數值計算方法范文

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關鍵詞：數值計算；教學；思考

中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 05-0000-01

Thinking about Numerical Calculation Methods Teaching

Qu WenZhu Ting

(Jiangxi University of Science and Technology,Applied Science College,Ganzhou341000,China)

Abstract:The numerical method is an introductory scientific computing ideological foundation courses in science and technology,In this paper, materials selection,experimental design and teaching methods,etc,three points of numerical calculation methods coursesteaching are discussed.

Keywords:Numerical calculation;Teaching;Thinking

數值計算方法是應用數學的一個分支（也稱數值分析、計算方法），是研究用數字計算機求解各種數學問題的數值方法及理論的一門學科，是進行科學研究的一種重要手段。隨著數字計算機的飛速發展和廣泛應用，數值計算方法不僅在自然科學得到了廣泛的應用，而且還滲透到包括生命科學、經濟科學和社會科學的多個領域[1]。

作為高校部分理工科專業本科生的基礎課程，數值計算方法著重研究各種數學問題的數值解法，在培養學生解決實際問題的能力上有著重要的作用。然而，該課程在實際的教學中還存在著一些問題：1.本課程包含大量的公式證明，理論論證，包括方法的收斂性、穩定性和誤差分析等，但課程教學學時普遍有限，導致部分內容無法深入介紹，教學效果受到影響。2. 傳統的教學方式過于注重課程的理論分析，忽視了實踐上機環節的教學，使得學生解決實際問題的能力未能得到提高。針對存在的這些問題，本文對數值計算方法的教學提出了一些思考：

一、教材的選擇

不同專業的學生對課程的需求不同，課程的側重點也應該不同。例如，工科類學生的學習重點應該是對各種數值方法的應用和實踐，所以這類學生在選擇教材時，應選擇側重方法講解和實踐的教材。而對于理科類學生，對數學理論要求較高，應選擇側重于理論推導和定理證明的教材。

二、注重實驗，提高學生的應用能力

數值計算方法是一門理論與實際聯系緊密的課程，因此實驗環節能夠讓學生更好的理解具體的方法在實際生活中的應用。在實驗方面可以安排兩部分的上機內容：一是讓學生針對書本上的經典算法進行上機，要求學生按照算法畫出相應的流程圖，動手編制程序，并上機調試，最終形成實驗報告。對于一類問題，數值計算方法中可能存在多種解決方法，而各種方法本身都具有優缺點，因此要求學生對同一問題采用不同的算法進行上機調試，進一步掌握各種算法的特點。例如對于非線性方程的數值解法，有簡單迭代、加權迭代、埃特金迭代、斯蒂芬森迭代、牛頓迭代和弦截法等多種數值解法，可以要求學生采用多種算法進行上機調試，以觀察各種迭代法的收斂性和收斂速度；另一方面，對同一個迭代函數選取不同的初值，以觀察不同初值對迭代速度的影響。通過大量的實驗后，學生自然能體會到各種數值解法的特性，并掌握收斂性、收斂速度及誤差分析等理論知識。二是在相應的章節結束后，讓學生獨立完成一些綜合性的實驗，例如數學建模中的數值計算方法建模，貸款問題、種群繁殖問題、零件加工問題與導彈追蹤問題等等，這些都是典型的基于數值計算方法的建模問題。學生通過完成這些問題，需要查閱資料，建立數學模型，設計算法，上機實踐，分析實驗結果。通過這一系列的步驟，可以體會到初級科研的整個過程，從而培養學生真正解決實際問題的動手能力。

三、適當引入多媒體教學

數值計算方法課程的教學手段很多還是采用傳統的板書教學，而這門課程的特點決定了教學時涉及大量的公式定理證明、算法分析及程序流程圖，大量的板書一方面使得學生學習的主動性和積極性受到限制，另一方面也使得原本就不多的課時更加緊張，教師在教學時受課時限制無法延伸其他內容。因此，數值計算方法課程的教學有必要適當引入多媒體形式。

將計算機多媒體教學形式引入數值計算方法課堂，利用現代教學方式與傳統板書方式相結合，優勢互補，有助于提高教學效率和教學效果。老師將公式定理證明推導、程序流程圖等通過課件形式向學生演示，就省去了大量板書和畫圖的時間，把精力更多的放在講透基本概念、基本原理和算法分析上。同時多媒體教學能形象直觀地展示一些數值計算過程，以生動形象的圖示和動畫吸引學生的注意力，達到板書難以實現的教學效果。但是多媒體教學容易加快教學速度，淡化教師與學生的交流，變成單純的“放映員”。因此，在數值計算課堂教學中應適當引入多媒體教學，將傳統教學和現代教學方式相結合。即對于基本概念、計算技巧和理論證明等以傳統板書教學為主，而將程序流程圖、復雜計算應用和函數圖形等以多媒體課件形式來演示，既能提高教學效率和教學效果，也能讓學生對所學內容有更直觀的認識。

本文從3個方面探討了目前的數值計算方法的教學，力求通過選擇適當教材、加強實踐教學和運用現代教學手段，使學生能了解和掌握科學計算的基本原理，增強學生解決實際問題的能力，提高學生的學習熱情和興趣，以創造良好的學習氛圍。

參考文獻：

[1]馬東升,雷勇軍.數值計算方法[M].北京:機械工業出版社l,2008:1-296

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關鍵詞：MATLAB軟件 數值計算方法 輔助教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0131-01

隨著科技的飛速發展，各工程領域與數學的關系愈加密切，數學應用的廣度和深度在現代科技發展中體現的愈加明顯。數值計算方法作為利用計算機求解數學問題的學科，是實現實際工程問題的一種重要基礎手段。因此，在大學教育階段開設數值計算方法課程是非常必要的，而這不僅要求學生理解相關的數值計算的理論知識，還要會利用這些理論知識解決實際問題?；陂L期的教學實踐體會，在數值計算方法課程中做好理論傳授和實踐能力培養這兩個環節變得異常重要。同時，隨著科技的不斷進步，與數值計算方法相關的軟件層出不窮，如何合理的加以利用，是該課程教學過程中必須探討的課題。該文以具體教學過程為例，介紹了數學軟件MATLAB在提高課堂教學質量中的具體操作。

1 MATLAB介紹

MATLAB是由MathWorks公司1976年出品的軟件系統，包含科學計算、可視化以及交互式程序設計等計算環境。它將數值分析、矩陣計算、科學數據可視化等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環境中，為科學研究、工程設計等領域提供全套解決方案，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。MATLAB的語法簡單，編程易于實現，其強大的數值計算功能，基本涵蓋了高等數學中的所有運算。經過多年發展，MATLAB已成為最優化理論，神經網絡，計算機模擬仿真等現代學科的基本教學軟件，是眾多科研工作者的必備工具。

2 數值計算方法課程教學特點與難點分析

2.1 涉及范圍廣

數值計算方法是面向理工科各專業的基礎課程，包括誤差分析，插值法，數值微積分，矩陣計算，數值代數，微分方程數值解法等領域，涵蓋大學數學的各分支，內容廣泛。該課程具有知識結構分散、知識面跨度大、知識要點繁多等特點。因此，本門課程的講授面臨諸多困難，要想對每一種數值解法都做深入研究是不現實的，只能介紹部分經典方法的相關理論。如何在講授完主要理論后將其應用于實踐，是個大難題。

2.2 公式推導多

任意一本數值計算方法教材上的理論都過于復雜，給人的感覺就是這門課一直講算法，傳統的課堂上也以理論推導為主，如此很難有效的調動學生主動學習的積極性。加上課時有限，教師如果對課程不能宏觀掌控，常常會在教學內容、方法、節奏等方面出現問題，在強調理論證明的同時，忽略學生對問題實際背景的理解以及數學思想的把握，造成教師對知識講解的不透徹，學生消化不良。

2.3 計算量大

在解決實際問題時，個別簡單問題可以進行少量手工計算。但是，為了很好的說明解決實際問題的效果，本課程一般都需要進行大量的重復計算，而在課堂上進行這種工作會嚴重影響課堂教學中的互動性。進而造成學生的抵觸情緒，教學效果及學習效果差強人意。

3 基于MATLAB軟件的數值計算方法課程教學

針對上述數值計算方法課程教學的特點和難點，我們考慮結合MATLAB軟件的特點來改進現有的教學方法，將MATLAB軟件應用于數值計算方法的教與學，必將會有良好的教學效果。主要做法如下。

3.1 基于MATLAB軟件，分析與計算并重

整個教學內容既注重算法的理論分析，也注重算法的實現。對基礎概念、基本理論、基本方法注重闡述來源和應用，刪減不必要的、繁瑣冗長的推導論證和復雜的運算技巧，確保課程內容通俗易懂，算法實用，夠用。以具體案例和工程應用實例驅動學生運用數學方法解決實際問題，在此過程中確保理解數值計算方法的相關概念和方法、理論等。

3.2 基于MATLAB軟件，經典與現代交融

教學內容在保持經典知識的基礎上，加強內容的現代性。用現代數學的觀點闡述一些數學概念，延伸數學結論。將現代信息技術和數值實驗融入教學，并貫徹于教學全過程。例如，傳統的微分方程數值解基本上都是采用差分法來完成，這種方法原理簡單，學生容易接受，但數值解的精度較低或者需要較多的迭代次數。MATLAB軟件中提供了全新的微分方程工具箱，對于常見的經典偏微分方程如熱傳導方程、擴散方程等都能給出精度足夠的數值解，這對學生理解微分方程數值求解部分的理論是有很好助益的。

3.2 基于MATLAB軟件，理論與實踐結合

理論聯系實際，課內課外相結合，利用習題課，給學生足夠的可供選擇的實用性較強的習題和數學建模問題，讓學生親歷解決問題的全過程，注意融知識傳授，能力培養于一體，目的是使學生得到選擇算法、編寫程序、分析數值結果，培養使用計算機進行科學計算和解決實際問題的能力，為以后從事現代數學科研工作和實踐打下良好的基礎。為此，在課程的講授過程中，要注意引入工程實例，啟發學生思考問題，引導學生利用現有知識探索解決問題的方法。

4 結語

數值計算方法面向算法，是利用計算機快速解決問題的一門學科，這一特點決定了教學中的授課模式，在理論教學的同時要注重與實踐的結合?；贛ATLAB的數值計算方法輔助教學，不僅增強了課堂教學的直觀性，使枯燥難懂的理論知識易于接受，而且優化了課堂教學內容，改變了師生對課程固有的傳統認識，能真正實現教與學的良性互動，讓學生在應用數學解決實際問題的過程中感受數學的魅力和作用。因此，不能光講方法而不實踐，那樣只會過于理論，讓學生摸不著，看不到，很難理解數值計算方法的精髓，只有通過邊學習邊實踐才能更好地掌握數值計算方法，并將其應用于工程實踐。

參考文獻

[1] 張玉柱，艾立群.鋼鐵冶金過程的數學解析與模擬[M].冶金工業出版社，1997.

