基于EDA技术的计算机硬件实验教学体系构建

谢君科

摘要：计算机硬件实验教学体系在构建过程中，虽然已经取得了一定的效果，但是还存在较多的问题，院校对于计算机硬件实验教学体系构建的问题进行解决中将EDA技术理念作为核心理念。该文就将对于计算机硬件实验教学体系构建进行研究，对于计算机硬件实验教学体系中存在的问题提出笔者本人的意见。

关键词：EDA技术；计算机专业；硬件体系；实验教学

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）21-0148-02

信息技术在发展中最为关键的基础就是硬件技术，我国信息发展水平与硬件技术的发展之间有着直接性关联。各大高校在计算机专业实际教育中，整个教学的核心内容都是硬件类课程的教育。计算机专业在对于硬件类课程实际教育中主要都采取实验平台进行研究，在实验中掌握学生的实际学习情况，这种实验性教学模式对于学生实践能力的养成具有关键性作用。伴随着信息技术快速发展中，各大高校计算机专业在实际教育中，硬件实验教学体系中存在较多的问题。

1 计算机硬件实验教学中存在的问题

传统计算机硬件实验教学模式已经不能够满足学生对于计算机技术的了解，对于学生硬件实践能力的培养存在较大的困难。

1.1硬件设备投入高，硬件项目开发周期长

各大高校在计算机硬件教学中，都需要在硬件实验中投入大量的资金作为教学支持，并且各种硬件在实际教学中拥有较大的消耗，就需要高校在硬件设备上投入更高的资金数量，对于计算机硬件教学进行保证。计算机硬件类课程在实际教育中，硬件实验所需要的时间周期也较长，高校在硬件教学中应该对于硬件性项目研究中应该持续性研究，教师在实际教学中拥有较高的知识储备及电子学知识理论知识，拥有丰富的教学经验，在实际教育中能够灵活应用各种硬件设计。计算机硬件实验教学中需要对于实验设备进行更新，满足学生对于先进计算机硬件设计的要求[1]。

1.2教学实验台的设计针对性强，硬件线路相对固定，实验内容受硬件设计的制约

传统计算机硬件实验教学中，学生在实验设计中拥有较高的针对性，主要就是对于某类课程进行研发设计，造成学生在实际实验中所能够设计的硬件线路较为固定，实验内容的更新也受到了较大的制约。高校计算机硬件类设备在实际更新中，在没有足够的资金进行保证的情况下，计算机硬件类课程教学中，教学内容创新将无法保证。

1.3硬件实验教学彼此脱节；缺乏系统化的实验体系

高校计算机专业在硬件类课程教学中，教学内容种类较多，不同种类课程在实际教育的过程中存在一定的关联，学生对于硬件类课程的全部教育中，学生能够对于计算机硬件知识进行整体性认识。但是教师在实际教育中，缺乏对于计算机硬件教学整体性认识，学生能够对于计算机进行系统化设计。对于计算机硬件实验教学体系构建中，应该对于不同硬件类课程进行整体性分析，了解硬件类课程之间的关联，进而对于硬件课程进行系统化设计。计算机硬件实验教学体系的构建对于学生计算机能力的培养具有重要的作用[2]。

2 构建基于EDA技术的计算机硬件实验教学体系

EDA技术在科技水平不断发展中，已经取得了较为明显的成果，为计算机硬件实验教学中存在的问题解决提供了新的途径，让计算机专业的学生能够拥有更高的计算机硬件知识。计算机硬件实验教学构建中应用EDA技术，能够将计算机硬件实验教学中传统方式进行更新，让高校计算机专业硬件类教学能够向设计方向发展。在西方先进国家的计算机硬件类课程中，计算机硬件实验室中已经拥有较为完善的计算机组成原理实验，在实际实验中将EDA技术在整个教学中贯穿，对于计算机硬件设计进行逻辑上的创新。计算机硬件实验在实际实验中需要通过相对应软件进行完成，在实验中并不需要导线进行连接，对于设计完毕的内容修改也较为容易，学生也能够拥有更加多样性的教学设计方案[3]。

2.1研究计算机专业硬件类课程之间的关系，设计递进层次的实验结构

计算机硬件实验教学体系构建中，应该科学合理性设计教学结构，增加对于计算机硬件实验教学课程之间的关联，突出逻辑性在计算机硬件实验教学体系中的地位，加强不同课程内知识点的连接，能够为学生进行全面性教育。

2.1.1基础设计

基于EDA技术的计算机硬件实验教学体系构建中，最为基础性的构建基础性实验结构，让学生在实际实验学习中能够对于是硬件类技基础技能及方式进行认识，方便学生对于深层次的计算机硬件实验知识进行了解。如，教师在为学生讲解计算机硬件知识结构中的组合逻辑电路实验设计过程中，可以首先对于计算机硬件原理结构实验中的逻辑性电路设计进行讲解，让学生能够对于逻辑电路实验初步进行认识，进而让学生通过EDA技术在计算机实验课堂上对于逻辑电路进行设计，学生在通过EDA技术对于逻辑电路设计过程中能够对于教师实际讲解的知识深层次进行认识，了解不同设计形式在实际设计中的应用情况，对于计算机硬件内部结构也能够清晰掌握。EDA技术在计算机硬件实验教学中基础设计中进行应用，能够将传统实验教学中的验证性实验进行更替，学生在充分掌握计算机硬件基础性设计基础及技巧的过程中，还能够加深对于知识的理解及认识[4]。

