И. Т. Гусев, В. М. Немчинов, А. Г. Филиппов, И. И. Шагурин
обучение специалистов применению
и разработке микропроцессоров и микроэвм
Заместитель Председателя Совета Минист-
ров СССР, Председатель Государственного
комитета СССР по науке и технике академик
Г. И. Марчук на Всесоюзном совещание по
применению микропроцессоров и микроЭВМ в
народном хозяйстве подчеркнул, что микро-
процессорные средства в настоящее время
становятся составной частью любой техноло-
гии, любого оборудования и никто, кроме спе-
циалиста в данной области техники, не смо-
жет лучше определить, куда и как поставить
микропроцессор или микроЭВМ. Например,
если проектируется автоматизированный про-
катный стан, то от начала до конца это
должны делать и специалисты по прокатным
станам. Ранее при использовании традицион-
ной вычислительной техники автоматизацией
оборудования и комплексов занимались в ос-
новном специалисты по вычислительной тех-
нике.
Для эффективного внедрения микроЭВМ
необходимо знать не только программирова-
ние, но и принципы построения микропроцес-
соров и микроЭВМ, их аппаратную структуру
и логику работы, характеристики и особенно-
сти применения тех или иных комплектов
микропроцессоров и семейств микроЭВМ и
наиболее рациональные области их использо-
вания.
Эти и другие требования сформулированы
в приказе Министерства высшего и среднего
специального образования СССР о включении
в учебные планы всех специальностей вопро-
сов изучения микропроцессорной техники [1J.
Перед большинством вузов, факультетами по-
вышения квалификации, факультетами пере-
подготовки специалистов поставлена весьма
ОТ РЕДАКЦИИ. Вопросы подготовки кадров в
области микропроцессорной техники, поднятые в пере-
довой статье начальника Главного управления вычис-
лительной техники и систем управления ГКНТ
СССР, доктора техн. наук, профессора В. А. Мяснико-
ва, относятся к числу тех важнейших проблем, от ре-
шения которых в значительной степени зависит эффек-
тивность внедрения этой техники в народное хозяйство
страны.
По просьбе редакции коллектив сотрудников и пре-
подавателей МИФИ иллюстрирует некоторые общие по-
ложения статьи . В. А. Мясникова на примере конкрет-
ных методов и средств освоения микропроцессорной
техники, успешно развиваемых в этом вузе.
трудная и требующая срочного решения зада-
ча подготовки таких сйециалистов.
Определенный опыт подготовки специалис-
тов различного профиля, владеющих микро-
процессорной техникой, накоплен в Мос-
ковском инженерно-физическом институте
(МИФИ) [2].
Особая роль отводится повышению квали-
фикации преподавателей вузов в этой облас-
ти. В МИФИ с 1982 г. действует «Практичес-
кая школа микроЭВМ». Ее главная задача —
подготовка для различных кафедр институтов
-небольших групп преподавателей и сотрудни-
ков, владеющих основами применения микро-
процессоров и микроЭВМ. Именно ее выпуск-
ники на каждой кафедре учат студентов приме-
нять микропроцессорную технику и проводят
научные исследования.' Программа обучения
(1 месяц) рассчитана на 88 ч аудиторных за-
нятий, из них 48 ч лекций, 16 ч семинарских
занятий и 24 ч лабораторных занятий.
Обучение применению микропроцессорных
средств
На наш взгляд, обучение применению мик-
ропроцессоров и микроЭВМ должно состоять
из трех частей: изучение самой техники, вклю-
чая средства сопряжения микроЭВМ с объек-
том; приобретение навыков программирования
микроЭВМ; ознакомление с принципами и
практическое овладение методами примене-
ния микропроцессоров и микроЭВМ для ав-
томатизации машин, оборудования и техноло-
гических процессов.
В зависимости от специальности Минис-
терство высшего и среднего специального об-
разования СССР рекомендует трехуровневое
обучение [1]. Начальный (общий) уровень —
обучение использованию, как правило, серий-
ных микроЭВМ для автоматизации процес-
сов, установок и приборов. Повышенный уро-
вень — подготовка специалистов, которые
смогут самостоятельно не только использовать
серийные микроЭВМ, но и разрабатывать но-
вые специализированные вычислительные и
управляющие устройства на базе микропро-
цессорных комплектов и разрабатывать но-
вые микропроцессорные БИС. Принципы и
методика подготовки специалистов, непосред-
ственно связанных с разработкой, созданием,
системным программным обеспечением и экс-
плуатацией электронных вычислительных ма-
шин всех классов и создаваемых на их базе
комплексов и систем (высший уровень подго-
товки) применяются в немногих вузах и в
данной статье не рассматриваются.
Как показывает опыт МИФИ, изучать тех-
нику микропроцессоров и микроЭВМ и
средств сопряжения (первая часть процесса
обучения) на начальном уровне подготовки
можно в рамках существующих курсов «Ос-
новы электроники», «Промышленная электро-
ника», «Основы ЭВМ» или аналогичных кур-
сов, выделив для этого дополнительно 20—
40 ч.
