謝君科

摘要：計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系在構(gòu)建過程中，雖然已經(jīng)取得了一定的效果，但是還存在較多的問題，院校對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建的問題進(jìn)行解決中將EDA技術(shù)理念作為核心理念。該文就將對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建進(jìn)行研究，對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中存在的問題提出筆者本人的意見。

關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)；計(jì)算機(jī)專業(yè)；硬件體系；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）21-0148-02

信息技術(shù)在發(fā)展中最為關(guān)鍵的基礎(chǔ)就是硬件技術(shù)，我國信息發(fā)展水平與硬件技術(shù)的發(fā)展之間有著直接性關(guān)聯(lián)。各大高校在計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)際教育中，整個(gè)教學(xué)的核心內(nèi)容都是硬件類課程的教育。計(jì)算機(jī)專業(yè)在對(duì)于硬件類課程實(shí)際教育中主要都采取實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行研究，在實(shí)驗(yàn)中掌握學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，這種實(shí)驗(yàn)性教學(xué)模式對(duì)于學(xué)生實(shí)踐能力的養(yǎng)成具有關(guān)鍵性作用。伴隨著信息技術(shù)快速發(fā)展中，各大高校計(jì)算機(jī)專業(yè)在實(shí)際教育中，硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中存在較多的問題。

1 計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已經(jīng)不能夠滿足學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的了解，對(duì)于學(xué)生硬件實(shí)踐能力的培養(yǎng)存在較大的困難。

1.1硬件設(shè)備投入高，硬件項(xiàng)目開發(fā)周期長

各大高校在計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)中，都需要在硬件實(shí)驗(yàn)中投入大量的資金作為教學(xué)支持，并且各種硬件在實(shí)際教學(xué)中擁有較大的消耗，就需要高校在硬件設(shè)備上投入更高的資金數(shù)量，對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)進(jìn)行保證。計(jì)算機(jī)硬件類課程在實(shí)際教育中，硬件實(shí)驗(yàn)所需要的時(shí)間周期也較長，高校在硬件教學(xué)中應(yīng)該對(duì)于硬件性項(xiàng)目研究中應(yīng)該持續(xù)性研究，教師在實(shí)際教學(xué)中擁有較高的知識(shí)儲(chǔ)備及電子學(xué)知識(shí)理論知識(shí)，擁有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際教育中能夠靈活應(yīng)用各種硬件設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行更新，滿足學(xué)生對(duì)于先進(jìn)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)的要求[1]。

1.2教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)針對(duì)性強(qiáng)，硬件線路相對(duì)固定，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容受硬件設(shè)計(jì)的制約

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中擁有較高的針對(duì)性，主要就是對(duì)于某類課程進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)，造成學(xué)生在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中所能夠設(shè)計(jì)的硬件線路較為固定，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新也受到了較大的制約。高校計(jì)算機(jī)硬件類設(shè)備在實(shí)際更新中，在沒有足夠的資金進(jìn)行保證的情況下，計(jì)算機(jī)硬件類課程教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新將無法保證。

1.3硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)彼此脫節(jié)；缺乏系統(tǒng)化的實(shí)驗(yàn)體系

高校計(jì)算機(jī)專業(yè)在硬件類課程教學(xué)中，教學(xué)內(nèi)容種類較多，不同種類課程在實(shí)際教育的過程中存在一定的關(guān)聯(lián)，學(xué)生對(duì)于硬件類課程的全部教育中，學(xué)生能夠?qū)τ谟?jì)算機(jī)硬件知識(shí)進(jìn)行整體性認(rèn)識(shí)。但是教師在實(shí)際教育中，缺乏對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件教學(xué)整體性認(rèn)識(shí)，學(xué)生能夠?qū)τ谟?jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建中，應(yīng)該對(duì)于不同硬件類課程進(jìn)行整體性分析，了解硬件類課程之間的關(guān)聯(lián)，進(jìn)而對(duì)于硬件課程進(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建對(duì)于學(xué)生計(jì)算機(jī)能力的培養(yǎng)具有重要的作用[2]。