2.1.2综合设计

EDA技术在计算机硬件实验教学中进行引用，能够将学生在实际学习中掌握的全部计算机硬件知识进行综合性应用，学生在实验过程中能够使用现代化的设计理念，对于计算机硬件系统进行针对性设计。综合设计实验层次就是将学生在计算机硬件知识结构中的多门学科内的知识点综合性应用，学生在对于计算机硬件进行设计中，能够将计算机硬件相关设计语言进行描述，完成对于计算机硬件的控制器设计，优化计算机硬件设计。综合设计实验层次是以单独计算机硬件实验课程作为前提，将计算机硬件课程中的全部知识结构进行整合性设计，为学生创建统一的设计平台，学生对于计算机硬件知识结构整体性认识。综合设计实验层次能够将计算机硬件系统复杂性设计任务进行实现，让学生在实际设计中能够对于计算机硬件知识结构灵活应用[5]。

2.1.3应用研究设计

对于计算机硬件及软件研究设计中，都需要对于根据实际实验设计出的模型对于计算机硬件应用系统进行实际应用操作，这样不仅仅能够让计算机硬件实验课程在实际教学中对于不同科目硬件知识进行教学，更是学生对于计算机硬件系系统整体性认识，将计算机硬件系统与软件设计相结合，学生对于计算机硬件系统实际设计环境更加了解，保证学生计算机硬件系统设计质量，促进学生对于计算机硬件系统知识结构及实际应用环境更加了解。学生对于计算机硬件系统中的嵌入式设计项目进行设计的过程总，主要实验设计的目的就是让学生对于计算机硬件系统结构及应用设计进行针对性练习，对于计算机硬件系统整体环境全面性认识，最终保证学生对于计算机硬件课程知识掌握水平[6]。

2.2以EDA技术为纽带构建阶段性、层次化的实验教学体系

笔者对于计算机硬件课程体系进行研究中发现，计算机硬件实验课程教学体系在实际构建中应该进行阶段性、层析化的实验教学体系设计，EDA技术在实际构建中作为纽带，保证计算机硬件实验课程的整体性。

2.2.1数学逻辑层次实验

数学逻辑层析实验就是对于计算机硬件实验教学体系中的常用逻辑性进行设计，学生在实际设计中能够对于计算机硬件常用实用功能能加了解，学生也能够灵活应用EDA技术。

2.2.2计算机组成原理层次实验

计算机组成原理层次实验就是对于计算机硬件系统中的大规模器件进行设计，增加学生对于整个计算机系统实践水平。

2.2.3计算机体系结构层次实验

计算机体系结构层析实验就是对于计算机硬件系统中的控制器等进行的设计实验，能够将计算机各环节进行整体性设计，完善计算机硬件系统运行效率，让学生对于计算机硬件系统结构层次更加了解。

3 实现基于EDA技术上的计算机硬件实验系统的措施

3.1 增加EDA技术教学课程

EDA技术在计算机硬件实验课程中主要以实际应用为主，也是计算机硬件实验课程教学中的主要组成成分，EDA技术能够为学生对于计算机硬件进行层次性讲解，学生在最短的时间内对于EDA技术的原理及技巧也能够较为灵活掌握，对于EDA技术设计环节清晰认识。

EDA技术在实际应用中是通过开发板作为平台进行应用，其实EDA技术在计算机硬件实验系统中进行应用，不仅仅是让学生能够对于计算机硬件系统设计工具进行了解，更重要的是让学生能够对于现代化数字系统设计方式及理念金西宁了解，在实际设计中能够通过形式化的方式将计算机硬件电路设计，最终保证学生对于计算机硬件设计水平[7]。

3.2 精选实验内容，优化试验设置

教师在为学生选择计算机硬件系统实验内容过程中，应该根据学生的实际学习情况，精选一些实验内容，突破传统计算机硬件实验内容选择上的局限性。例如可以将基础设计实验更替传统验证性实验，实验内容可以将对于学生实验能力进行针对性训练。教师在对于学生计算机硬件实验课程设计上，应该更加关注学生对于实验目的性的设计，在实际实验中全部实验流程都由学生独立完成，这样不仅仅能够让学生对于计算机硬件课程中的基础性知识及技巧重新认识，还能够提高学生在学习中的积极性，保证学生学习质量[8]。

4 结论

计算机在实际应用中具有较强的实践能力要求，学校在对于计算机课程实际教育中，应该更加计算机发展情况开展教学工作，让学生在实际教学中能够将计算机理论知识与实践相结合。构建计算机硬件实验体系就是希望能够将学生对于计算机硬件相关知识能够全面掌握，保证教育质量。

参考文献：

[1] 戚梅，东野长磊.构建计算机硬件实验教学体系[J].实验室研究与探索，2009（9）：131-132+178.

[2] 李绍平，余桂兰.基于EDA技术的计算机硬件实验教学体系构建[J].中国现代教育装备，2009（7）：97-99.

[3] 刘文英，李克文，纪友芳.基于EDA技术的计算机硬件体系实践教学探索[J].计算机教育，2008（14）：160-162.

[4] 盛建伦，巩玉玺，刘淑霞，等.计算机专业硬件基础课程实验教学体系的研究[J].实验室研究与探索，2013（10）：387-391.

[5] 艾明晶.基于自动设计方法的数字逻辑课程改革研究与实践[J].实验技术与管理，2012（9）：151-155.

[6] 高金定，邬书跃，孙彦彬，等.EDA技术创新型实验教学体系的构建与实践[J].实验技术与管理，2011（2）：158-160.

[7] 杨学颖，马斌，顿文涛，等.以“自主创新”为主的《计算机组成原理》实践教学改革与探索[J].农业网络信息，2013（7）：152-155.

[8] 张惠臻，谢维波，钟必能.基于FPGA可编程平台的计算机硬件实验教学[J].计算机教育，2014（17）：32-35.