模型機—補碼一位乘法器設計虛擬仿真實驗是安慶師範大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：模型機—補碼一位乘法器設計虛擬仿真實驗
- 建設院校： 安慶師範大學
- 課程負責人： 艾列富
- 授課教師：宋靜、王一賓、錢萌、陳春生
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
本實驗適應國家“六卓越一拔尖” 計畫2.0的實施需求,以培養具有工程實踐能力和創新能力的高質量人才為目標,堅持“學生中心、問題導向、學科融合、創新實踐”的實驗教學理念,基於《計算機組成原理》課程的高質量實驗教學建設要求，以模型機硬體電路設計為切入點,圍繞存儲器擴展電路、運算器級聯電路,補碼一位乘控制電路的自主設計和綜合運用，自主研發了貼近真實實驗環境的補碼一位乘法器設計虛擬仿真實驗;該虛擬實驗系統還允許學生利用所虛擬仿真的實驗元器件庫,自主設計和搭建其他硬體電路,以更好地掌握計算機硬體系統理論知識,進行硬體電路創新設計實踐,突破實體設備在實驗教學中時間-空間限制、靈活度不足和綜合性實驗教學方面擴展性瓶頸,激發學生對從事計算機系統結構相關硬體設計和開發學習興趣,推動符合國家晶片產業戰略需求的硬體相關科技人才培養。
教學目標
根據我校所有開設《計算機組成原理》課程教學相關專業的人才培養目標要求和課程體系,確定了對於本課程教學目標的定位如下:掌握馮諾依曼計算機體系結構和特點, 掌握計算機硬體系統信息表示和計算方式,各組成部分的晶片級基本工作原理、控制方式和典型套用,具備在此基礎上根據任務需求合理使用各類計算機晶片自主設計綜合性模型機電路,解決計算機系統結構設計中實際電路問題的能力,具備在實際需求背景下計算機系統結構設計的基本素質。依據該課程教學目標定位和大綱對課程教學內容要點與標準要求,結給課程教學方法改革,設計本實驗教學目標如下:
（1）知識
通過虛擬仿真實驗,使學生掌握如下知識:
a、理解馮諾依曼架構下模型機的基本構成、特點和工作方式;
b、掌握二進制數據的補碼錶示方式和算術運算機制; .
c、掌握存儲器結構、讀/寫工作原理、 容量擴展途徑、適用情況和訪問控制方式;
d、掌握運算器的結構、工作原理以及各種級聯方式; .
e、掌握晶片級大型綜合性硬體電路的設計原理、步驟、調試和最佳化方法;
（2）能力
通過虛擬仿真實驗，培養鍛鍊學生形成如下能力:
a、根據具體需求,合理選擇合適型號的存儲器晶片,能夠自主設計存儲器擴展電路;
b、使用合適的運算器級聯方式,能夠自主設計運算器級聯電路設計及其運算模式控制;
c、根據數據的表示方式（補碼） , 自主設計補碼一位乘法器控制電路;
d、能夠根據計算機系統結構設計需求,將大型綜合性實驗中各個電路模組進行整合,實現各模組電路的互連和聯合控制;
e、能夠合理使用技術手段對電路進行調試,排查電路仿真運行中的錯誤和非正常信號,使電路輸出預期結果。
（3）素質
具備在實際需求背景下計算機系統結構設計的基本素質。
上述實驗教學目標的達成有助於學生畢業後快速適應計算機系統結構軟硬體開發或科學研究等工作,為畢業生成長為高質量“卓越”工程師人才奠定重要的基礎。