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關鍵詞：二進制；十進制；進制數

在大學計算機文化基礎課程中，進制數之間的轉換這一知識點教學重點在于二進制、八進制、十進制、十六進制數之間的轉換計算方法。傳統講授的進制數之間轉換計算方法通常為首先認識各個進制數的基礎R和各位的位權Rn-1，其中R為該進制數的表示符號個數，Rn-1代表第n位的位權值。當原數為整數時，n>=0，當原數為小數時，n

一、尋找Rn-1

以二進制為例，2的0次方到2的12次方的結果應該是理工類學生必須熟記的，結合以N進制數轉換為十進制數的思路的逆向思考，那么當一個十進制數X需轉換為二進制數時，我們首先嘗試去尋找一個稍小于或等于X的2a-1，這個數是一定可以找到的，然后我們去尋找一個稍小于或等于X-2a-1的2b-1，我們再去找一個個稍小于或等于X-2a-1-2b-1的2c-1，以上面的思路一直往下找，直到以下等式成立：2a-1+2b-1+2c-1…=X。那么，根據N進制數轉化為十進制數時我們按位權相加的思路的逆思考，我們有理由得出X所轉換后的二進制可以認為“1”在第a，b，c…位上，其他位為“0”。以一個實例描述這個思考過程。例如，十進制數為289，需要轉換為二進制，按上面的思路我們可以依次找到該十進制數為256，32，1，三個數展開為2的冪次方數相加，可以進一步表示為29-1+26-1+21-1，那么該二進制可以確定為從低到高第9位，第6位，第1位上為“1”，其余位為“0”，二進制數表示為100100001，通過計算可以驗證出轉換結果完全正確。那么，當十進制轉換為其他進制時，同樣可以運用上述思路，將基數做出相應的調整得出轉換結果。在實際應用中，我們也發現當被轉換的十進制數正好稍大于進制數R的某個冪次方數時，用該方法進行轉換計算特別高效。

二、尋找全“1”

該方法的前提是對Rn-1-1計算結果比較熟悉，同樣以二進制為例，Rn-1-1寫成二進制通常是全“1”的形式，那么當我們在表示某個二進制時，我們可以思考用全“1”形式的二進制數減去某個二進制數來產生，如果這個減數是很便于計算的，那么這種方法變得很適用。例如計算將十進制數500轉換為二進制數表示，首先想到十進制數512-1=511，二進制可以表示為9個“1”，由于511-11=500，那么11表示為1011，所以轉換后的二進制數X=11111111-1011=111110100?？梢钥吹?，這種方法適用于被轉換的十進制數很接近于某個比它稍大的2的冪次方數。當考慮十進制數與其他非二進制數轉換時，二進制數通?？梢宰鳛橐粋€橋梁，所以上述方法同樣適用。那么，二進制與其他進制之間的再轉換過程我們還可以結合下面給出的第三種快速計算方式進行快速計算。

三、二進制數計算子網掩碼時的應用

在后續的計算機網絡課程學習中，IP地址的部署和子網的計算要求我們通常要借助子網掩碼，由于子網掩碼的結構特征是由32位前面為全1，后面為全0的二進制組成，書寫時表示為四段點分十進制數，所以我們要深刻理解其每部分十進制數值與二進制表示的對應關系，才能熟練地寫出準確的子網掩碼表示形式。例如，當我們平時寫每段十進制數為255時，其展開為二進制數的表示形式為11111111，歸納其計算方法可以看作Rn-1-1或者（256-20）；當該段出現子網主機位借位時，例如主機位借了2位，該段的掩碼二進制表示為11111100，那么，可以按照之前分析的規則記為（256-22）。掌握了這樣的計算思維方法之后，如果我們計算某C類網絡地址出現劃分子網的情況，主機位需要向網絡位借5位二進制數，那么點分十進制數表示的第三段十進制數的值很容易計算出等于（256-25），所以其劃分子網后的子網掩碼為255.255.224.0。如果我們出現一個C類的網絡地址劃分子網時，主機位需向原網絡位借位14位，那么，第三段的8位二進制已經全為主機位，記為00000000，還需向第二段的8位二進制借出6位來作為主機位，得到點分十進制數的第二段值為（256-26），所以其劃分子網后的子網掩碼為255.192.0.0 。

前面對計算方法的分析都是基于計算者對2n計算值比較熟練的前提下進行的，所以在實際的教學和應用中，我們通常要求計算者熟記20到212的值，再加上運用一些技巧，那么，在計算IP地址、子網掩碼、數據存儲地址等內容時就會變得非常準確和迅速。

參考文獻：

[1]金捷.高職計算機基礎課程改革探索[J].中國職業技術教育，2001年05期.

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【關鍵詞】高壓直流輸電；直流線路；電信線路；磁耦合阻抗；雜音電動勢；等效干擾電流

0 引言

根據強電與弱電線路的電磁耦合理論，高壓直流輸電（HVDC）線路對電信線路的電磁干擾可以分為危險影響和干擾影響兩大類[1]。其中，干擾影響主要是由諧波引起。直流輸電線路中的諧波會使電信線路中產生雜音電動勢，造成通信數據傳輸失真，影響通話的清晰度，降低通話質量[2]。

本文以直流輸電線路對電信線路干擾影響的產生機理為基礎，建立了直流輸電線路對電信線路干擾影響的數學模型，對模型中反映直流輸電線路與電信線路間電磁耦合密切程度的變量―磁耦合阻抗進行了詳細研究。對目前常用的兩種磁耦合阻抗的計算方法進行了對比分析，并以一個±800kV的特高壓直流輸電工程為例進行了計算，所得結論為工程相關設計提供了參考依據。

1 直流輸電工程中等效干擾電流的計算

直流輸電線路對電話線路的干擾影響主要由直流輸電線路上的諧波通過兩線路間耦合所致。其耦合方式可分為感性耦合、容性耦合和阻性耦合三種[2]。其中，電話線路受感性耦合的影響遠大于受容性耦合和阻性耦合的影響，在工程實際計算中，一般也只計及電話線路上由感性耦合引起的雜音電動勢。

1.1 感性雜音電動勢計算方法

感性耦合也叫磁影響。直流輸電工程在換流過程中產生的諧波通過直流輸電線路傳播時，導線中交變的電流在其附近空間內形成交變的磁場，又由于直流輸電線路與通信線路間存在著互感，所以在通信明線上感應產生感性雜音電動勢。其計算公式為

U=I Z K K η （1）

其中Z 為參考頻率800Hz下的電力線路和電信線路間的磁耦合阻抗Ω；K800為電信線路在參考頻率800Hz下的（靜電）屏蔽系數；Kgw為直流線路中架空地線的屏蔽系數；η 為電信線路在800Hz參考頻率下的敏感系數（也即電信線路的不平衡系數）。

1.2 感性雜音電動勢限值

我國電力輸電線路對電信線路干擾影響的主要標準為1992年開始實施的電力行業標準DL/T436-1991《高壓直流架空線路技術導則》和1997年開始實施的電力行業標準DL/T5036-1996《送電線路對電信線路影響設計規程》，以上兩個標準都規定：輸電線路諧波通過感性耦合和阻性耦合以及諧波電壓通過容性耦合，在鄰近的電話回路上產生的雜音電動勢的總和不得超過下列數值：

1）設有增音站的雙線電話回路4.5mV；

2）未設有增音站的雙線電話回路10mV；

3）單線電話回路30 mV。

1.3 等效干擾電流定義及實用計算

等效干擾電流，即線路上的所有頻率的諧波電流對鄰行或交叉的通信線路所產生的綜合干擾作用與某單個頻率（如800Hz）的諧波電流所產生的干擾作用相同，這個單頻率諧波電流就稱作等效干擾電流。等效干擾電流表達式為：

I （x）= （2）

其中I （x）為距換流站x點處輸電線路的等效干擾電流，mA； I （x） 、Ie（x） 分別為由整流器和逆變器諧波產生的等效干擾電流分量幅值，mA。整流器或逆變器諧波所產生的沿線各點的等效干擾電流為：

I （x）= （3）

其中I （x）為線路走廊位置x處的n次諧波殘余電流的均方根值，mA；P 為n次諧波頻率下的視聽加權系數；H 為n次諧波頻率下開放裸導線的耦合系數；n為諧波次數，N為所計及的最高次諧波次數，通常取50。

對直流輸電工程而言，計算雜音電動勢所需的等效干擾電流限值可分為三個檔次：高水平100～300mA，中等水平300～1000mA，低水平大于1000mA。

在工程實際中，特別是前期規劃時，一般采用的是較為保守的計算方式，考慮最嚴重情況下的等效干擾電流計算公式為：

I = （4）

其中Z 為參考頻率800Hz下的電力線路和電信線路間的磁耦合阻抗，Ω；U 為規程要求的最大允許雜音電動勢，mV；800Hz時的電信電纜屏蔽系數K （見表1），最壞情況取1；電信電纜線路敏感系數（又稱電話線路的不平衡系數）η 取最壞情況0.005；K 是直流輸電線路中架空地線的屏蔽系數，取為0.7。