2 構(gòu)建基于EDA技術(shù)的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

EDA技術(shù)在科技水平不斷發(fā)展中，已經(jīng)取得了較為明顯的成果，為計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題解決提供了新的途徑，讓計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生能夠擁有更高的計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)。計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)構(gòu)建中應(yīng)用EDA技術(shù)，能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)中傳統(tǒng)方式進(jìn)行更新，讓高校計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件類教學(xué)能夠向設(shè)計(jì)方向發(fā)展。在西方先進(jìn)國家的計(jì)算機(jī)硬件類課程中，計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)擁有較為完善的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中將EDA技術(shù)在整個(gè)教學(xué)中貫穿，對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行邏輯上的創(chuàng)新。計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中需要通過相對(duì)應(yīng)軟件進(jìn)行完成，在實(shí)驗(yàn)中并不需要導(dǎo)線進(jìn)行連接，對(duì)于設(shè)計(jì)完畢的內(nèi)容修改也較為容易，學(xué)生也能夠擁有更加多樣性的教學(xué)設(shè)計(jì)方案[3]。

2.1研究計(jì)算機(jī)專業(yè)硬件類課程之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)遞進(jìn)層次的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建中，應(yīng)該科學(xué)合理性設(shè)計(jì)教學(xué)結(jié)構(gòu)，增加對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程之間的關(guān)聯(lián)，突出邏輯性在計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中的地位，加強(qiáng)不同課程內(nèi)知識(shí)點(diǎn)的連接，能夠?yàn)閷W(xué)生進(jìn)行全面性教育。

2.1.1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

基于EDA技術(shù)的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建中，最為基礎(chǔ)性的構(gòu)建基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生在實(shí)際實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中能夠?qū)τ谑怯布惣蓟A(chǔ)技能及方式進(jìn)行認(rèn)識(shí)，方便學(xué)生對(duì)于深層次的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行了解。如，教師在為學(xué)生講解計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)結(jié)構(gòu)中的組合邏輯電路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中，可以首先對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件原理結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)中的邏輯性電路設(shè)計(jì)進(jìn)行講解，讓學(xué)生能夠?qū)τ谶壿嬰娐穼?shí)驗(yàn)初步進(jìn)行認(rèn)識(shí)，進(jìn)而讓學(xué)生通過EDA技術(shù)在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課堂上對(duì)于邏輯電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，學(xué)生在通過EDA技術(shù)對(duì)于邏輯電路設(shè)計(jì)過程中能夠?qū)τ诮處煂?shí)際講解的知識(shí)深層次進(jìn)行認(rèn)識(shí)，了解不同設(shè)計(jì)形式在實(shí)際設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況，對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)也能夠清晰掌握。EDA技術(shù)在計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行更替，學(xué)生在充分掌握計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)性設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及技巧的過程中，還能夠加深對(duì)于知識(shí)的理解及認(rèn)識(shí)[4]。

2.1.2綜合設(shè)計(jì)

EDA技術(shù)在計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行引用，能夠?qū)W(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)中掌握的全部計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)進(jìn)行綜合性應(yīng)用，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中能夠使用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)理念，對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)層次就是將學(xué)生在計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)結(jié)構(gòu)中的多門學(xué)科內(nèi)的知識(shí)點(diǎn)綜合性應(yīng)用，學(xué)生在對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)中，能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)硬件相關(guān)設(shè)計(jì)語言進(jìn)行描述，完成對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件的控制器設(shè)計(jì)，優(yōu)化計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)層次是以單獨(dú)計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)課程作為前提，將計(jì)算機(jī)硬件課程中的全部知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整合性設(shè)計(jì)，為學(xué)生創(chuàng)建統(tǒng)一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件知識(shí)結(jié)構(gòu)整體性認(rèn)識(shí)。綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)層次能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)復(fù)雜性設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生在實(shí)際設(shè)計(jì)中能夠?qū)τ谟?jì)算機(jī)硬件知識(shí)結(jié)構(gòu)靈活應(yīng)用[5]。

2.1.3應(yīng)用研究設(shè)計(jì)