Чтобы достичь повышенного уровня под-.
готовки, изучать технику лучше всего в рам-
ках отдельного курса (60—100 ч с лаборатор-
ным практикумом).
Программирование микропроцессоров и
микроЭВМ — вторая часть обучения примене-
нию этой техники — имеет свои особенности.
Если при общении с ЕС ЭВМ обычно исполь-
зуются только языки высокого уровня, то
программирование микроЭВМ может вестись
на трех уровнях в зависимости от сложности
решаемых задач: на языке машинных кодов;
на машинно-ориентированном языке ассемб-
лер; на языках высокого уровня Бейсик, Пас-
каль, ПД/М и др. В настоящее время в боль-
шинстве случаев микропроцессорные системы
программируются на языке ассемблер.
Программированию при обоих уровнях
знания микропроцессорной техники целесооб-
разно обучать в рамках отдельного курса с
преобладанием семинарских и лабораторных
занятий. Как показывает опыт, для обучения
программированию микроЭВМ с использова-
нием языка ассемблер достаточно 16—32 ч се-
минарских занятий и 16—20 ч лабораторных.
Овладевать принципами и методами при-
менения микропроцессоров и микроЭВМ —
третья часть обучения — наиболее эффективно
в рамках профилирующих по данной специ-
альности курсов с обязательным включением
новых лабораторных занятий, либо, в отдель-
ных случаях в рамках самостоятельного кур-
са объемом 30—50 ч. Особое внимание уде-
ляется привитию практических навыков ра-
боты с микропроцессорами, микроЭВМ и со-
ответствующим терминальным оборудовани-
ем. Для этого необходимы специальные учеб-
ные лаборатории. Рассмотрим их задачи на
примере созданной на кафедре «Дистанцион-
ных измерительных систем экспериментальной
физики» в 1981 г. лаборатории «Микропро-
цессоры и микроЭВМ в измерительных систе-
мах» на базе микроЭВМ «Электроника 60»
(см. фото на четвертой странице вкладки).
Лаборатория экспонировалась в 1983 г. на
ВДНХ СССР на выставке «Интенсификация
учебного процесса в высшей и специальной
школе». Она ориентирована на использование
серийного промышленного оборудования (в
большей части занятий без специальных ла-
бораторных макетов и установок). Основной
упор сделан на разработку методических во-
просов обучения микропроцессорной технике,
подготовку учебных и методических пособий
[3—6], учебных программ, индивидуальных
заданий.
Учебный процесс в лаборатории состоит из
трех этапов. Их основные задачи — обучение
практическим навыкам работы с микроЭВМ
«Электроника 60» в качестве оператора; тех-
нике программирования на микроЭВМ «Элек-
троника 60»; практическому использованию
микроЭВМ в измерительных системах.
Первые два этапа (общие для всех специ-
альностей) включают в себя лабораторные
работы «МикроЭВМ «Электроника 60» (об-
щее ознакомление); «Работа с системными
программами»; «Программирование микро-
ЭВМ»; «Подготовка программ»; «Работа с
дисковой операционной системой».
Выполнив задания первого этапа, студен-
ты должны знать функциональные возможно-
сти, технические характеристики и структур-
ную схему микроЭВМ «Электроника 60»;
функции системных программ в составе рези-
дентного программного обеспечения; уметь
редактировать текстовую информацию, за-
гружать, транслировать, компоновать, выпол-
нять и отлаживать программы; практически
работать с микроЭВМ «Электроника 60» в
качестве оператора.
Основная задача лабораторного практику-
ма на втором этапе — изучение процессов,
происходящих в микроЭВМ при выполнении
команд обращения к ОЗУ и внешним устрой-
ствам; овладение техникой написания про-
грамм на языке ассемблер, их подготовки и
выполнения, освоение работы с дисковой опе-
рационной системой. Каждый обучаемый на
первых двух этапах работает непосредственно
за пультом микроЭВМ «Электроника 60» 12—
15 ч.
На последнем третьем этапе работы сту-
дент в учебной лаборатории непосредственно
связан со специализацией кафедры. В нашем
примере — это автоматизация научных иссле-
дований и физического эксперимента, созда-
ние информационно-измерительных систем,
автоматизация контрольно-измерительной тех-
ники. В него входят следующие лаборатор-
ные работы: «Ввод, накопление и обработка
измерительной информации в микроЭВМ»;
«Программируемый интерфейс микроЭВМ и
его применение в АСНИ»; «Многоканальная
система сбора и обработки измерительной
информации на базе микроЭВМ»; «Организа-
ция ввода и обработки информации с цифро-
вых измерительных приборов в микроЭВМ
«Электроника 60»; «Автоматизированная сис-
тема исследования точностных характеристик
датчиков»; «Коррекция характеристик датчи-
ков с помощью микроЭВМ»; «Вывод, графи-
ческое и текстовое документирование инфор-
мации в АСНИ на базе микроЭВМ». Лабора-
тория постоянно пополняется новыми лабора-
торными работами по профилю кафедры.