如果將接近段長度L（km）作為參變量，并認為Z 取的是L=lkm時的歐姆值，則等效干擾電流的限制值可以用下式表達

I = （5）

I L≤ （6）

取U 為限值4.5mV（雙線電話回路方式），則上式可改寫為：

I L≤ （7）

其中 等效干擾電流限值I 的單位為mA；Z 為直流電力線路與雙線電話回路方式的電信線路間的耦合阻抗，Ω；L為直流電力線路與雙線電話回路線路間的接近段長度，km。

2 磁耦合阻抗計算方法

2.1 Dubanton 法

平行導體間的磁耦合互阻抗的一般計算方法為 Dubanton 公式為：

P=1/ （8）

Z = ?ln （9）

其中j= ；ω為800Hz下的角頻率，ω=2πf≈5000rad/s；μ 為真空磁導率，4π×10-7H/m；ρ為大地電導率，Ω?m；D為直流輸電線路與電話回路的水平間距，m；h1為直流輸電線路高度，m；h2為電話線路高度，m。

2.2 查表法

查表法計算磁耦合阻抗是先通過中間變量aα查出Z′ 的取值，然后再通過式（11）計算磁耦合阻抗 。

aα=a （10）（下轉第101頁）

（上接第81頁）式中a為直流輸電線路和電信線路間的距離；m；μ 為真空中的相對磁導率，一般取μ =4π×10-7H/m；δ800為頻率800Hz時的大地電導率，s/m。

Z =ζ×0 a=0 - +Z a>0，v>0.1 -（1-v ）+Z a>0，v

其中ζ為雙線電話線路系數，線擔回路為0.2，彎鉤回路為0.4；v為電力導線和電信線路間高度和距離相關系數。

v=

4 結論

通過計算分析，Dubanton 法和查表法可以有效地確定實際工程中直流輸電線路與電信線路間磁耦合阻抗的數值，進而為直流輸電工程的設計提供依據，本文得出如下結論：

1）磁耦合阻抗對計算感性雜音電動勢和等效干擾電流的影響非常大，對磁耦合阻抗的計算越準確，越有利于直流輸電工程的前期規劃和設計。

2）Dubanton法和查表法均適用于計算磁耦合阻抗，但二者在計算方法和涉及參數上有所差別。由二者計算方法對比可以看出，Dubanton 法更加適用于平行段線路計算和工程前期規劃，其計算結果比較精確。而查表法更多的體現了直流輸電線路與電力線路位置的關系，更適用于交叉、斜接近段線路等復雜情況和對已有線路進行改造的計算。

3）與查表法相比，Dubanton 法結構簡單明確，更有利于編程實現，但是適用性較差，在復雜情況計算中需要進行修正。

【參考文獻】

[1]袁清云.特高壓直流輸電技術現狀及在我國的應用前景[J].電網技術，2005，29（14）：1-3.

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在現行的高中教材中，將計算機中的二進制數轉換成轉換為十進制數是采用按權展開求和法，筆者在多年的教學生涯中，從用按權展開求和將二進制數轉換為十進制數的方法中得到啟示，從而得到了數制間相互轉換的簡便方法。

下面就用一些例子來說明，我在教學中進行數制間轉換的方法：

1、二進制數轉換成十進制數：

教材中的方法是“按權展開求和”

例1：（1011.01）2 ＝（1×25+1×24＋1×23+0×22＋1×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2）10＝（32+16+8＋0＋2＋1＋0＋0.25）10＝（59.25）10

因為二進制數只的兩個數碼：0、1 ，并且：0乘任何數都為0，1乘任何不為零的數都得原數。于是我就想到：可將“按權展開求和”變形，用珠算中在算盤上標示個、十、百、千、萬的方法，先在演算紙上寫上二進制數每個位的權值，再將二制數每位的數碼寫在相應的位的權值下面。將數碼為1的位的權值相加，就得到轉換成的十進制數。

將例1中的二進制數（111011.01）2轉換為十進制數的方法如下：

第一橫排寫位的權值： 3216 8 4 2 1.0.50.25

第二橫排寫相應數碼：1 1 1 0 1 1. 01

將數碼為1的位的權值相加：32+16+8+2+1+0.25=59.25

2、十進制數轉換成二進制數：

教材中是分兩個部分轉換，整數部分：除2取余數，直到商為0，得到的余數即為二進數各位的數碼，余數從逆序排列(反序排列)。小數部分：乘2取整數，得到的整數即為二進數各位的數碼，整數從順序排列。這樣轉換演算過程相當麻煩。

既然能用在位的權值下寫二進制數的數碼，再將數碼為1的位的權值相加，能得到轉換成的十進制數。相反，我們也可以用十進制數來配相應的位的權值，將十進制數轉換成二進制數：在演算紙上的第一橫排寫上二進制數的位的權值，寫到最高位的權值比十進制數稍大，然后，用此十進制數去配最大的小于或等于此十進制數的二進制數位的權值，并在第二橫排在此權值下寫數碼1，然后用此十進制數減去所配的權值得到所剩余數，所剩余數又用以上同樣的方法去配二進制數位的權值，如此重復，直到余數為0，在所有未配得數碼1的位的權值下寫數碼0，這樣得到的從左到右的數碼系列既為所要轉換成的二進制數。

將例1中的十進制數59.25轉換為二進制數的方法如下：

第一橫排寫位的權值：6432168421． 0.50.25

在第二橫排對應于第一橫排32位置下寫數碼1，余數為：59.25-32=27.25

在第二橫排對應于第一橫排16位置下寫數碼1，余數為：27.25-16=11.25

在第二橫排對應于第一橫排8位置下寫數碼1，余數為：11.25-8=3.25

在第二橫排對應于第一橫排2位置下寫數碼1，余數為：3.25-2=1.25

在第二橫排對應于第一橫排1位置下寫數碼1，余數為：1.25-1=0.25

在第二橫排對應于第一橫排0.25位置下寫數碼1，余數為：0.25-0.25=0

在第二橫排對應于第一橫排4、0.5的位置下寫數碼0

即：3216 8 4 2 1 ．0.50.25

1 1 1 0 1 1 ． 0 1

得到從左到右的二進制數數碼系列為： 1 1 1 0 1 1 . 0 1

所以：（59.25）10=（111011.01）2

3、二進制數與八進制數的相互轉換：

有了以上二進制數與十進制數相互轉換的方法，二進制數與八進制數的轉換變得容易。因為1位八進制數對應3位二進制數，所以二進制數轉換成八進制數時，只要以小數點為界，整數部分向左，小數部分向右每3位分成一組，最左最右端分組不足 3 位時，可用0補足，各組用對應的1位八進制數碼表示，所得到的從左到右的八進制數碼系列，即為轉換成的八進制數值。

用前面的十進制數轉換為二進制數的方法，很容易得出每個八進制數碼對應的三位二進制數碼。如：八進制數碼5對應的三位二進制數碼是：

在演算紙上的第一橫排寫上三位進制數的位的權值：421

在第二橫排對應于第一橫排4位置下寫數碼1，余數為：5-4=1

在第二橫排對應于第一橫排1位置下寫數碼1，余數為：1-1=0

在第二橫排對應于第一橫排2位置下寫數碼0

即： 421

101

所以，八進制數碼5對應的三位二進制數碼：101

這樣，使二進制數轉換為對應的八進制數變得簡便。

例2：將 （1101111.11001）2 轉換成對應的八進制數。

解：

所以，（1101111.11001）2＝（157.62）8

將八進制數轉換為二進制數時，只需將每位八進制數對應轉換成三位二進制數，所得到的從左到右的二進制數碼系列去掉最左最右端的0，即為轉換成的二進制數。

例3：將八進制的352.16轉換成二進制數：

352．16

011101 010 ． 001110

即：（352.16）8 ＝（11101010.00111）2

4、二進制數與十六進制數的相互轉換

二進制數與十六進制數的相互轉換與二進制數與八進制數的相互轉換相類似，只是 1 位十六進制數對應 4 位二進制數，所以二進制數轉換為十六進制時，只要以小數點為界，整數部分向左，小數部分向右每 4 位分成一組，最左最右端分組不足 4 位時，可用 0 補足，各組用對應的 1 位十六進制數碼表示，所得到的從左到右的十六進制數碼系列，即為轉換成的十六進制數值。

同樣用前面的十進制轉換為二進制的方法，推出每個十六進制數對應的四位二進制數碼。如：十六進制數D對應的四位二進制數碼：在演算紙上的第一橫排寫上四位進制數的位的權值：8421；在第二橫排對應于第一橫排8位置下寫數碼1，余數為：13-8=5；在第二橫排對應于第一橫排4位置下寫數碼1，余數為：5-4=1；在第二橫排對應于第一橫排1位置下寫數碼1，余數為：1-1=0；在第二橫排對應于第一橫排2位置下寫數碼0。即：8421

1101

所以，十六進制數碼D對應的四位二進制數碼：1101

這樣，就可以很方便的將二進制數轉換為對應的十六進制數。

例4：將（1011101.10111）2轉換成對應的十六進制數

解：

所以 （1011101.10111）2＝(5D.B8 )16。

將十六進制數轉換為二進制數時，只需將每位十六進制數對應轉換成四位二進制數，所得到的從左到右的二進制數碼系列去掉最左最右端的0，即為轉換成的二進制數。

例5：將十六進制數 5AE.9C 轉換成二進制：

解：5AE． 9 C

01011010 1110 ． 10011100

即：（5AE.9C）16＝（10110101110.100111）2

至于其他的轉換方法，如八進制到十進制，十六進制到十進制之間的轉換，可以借用二進制。先將要轉換的進制數轉換成二進制數，然后將再將得到的二進制數轉換成要轉換成的進制數。

