MAX+PlusⅡ平臺下計算機系統硬件課程設計的虛擬實踐分析

卜峰

【摘要】 計算機系統硬件課程設計的虛擬實踐教學是一項工程復雜的教學任務，實踐教學能夠加深學生對計算機組成、計算機工作原理、整機概念等的認知與掌握，但是，在學習的過程中，需要學生利用中大規模集成電路深入的剖析計算機系統的組成分析、設計以及測試與驗證。計算機系統硬件課程設計的虛擬實踐教學改革勢在必行。本文對如何在MAX+PlusⅡ平臺下優化計算機系統硬件課程設計的虛擬實踐方案展開研究。

【關鍵詞】 MAX+PlusⅡ平臺 計算機系統 硬件 課程設計 虛擬實踐 方案

在新一輪教育改革浪潮的沖擊下，高校計算機系統硬件課程設計的虛擬實踐教學改革提上日程，逐漸的引起社會各界的關注和認可，而且在實踐教學過程中，側重鍛煉學生的思考能力、操作能力以及創新能力，且在優質的虛擬實踐教學方案的指導下，節省實驗資源，全面的調動學生的學習興趣和主觀能動性，從而全面的提升教學質量，培育出適應社會發展的高素質復合型、創新型人才。在此基礎上，本文嘗試研究MAX+PlusⅡ平臺下計算機系統硬件課程設計的虛擬實踐方案，旨在為高校計算機系統硬件課程設計的虛擬實踐教學改革提供一定的參考與指導。MAX+PlusⅡ平臺下計算機系統硬件課程設計的虛擬實踐方案的優化包括兩大點，即：虛擬實踐平臺的科學選擇和實踐方案的優化與升級。下面詳細的對這兩點展開闡述：

一、MAX+PlusⅡ平臺下計算機系統硬件課程設計的虛擬研究

據相關調查（國內外各種文獻資料、相關報道等），我們發現：計算機系統硬件課程設計可以利用復雜的可編程邏輯設計器件實現自動化實驗平臺的設計，并且可以用來模擬真實的硬件平臺，以便為虛擬化計算機系統硬件實驗提供基礎。MAX+PlusⅡ平臺具有硬件描述語言、時序圖、電路原理圖等多種多樣的輸入功能，而且可以利用MAX+PlusⅡ平臺提供率的標準門電路以及芯片等邏輯性器件，高效的完成數字電路的一系列過程（包括設計、輸入、編輯、編譯、仿真以及封裝、下載）。

圖1中展示了以CPLD為基礎的虛擬儀器數字適配器整體構造，在PC機ISA槽中插入適配器實現PC機總線接口的電路功能。模擬電箱組成測試箱基本結構，并依靠各子儀器完成模擬輸入信號的處理和控制。

二、實踐方案的優化與升級

近年來，MAX+PlusⅡ平臺發展迅速，已經成為高校計算機系統硬件設計的主要應用平臺，且由于MAX+PlusⅡ平臺具有強大的靈活性以及可保存性，能夠有效的打破傳統設計教學對不同實驗的束縛，方便學生進行科學的實驗驗證。另外，在教學過程中，教師要根據課時安排，以及學生的內在發展需求，及時的調整教學方案，并且學生可以根據自己的時間安排，進行自主實驗，將學生的潛在能力充分的挖掘出來，并且在學生實驗的過程中，教師尊重學生的意愿，加以指導與輔助。在實踐教學方案的優化及升級中，往往需要優化課程安排、優化教學內容、豐富教學手段等。在優化課程安排上，需要加大MAX+PlusⅡ平臺發展迅速，已經成為高校計算機系統硬件設計課程比重，適當的減少理論課，增加實踐教學課程的時間，并且鼓勵支持學生利用課余時間，進行自主實驗學習，學校隨時對自主實踐學生開放實驗室，保證學生能夠在合理的時間內，完成實踐鍛煉；在優化教學內容上，要涵蓋計算機系統硬件設計的基礎概念、CPU設計、存儲系統、指令系統、流水線技術、向量標量處理機、輸入輸出系統等，并且在必修和選修課的設計上要充分的彰顯出科學合理性；在豐富教學手段上，除了傳統的課堂教學以及實驗室驗證之外，還要定期的安排學生到大型企業進行學習，并積極的開展校園外活動，組織學生開展計算機競賽，全面的提升學生的綜合技能和綜合素質，帶動教學質量的提升。

綜上所述，MAX+PlusⅡ平臺下計算機系統硬件課程設計的虛擬實踐方案優化及生機有利于全面的提升高校計算機教學水平，且是計算機教學改革的重點及難點，需要在剖析高校計算機系統硬件課程設計的虛擬實踐教學現狀的基礎上，科學的選擇虛擬實踐平臺，不斷的優化、升級實踐教學方案，才能全面的提升其教學水平，提高學生的綜合技能和綜合素質，培育出適應社會發展的高素質的復合型、創新型計算機人才。

參 考 文 獻

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