基于計(jì)算機(jī)原型系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類實(shí)驗(yàn)的一體化實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)

傅翠嬌　曹慶華　任作成

摘要：分析現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類實(shí)驗(yàn)課程中存在的問題，提出基于計(jì)算機(jī)原型系統(tǒng)的一體化實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)方案，明確了課程之間的關(guān)系和定位，并通過一個(gè)綜合性的實(shí)驗(yàn)實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)說明。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)原型系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)體系建設(shè)；教學(xué)改革；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

0、引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于EDA的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為硬件設(shè)計(jì)的主要方式。以前的基于小型模擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不再適應(yīng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式大多采用中小規(guī)模集成電路芯片在面包板上搭建各種常見數(shù)字電路的方式，工作量大且易出錯(cuò)。而新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是利用硬件描述語(yǔ)言和EDA工具，先在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行設(shè)計(jì)、修改和仿真，然后通過仿真波形可以直觀地觀察到電路內(nèi)部各個(gè)信號(hào)的變化情況，再將設(shè)計(jì)下載到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的PLD芯片中，進(jìn)一步驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。通過一系列綜合性實(shí)驗(yàn)，不僅可以加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件基本知識(shí)的理解，而且有助于學(xué)生對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)的融會(huì)貫通。通過在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上不斷地調(diào)試與驗(yàn)證，學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問題和解決問題的能力得到了鍛煉。

1、目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

目前北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院的計(jì)算機(jī)硬件類必修實(shí)驗(yàn)課程主要包括數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)接口與通信實(shí)驗(yàn)。這3門實(shí)驗(yàn)課程通過不斷地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，取得了很大的進(jìn)步，并已建立了以EDA為開發(fā)工具、以設(shè)計(jì)為主的新型計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)體系，但是目前還存在一些問題。……