用以上方法進行數制轉換，比較形象、直觀，學生感得簡便，易懂。激發了學生的求知欲望，提高了學生的學習興趣，使學生較好的掌握了數制的轉換。

計算機中的數制轉換的簡便方法

向官富

（作者單位：湖南省龍山縣高級中學）

【中圖分類號】G623.58【文章標識碼】C 【文章編號】1326-3587（2011）09-0019-02

在現行的高中教材中，將計算機中的二進制數轉換成轉換為十進制數是采用按權展開求和法，筆者在多年的教學生涯中，從用按權展開求和將二進制數轉換為十進制數的方法中得到啟示，從而得到了數制間相互轉換的簡便方法。

下面就用一些例子來說明，我在教學中進行數制間轉換的方法：

1、二進制數轉換成十進制數：

教材中的方法是“按權展開求和”

例1：（1011.01）2 ＝（1×25+1×24＋1×23+0×22＋1×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2）10＝（32+16+8＋0＋2＋1＋0＋0.25）10＝（59.25）10

因為二進制數只的兩個數碼：0、1 ，并且：0乘任何數都為0，1乘任何不為零的數都得原數。于是我就想到：可將“按權展開求和”變形，用珠算中在算盤上標示個、十、百、千、萬的方法，先在演算紙上寫上二進制數每個位的權值，再將二制數每位的數碼寫在相應的位的權值下面。將數碼為1的位的權值相加，就得到轉換成的十進制數。

將例1中的二進制數（111011.01）2轉換為十進制數的方法如下：

第一橫排寫位的權值： 3216 8 4 2 1.0.50.25

第二橫排寫相應數碼：1 1 1 0 1 1. 01

將數碼為1的位的權值相加：32+16+8+2+1+0.25=59.25

2、十進制數轉換成二進制數：

教材中是分兩個部分轉換，整數部分：除2取余數，直到商為0，得到的余數即為二進數各位的數碼，余數從逆序排列(反序排列)。小數部分：乘2取整數，得到的整數即為二進數各位的數碼，整數從順序排列。這樣轉換演算過程相當麻煩。

既然能用在位的權值下寫二進制數的數碼，再將數碼為1的位的權值相加，能得到轉換成的十進制數。相反，我們也可以用十進制數來配相應的位的權值，將十進制數轉換成二進制數：在演算紙上的第一橫排寫上二進制數的位的權值，寫到最高位的權值比十進制數稍大，然后，用此十進制數去配最大的小于或等于此十進制數的二進制數位的權值，并在第二橫排在此權值下寫數碼1，然后用此十進制數減去所配的權值得到所剩余數，所剩余數又用以上同樣的方法去配二進制數位的權值，如此重復，直到余數為0，在所有未配得數碼1的位的權值下寫數碼0，這樣得到的從左到右的數碼系列既為所要轉換成的二進制數。

將例1中的十進制數59.25轉換為二進制數的方法如下：

第一橫排寫位的權值：6432168421． 0.50.25

在第二橫排對應于第一橫排32位置下寫數碼1，余數為：59.25-32=27.25

在第二橫排對應于第一橫排16位置下寫數碼1，余數為：27.25-16=11.25

在第二橫排對應于第一橫排8位置下寫數碼1，余數為：11.25-8=3.25

在第二橫排對應于第一橫排2位置下寫數碼1，余數為：3.25-2=1.25

在第二橫排對應于第一橫排1位置下寫數碼1，余數為：1.25-1=0.25

在第二橫排對應于第一橫排0.25位置下寫數碼1，余數為：0.25-0.25=0

在第二橫排對應于第一橫排4、0.5的位置下寫數碼0

即：3216 8 4 2 1 ．0.50.25

1 1 1 0 1 1 ． 0 1

得到從左到右的二進制數數碼系列為： 1 1 1 0 1 1 . 0 1

所以：（59.25）10=（111011.01）2

3、二進制數與八進制數的相互轉換：

有了以上二進制數與十進制數相互轉換的方法，二進制數與八進制數的轉換變得容易。因為1位八進制數對應3位二進制數，所以二進制數轉換成八進制數時，只要以小數點為界，整數部分向左，小數部分向右每3位分成一組，最左最右端分組不足 3 位時，可用0補足，各組用對應的1位八進制數碼表示，所得到的從左到右的八進制數碼系列，即為轉換成的八進制數值。

用前面的十進制數轉換為二進制數的方法，很容易得出每個八進制數碼對應的三位二進制數碼。如：八進制數碼5對應的三位二進制數碼是：

在演算紙上的第一橫排寫上三位進制數的位的權值：421

在第二橫排對應于第一橫排4位置下寫數碼1，余數為：5-4=1

在第二橫排對應于第一橫排1位置下寫數碼1，余數為：1-1=0

在第二橫排對應于第一橫排2位置下寫數碼0

即： 421

101

所以，八進制數碼5對應的三位二進制數碼：101

這樣，使二進制數轉換為對應的八進制數變得簡便。

例2：將 （1101111.11001）2 轉換成對應的八進制數。

解：

所以，（1101111.11001）2＝（157.62）8

將八進制數轉換為二進制數時，只需將每位八進制數對應轉換成三位二進制數，所得到的從左到右的二進制數碼系列去掉最左最右端的0，即為轉換成的二進制數。

例3：將八進制的352.16轉換成二進制數：

352．16

011101 010 ． 001110

即：（352.16）8 ＝（11101010.00111）2

4、二進制數與十六進制數的相互轉換

二進制數與十六進制數的相互轉換與二進制數與八進制數的相互轉換相類似，只是 1 位十六進制數對應 4 位二進制數，所以二進制數轉換為十六進制時，只要以小數點為界，整數部分向左，小數部分向右每 4 位分成一組，最左最右端分組不足 4 位時，可用 0 補足，各組用對應的 1 位十六進制數碼表示，所得到的從左到右的十六進制數碼系列，即為轉換成的十六進制數值。

同樣用前面的十進制轉換為二進制的方法，推出每個十六進制數對應的四位二進制數碼。如：十六進制數D對應的四位二進制數碼：在演算紙上的第一橫排寫上四位進制數的位的權值：8421；在第二橫排對應于第一橫排8位置下寫數碼1，余數為：13-8=5；在第二橫排對應于第一橫排4位置下寫數碼1，余數為：5-4=1；在第二橫排對應于第一橫排1位置下寫數碼1，余數為：1-1=0；在第二橫排對應于第一橫排2位置下寫數碼0。即：8421

1101

所以，十六進制數碼D對應的四位二進制數碼：1101

這樣，就可以很方便的將二進制數轉換為對應的十六進制數。

例4：將（1011101.10111）2轉換成對應的十六進制數

解：

所以 （1011101.10111）2＝(5D.B8 )16。

將十六進制數轉換為二進制數時，只需將每位十六進制數對應轉換成四位二進制數，所得到的從左到右的二進制數碼系列去掉最左最右端的0，即為轉換成的二進制數。

例5：將十六進制數 5AE.9C 轉換成二進制：

解：5AE． 9 C

01011010 1110 ． 10011100

即：（5AE.9C）16＝（10110101110.100111）2

至于其他的轉換方法，如八進制到十進制，十六進制到十進制之間的轉換，可以借用二進制。先將要轉換的進制數轉換成二進制數，然后將再將得到的二進制數轉換成要轉換成的進制數。

用以上方法進行數制轉換，比較形象、直觀，學生感得簡便，易懂。激發了學生的求知欲望，提高了學生的學習興趣，使學生較好的掌握了數制的轉換。

計算機中的數制轉換的簡便方法

向官富

（作者單位：湖南省龍山縣高級中學）

【中圖分類號】G623.58【文章標識碼】C 【文章編號】1326-3587（2011）09-0019-02

在現行的高中教材中，將計算機中的二進制數轉換成轉換為十進制數是采用按權展開求和法，筆者在多年的教學生涯中，從用按權展開求和將二進制數轉換為十進制數的方法中得到啟示，從而得到了數制間相互轉換的簡便方法。

下面就用一些例子來說明，我在教學中進行數制間轉換的方法：

1、二進制數轉換成十進制數：

教材中的方法是“按權展開求和”

例1：（1011.01）2 ＝（1×25+1×24＋1×23+0×22＋1×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2）10＝（32+16+8＋0＋2＋1＋0＋0.25）10＝（59.25）10

因為二進制數只的兩個數碼：0、1 ，并且：0乘任何數都為0，1乘任何不為零的數都得原數。于是我就想到：可將“按權展開求和”變形，用珠算中在算盤上標示個、十、百、千、萬的方法，先在演算紙上寫上二進制數每個位的權值，再將二制數每位的數碼寫在相應的位的權值下面。將數碼為1的位的權值相加，就得到轉換成的十進制數。

將例1中的二進制數（111011.01）2轉換為十進制數的方法如下：

第一橫排寫位的權值： 3216 8 4 2 1.0.50.25

第二橫排寫相應數碼：1 1 1 0 1 1. 01

將數碼為1的位的權值相加：32+16+8+2+1+0.25=59.25

2、十進制數轉換成二進制數：

教材中是分兩個部分轉換，整數部分：除2取余數，直到商為0，得到的余數即為二進數各位的數碼，余數從逆序排列(反序排列)。小數部分：乘2取整數，得到的整數即為二進數各位的數碼，整數從順序排列。這樣轉換演算過程相當麻煩。

既然能用在位的權值下寫二進制數的數碼，再將數碼為1的位的權值相加，能得到轉換成的十進制數。相反，我們也可以用十進制數來配相應的位的權值，將十進制數轉換成二進制數：在演算紙上的第一橫排寫上二進制數的位的權值，寫到最高位的權值比十進制數稍大，然后，用此十進制數去配最大的小于或等于此十進制數的二進制數位的權值，并在第二橫排在此權值下寫數碼1，然后用此十進制數減去所配的權值得到所剩余數，所剩余數又用以上同樣的方法去配二進制數位的權值，如此重復，直到余數為0，在所有未配得數碼1的位的權值下寫數碼0，這樣得到的從左到右的數碼系列既為所要轉換成的二進制數。

