论文部分内容阅读
[摘 要]计算机组成原理是计算机科学与工程技术课程的核心内容，充分了解计算机组成原理的内容能够为日后学科内容的学习奠定坚实的基础，教学过程中一般采用实验方式进行相关内容的讲解。本文主要就基于EDA技术的计算机组成原理虚拟实验的相关内容进行总结，详情见下文：
[关键词]EDA技术；计算机；组成原理；虚拟实验
中图分类号：TP301-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0100-01
采用实验的方式能够更加直观清晰的展示出计算机组成原理的内容，能够增强学生的记忆和理解，提高教学质量和成果。以往多采用传统的教学实验方法，效果相对显著，但是随着使用率逐渐升高，传统教学实验方法的缺陷逐渐显露，在实际操作过程中需要用到的电子芯片数量较多，各元器组件之间的连线及组成较为复杂，进行教学实验时不仅需要耗费大量的时间和精力，而且出现教学失误的可能性大，严重影响课堂教学的质量和效率。随着EDA技术的不断发展与进步，EDA技术逐渐用于计算机组成原理虚拟实验中。
一、基于EDA技術开展计算机组成原理虚拟实验的优势
基于EDA技术开展计算机组成原理虚拟实验具有明显的优势和效果，能够有效弥补传统教学实验方法的不足，提高课堂教学的质量和效率，利用EDA技术设计实验所需要的电子芯片能够有效提高速度和效，其具有多种设计输入形式，能够完成从设计输入到硬件配置的完成流程，能够自动智能化指导全过程，可以有效减少实验失误的发生；而且基于EDA技术的计算机组成原理虚拟实验方式多样且灵活，将复杂的实验简单化，利用简单化的数字运算逻辑能够明显简化实验结构；EDA技术设计实验芯片是采用“自下而上”的形式进行设计[1]，能够更加直观清晰的展示出芯片的形态、构造及组建方式，能够增强学生的理解能力，增强学生对计算机组成原理相关内容的学习和记忆；除此以外，EDA技术本身是一种较为新型的设计技术，能够有效拓宽学生的知识面，同时增强学生学习计算机课程及工程技术的兴趣和激情，不断提高学生学习的主动性。
二、基于EDA技术计算机组成原理虚拟实验的相关内容
基于EDA技术的计算机组成原理虚拟实验主要有四大步骤，选择合适的输入方式、设计实验模拟图、编译及实验仿真。
1.1 选择输入方式
在选择输入方式前首先要打开相关的软件，根据教学内容建立好项目，然后选择合适的输入方式，多数软件支持多种的输入方式，主要是程序语言和图形模式[2]；为方便学生的理解和学习，通常利用EDA技术设计计算机组成原理虚拟实验时多选择图形模式，图形设计反映更加直观。
1.2 设计实验模拟图
当设计好输入方式后应根据计算机组成原理的相关内容，选择需要的电子元件，利用逻辑门电路设计出1位ALU单元，然后利用逻辑门电路将设计好的1位ALU单元进行连接并封装，然后输入和输出端口即可得到相关的实验设计模拟图。
1.3 编译过程
设计好的实验模拟图实际上是一个逻辑器件，需要进行相关的编译才能进行相关的仿真实验，而且编译过程中能够及时发现实验模拟图中的失误，进行及时的调整和改正，减少其对实验结果的影响，系统会自动检测实验模拟图中的失误，当实验模拟图中的失误均被检测纠正后编译过程即是完成。
1.4 实验仿真过程
实验仿真过程是计算机组成原理虚拟实验中的重难点内容，实验仿真过程的操作是关系到实验仿真效果的关键环节，其主要是分为建立输入波形文件、输入数据及仿真并观察实验结果等三小环节。
1.4.1 建立入波形文件。建立仿真波形文件其中包含的内容主要是包括实验数据及开关的控制文件，点击打开键会出现图示模样（见图1），波形文件设计完成后将显示图2所示状态，I表示输入端，在输入端输入相关的实验数据进行模拟，O则表示输出端[3]。
