工业用微型计算机自学考试大纲.doc

山东省高等教育自学考试工业用微型计算机（2241）考试大纲第一部分 学习过程评价部分考核大纲一、 学习过程评价的课程性质及课程设置的目的、课程基本要求（一）课程性质与学习过程评价的设置目的工业用微型计算机是“机电一体化专业”本科段考试计划规定必考的一门专业基础课。当前,微型计算机已深入到各行各业,尤其在机械电子等工业领域的检测与控制方面应用非常广泛,发展极其迅速,是现有企业技术改造和新产品设计的技术手段之一,本课程正是为满足这一要求而设置的。“工业用微型计算机”是应用性、实践性很强的课程,不通过实验则无法掌握汇编语言程序设计和接口技术。在自学过程中,必须与自学或助学同步的进行上机,才能够掌握课程的基本内容。同时,只有通过实验才能进行程序调试和接口应用的基本训练,培养实际操作的基本技能和初步的应用开发能力,因此,考生都应十分重视实践环节。本门课程的特点是实践性非常强,考生应做较多的习题,并进行一定数量的上机(软件和硬件)实验,以便具有上机操作、调试程序和接口应用能力。（二）学习过程评价基本要求考生在学习过程中进行必要的教学实验：(1)通过DEBUG调试程序的应用掌握8088/8086系列微机的指令系统；(2)通过MASM等软件的应用,学会源程序的编辑、编译、连接和可执行文件的调试,以便初步掌握汇编语言的编程和调试；(3)通过硬件接口实验掌握常用的接口芯片的工作原理和编程规定,并通过应用示例,掌握这些接口芯片的应用方法；考生在学习过程中必须完成一定数量的习题、思考题。二、 学习过程评价的课程内容和考核要求（一） 实验内容与要求实验1 利用DEBUG调试程序进行寻址方式与指令系统实验(第二章学完后进行)；实验2 利用MASM宏汇编软件进行汇编语言程序调试实验(第三章学完后进行)；实验3 LED显示接口实验；实验4 单脉冲中断源的中断程序实验, 8253定时器/计数器应用实验；实验5 8255并行接口应用实验；实验6 D/A和AID转换实验。要求考生至少完成上述实验中的4个（实验1, 2必做,其它选择2个) ， 写出实验报告，并由指导教师签字。（二） 作业教材每章都附有一定数量的习题、思考题，要求考生每章至少作三道习题、一道思考题，并由助学教师批改。三、 学习过程评价的考核方式实验和作业。四、学习过程评价的评分标准学习过程评价的考核成绩分为五个等级： 90%以上：完成试验要求的各项设置和内容，操作熟练、流畅。 80%89%：基本完成试验要求的各项设置和内容，操作熟练。 70%79%：完成主要的试验要求的设置和内容，操作基本正确。 60%69%：部分完成主要的试验要求的设置和内容。60%以下：内容不完整，不能完成主要的试验要求的设置和内容第二部分 综合考核部分考试大纲一、 课程性质及课程设置的目的和要求（一）课程性质与设置目的工业现场用的计算机一般称为工业控制计算机,其特点是在工业现场的恶劣环境下具有 高可靠性。但在学校学习阶段,可以采用普通的台式计算机授课。由于这两种计算机的原理是相同的,所以大部分的内容可以用普通的台式计算机IBM- PC进行,但本课程的目标是着眼于机电一体化系统中用的计算机,也讲述PLC和工控机,所以本课程称为工业用微型计算机。通过本课程的学习,使考生获得工业用微型计算机系统的组成原理、程序设计、接口技术等软硬件的基本知识和微机应用的基本方法和基本技能,为学习后续课程以及从事机电一体化系统设计和产品开发工作打下一定基础。（二）课程基本要求本课程的基本要求是:1.了解目前最通用的主流机型IBM- PC计算机的原理和组成,基本掌握其指令系统,并能掌握汇编语言程序设计的基本方法和基本程序的编程能力。2.熟悉常用数字量和模拟量输入输出接口方法和PC/AT总线规定,初步掌握中断概念和常用接口芯片的工作原理。在此基础上,掌握接口芯片初始化编程方法和正确选用接口卡。3.掌握可编程控制器(PLC)的工作原理和特点,熟悉可编程控制器(PLC)的梯形图编程方法和应用。4.了解计算机网络的发展和应用,了解PC总线工业控制机的发展和应用,通过实验初步掌握微型机的编程和接口技术,具有计算机应用的基本技能。（三）本课程与相关课程的关系学习本课程前考生应具有电工和电子技术基础的知识,以便使考生顺利掌握工业用微型 计算机。本课程为学习计算机软件基础与传感器与检测技术、机电一体化系统设计等课程打下基础,并将在毕业设计中得到应用。