將例1中的十進制數59.25轉換為二進制數的方法如下：

第一橫排寫位的權值：6432168421． 0.50.25

在第二橫排對應于第一橫排32位置下寫數碼1，余數為：59.25-32=27.25

在第二橫排對應于第一橫排16位置下寫數碼1，余數為：27.25-16=11.25

在第二橫排對應于第一橫排8位置下寫數碼1，余數為：11.25-8=3.25

在第二橫排對應于第一橫排2位置下寫數碼1，余數為：3.25-2=1.25

在第二橫排對應于第一橫排1位置下寫數碼1，余數為：1.25-1=0.25

在第二橫排對應于第一橫排0.25位置下寫數碼1，余數為：0.25-0.25=0

在第二橫排對應于第一橫排4、0.5的位置下寫數碼0

即：3216 8 4 2 1 ．0.50.25

1 1 1 0 1 1 ． 0 1

得到從左到右的二進制數數碼系列為： 1 1 1 0 1 1 . 0 1

所以：（59.25）10=（111011.01）2

3、二進制數與八進制數的相互轉換：

有了以上二進制數與十進制數相互轉換的方法，二進制數與八進制數的轉換變得容易。因為1位八進制數對應3位二進制數，所以二進制數轉換成八進制數時，只要以小數點為界，整數部分向左，小數部分向右每3位分成一組，最左最右端分組不足 3 位時，可用0補足，各組用對應的1位八進制數碼表示，所得到的從左到右的八進制數碼系列，即為轉換成的八進制數值。

用前面的十進制數轉換為二進制數的方法，很容易得出每個八進制數碼對應的三位二進制數碼。如：八進制數碼5對應的三位二進制數碼是：

在演算紙上的第一橫排寫上三位進制數的位的權值：421

在第二橫排對應于第一橫排4位置下寫數碼1，余數為：5-4=1

在第二橫排對應于第一橫排1位置下寫數碼1，余數為：1-1=0

在第二橫排對應于第一橫排2位置下寫數碼0

即： 421

101

所以，八進制數碼5對應的三位二進制數碼：101

這樣，使二進制數轉換為對應的八進制數變得簡便。

例2：將 （1101111.11001）2 轉換成對應的八進制數。

解：

所以，（1101111.11001）2＝（157.62）8

將八進制數轉換為二進制數時，只需將每位八進制數對應轉換成三位二進制數，所得到的從左到右的二進制數碼系列去掉最左最右端的0，即為轉換成的二進制數。

例3：將八進制的352.16轉換成二進制數：

352．16

011101 010 ． 001110

即：（352.16）8 ＝（11101010.00111）2

4、二進制數與十六進制數的相互轉換

二進制數與十六進制數的相互轉換與二進制數與八進制數的相互轉換相類似，只是 1 位十六進制數對應 4 位二進制數，所以二進制數轉換為十六進制時，只要以小數點為界，整數部分向左，小數部分向右每 4 位分成一組，最左最右端分組不足 4 位時，可用 0 補足，各組用對應的 1 位十六進制數碼表示，所得到的從左到右的十六進制數碼系列，即為轉換成的十六進制數值。

同樣用前面的十進制轉換為二進制的方法，推出每個十六進制數對應的四位二進制數碼。如：十六進制數D對應的四位二進制數碼：在演算紙上的第一橫排寫上四位進制數的位的權值：8421；在第二橫排對應于第一橫排8位置下寫數碼1，余數為：13-8=5；在第二橫排對應于第一橫排4位置下寫數碼1，余數為：5-4=1；在第二橫排對應于第一橫排1位置下寫數碼1，余數為：1-1=0；在第二橫排對應于第一橫排2位置下寫數碼0。即：8421

1101

所以，十六進制數碼D對應的四位二進制數碼：1101

這樣，就可以很方便的將二進制數轉換為對應的十六進制數。

例4：將（1011101.10111）2轉換成對應的十六進制數

解：

所以 （1011101.10111）2＝(5D.B8 )16。

將十六進制數轉換為二進制數時，只需將每位十六進制數對應轉換成四位二進制數，所得到的從左到右的二進制數碼系列去掉最左最右端的0，即為轉換成的二進制數。

例5：將十六進制數 5AE.9C 轉換成二進制：

解：5AE． 9 C

01011010 1110 ． 10011100

即：（5AE.9C）16＝（10110101110.100111）2

至于其他的轉換方法，如八進制到十進制，十六進制到十進制之間的轉換，可以借用二進制。先將要轉換的進制數轉換成二進制數，然后將再將得到的二進制數轉換成要轉換成的進制數。

用以上方法進行數制轉換，比較形象、直觀，學生感得簡便，易懂。激發了學生的求知欲望，提高了學生的學習興趣，使學生較好的掌握了數制的轉換。

計算機中的數制轉換的簡便方法

向官富

（作者單位：湖南省龍山縣高級中學）

【中圖分類號】G623.58【文章標識碼】C 【文章編號】1326-3587（2011）09-0019-02

在現行的高中教材中，將計算機中的二進制數轉換成轉換為十進制數是采用按權展開求和法，筆者在多年的教學生涯中，從用按權展開求和將二進制數轉換為十進制數的方法中得到啟示，從而得到了數制間相互轉換的簡便方法。

下面就用一些例子來說明，我在教學中進行數制間轉換的方法：

1、二進制數轉換成十進制數：

教材中的方法是“按權展開求和”

例1：（1011.01）2 ＝（1×25+1×24＋1×23+0×22＋1×21＋1×20＋0×2－1＋1×2－2）10＝（32+16+8＋0＋2＋1＋0＋0.25）10＝（59.25）10

因為二進制數只的兩個數碼：0、1 ，并且：0乘任何數都為0，1乘任何不為零的數都得原數。于是我就想到：可將“按權展開求和”變形，用珠算中在算盤上標示個、十、百、千、萬的方法，先在演算紙上寫上二進制數每個位的權值，再將二制數每位的數碼寫在相應的位的權值下面。將數碼為1的位的權值相加，就得到轉換成的十進制數。

將例1中的二進制數（111011.01）2轉換為十進制數的方法如下：

第一橫排寫位的權值： 3216 8 4 2 1.0.50.25

第二橫排寫相應數碼：1 1 1 0 1 1. 01

將數碼為1的位的權值相加：32+16+8+2+1+0.25=59.25

2、十進制數轉換成二進制數：

教材中是分兩個部分轉換，整數部分：除2取余數，直到商為0，得到的余數即為二進數各位的數碼，余數從逆序排列(反序排列)。小數部分：乘2取整數，得到的整數即為二進數各位的數碼，整數從順序排列。這樣轉換演算過程相當麻煩。

既然能用在位的權值下寫二進制數的數碼，再將數碼為1的位的權值相加，能得到轉換成的十進制數。相反，我們也可以用十進制數來配相應的位的權值，將十進制數轉換成二進制數：在演算紙上的第一橫排寫上二進制數的位的權值，寫到最高位的權值比十進制數稍大，然后，用此十進制數去配最大的小于或等于此十進制數的二進制數位的權值，并在第二橫排在此權值下寫數碼1，然后用此十進制數減去所配的權值得到所剩余數，所剩余數又用以上同樣的方法去配二進制數位的權值，如此重復，直到余數為0，在所有未配得數碼1的位的權值下寫數碼0，這樣得到的從左到右的數碼系列既為所要轉換成的二進制數。

將例1中的十進制數59.25轉換為二進制數的方法如下：

第一橫排寫位的權值：6432168421． 0.50.25

在第二橫排對應于第一橫排32位置下寫數碼1，余數為：59.25-32=27.25

在第二橫排對應于第一橫排16位置下寫數碼1，余數為：27.25-16=11.25

在第二橫排對應于第一橫排8位置下寫數碼1，余數為：11.25-8=3.25

在第二橫排對應于第一橫排2位置下寫數碼1，余數為：3.25-2=1.25

在第二橫排對應于第一橫排1位置下寫數碼1，余數為：1.25-1=0.25

在第二橫排對應于第一橫排0.25位置下寫數碼1，余數為：0.25-0.25=0

在第二橫排對應于第一橫排4、0.5的位置下寫數碼0

即：3216 8 4 2 1 ．0.50.25

1 1 1 0 1 1 ． 0 1

得到從左到右的二進制數數碼系列為： 1 1 1 0 1 1 . 0 1

所以：（59.25）10=（111011.01）2

3、二進制數與八進制數的相互轉換：

有了以上二進制數與十進制數相互轉換的方法，二進制數與八進制數的轉換變得容易。因為1位八進制數對應3位二進制數，所以二進制數轉換成八進制數時，只要以小數點為界，整數部分向左，小數部分向右每3位分成一組，最左最右端分組不足 3 位時，可用0補足，各組用對應的1位八進制數碼表示，所得到的從左到右的八進制數碼系列，即為轉換成的八進制數值。