1.4.2 输入相关的数据。输入数据时应该按照实验步骤进行，先在锁存器输入数据，然后通过ALU控制端进行算术逻辑运算，然后在波形文件的波形区设置起止时间、数值和数制；然后输入能够按照规律变化的数值，然后在counting菜单下设置起始数值、每次数值变化量等，设置好单位时间、单位时间倍数等[4]，将仿真实验所需要的数据及参数全部设置好，设计好的仿真波形图（见图3）。
1.4.3 实验仿真操作并观察结果。实验仿真操作是整个计算机组成原理虚拟实验的最后一步，当输入相关的数据后，利用最开始设置好的波形文件，设置好开端即可以进行仿真；仿真结束后点击report按钮便会出现仿真结果，将实验结果从O端输出，与逻辑功能表进行对比，观察仿真结果是否正确[5]。
三、结语
综上所述，本文主要讲述了基于EDA技术计算机组成原理虚拟实验的基本的步骤和优势，利用EDA技术能够有效提高效率和质量，利用相关的系统能够自动检测出实验设计模拟图中失误，能够将实验设计的各个过程简单化、条理化，使得学生能够更加快速理解计算机组成原理的相关内容；而且在EDA技术的辅助下所有的修改和扩展都非常简单，能够有效节省资源和时间；由于EDA技术系统涉及到多方面的知识，在虚拟设计和操作的过程中能够让学生学习到更多的理论，总而言之，基于EDA技术的计算机组成原理虚拟实验效果显著，优势明显，具有较高的教学推广价值。但是目前我国计算机及工程技术的教学中多以理论教学为主，不利于整体教学水平的提升，因此教师可创造相关的条件，积极为学生提供动手实践的机会，增强学生的实践操作能力，更加有利于其加深对整个实验模拟过程的认识，对公式及函数的应用理解。
参考文献
[1] 张文斗.EDA技术在中学物理及信息技术课程教学中的应用[J].赤峰学院学报：自然科学版，2011，（10）：258-260.
[2] 李文静.EDA仿真软件在电子技术实验教学中的应用[J].电子制作，2013，（9）：120-121.
[关键词]EDA技术；计算机；组成原理；虚拟实验
中图分类号：TP301-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0100-01
采用实验的方式能够更加直观清晰的展示出计算机组成原理的内容，能够增强学生的记忆和理解，提高教学质量和成果。以往多采用传统的教学实验方法，效果相对显著，但是随着使用率逐渐升高，传统教学实验方法的缺陷逐渐显露，在实际操作过程中需要用到的电子芯片数量较多，各元器组件之间的连线及组成较为复杂，进行教学实验时不仅需要耗费大量的时间和精力，而且出现教学失误的可能性大，严重影响课堂教学的质量和效率。随着EDA技术的不断发展与进步，EDA技术逐渐用于计算机组成原理虚拟实验中。
一、基于EDA技術开展计算机组成原理虚拟实验的优势
基于EDA技术开展计算机组成原理虚拟实验具有明显的优势和效果，能够有效弥补传统教学实验方法的不足，提高课堂教学的质量和效率，利用EDA技术设计实验所需要的电子芯片能够有效提高速度和效，其具有多种设计输入形式，能够完成从设计输入到硬件配置的完成流程，能够自动智能化指导全过程，可以有效减少实验失误的发生；而且基于EDA技术的计算机组成原理虚拟实验方式多样且灵活，将复杂的实验简单化，利用简单化的数字运算逻辑能够明显简化实验结构；EDA技术设计实验芯片是采用“自下而上”的形式进行设计[1]，能够更加直观清晰的展示出芯片的形态、构造及组建方式，能够增强学生的理解能力，增强学生对计算机组成原理相关内容的学习和记忆；除此以外，EDA技术本身是一种较为新型的设计技术，能够有效拓宽学生的知识面，同时增强学生学习计算机课程及工程技术的兴趣和激情，不断提高学生学习的主动性。