二、 课程内容和考核要求第一章 微型计算机基础本章主要介绍微型计算机的发展；计算机中的数制和编码系统；微型计算机系统的基本组成，及常见的微处理器。通过本章学习,了解微型计算机的发展,掌握计算机中的数制和编码,了解微型计算机系统的组成。本章重点是掌握计算机中无符号数和有符号数的表示方法,各种进制的转换关系,CPU中的功能结构和主要寄存器及其用途,进而了解计算机的基本工作原理。考核知识点及考核基本要求1.了解微处理器及其发展，识记其主要型号: 8086/8088, 80386, 80486, Pentium，识记8088/8086微处理器内部各寄存器名称、符号和用途。2.掌握计算机中的数制和编码 (1)掌握无符号数十进制数,二进制数,十六进制数的定义及各种进制的转换关系；对给定的一种进制的无符号数会用其它进制(十、二、十六进制)表示。(2)了解8位及16位二进制无符号数数的表示范围。(3)掌握8位二进制有符号数表示方法:原码,反码,补码；补码的运算规则；能将一个给定的8位二进制有符号数表示为其他码制并求出其真值。(4)了解8位及16位二进制有符号数的范围。 (5)了解ASCII码；识记数字09,字母AF及af的ASCII码。(6)了解BCD码的含义和规定。3.了解微型计算机系统的构成；工业微型计算机概况和微型计算机中的外围设备。4.了解8088/8086微处理器的功能结构；识记内部寄存器和三总线；领会段基址,偏移地址和物理地址的关系。重点与难点重点：微型计算机系统的基本组成；计算机中的数制和编码系统。难点：8086的存储器管理。第二章 微型机指令系统本章主要介绍寻址方式；8088/8086指令系统和DEBUG调试程序的简单应用通过本章学习,熟悉IBM-PC计算机中的寻址方式和基本掌握其指令系统,为学习汇编语言程序设计打下基础。考核知识点及考核基本要求1.寻址方式识记操作码和操作数的概念；操作数的各种寻址方式；领会存储器操作数时直接寻址及寄存器间址的含义,物理地址的计算；基址寻址、变址寻址、基址一变址寻址的含义；段地址、偏移地址和物理地址的关系；28088/8086指令系统熟悉数据传送指令；算术运算指令；逻辑运算和移位指令；串操作指令；控制转移指令；和处理器控制指令。识记以下常用指令的含义和用法,它们是: MOV, PUSH, POP, ADD, SUB, ADC, INC, DEC, CMP, XLAT, JMP, LOOP, CALL, RET, JC, JNC, JZ, JNZ, JL, JG, JA, JB, AND, TEST, OR, XOR, SHR, SHL, NOP等。了解堆栈的概念和用途；执行堆栈操作时SP和堆栈内容的变化；堆栈操作指令PUSHF, POPF的含义和用法。了解算术运算和逻辑运算后的结果和常用标志的变化。了解算术移位和逻辑移位指令的区别；移位指令对CF的影响。3.掌握指令系统的简单应用能分析程序段的运行结果；将完成简单功能的程序段补充完整；改正程序段中的常见错误；编写完成简单功能的程序段。重点与难点重点：寻址方式；8086指令系统。难点：堆栈的概念和操作过程。第三章 汇编语言程序设计本章主要介绍程序设计语言概述；汇编语言程序的格式；伪操作命令和汇编语言程序设计。通过本章学习,掌握汇编语言的格式和各种伪操作的含义和用法,在此基础上,能读懂和编写简单的汇编语言源程序,并可上机调试和运行所编程序。考核知识点和考核基本要求1.了解机器语言、汇编语言及高级语言的特点。2.了解汇编语言程序的格式，识记数据段、代码段和堆栈段的定义。3.识记常用的伪操作命令。4.掌握基本的汇编语言程序设计 能阅读汇编语言的程序,分析程序功能,编写常用的程序。常用程序如求累加和的程序；编写Y = sign (x)等三分支程序；求多字节元符号数或BCD数的和程序；求几个数的最大、最小值、累加和和平均值的程序；将256个扩展字符集显示在CRT上的程序；将一组无符号数按顺序排序的程序；从一组数据中检索一个关键字的程序；利用XLAT指令编写查函数表或编码表的程序；将一个内存中一个字节的数以十六进制的形式显示在CRT上等程序。重点与难点重点：完整汇编语言程序的格式；基本程序的编写。难点：程序设计的技巧。第四章 微型计算机的内存及其与CPU的连接本章主要介绍存储器的分类和主要指标；随机读写存储器；只读存储器；CPU与存储器的连接；IBHPC/XT中的存储器及扩展存储器及其管理。