對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件及軟件研究設(shè)計(jì)中，都需要對(duì)于根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)出的模型對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用操作，這樣不僅僅能夠讓計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)課程在實(shí)際教學(xué)中對(duì)于不同科目硬件知識(shí)進(jìn)行教學(xué)，更是學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件系系統(tǒng)整體性認(rèn)識(shí)，將計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)與軟件設(shè)計(jì)相結(jié)合，學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)境更加了解，保證學(xué)生計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)知識(shí)結(jié)構(gòu)及實(shí)際應(yīng)用環(huán)境更加了解。學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的嵌入式設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程總，主要實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的就是讓學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用設(shè)計(jì)進(jìn)行針對(duì)性練習(xí)，對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)整體環(huán)境全面性認(rèn)識(shí)，最終保證學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件課程知識(shí)掌握水平[6]。

2.2以EDA技術(shù)為紐帶構(gòu)建階段性、層次化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

筆者對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件課程體系進(jìn)行研究中發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系在實(shí)際構(gòu)建中應(yīng)該進(jìn)行階段性、層析化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系設(shè)計(jì)，EDA技術(shù)在實(shí)際構(gòu)建中作為紐帶，保證計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)課程的整體性。

2.2.1數(shù)學(xué)邏輯層次實(shí)驗(yàn)

數(shù)學(xué)邏輯層析實(shí)驗(yàn)就是對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中的常用邏輯性進(jìn)行設(shè)計(jì)，學(xué)生在實(shí)際設(shè)計(jì)中能夠?qū)τ谟?jì)算機(jī)硬件常用實(shí)用功能能加了解，學(xué)生也能夠靈活應(yīng)用EDA技術(shù)。

2.2.2計(jì)算機(jī)組成原理層次實(shí)驗(yàn)

計(jì)算機(jī)組成原理層次實(shí)驗(yàn)就是對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的大規(guī)模器件進(jìn)行設(shè)計(jì)，增加學(xué)生對(duì)于整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)踐水平。

2.2.3計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)層次實(shí)驗(yàn)

計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)層析實(shí)驗(yàn)就是對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的控制器等進(jìn)行的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)各環(huán)節(jié)進(jìn)行整體性設(shè)計(jì)，完善計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)運(yùn)行效率，讓學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次更加了解。

3 實(shí)現(xiàn)基于EDA技術(shù)上的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的措施

3.1 增加EDA技術(shù)教學(xué)課程

EDA技術(shù)在計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)課程中主要以實(shí)際應(yīng)用為主，也是計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的主要組成成分，EDA技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行層次性講解，學(xué)生在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)于EDA技術(shù)的原理及技巧也能夠較為靈活掌握，對(duì)于EDA技術(shù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)清晰認(rèn)識(shí)。

EDA技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中是通過開發(fā)板作為平臺(tái)進(jìn)行應(yīng)用，其實(shí)EDA技術(shù)在計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，不僅僅是讓學(xué)生能夠?qū)τ谟?jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具進(jìn)行了解，更重要的是讓學(xué)生能夠?qū)τ诂F(xiàn)代化數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式及理念金西寧了解，在實(shí)際設(shè)計(jì)中能夠通過形式化的方式將計(jì)算機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)，最終保證學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)水平[7]。

3.2 精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)置

教師在為學(xué)生選擇計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過程中，應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，精選一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，突破傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇上的局限性。例如可以將基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)更替?zhèn)鹘y(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以將對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練。教師在對(duì)于學(xué)生計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)上，應(yīng)該更加關(guān)注學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)康男缘脑O(shè)計(jì)，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中全部實(shí)驗(yàn)流程都由學(xué)生獨(dú)立完成，這樣不僅僅能夠讓學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件課程中的基礎(chǔ)性知識(shí)及技巧重新認(rèn)識(shí)，還能夠提高學(xué)生在學(xué)習(xí)中的積極性，保證學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量[8]。

4 結(jié)論

計(jì)算機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力要求，學(xué)校在對(duì)于計(jì)算機(jī)課程實(shí)際教育中，應(yīng)該更加計(jì)算機(jī)發(fā)展情況開展教學(xué)工作，讓學(xué)生在實(shí)際教學(xué)中能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合。構(gòu)建計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)體系就是希望能夠?qū)W(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件相關(guān)知識(shí)能夠全面掌握，保證教育質(zhì)量。

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