二、基于EDA技术计算机组成原理虚拟实验的相关内容
基于EDA技术的计算机组成原理虚拟实验主要有四大步骤，选择合适的输入方式、设计实验模拟图、编译及实验仿真。
1.1 选择输入方式
在选择输入方式前首先要打开相关的软件，根据教学内容建立好项目，然后选择合适的输入方式，多数软件支持多种的输入方式，主要是程序语言和图形模式[2]；为方便学生的理解和学习，通常利用EDA技术设计计算机组成原理虚拟实验时多选择图形模式，图形设计反映更加直观。
1.2 设计实验模拟图
当设计好输入方式后应根据计算机组成原理的相关内容，选择需要的电子元件，利用逻辑门电路设计出1位ALU单元，然后利用逻辑门电路将设计好的1位ALU单元进行连接并封装，然后输入和输出端口即可得到相关的实验设计模拟图。
1.3 编译过程
设计好的实验模拟图实际上是一个逻辑器件，需要进行相关的编译才能进行相关的仿真实验，而且编译过程中能够及时发现实验模拟图中的失误，进行及时的调整和改正，减少其对实验结果的影响，系统会自动检测实验模拟图中的失误，当实验模拟图中的失误均被检测纠正后编译过程即是完成。
1.4 实验仿真过程
实验仿真过程是计算机组成原理虚拟实验中的重难点内容，实验仿真过程的操作是关系到实验仿真效果的关键环节，其主要是分为建立输入波形文件、输入数据及仿真并观察实验结果等三小环节。
1.4.1 建立入波形文件。建立仿真波形文件其中包含的内容主要是包括实验数据及开关的控制文件，点击打开键会出现图示模样（见图1），波形文件设计完成后将显示图2所示状态，I表示输入端，在输入端输入相关的实验数据进行模拟，O则表示输出端[3]。
1.4.2 输入相关的数据。输入数据时应该按照实验步骤进行，先在锁存器输入数据，然后通过ALU控制端进行算术逻辑运算，然后在波形文件的波形区设置起止时间、数值和数制；然后输入能够按照规律变化的数值，然后在counting菜单下设置起始数值、每次数值变化量等，设置好单位时间、单位时间倍数等[4]，将仿真实验所需要的数据及参数全部设置好，设计好的仿真波形图（见图3）。
1.4.3 实验仿真操作并观察结果。实验仿真操作是整个计算机组成原理虚拟实验的最后一步，当输入相关的数据后，利用最开始设置好的波形文件，设置好开端即可以进行仿真；仿真结束后点击report按钮便会出现仿真结果，将实验结果从O端输出，与逻辑功能表进行对比，观察仿真结果是否正确[5]。
三、结语
综上所述，本文主要讲述了基于EDA技术计算机组成原理虚拟实验的基本的步骤和优势，利用EDA技术能够有效提高效率和质量，利用相关的系统能够自动检测出实验设计模拟图中失误，能够将实验设计的各个过程简单化、条理化，使得学生能够更加快速理解计算机组成原理的相关内容；而且在EDA技术的辅助下所有的修改和扩展都非常简单，能够有效节省资源和时间；由于EDA技术系统涉及到多方面的知识，在虚拟设计和操作的过程中能够让学生学习到更多的理论，总而言之，基于EDA技术的计算机组成原理虚拟实验效果显著，优势明显，具有较高的教学推广价值。但是目前我国计算机及工程技术的教学中多以理论教学为主，不利于整体教学水平的提升，因此教师可创造相关的条件，积极为学生提供动手实践的机会，增强学生的实践操作能力，更加有利于其加深对整个实验模拟过程的认识，对公式及函数的应用理解。
参考文献
[1] 张文斗.EDA技术在中学物理及信息技术课程教学中的应用[J].赤峰学院学报：自然科学版，2011，（10）：258-260.
[2] 李文静.EDA仿真软件在电子技术实验教学中的应用[J].电子制作，2013，（9）：120-121.