学，但在内容上却紧密相关，因此加强两门课程的建设，对于学生加深对这两门课程的理解，培养学生融会贯通知识的能力和提高创新能力有重要意义。
2 教学内容改革
在传统的教学模式中，计算机专业的学生学习专业课时，会接触到各门专业课，各门课程独立教学，各门课老师只讲授本门课程内容，由于课时限制，很少涉及其他课程的内容。学生学到的知识是一些碎片段，不能将多门专业课知识内容融会贯通起来，不能够激发学生的学习理论知识的兴趣，也缺乏提高创新能力和想象力。
因此，怎样将各门知识融会贯通起来，建立计算机学科从宏观到微观、从整体到局部的概念，是教学中需要探讨的一个问题。
本文通过两数乘法的实现这一问题，探讨教学中两门课程的融会贯通方法，激发计算机学科的教和学的兴趣。
2.1乘法指令的实现
乘法(multiplication)，是指将相同的数加起来的快捷方式。比如，3×5表示5个3相加。“微型计算机原理与接口技术”课程中学习了汇编语言，学生可以用乘法指令MUL完成两数相乘，比如进行3×5运算的指令为：
MOV AL，3
MOV BL，5
MUL BL
CPU执行MUL指令，自动到AL中取到一个乘数3，在指令中BL寄存器取到另一个乘数5，两数相乘后乘积保存到AX中。用有符号乘法指令IMUL可以完成有符号数乘法运算。那么，这些乘法指令在计算机里如何实现呢？
指令的实现涉及控制器的设计。“计算机组成与结构”课程中介绍了操作控制器的设计理论。根据设计方法不同，操作控制器可分为硬布线控制器和微程序控制器。在微程序控制器中，一条机器指令对应一个微程序，这个微程序是由若干条微指令序列组成的。也就是说，一条机器指令所完成的操作划分为若干条微指令来完成，由微指令进行解释和执行。图1是汇编语言机器指令与微指令的关系。
在“微型计算机原理与接口技术”课程中学习汇编语言时，老师如果能够进一步启发学生：我们编写的这一条条机器指令在计算机中是如何实现的呢？在思考中建立整个计算机体系框架，引入控制器的设计，深入到计算机硬件理论的核心。那么将会激起学生对后续“计算机组成与结构”课程的学习兴趣。
2.2乘法运算的实现
我们日常习惯的逐位相乘再求累加和的运算方法，对机器并不完全适用。因为，(1)机器通常只有n位长，两个n位数相乘，乘积可能为2n位。(2)只有两个操作数相加的加法器难以胜任将n位积一次相加起来的运算。因此，在早期的计算机中为了简化硬件结构，通过加法和移位操作来实现乘法，这种方法不需要很多器件。原码一位乘法、补码一位乘法(又称Booth算法)、补码两位乘法(又称基4 Booth乘法算法)都采用这种“加法移位”方法。这些方法在“计算机组成与结构”课程中进行介绍。
另外，由于乘法运算大约占全部算术运算的1/3，因此采用高速乘法部件，在速度和效率上都十分必要。在微处理器芯片中，乘法器是进行数字信号处理的核心，同时也是微处理器中进行数据处理的关键部件。在“计算机组成与结构”课程中介绍的乘法器主要有不带符号的阵列乘法器和带符号的阵列乘法器。
在“微型计算机原理与接口技术”课程中，老师经常会强调，计算机中大部分时候数据以补码形式出现，课程中介绍了补码加减法。老师如果能够进一步启发学生：当碰到负数，或者说有符号的数的补码乘法时该怎样处理？后续在“计算机组成與结构”课程中，学生将会获得这个问题的处理方法：先转为原码，然后再处理。转为原码的过程和求补的过程完全相同。图2是“计算机组成与结构”课程中带符号的阵列乘法器逻辑原理图，但求补器的算前和算后求补方法都在“微型计算机原理与接口技术”课程中有所涉及。
3结束语
计算机专业学科各门课知识内容却存在一定的关联，学生需要将多门专业课融会贯通起来，知识脉络清晰，才能真正理解和掌握学科知识。“微型计算机原理与接口技术”和“计算机组成与结构”两门课程从不同侧面介绍计算机学科知识，在两门课程的教学中适当将本门课程和其他另一门课程之间的关联进行适当介绍，使学生能够将两门课程所学知识融会贯通起来的，建立计算机学科从宏观到微观、从整体到局部的概念，对所学各科知识在大脑中有一个清晰的树状脉络图。
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