用前面的十進制數轉換為二進制數的方法，很容易得出每個八進制數碼對應的三位二進制數碼。如：八進制數碼5對應的三位二進制數碼是：

在演算紙上的第一橫排寫上三位進制數的位的權值：421

在第二橫排對應于第一橫排4位置下寫數碼1，余數為：5-4=1

在第二橫排對應于第一橫排1位置下寫數碼1，余數為：1-1=0

在第二橫排對應于第一橫排2位置下寫數碼0

即： 421

101

所以，八進制數碼5對應的三位二進制數碼：101

這樣，使二進制數轉換為對應的八進制數變得簡便。

例2：將 （1101111.11001）2 轉換成對應的八進制數。

解：

所以，（1101111.11001）2＝（157.62）8

將八進制數轉換為二進制數時，只需將每位八進制數對應轉換成三位二進制數，所得到的從左到右的二進制數碼系列去掉最左最右端的0，即為轉換成的二進制數。

例3：將八進制的352.16轉換成二進制數：

352．16

011101 010 ． 001110

即：（352.16）8 ＝（11101010.00111）2

4、二進制數與十六進制數的相互轉換

二進制數與十六進制數的相互轉換與二進制數與八進制數的相互轉換相類似，只是 1 位十六進制數對應 4 位二進制數，所以二進制數轉換為十六進制時，只要以小數點為界，整數部分向左，小數部分向右每 4 位分成一組，最左最右端分組不足 4 位時，可用 0 補足，各組用對應的 1 位十六進制數碼表示，所得到的從左到右的十六進制數碼系列，即為轉換成的十六進制數值。

同樣用前面的十進制轉換為二進制的方法，推出每個十六進制數對應的四位二進制數碼。如：十六進制數D對應的四位二進制數碼：在演算紙上的第一橫排寫上四位進制數的位的權值：8421；在第二橫排對應于第一橫排8位置下寫數碼1，余數為：13-8=5；在第二橫排對應于第一橫排4位置下寫數碼1，余數為：5-4=1；在第二橫排對應于第一橫排1位置下寫數碼1，余數為：1-1=0；在第二橫排對應于第一橫排2位置下寫數碼0。即：8421

1101

所以，十六進制數碼D對應的四位二進制數碼：1101

這樣，就可以很方便的將二進制數轉換為對應的十六進制數。

例4：將（1011101.10111）2轉換成對應的十六進制數

解：

所以 （1011101.10111）2＝(5D.B8 )16。

將十六進制數轉換為二進制數時，只需將每位十六進制數對應轉換成四位二進制數，所得到的從左到右的二進制數碼系列去掉最左最右端的0，即為轉換成的二進制數。

例5：將十六進制數 5AE.9C 轉換成二進制：

解：5AE． 9 C

01011010 1110 ． 10011100

即：（5AE.9C）16＝（10110101110.100111）2

至于其他的轉換方法，如八進制到十進制，十六進制到十進制之間的轉換，可以借用二進制。先將要轉換的進制數轉換成二進制數，然后將再將得到的二進制數轉換成要轉換成的進制數。

篇6

關鍵詞：ABAQUS；位移約束；海底管道

中圖分類號：P752 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 17-0000-02

1 工程概述

海底管道鋪設是海洋油氣工程建設的一項重要內容。海底管道鋪設的方法基本可以分為兩類：鋪管船法[1，2]和拖管法[3]，其中鋪管船法包括S型鋪管船法、J 型鋪管船法、卷管式鋪管船法；根據管道所處位置不同，拖管法分為水面拖、水下拖、近底拖和底拖。對于登陸段海底管道采用底拖法施工更具有可行性。對于底拖法施工可以在陸地焊接后，由陸至海利用絞車、絞盤、拖輪等設備牽引鋪設；也可以在鋪管船上焊接，由海至陸鋪設，其牽引方法有：岸上設置絞車牽引，利用鋪管船上的絞車反向牽引。

某登陸段管道采用底拖法鋪設，在鋪管船上焊接管道，岸上設置定滑輪，由鋪管船上的絞車帶動管道鋪向岸邊，見圖1。

該方案中，鋪管船到海床段的海底管道形成S型，管道受到拖管力、張緊器張力、自重、自身浮力、浮筒浮力、海床支撐力、海床摩擦力等載荷作用，為了底拖施工的安全進行，進行管道強度校核是十分必要的。以下給出了管道強度分析的關鍵參數：

管材為X65鋼，鋼管外徑為813mm，壁厚22.2mm，鋼管外敷防腐涂層，厚度2.8mm，防腐涂層外為混凝土層，厚度為80mm，管道長度總長575m，海床上管道長度為375m；海床摩擦系數為1.0；水深14m；張緊器張力為100kN；拖管力為350kN；由于綁縛浮筒，管道水下重量為540.7N/m。

鋪管船各輥軸相對位置：為了考慮邊界影響，張緊器前取2個輥軸。根據工程作業的鋪管船情況，在張緊器后共8個輥軸，從船艏至托管架方向各個輥抽名稱分別為：R1，R2，張緊器，R3，R4，R5，S1，S2，S3，S4，S5。在水平方向和豎直方向上每個輥軸距離輥軸R1的長度見表1，其中R1距離水面的高度為3.9m。

注：托管架上各個輥軸水平向至R1的距離考慮了拖管架角度。

2 ABAQUS數值模擬

以上工程施工中，鋪管船到海底段管道形成S型，為大變形問題。ABAQUS[4]軟件具有強大的非線性分析功能，在工程中有著廣泛的應用。根據以上參數，采用軟件ABAQUS模擬管道的底拖過程。鋪管船和托管架上面的輥軸和管道的作用，以及管道和海床的相互作用都可以通過接觸的方式處理。眾所周知，接觸為非線性問題，對管道、海床和輥軸的建模有一定的要求，如果處理不當則計算難以收斂。因此，本文通過位移約束的方式模擬了管道和輥軸的接觸，通過位移約束和加載的方式模擬了管道和海床的相互作用。以下給出模擬過程及計算結果。

2.1 模擬過程

第一步：建立模型，考慮管道半徑，管道豎直向坐標為4.3893m，管道單元B32，見圖2。

第二步：根據各輥軸位置給出管道上相應的約束點。通過移動坐標系平面的方式建立新平面，新平面和管道的交點為約束點，見圖3。雖然當管道大變形后約束點和相應輥軸位置不一致，但在本文的模擬中，這種不一致對結果的影響可以忽略。著泥點的位置可以根據經驗確定，或者通過調試的方法得到：首先給出著泥點初始值，計算出著泥點的支反力，然后調整著泥點的位置，當支反力為零時，對應著泥點位置。

第三步：施加約束。根據各個輥軸相對R1在豎直向的長度得到管道約束點和海床段管道豎直向位移，施加位移約束。在海管鋪設中，某些輥軸并不能起到支撐的作用，計算出各約束點的支反力，當其為拉力時，則放松該約束。張緊器的拉力通過簡支約束管道端部體現，其他段管道在水平向可以自由移動。見圖4。

第四步：施加重力載荷。水面以上和以下管道重力不同，水面與管道交點可以通過經驗得到，也可通過迭代的方式求得。

第五步：施加海床摩擦力和拖管力。以均布載荷的形式施加摩擦力，根據管道水下重力和摩擦系數，可知摩擦力為540.7N/m。拖管力取350kN。

2.2 計算結果

按照以上步驟建立模型，計算得到管道應力場，見圖5。其中上彎段最大應力為297MPa，下彎段最大應力為290MPa。

3 總結

某登陸段管道采用由海至陸的底拖法鋪設，本文采用ABAQUS軟件建立數值模型，計算了管道應力。上彎段最大Mises應力為297MPa，下彎段最大Mises應力為290MPa，為管道底拖強度分析奠定了基礎。

參考文獻：

[1]E Heerema. Recent Advancements and Present Trends in Deepwater Pipe- Lay Systems. OTC 17627， 2005.

[2]Braestrup M， Andersen J， Andersen L， et a1. Design and installation of marine pipelines.Blackwell Science Ltd.， 2005， 210-238.

[3]桑運水，韓清國.海底管道近岸淺水鋪設的岸拖與海拖.石油工程建設.2006（4）.

[4]ABAQUS Version 6. 7 Documentation，ABAQUA，Inc.

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【關鍵詞】職業技術學院；計算機網絡；課程教學；教學方法

計算機網絡作為很多職業技術學院開設的一門基礎課程，理論知識更新快，操作技能要求高，教學效果的提升一直困擾著廣大師生。我院近年來依托教學改革，在計算機網絡教學中取得了較好效果?，F將有關經驗和體會總結如下。

1職業技術學院計算機網絡教學存在的主要問題

1.1教學內容滯后

計算機網絡的知識更新程度快，幾乎每年都有新的理論和知識出現。這就要求教學內容要及時更新，以適應計算機網絡領域的最新知識發展需要。但是在教學中，老師往往“一本教材用到底”，數年不更新教材和課件，教授的內容與計算機網絡發展現狀明顯脫節。

1.2教學方法簡單

在計算機網絡教學中，老師多采用“填鴨式”教學，老師機械的教，學生機械的學,而且在考核方式上，職業技術學院多以期末卷面考試為主要手段，注重的依然是“記憶能力”，對學生的其他能力關注不夠。

1.3學生動手操作少

計算機網絡的實踐性較強，需要學生不斷的動手實踐，提高實踐操作技能。但是目前職業技術學院在計算機網絡教學中，過于重視理論教學，對實踐擦做的要求相對較少，而且也缺乏學生實踐練習平臺。學生普遍缺乏實踐操作技能，難以適應就業崗位的需要。

2職業技術學院計算機網絡教學的基本原則

2.1教學內容要適應時代需要

教學內容適應時代需要是職業技術學院計算機網絡教學必須堅持的基本原則。如果教學內容過于陳舊，將會造成學生與社會的脫節。學生不能有效掌握計算機網絡的現展趨勢和基本內容，學生就難以適應未來的工作崗位需要，既影響了學生培養質量，而且也不利于職業技術學院的可持續發展。

2.2要尊重學生主體地位

教學必須尊重學生在學習中的主體地位。職業技術學院計算機網絡教學中，老師地位過于強勢，學生普遍缺乏學習興趣，并不利于實現計算機網絡教學預期目標。在計算機網絡教學中，既要注重老師教學主體地位的發揮，又要尊重學生學習主體地位，實現兩個“主體”的充分結合。