通过本章的学习,使考生从整体上了解存储器的分类、指标以及半导体存储器的原理和应用；掌握CPU与存储器(SRAM和EPROM)的连接原则；IBM-PC微型机存储器的配置和管理,以便正确使用存储器。考核知识点和考核基本要求1.识记计算机中存储器的分类:内存和外部存储器(光存储器,磁盘存储器等)。2. 识记半导体存储器的分类和主要指标。3.了解静态存储器SRAM的工作原理和典型芯片。4.了解动态存储器DRAM的工作原理和典型芯片；DRAM需要刷新的原因。5.了解只读存储器ROM、EPROM、EEPROM的基本原理；EPROM典型芯片；EPROM和EEPROM的擦写方法，能够根据给定的掩模ROM的电路图写出每个存储单元的内容。6.了解CPU与存储器的连接方法，能够画出总线与SRAM或EPROM的连接方框图。重点与难点重点：存储器的分类；各类存储器的特点及应用。难点：CPU与存储器的连接方法。第五章 输入输出及接口芯片的应用本章主要介绍I/O接口的基本概念和工作原理；PC/AT总线及简单I/O接口；中断的概念和中断管理芯片8259A的应用；计数器/定时器电路；并行接口8255A及应用；串行通讯的概念和常用接口。通过本章的学习,使考生掌握输入/输出接口的基本概念和工作原理、中断概念和中断服务程序的编写(包括8259的应用),以及PC机中常用的几种典型数字输入/输出接口的原理和使用方法。考核知识点和考核基本要求1.了解I/O接口的作用和组成；识记I/O端口的寻址方式；I/O传送和控制方式。2.了解I/O端口地址译码器的工作原理；识记常用译码器(74LS138)的真值表；会分析端口地址。3了解简单I/O接口的组成；领会利用74LS273八D锁存器组成输出接口的原理；领会利用74LS244三态门组成并行输入接口的原理；了解LED显示接口和LED显示程序的编写。4.了解中断的概念；IBM-PC的中断系统；中断处理流程。5.了解8259A的初始化编程,中断向量的保护和设置,中断屏蔽字的规定。6.了解8253定时器/计数器的工作原理(只要求方式0，2和方式3),编程的主要规定；能掌握8253产生定时中断信号的应用和利用8253进行计数的应用。7.了解行I/O接口芯片Intel 8255A的功能；8255各端口地址的确定和初始化编程；8255在方式0下的简单应用。8.了解串行通信概念,异步串行通信格式,波特率概念；RS-232C串行通信接口标准；了解8250的功能和8251串行接口芯片。重点与难点重点：接口的作用；端口的寻址方式；I/O传送和控制方式；简单接口组成；8253芯片、8255芯片、8259芯片。难点：CPU与接口芯片的硬件连接方法；中断的概念。第六章 模拟量输入输出与数据采集卡本章主要介绍数模转换器D/A；模数转换器A/D；多路开关；采样保持器和数据采集卡及其应用。通过本章的学习,使考生掌握D/A, A/D转换的原理和典型芯片,在此基础上了解工业控制计算机常用模板的组成和应用。考核知识点和考核基本要求1.了解D/A转换的主要指标和工作原理；常用的典型D/A转换器芯片；掌握DAC0832与总线的连接和应用。2.了解A/D转换器工作原理(双积分和逐次逼近型A/D转换)；A/D转换器主要指标；典型A/D转换器芯片ADC0809功能和组成,与总线的连接。3.了解数据采集系统对多路开关的要求；识记典型多路转换器的型号和功能4.了解采样保持器的工作原理；常用的采样保持器芯片；数据采集卡的组成及其应用。5.掌握D/A和A/D的基本应用，能利用D/A转换接口产生典型波形的应用；利用A/D转换接口进行单路模拟量转换的应用。重点与难点重点：D/A转换原理及典型转换芯片应用；A/D转换原理及典型转换芯片应用；多路开关；采样保持器。难点：D/A转换器和A/D转换器的应用。第七章 可编程序控制器(PLC) 本章主要可编程控制器的发展概况；可编程控制器的工作原理；可编程控制器的指令系统和可编程控制器的应用。通过本章的学习,使考生熟悉可编程控制器的历史发展,熟悉可编程控制器的硬件结构、工作原理、主要特点,掌握可编程控制器的指令系统、编程方法和软件设计技巧,进一步了解可编程控制器在机电一体化中的应用。考核知识点和考核基本要求1.了解可编程控制器的发展；可编程控制器的标准。2.了解可编程控制器的基本工作原理，可编程控制器的基本组成；输入输出模板；周期扫描机制和输入输出映象区的概念。 本章内容不做重点要求。第八章 微型计算机的发展和应用本章主要介绍工业控制计算机和计算机网络与Internet国际互联网。