计算机体系结构实验教学：培养先进计算机系统设计能力

本文主要探讨了计算机体系结构在实验教学中的重要性和实施方法，以及与计算机硬件教学课程体系的关系。文章指出，“计算机体系结构”作为专业基础课，位于“计算机组成原理”之后，是向学生传授先进计算机设计思想和方法的关键。它强调机器的并行执行特性，关注性价比，涵盖了CISC和RISC指令系统、存储器管理、并行计算结构等多个领域。 1. “计算机体系结构”在计算机硬件教学课程体系中的位置及特点 “计算机体系结构”课程位于“数字电路与数字系统设计”和“计算机组成原理”之后，作为专业基础课，更注重讲解现代计算机设计的主流技术和方法。与“计算机组成原理”不同，它不仅关注基本概念，还着重于计算机的性能优化和并行处理。 2. “计算机体系结构”课程教学的现实意义 随着半导体技术的进步，设计实际计算机系统已成为计算机专业学生的必备技能。“计算机体系结构”课程能够让学生掌握这些关键能力，为他们进入计算机产业做好准备。 3. “计算机体系结构”实验教学的作用、内容和方法 实验教学有助于理论知识的实践应用，包括模拟计算机系统设计、指令集模拟、存储器层次结构的构建等。通过实验，学生可以深入理解并行处理、高速缓存、I/O接口等复杂概念，提升问题解决和创新能力。 4. “计算机体系结构”的实验设备要求 实验设备应具备足够的灵活性，支持多种计算机结构的模拟和原型设计，例如TD-CMX计算机体系结构与计算机系统设计平台，这类平台能提供实际设计环境，让学生进行硬件描述语言（如VHDL）编程，模拟和验证他们的设计。 5. “TD-CMX计算机体系结构与计算机系统设计平台”介绍 TD-CMX平台是专为“计算机体系结构”实验教学设计的，它提供了进行RISC指令系统设计、并行计算机结构实现等实践操作的工具，帮助学生将理论知识转化为实际操作经验。 6. 实践与创新能力培养 实验教学不仅教授技术知识，更重要的是激发学生的创新思维，通过设计和实现自己的计算机系统，学生能更好地理解计算机的运作原理，提高解决问题的能力，为未来从事计算机系统设计工作奠定坚实基础。 总结，计算机体系结构实验教学是培养学生理解和设计先进计算机系统的重要环节，它结合理论与实践，促进学生全面发展所需的知识、技能和创新能力，为计算机行业输送具备高级技术水平的人才。