2.3實踐操作要占有適當比例

計算機網絡必須要注重實踐教學。唯有通過增加實踐教學環節，才能讓學生真正的掌握計算機網絡相關知識，并且能夠熟練操作，適應工作崗位需要。實踐教學與理論教學要合理分配，實現理論與實踐的共同發展，不能過于強調理論忽視計算機網絡實踐。

3職業技術學院計算機網絡教學方法探索

3.1“訂單式”教學

“訂單式”教學旨在改變職業技術學院計算機網絡教學內容陳舊的問題。在計算機網絡教學中，可以由學生參與有關課程的設置與安排，通過征求學生意見，掌握學生真正需要的課程，并適當安排相關課程。通過“訂單式”教學，有利于改變在教學中的學生被動局面，同時對一線老師形成了壓力。為了能夠勝任教學要求，老師需要積極學習計算機網絡的最新知識，否則就難以勝任教學工作。

3.2“角色體驗式”教學

“角色體驗式”教學其實屬于分組教學的一種。根據教學目標和教學資源，將學生分成數個組，每個組數名學生，每名學生負責一個具體任務。比如在簡單網絡構建中，根據學生的興趣等，由老師或者學生自行分配諸如信息收集者、網絡設計者、編程實現者等角色。這可以有效激發學生的學習興趣，并且讓學生在潛移默化中形成團隊合作精神，為以后的工作奠定基礎。

3.3“實踐性”教學

計算機網絡教學必須要給實踐教學一定的重視。要把實踐教學納入課時安排，并把實踐技能考核作為課程成績考核的一部分。實踐教學以提升學生實踐技能為目標，學生必須完成老師給定的實踐任務，并且能夠以團隊的形式提供至少一個實踐作品，才能獲得有關的成績。否則，計算機網絡將會被判不合格，要求學生重修，通過強化實踐考核讓學生注重計算機網絡實踐。

3.4“探究性”教學

“探究性”教學以解決實際問題為目標，也是旨在促進學生理論知識和實踐操作相結合的一種教學手段。老師可以向學生展示一個案例，然后由學生運用所學習的知識，分組或者自己設計有關的解決方案，解決實際問題。“探究性”教學激發了學生的興趣，真正尊重了學生的學習主體地位，有利于讓學生從探索中學習，提高了學生解決實際問題的能力?？傊?，職業技術學院學院計算機網絡教學必須要尊重學生主體地位，強化實踐，緊跟時代，要探索多種形式的教學方法，激發學生學習興趣，不斷培養適應社會需求的高素質人才。

參考文獻：

［1］劉佩賢,段雪麗,劉利平,等.應用型本科計算機網絡課程教學模式的研究與實踐［J］.計算機光盤軟件與應用,2014,24:257-258.

［2］孫飛翔.談中等職業學校計算機課程教學的改革［J］.中國校外教育,2014,34:168.

篇8

要】基于優化方法的機制設計與性能評價成為了當前網絡服務質量領域中的一個前沿研究領域。本文簡述了在網絡上實現服務質量的現狀和解決方案，分析和總結了服務質量保證的關鍵技術的原理和特點，最后展望了網絡服務質量技術的發展。

【關鍵詞】服務質量；性能；綜述

一、引言

隨著通信技術和Internet的快速發展，網絡會議、視頻點播、遠程教學、資源下載等大量實時服務在網絡上被廣泛應用，需要占用大量網絡帶寬，而且不同業務流對Qos有著不同的要求，這都迫切要求網絡傳輸能提供服務質量保證。因此，如何保障網絡的服務質量是一個重要的研究領域。

（一）QoS定義

QoS是指IP的服務質量，也是指IP數據流通過網絡時的性能。它的目的就是向用戶提供端到端的服務質量保證。它有一套度量指標，包括業務可用性、延遲、可變延遲、吞吐量和丟包率等。簡單地說，QoS能夠對數據包進行合理的排隊，對含有內容標識的數據包進行優化，并對其定的數據包賦以較高的優先級，從而加速傳輸的進程，并實現實時交互。QoS在可預測、可測量性方面比傳統IP有了很大的提高．基本解決了多媒體類應用或者大數據有線傳輸的需求，并且可提高帶寬的使用率。

（二）Qos的主要性能參數

實際上，Qos問題主要是由網絡對業務性能要求的支持能力不足引起的。QoS保證就是通過對網絡資源進行合理安排，確保網絡滿足各項業務的要求，目的是為各種業務流（如數據、圖像、多媒體等）提供可靠的端到端Qos保證。用來保證Qos的性能參數包括：①可用性，指用戶到IP業務之間連接的可靠性；②延遲，指IP包從網絡入口點到達出口點所需的傳輸時間間隔；③延遲抖動，指在同一條路徑上發送的一組數據流中數據包之間的時間差異；④丟包率，指IP包在網絡節點之間傳輸時丟失的IP包數與己發送的IP包總數的比值；⑤吞吐量，指網絡中IP包的傳輸速率。

二、典型網絡服務質量的模型

服務質量模型是網絡服務性能的綜合體現。在實現QoS保證的機制上，不同的國際組織和團體提出了不同的控制機制和策略，如ISO提出了基于ODP分布式環境的QoS控制；ATM論壇提出了QoS控制策略和實現；IETF也提出的集成服務模型，區分業務模型，多協議標簽交換，流量工程[2]等。目前，網絡QoS的典型模型有：盡力而為服務（Best　effort　Service）、集成服務和區分服務，使用不同的服務模型可以完成網絡承載業務不同的OoS保障。

傳統的IP網絡采取盡力而為的處理原則，對數據的處理就是公平競爭，處理方式簡單，網絡資源利用率高，不利于運營管理，因而提出了集成服務模型。集成服務是針對流的，支持三種流類型：保證服務，控制負荷，盡力而為的服務。其基本思想就是采用資源預留協議為業務流保留帶寬，預留網絡資源來實現Qos保障。RSVP的工作過程是：當需要在一條路徑上預留帶寬資源時，發送端在發送數據前先向接收方發送路徑消息，接收端收到消息后發送一個資源預留請求類別的RESV消息，為該數據請求資源，沿途的每個路由器采用輸入控制過程，決定是否接受該請求。如果該請求被拒絕，路由器給接收方發送一個出錯信息，終止端信令處理過程：否則，路由器為該數據流分配所請求的資源。集成服務能預留所需資源，提供端到端的服務質量保證，但其復雜度高、開銷大、可擴展性較差，實現復雜而不能滿足QoS的要求。

目前，區分服務模型已經成為解決IP網絡服務質量問題的主要模型。區分服務使用分組標記和按類排隊的方法，定義一組數量較小的服務類型和優先級，在網絡的邊緣對所有分組進行分類，并標記每個分組所屬的服務類型，對不同種類的報文設置不同的優先級，優先級高的應用報文優先得到服務。其工作方式是：對到達的數據包根據業務流的Qos要求進行分類并使用區分服務碼點進行標記，復雜的業務流在網絡的邊緣路由器中進行，逐跳轉發等簡單功能則在核心路由器中完成。在區分服務中，不同級別的分組得到不同級別的服務，很好地適應了IP網絡的特點，實現簡單且具有很強的可擴展。

三、服務質量技術的發展

隨著網絡的快速發展，網絡承載的業務類型呈現出多樣化的發展趨勢。在實際應用中，我們可以組合運用各種管理手段和服務質量技術，綜合實現網絡的QoS。比如利用MPLS技術來解決服務質量問題；對可重構網絡體系結構提出一個確保可重構網絡服務質量的方法；將QoS與MPLS+DiffServ相結合的綜合服務質量模型。事實上，如何充分利用網絡特征，設計面向應用問題的體系結構，研究下一代網絡的服務質量及策略、流量工程、多協議標簽交換等技術，都將是未來QoS研究的趨勢。

四、結束語

網絡中的優化理論將成為網絡系統設計的基本出發點，它不僅能夠嚴格導出網絡中同一層次中資源分配和任務調度的最優決策，而且能夠指導網絡的跨層設計。很多網絡機制基于啟發式設計，尚待改進，因此需要網絡優化理論的支持。不僅如此，網絡優化理論本身也存在很多難點，值得關注，例如分布式優化中通信信息的傳輸，基于狀態的動態規劃狀態空間的化簡等。在實際中，網絡中各節點的能量和資源有限，也亟需找到更有效的優化算法。此外，對優化算法的評價也是一個挑戰，尤其是諸如適應性之類不易被量化的指標。優化算法的評價結果將對選擇具有最優折中性能指標的算法提供參考。目前，有關Qos保證技術問題的研究仍處于不斷的發展和完善中。本文分析了現有網絡服務質量的特點和現狀，提出有效地結合各種Qos技術更好地發揮各自不同的優勢，改進網絡服務質量。

參考文獻

[1]李剛健，段錦.基于MPLS的網絡服務質量分析.長春理工大學學報，2006，29（2）．

[2]劉強，王斌強，韓振吳.基于可重構網絡的服務質量研究.信息工程大學學報，2009，10（1）．

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關鍵詞：直覺模糊集；位置權向量；空間數據質量；多屬性決策；IFHA算子；IFHG算子 文獻標識碼：A

中圖分類號：PC224 文章編號：1009-2374（2016）16-0020-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.16.009

1 概述

近年來，空間信息產業的蓬勃發展、壯大以及計算機硬軟件技術的快速發展，為地理信息系統（GIS）提供了強大的技術支持，使得GIS廣泛地應用在國計民生的各個領域，并產生了巨大的經濟效益和社會效益。

基于直覺模糊集IFHA和IFHG算子對空間數據質量評價是一種綜合多屬性評價和模糊評價并采用合適的位置權重的評價方法，其評價方法能夠比傳統的評價方法更加真實、細膩地刻畫客觀世界的模糊性本質，使得評價分析過程更加真實合理。

