MAX+PlusⅡ平臺(tái)下計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件課程設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)踐分析

卜峰

【摘要】 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件課程設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)踐教學(xué)是一項(xiàng)工程復(fù)雜的教學(xué)任務(wù)，實(shí)踐教學(xué)能夠加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)組成、計(jì)算機(jī)工作原理、整機(jī)概念等的認(rèn)知與掌握，但是，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，需要學(xué)生利用中大規(guī)模集成電路深入的剖析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成分析、設(shè)計(jì)以及測(cè)試與驗(yàn)證。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件課程設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)踐教學(xué)改革勢(shì)在必行。本文對(duì)如何在MAX+PlusⅡ平臺(tái)下優(yōu)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件課程設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)踐方案展開(kāi)研究。

【關(guān)鍵詞】 MAX+PlusⅡ平臺(tái) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 硬件 課程設(shè)計(jì) 虛擬實(shí)踐 方案

在新一輪教育改革浪潮的沖擊下，高校計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件課程設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)踐教學(xué)改革提上日程，逐漸的引起社會(huì)各界的關(guān)注和認(rèn)可，而且在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，側(cè)重鍛煉學(xué)生的思考能力、操作能力以及創(chuàng)新能力，且在優(yōu)質(zhì)的虛擬實(shí)踐教學(xué)方案的指導(dǎo)下，節(jié)省實(shí)驗(yàn)資源，全面的調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性，從而全面的提升教學(xué)質(zhì)量，培育出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的高素質(zhì)復(fù)合型、創(chuàng)新型人才。在此基礎(chǔ)上，本文嘗試研究MAX+PlusⅡ平臺(tái)下計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件課程設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)踐方案，旨在為高校計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件課程設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)踐教學(xué)改革提供一定的參考與指導(dǎo)。MAX+PlusⅡ平臺(tái)下計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件課程設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)踐方案的優(yōu)化包括兩大點(diǎn)，即：虛擬實(shí)踐平臺(tái)的科學(xué)選擇和實(shí)踐方案的優(yōu)化與升級(jí)。下面詳細(xì)的對(duì)這兩點(diǎn)展開(kāi)闡述：

一、MAX+PlusⅡ平臺(tái)下計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件課程設(shè)計(jì)的虛擬研究

據(jù)相關(guān)調(diào)查（國(guó)內(nèi)外各種文獻(xiàn)資料、相關(guān)報(bào)道等），我們發(fā)現(xiàn)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件課程設(shè)計(jì)可以利用復(fù)雜的可編程邏輯設(shè)計(jì)器件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)，并且可以用來(lái)模擬真實(shí)的硬件平臺(tái)，以便為虛擬化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)提供基礎(chǔ)。MAX+PlusⅡ平臺(tái)具有硬件描述語(yǔ)言、時(shí)序圖、電路原理圖等多種多樣的輸入功能，而且可以利用MAX+PlusⅡ平臺(tái)提供率的標(biāo)準(zhǔn)門(mén)電路以及芯片等邏輯性器件，高效的完成數(shù)字電路的一系列過(guò)程（包括設(shè)計(jì)、輸入、編輯、編譯、仿真以及封裝、下載）。

圖1中展示了以CPLD為基礎(chǔ)的虛擬儀器數(shù)字適配器整體構(gòu)造，在PC機(jī)ISA槽中插入適配器實(shí)現(xiàn)PC機(jī)總線接口的電路功能。模擬電箱組成測(cè)試箱基本結(jié)構(gòu)，并依靠各子儀器完成模擬輸入信號(hào)的處理和控制。

二、實(shí)踐方案的優(yōu)化與升級(jí)

近年來(lái)，MAX+PlusⅡ平臺(tái)發(fā)展迅速，已經(jīng)成為高校計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的主要應(yīng)用平臺(tái)，且由于MAX+PlusⅡ平臺(tái)具有強(qiáng)大的靈活性以及可保存性，能夠有效的打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)對(duì)不同實(shí)驗(yàn)的束縛，方便學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。另外，在教學(xué)過(guò)程中，教師要根據(jù)課時(shí)安排，以及學(xué)生的內(nèi)在發(fā)展需求，及時(shí)的調(diào)整教學(xué)方案，并且學(xué)生可以根據(jù)自己的時(shí)間安排，進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)，將學(xué)生的潛在能力充分的挖掘出來(lái)，并且在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師尊重學(xué)生的意愿，加以指導(dǎo)與輔助。在實(shí)踐教學(xué)方案的優(yōu)化及升級(jí)中，往往需要優(yōu)化課程安排、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、豐富教學(xué)手段等。在優(yōu)化課程安排上，需要加大MAX+PlusⅡ平臺(tái)發(fā)展迅速，已經(jīng)成為高校計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)課程比重，適當(dāng)?shù)臏p少理論課，增加實(shí)踐教學(xué)課程的時(shí)間，并且鼓勵(lì)支持學(xué)生利用課余時(shí)間，進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，學(xué)校隨時(shí)對(duì)自主實(shí)踐學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，保證學(xué)生能夠在合理的時(shí)間內(nèi)，完成實(shí)踐鍛煉；在優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容上，要涵蓋計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)概念、CPU設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、流水線技術(shù)、向量標(biāo)量處理機(jī)、輸入輸出系統(tǒng)等，并且在必修和選修課的設(shè)計(jì)上要充分的彰顯出科學(xué)合理性；在豐富教學(xué)手段上，除了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)以及實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證之外，還要定期的安排學(xué)生到大型企業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)，并積極的開(kāi)展校園外活動(dòng)，組織學(xué)生開(kāi)展計(jì)算機(jī)競(jìng)賽，全面的提升學(xué)生的綜合技能和綜合素質(zhì)，帶動(dòng)教學(xué)質(zhì)量的提升。

綜上所述，MAX+PlusⅡ平臺(tái)下計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件課程設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)踐方案優(yōu)化及生機(jī)有利于全面的提升高校計(jì)算機(jī)教學(xué)水平，且是計(jì)算機(jī)教學(xué)改革的重點(diǎn)及難點(diǎn)，需要在剖析高校計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件課程設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，科學(xué)的選擇虛擬實(shí)踐平臺(tái)，不斷的優(yōu)化、升級(jí)實(shí)踐教學(xué)方案，才能全面的提升其教學(xué)水平，提高學(xué)生的綜合技能和綜合素質(zhì)，培育出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的高素質(zhì)的復(fù)合型、創(chuàng)新型計(jì)算機(jī)人才。

參 考 文 獻(xiàn)

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