6.2 IO 控制方式 (2)（教案）-《计算机原理》(电工版第五版) 同步精品课堂

课  题

I/O 控制方式（2）

课  型

理论

课  时

2

授课班级

授课时间

授课教师

教材分析

本部分内容承接程序控制方式，以中断系统和DMA方式为核心，层层递进构建I/O控制知识体系。教材结构清晰，先阐释中断源、中断向量等基础概念，再深入8259A控制器的硬件细节与应用，最后介绍DMA方式的结构与流程，符合认知规律。内容兼具理论性与实操性，通过引脚图、结构示意图和应用案例具象化抽象知识点，同时注重对比分析。整体内容衔接紧密，为后续硬件编程奠定基础，需补充寄存器协同案例与DMA实操细节以完善教学需求。

学情分析

学生已掌握程序控制方式基础，对中断与DMA的核心逻辑存在认知难点。易混淆中断源分类、中断向量表寻址机制，对8259A的引脚功能与内部寄存器协同工作原理理解模糊，难以将硬件结构与程序流程关联。DMA方式中总线控制权转移、周期窃取等概念抽象，学生易忽视其与中断方式的互补关系。此外，学生对级联中断、中断嵌套的优先级判定逻辑掌握不扎实，实操中对初始化配置的关键步骤易遗漏。需通过具象化案例和流程拆解，强化硬件与软件的关联认知，同时通过对比分析梳理三种控制方式的适用场景，突破抽象知识点瓶颈。

学习目标

知识目标：

1. 理解中断源、非屏蔽中断与可屏蔽中断、中断向量、中断优先级和中断嵌套等概念。
2. 熟悉可编程序中断控制器 8259A 的使用和初始化设置。
3. 掌握直接存储器存取方式（DMA）的基本概念、硬件结构和工作流程。

技能目标：

1. 具备根据实际需求设计中断系统和选择合适控制方式的能力，能够进行简单的 8259A 和 DMA 控制器的应用编程。

情感目标：

培养学生对计算机硬件技术的兴趣和探索精神，提高学生的团队协作和创新能力，鼓励学生关注计算机技术的发展趋势。

学习重难点

重点：

1. 中断相关概念，如中断源、中断向量、中断优先级和中断嵌套等。
2. 可编程序中断控制器 8259A 的引脚功能、内部逻辑结构和应用方法。
3. 直接存储器存取方式（DMA）的基本概念、硬件结构和工作流程。

难点：

1. 8259A 的内部逻辑结构和级联使用方法。
2. DMA 方式的硬件控制原理和工作流程。

教学方法

案例分析、讲授法、小组讨论法

课前准备

1.查找相应网站资料，课堂演示使用。

2.学生课前预习。

教学媒体

电子课件、多媒体视频

教学过程

教学环节

教师活动设计

学生活动设计

设计意图

活动一：

创设情境

生成问题

【课程导入】

同学们，在前面的学习中我们了解了程序控制方式和中断控制方式。但在实际的计算机系统中，还存在一些对数据传输速度要求极高的场景。那么，如何实现主存储器与 I/O 设备间的高速批量数据交换呢？这就引出了我们今天要学习的直接存储器存取（DMA）方式。

【新知识传授】

         中断相关概念

活动 1：生活中的中断场景类比

         教师展示一些生活中类似中断的场景，如正在看电视时电话铃响、正在写作业时突然有人敲门等，让学生观察并思考这些场景中中断的特点和处理方式。

         学生分组讨论，分享自己对生活中中

1.   接收并查看本节课堂任务书。
2.   了解学习目标，带着目标进行学习。
3.   理解中断源、非屏蔽中断与可屏蔽中断、中断向量、中断优先级和中断嵌套等概念，掌握 8088 系统的中断分类和中断向量表的使用方法。
4.   熟悉可编程序中断控制器 8259A 的引脚功能、内部逻辑结构和应用方法，能够进行 8259A 的级联使用和初始化设置。
5.   掌握直接存储器存取方式的基本概念、硬件结构和工作流程，了解 DMA 方式与其他控制方式的区别和联系。思考其背后的技术支撑。
6.   针对教师给出的问题，初步发表个人见解。
7.   目标明确：跟随教师引导，

1.以提问的方式导入课程，让学生带着问题有针对性的进行学习。

2.通过任务实施，调动学生积极性。

3.生活实例类比与小组竞赛结合。通过生活中类似中断的场景，帮助学生理解中断的概念，然后组织小组竞赛，让学生在竞争中加深对中断相关知识的掌握。

断场景的理解和感受，并类比到计算机中的中断概念。每个小组选派代表进行发言，其他小组可以提问和补充。

         教师总结学生的讨论结果，详细讲解计算机中中断源、非屏蔽中断与可屏蔽中断、中断向量、中断优先级和中断嵌套等概念，将生活实例与计算机知识紧密结合。

活动 2：中断知识小组竞赛

         教师将学生分成若干小组，准备一些与中断相关的问题，如中断源的分类、中断向量表的作用、中断优先级的确定方法等。

         以小组竞赛的形式，让各小组轮流回答问题，答对得分，答错扣分。在竞赛过程中，鼓励学生积极思考，快速回答问题。

         竞赛结束后，对得分高的小组进行表扬和奖励，同时对学生回答错误的问题进行详细讲解，强化学生对中断相关知识的理解和记忆。

2.引导学生带着问题去课本寻找答案，明确本节课的学习内容。

3.展示本讲学习目标。

明确本节课学习目标。

活动二：

调动思维

探究新知

【新知识传授】

         可编程序中断控制器 8259A

活动 1：8259A 实物观察与引脚功能讲解

         教师展示 8259A 的实物或模型，向学生介绍其外观和基本结构。

         学生分组观察实物，讨论 8259A 各引脚的功能和作用。

1.   阅读探究：阅读课本相关内容，探究多媒体技术的产生背景。
2.   概念理解：中断相关概念，如中断源、中断向量、中断优先级和中断嵌套等。
3.   可编程序中断控制器 8259A 的引脚功能、内部逻辑结构和应用方法。
4.   直接存储器存取方式的基本概念、硬件结构和工作流程。

1.   了解学生现有知识储备。
2.   巩固练习。
3.   实物展示与模拟操作结合。展示 8259A 的实物或模型，让学生直观了解其外观和结