通过本章的学习,使考生了解工业控制计算机的发展和应用,了解计算机网络与Internet国际互联网的发展和应用。考核知识点和考核基本要求1.识记PC/XT和PC/AT总线的特点和总线引脚数量；PC-104总线的特点和总线引脚数量；WWW的含义；现场总线的定义。2.领会Internet国际互联网的用途；现场总线的优点；组态软件的特点。本章内容不做重点要求。三、考核方式1. 以闭卷考试的形式进行。考试时间为2小时，采用100分制。试卷一律用钢笔或圆珠笔书写，可以带计算器。2. 本大纲规定的考核要求、考核知识点都是考试内容。考试命题覆盖到章，并适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。3. 题目不超出本大纲范围，无偏题怪题。试题以考察学生的基本理论、基本知识和基本技能为主要目的。4. 难度适中，原则上20%容易，30%中等偏易，30%中等偏难，20%难。5. 试卷中对不同能力层次要求的分数比例为识记20%，领会40%，简单应用25%，综合应用15%。本大纲特别强调的是试题的难度与能力层次不是一个概念，在各个能力层次中都存在着不同的难度。考生必须注意这个问题，不要混淆。四、考试题型单项选择题（20分）、填空题（20分）、简答题（30分）和综合题（30分）。 第三部分：有关说明及实施要求一、 自学考试教材与主要参考书目自学教材：自学教材工业用微型计算机全国高等教育自学考试指导委员会组编,赵长德主编, 2000年出版,机械工业出版社工业用微型计算机实验指导书赵长德等编,二、自学考试大纲的目的和作用1. 指导考生自学：“工业用微型计算机”课程的自学考试大纲是自学本课程的主要依据。因此在自学本课程之前应先通读大纲，从而了解课程的要求，获得一个完整的概貌。2. 引导教师助学：助学指导教师应熟悉本大纲所要求的考核知识点和考核要求，辅导内容应以本大纲为依据。请助学教师注意自学考试的特点，命题将覆盖各章，不要增删和圈点重点内容，以免导向失误。在辅导时应注意引导考生按考试大纲的要求认真自学，检查考生所做习题的正误，针对学生易发生的错误予以辅导。3. 命题依据：“工业用微型计算机”课程的自学考试大纲是本课程命题依据。三、自学方法指导1.本大纲是自学工业用微型计算机的主要依据。在学习每一章之前,要阅读大纲,了解该章的内容,考核知识点和考核要求。这样,在自学过程中就能有的放矢。2.微型计算机发展非常快,只能选择目前广泛应用的主流机型(IBM - PC)做为学习的机种。实践证明,在学习了这种计算机的汇编语言和接口技术之后,也很容易掌握其它机种。同时,也为进一步学习计算机的应用打下基础。学习时应循序渐进,本课程从微型计算机的组成和原理学起,进而学习其指令系统和汇编语言设计,硬件部分注重于中断, I/O接口和常用接口芯片的原理与应用, D/A和AID转换接口的学习,以便掌握工业用微机在测量和控制中的应用。本课程与高级语言程序设计大不相同,偏重于计算机的硬件基础知识,在自学时要体会微机工作的基本方法和规律。例如,在学习指令系统时,应从指令的寻址方式和完成的功能去理解指令,只有掌握了常用的指令,才能编写汇编语言程序。3.自学时要注意基本能力的培养,其基本要求是:能够阅读、分析程序和编写简单的程序,阅读分析和设计简单的接口电路及其应用程序,上机调试程序和接口电路,这需要在自学本课程的基础上,通过做一定数量的习题和实验才能达到。习题的数量大体可按每学分15题，一些习题最好上机通过。4.本课程是实践性非常强的课程,考生应通过上机实验获得计算机操作的基本技能和编写程序、调试软件的能力,掌握接口电路应用的能力,因此本大纲有实验要求,希望通过这些实验,使考生掌握所学的基本知识和培养汇编语言编程和接口技术的应用能力。5.在掌习了本课程的基本内容之后,还要再复习,总结一遍,特别是一些指令的理解, 一些典型的程序段的编写、堆栈、中断的概念等，这样可以去掉学习的盲目性、知识的断续性。通过典型的例子,从软硬件的结合,理论与实践的结合上掌握微机的基本原理和初步的应用技术。四、 教学学时分配本课程5学分,包括实验1学分,相当于全日制高等学校课内72学时,自学本课程大约需要210小时建议分配学时如下:章课 程 内 容自学时间(小时)1微型计算机基础102微型计算机指令系统253汇编语言程序设计354半导体存储器205输人输出及其接口芯片的应用356模拟量输入输出与数据采集卡257可编程序控制器(PLC)158微型计算机的发展和应用15实验30