计算机组成原理实验的探讨论文
计算机组成原理是计算机专业重要的核心课程，在计算机专业的整个课程体系中起着承上启下的作用。下面是小编给大家推荐的计算机组成原理实验的探讨论文，希望大家喜欢!
计算机组成原理实验的探讨论文篇一
《计算机组成原理虚拟实验环境设计及实现的探讨》
摘 要：本文对计算机组成原理虚拟实验环境的构建进行了初步的探讨。从建立虚拟实验室着手，介绍了虚拟实验室的设计目标和设计流程，以及运用Microsoft Visual C+6.0、OpenGL、SQL Server2000对计算机组成原理虚拟实验环境进行实现。
关键词：虚拟实验室;设计;实现
中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2013) 24-0000-01
《计算机组成原理》这门课程是一门抽象和不易理解的课程。这门课程开设的目的是让计算机专业的学生更好地理解计算机是如何工作的原理，帮助学生梳理清楚这方面的基础知识，以方便进一步开展之后的学习。为了帮助学生学习好这门软硬件都涉及的综合性课程，实践的运用就显得非常重要。
但是，由于客观因素例如高校学生人数日渐增多，实验设备、场地、经费的相对落后和不足，使得传统依靠计算机组成原理实验箱来模拟计算机某些组成部分运行的实践教学方式受到了一定程度的影响。不可否认，尽管以往的传统实践教学可以起到加深学生对课程理解的作用，但具有一定的局限性。因此，虚拟实验室的引入就显得尤为重要，它的节约资源，降低成本，共享便利、使用高效等多方面优势有效改进传统实践教学中的不足，不仅从各方面降低了高校进行实验教学的成本负担，学生也可以在较短的时间内消化掉比较多的知识，并将其运用从而更好地提升学生学习效果，增强学生的创新能力。
一、对虚拟实验室的认识
虚拟实验室这一概念是用来描述计算机网络化的虚拟实验室环境，最早是由美国教授William Wulf提出的。它追求的其实是构建一个融合了不同工具和技术的电子化、网络化的科学研究和集合实验的环境。在这样的环境下，人们通常可以跨越地理位置的限制，有效利用不同领域、不同层面的丰富资源，来完成自己的科学实验或研究活动。相比较传统的实验教学，虚拟实验室能使科学研究更为人性化、便利和环保，不论是从实验安全、共享范围、还是节省成本都方面都有十分明显的优势。在虚拟实验中不用担心实验本身带来的对人体的伤害，也不用担心在实验时会缺少研究人员之间的互动，更不用担心关于实验器材的损耗、毁坏所带来的资金问题。因此，虚拟实验室无疑是有着很大的发展空间的。它为进行科学实验的研究者创建了一个看得见的虚拟环境，让研究者在做实验中，仿佛身临其境，通过对电脑硬件设备的操作，开展一系列的实验活动，观察实验效果，得出实验结论。
二、虚拟实验室的设计
(一)计算机组成原理虚拟环境设计目标
因为本文探讨的计算机组成原理虚拟环境的建成主要是为了方便高校的计算机组成原理的课堂实践教学，因此设计目标就是以校园网为基础的虚拟实验室环境。这样的实验系统务求要达到仿真度高、安全度高、操作性强等特点，真正摆脱空间和时间的局限，让学生可以随时随地进行实验操作。同时，除了固有的实验教学内容以外还可以允许用户们自行设计实验，这会很大程度上节省自行发起的科学研究的研究成本，鼓励了用户对于自己感兴趣的领域积极进行探索，提高他们进行科学研究的兴趣和动手能力，激发他们的创新意识。
(二)计算机组成原理虚拟环境的设计流程
从对系统模块的划分来看，计算机组成原理虚拟实验系统主要可以分为三个板块，网络服务功能、仿真实验以及数据库服务。其中网络服务功能实现了虚拟实验的网络化功能，仿真实验则包括诸如运算器实验、带进位运算器实验、移位运算器实验、存储器实验和微控制器实验等内容，方便用户观察自己的实验状况。数据库则是仿真实验的支撑，妥善保存用户的相关信息和实验数据。根据这三个板块，再结合计算机组成原理本身的特性，选用C/S模式对系统进行构建。想要进行虚拟实验，先是建立一个对应的网络实验系统，然后学生只需要通过输入其用户名以及密码后，通过系统的相关认证后，学生即可根据界面显示的选项，根据自己的专业和需求选择自己要做的实验。而且学生可以通过阅读实验系统中对于如何进行实验来了解实验要求、实验内容、实验方法等等，并通过上传实验结果，提问等方式和老师互动。实验指导老师则可以通过自己专有的用户名和密码，进入实验系统，根据教学要求对实验系统里的各个板块进行完善，也便于教师及时观察学生的实验动态，更新和调整自己的实验教学内容。另外还可以设立特殊用户进行更高级别的操作，如系统管理员，负责对学生、老师以及其他各种实验数据信息进行全方位管理。
三、计算机组成原理虚拟实验环境的实现
该系统可以使用Microsoft Visual C+6.0语言开发实施，另外利用OpenGL对器件进行二维或三维显示，数据库存储则选择使用SQL Server2000软件。用户登录后自行选择实验内容并操作。服务器端会对上传的实验操作内容和数据加以判断，并进行仿真计算，最后由相应的客户端显示出仿真结果。本虚拟实验环境仿真方法建立在离散事件模型的基础上，从系统的需求分析出发，进行仿真建模框架，最后形成仿真建模包。在多人合作实验项目中，可以利用web进行连接，这样也方便老师可以进行远程教学。虚拟实验室和计算机协同工作技术相结合，利用组播的通信方式进行信息共享，从而实现远程实验教学的功能。
四、结束语
针对高校因为受限于各方面因素不能很好进行实验教学的现状，对计算机组成原理的虚拟实验环境的探索就显得更为必要，虚拟实验室系统的建成对传统实验教学的一种突破和发展，极大地推动了教学实践的改革。它的实验成本低、实验效果好、交互性增强、注重加强学生创新能力、等优势以及对远程教育实现的贡献都让我们看到了其光明的前途。在此系统中，用户可以有更大的空间和余地进行实验，将实践与知识良好地结合，达到学以致用的目的。总之，虚拟实验环境极大地弥补了传统实验教学的不足，必然会成为一种高校实验教学的趋势。
参考文献：
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[3]陈敬森.计算机硬件虚拟实验室的设计与研究[J].科技风，2012(14)：33.