В лаборатории «Микропроцессоры и мик-
роэлектронные системы» на кафедре «Микро-
электроника» студенты наряду с изучением
микроЭВМ «Электроника 60» и ее програм-
мирования обучаются разработке микропро-
цессорных систем на базе основных типов
микропроцессорных (МП) комплектов БИС и
выполняют следующие лабораторные рабо-
ты: «Изучение структуры микропроцессора
КР580»; «Микропроцессорные системы на ба-
зе МП КР580»; «Программирование МП
КР580 для конкретных задач»; «Микропро-
цессорный комплект К1804»; «Микропроцес-
сорные системы на базе К1804»; «Микро-
программирование микропроцессорной систе-
мы на базе К1804».
Учебные лаборатории — база и для других
видов учебных занятий: курсовых работ и
проектов, учебно-исследовательских работ,
дипломных проектов.
Таким образом, набор и конкретное содер-
жание лабораторных работ на третьем этапе
обучения зависит от специальности, по кото-
рой готовят инженеров. Непосредственная ра-
бота за пультом микроЭВМ на третьем этапе
обучения должна составлять не менее 20—
30 ч.
В МИФИ ежегодно повышают квалифика-
цию 250 дипломированных специалистов в об-
ласти микропроцессорной техники.
Межвузовская программа «Микропроцессоры
и микроЭВМ»
Основа учебного процесса по микропроцес-
сорной технике в институте — активная науч-
но-исследовательская работа в этой области.
МИФИ участвует в межвузовской целевой
комплексной программе «Микропроцессоры и
микроЭВМ» [7].
Работы по этой программе ведут 10 ка-
федр института. Среди разработок последних
лет — целый ряд микропроцессорных систем
для управления технологическим оборудова-
нием, измерительными приборами и для обра-
ботки результатов физических экспериментов;
программно-аппаратные комплексы про-
ектирования различных микропроцессорных
устройств на базе БИС микропроцессоров и
однокристальных микроЭВМ. Большинство
разработок выполнено по заказам ведущих
предприятий промышленности и уже приме-
няется практически. На выставке «Примене-
ние микропроцессоров в народном хозяйстве»
на ВДНХ СССР были представлены 4 экспо-
ната кафедр МИФИ. Они отмечены награда-
ми (1 золотая, 2 серебряные и 15 бронзовых
медалей). Большинство результатов научных
работ используется и в учебном процессе.
Материалы проведенных исследований и раз-
работок отражены во многих лекционных кур-
сах: «Микропроцессоры и микроЭВМ», «При-
менение микропроцессоров и микроЭВМ в из-
мерительных системах» и др.
Кафедры МИФИ ведут научную работу
по программе «Микропроцессоры и микро-
ЭВМ» для практического освоения студента-
ми микропроцессорной техники. Учебные ла-
боратории кафедры часто оснащают прибора-
ми и устройствами, разработанными в ходе
выполнения НИР. Студенты МИФИ активно
участвуют в выполнении научных работ в об-
ласти микропроцессорной техники в рамках
учебно-исследовательской работы (УИР), на
производственной практике и в ходе диплом-
ного проектирования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Об основных направлениях совершенствования
подготовки специалистов в области использования вы-
числительной техники. — В кн.: Бюллетень Министер-
ства высшего и среднего специального образования
СССР. — М.: Высшая школа, 1984, № 3, с. 24—29.
2. Гусев И. Т., Филиппов А. Г. Всем выпу-
скникам — навыки использования микроЭВМ. — Вестн.
высшей школы, 1983, № 3, с. 13—16.
3. Аужбикович А. М. Лабораторный практикум
по курсу «Микропроцессоры и микроЭВМ в измери-
тельной технике» /Под ред. В. М. Немчинова. — М.:
МИФИ, 1982.
4. Аужбикович А. М., Сироткин А. П.
Задачи по программированию на микроЭВМ «Электро-
ника 60». — М.: МИФИ, 1982.
5. Немчинов В. М. Применение микропроцес-
соров в измерительной аппаратуре для физического
эксперимента. — М.: МИФИ, 1982.
6. Никитин А. М„ Богдановская М. В.
Обработка результатов эксперимента на микроЭВМ
«Электроника 60». - М.: МИФИ, 1982.
7. Дьячко А. Г., Когдов Н. М„ Курато-
вич Э. к., Ш а г у р и и И. И. и др. Опыт использо-
вания вузами учебно-лабораторного оборудования на
базе микропроцессорной техники. — Обзорная инфор-
мация НИИ ВШ. Сер. Обзоры по инф. обеспечению
целевых компл. научн-техн. программ». — М.: НИИ
ВШ, 1984, вып. 1.
Статья поступила 18 апреля 1984 г.