2 直覺模糊集的基本理論

由于社會信息的復雜性和不確定性，使得人們在事物的認知過程中往往存在不同程度的猶豫，從而使得其結果表現為肯定、否定和介于之間的猶豫性三個部分。保加利亞學者Atanassov對Zadeh的模糊集進行了拓展，推廣到同時考慮隸屬度、非隸屬度和猶豫度三個方面信息的直覺模糊集。

2.1 直覺模糊集的定義

定義：設X為一個非空集合，則稱為直覺模糊集，其中和分別為中元素屬于的隸屬度和非隸屬度，即：

且滿足條件：

此外：

表示X中元素x對于A的猶豫度。

2.2 直覺模糊集成算子

考慮到IFWA和IFWG算子忽視了數據自身存在的位置權重，僅對直覺模糊數進行了加權計算，而下面兩種直覺模糊混合算子有效地克服了這一缺點。

2.2.1 直覺模糊混合平均（IFHA）算子。

定義：IFHA算子為一個映射：，即：

式中：為IFHA算子的加權向

量值，且，；，是加權的直覺模糊數組的一個置換；是的權重向量，且。

2.2.2 直覺模糊混合集合（IFHG）算子。

定義：IFHG算子為一個映射：，使得：

式中：是IFHG算子的加權向量值，且，；，是加權的直覺模糊數組的一個置換；是的權重向量，且。

2.3 位置權向量的確定

對于如何確定評級影響因素相應的權重，這是評價過程中的重要一步，這一步直接決定了評價結果的合理性。對較大的數據賦予較小的權重，這個是符合大多數人心理的。在Yager給出了OWA算子理論基礎上，人們提出了多種賦權的方法，傳統的賦權方法簡單明了，但比較粗糙，并不能體現評價結果的科學性。

在OWA算子中，權向量與評價數據沒有關系，只是對位置加權，Xu提出離散正態分布的權重向量，正態分布的密度函數圖很好地解決了這個問題。在數據庫質量評價上利用這種賦權方法得出的權重值，使得其評價過程更加合理。如圖1所示，下面介紹這種方法。

設為OWA算子的權重向量，定義為：

有賦以權重得出的數學期望，且由在及權重得出的標準差，和，表示為：

3 基于直覺模糊算子對空間數據質量的評價過程

空間數據質量評價問題屬于一種其質量的好與壞，是由多個影響因素共同作用的結果，可

以設為評價對象集和，為屬性集，為屬性的權重向量，其中，。設評價對象的特征信息由直覺模糊集來表達。

式中：表示方案肯定屬性的程度，表示對象否定屬性的程度，且：

用直覺模糊數來表示評價對象關于屬性的特征，就是說表示評價對象肯定屬性的程度，表示評價對象否定屬性的程度。所以直覺模糊決策矩陣表示所有的評價對象關于所有屬性的特征信息，其中，， 。

基于直覺模糊集信息的空間數據質量的評價過程。

步驟1：利用直覺模糊集IFHA算子或者利用直覺模糊集IFHG算子

4.1 利用直覺模糊集IFHA算子對數據質量進行評價

嘗試用直覺模糊集IFHA算子對對象的數據質量進行評價，評價過程為以下步驟：

步驟1：用位置向量對各個評價影響因素的屬性值進行賦權然后乘以其系數，得到加權的屬性值，用表示，為加權的直覺模糊評價矩陣。

即評價對象“優”和“良”的加權屬性為表2所示：

表2 加權的直覺模糊評價矩陣

步驟2：然后對“優”和“良”的加權屬性值按從大到小排序，利用IFHA算子求得方案的綜合屬性值。

其中是由Xu離散正態分布法確定的加權向量。

步驟2：然后對評價對象“優”和“良”的加權屬性值按從大到小排序，然后利用位置權重對每個因素的加權屬性值的位置加權。

得到：

所以：

于是得到評價對象“優”和“良”的綜合屬性值為：

步驟3：計算評價對象“優”和“良”的得分值：

即評價對象“優”的空間數據質量較好，“良”次之，這與利用直覺模糊集IFHA算子的結果一致，而與傳統的加權平均法并不相同。

5 比較分析

（1）將Xu提出正態分布離散化賦權方法所得出權重值用在數據庫質量評價上，對評價的合理性起到重要的作用；（2）IFHA算子和IFHG算子是在IFWA算子和IFWG算子的基礎上，既考慮了各個數據影響要素的重要性，又考慮了其所在位置的重要性，使得評價結果更可靠。

6 結語

通過實例可知，此方法對空間數據質量評價是可行的，其優點是：（1）以可靠的理論為基礎；（2）全面合理地考慮各個影響因素和相互關系，實現對數據質量的合理分析；（3）考慮了影響因素所在位置的重要性。

不過其評定方法也存在一定不足，主要如下：（1）IHFA算子側重于強調整體數據質量影響因素的結果，而IHFG算子側重于單個質量影響因素的結果；（2）影響因素最優權向量的確定；（3）影響因素隸屬度的確定。

參考文獻

[1] 胡圣武.GIS質量評價與可靠性分析[M].北京：測繪出版社，2006.

[2] 曾衍偉，龔建雅.空間數據質量控制與評價方法及實現技術[J].武漢大學學報（信息科學版），2004，29（8）.

[3] 史文中.空間數據與空間數據不確定性原理[M].北京：科學出版社，2005.

[4] 徐澤水.直覺模糊信息集成理論與應用[M].北京：科學出版社，2008.

[5] Atannassov K.Intuitionistic sets[J].Fuzzy Sets and System，1986，69（20）.

篇10

關鍵詞： 高職院校 《微型計算機原理原理與接口技術》 教學方法

《微型計算機原理與接口技術》，是高職院校電子、通信、計算機及相關業的一門很重要的專業基礎課，所涉及的內容包括微機原理、匯編語言程序設計和微機接口技術等，這些課程對于深入認識計算機和學習其他專業課都有著很重要的輔助作用。

然而由于本課程是理論性很強的一門課程，基于高職學生普遍理論基礎比較薄弱的現狀，如果采用傳統的教學模式，學生普遍會感到枯燥難懂、乏味，最后失去學習的興趣，甚至放棄。筆者結合實際教學經驗，對本課程的教學方法提出幾點改進

一、避免“紙上談兵”，將抽象的、“靜止的”原理“動”起來。

本課程涉及很多理論，尤其是涉及與計算機的組成結構相關的內容，而且比較抽象、晦澀。如果教師采取傳統的講授方式，對著課本大講特講原理與結構，而置高職學生理論基礎薄弱的現實不顧，最后可能會讓學生如聽天書。

針對這種情況，教師應首先盡力讓這些抽象、乏味的概念、原理的面孔變得“生動”起來，不要讓學生感覺這些概念、原理高不可攀。因此在講授復雜的原理與結構的時候，一定要采取動畫演示的方法，使抽象的原理趣味化，使紙上的結構圖“動”起來。

如在講授8086CPU的內部結構，以及“讀”、“寫”、“譯碼”過程的時候，如果對著教材上的框圖直接講解，學生會感到很復雜、抽象。為了使學生整體把握8086CPU的內部結構及其基本的工作原理，筆者制作了相應的Flas，如下圖所示（實線箭頭為數據流向），通過動畫演示，將紙上靜止的圖“動”起來，使學生相對直觀地理解8086的基本結構和工作原理，激發其學習興趣。

圖1 8086CPU內部結構及讀寫

二、避免“流水式”授課，創造多種“任務”。

一般《微機原理與接口技術》教材都是先講指令，再講匯編語言，最后講接口技術，這幾部分內容時間跨度往往比較大，而且內容卻相對獨立。這對于學生整體上把握接口技術是有很大難度的。如果按教材“流水式”教學，逐一地先講匯編指令，學生會感到非常乏味、多而且難記憶，以致到后面再講述匯編語言程序設計的時候，由于指令沒有記住，更難理解程序。匯編程序不能理解，就更難學習接口技術了。

針對這種情況，應調整教學內容的順序，采取“任務驅動”，將匯編指令、匯編語言程序及接口技術三者融合起來。

例如設計任務“設計打印機接口驅動程序”，可以將此任務進行分解：

（一）此處的接口要完成什么樣的功能？

通過這個子任務讓學生理解接口的作用和基本結構。

（二）如何通過匯編語言程序完成這樣的功能？

通過這個子任務讓學生學習一些匯編指令，比如此接口程序涉及MOV指令、OUT指令，IN指令、TEST指令等。

通過這種“任務驅動”的方式，學生能夠理解并記住所用到的匯編指令，學起來也有動力、有目標。采用多個“任務”進行教學后，常用的指令就基本掌握了，匯編語言的結構基本能掌握，對接口技術理解也更透徹。

三、避免傳統的實驗箱實驗模式，采用Proteus仿真。

歷來微機原理相關的實驗大都是采用實驗箱完成的，但是采用實驗箱進行實驗有其不足之處：（1）實驗內容固定，缺乏新意；（2）電路組成在實驗箱上并不直觀。因此，在教學過程中，很難激發學生的學習興趣，學生的創新思維和綜合開發能力也難以培養和提高。

Proteus是英國Labcenter公司開發的電路分析與實物仿真及印制電路板設計軟件，可以仿真、分析各種模擬電路與集成電路。該軟件提供了大量模擬與數字元器件、外部設備及各種虛擬儀器，并具有對常用控制芯片及其電路組成的綜合系統的交互仿真功能。［1］

用Proteus進行8086接口技術仿真，可以通過以下步驟完成：（1）編輯電路原理圖；（2）設置外部代碼編譯器；（3）編寫和添加源代碼及仿真調試。［2］

Proteus實驗平臺成本較低，實驗器件豐富，靈活性好，學生在學習和實踐過程中可以充分發揮主觀能動性，自主地從各類元件庫里找到適合設計目標的器件來構建電路，而不必局限于學校實驗箱上的那幾種實驗。還可以克服原有硬件實驗箱由于是成品，學生很難參與其中的細節設計和擴展設計的缺點，為學生提供一個進行創新設計的開放平臺。

參考文獻：