《计算机组织与结构》课程虚拟仿真实验设计

赖晓晨，迟宗正，侯刚

（大连理工大学软件学院，大连116600）

《计算机组织与结构》课程虚拟仿真实验设计

赖晓晨，迟宗正，侯刚

（大连理工大学软件学院，大连116600）

《计算机组织与结构》是典型的硬件课程，课程实验受到人员、经费、场地、设备等多方面限制。提出一套基于C语言的课程虚拟仿真实验方案，可在PC上完成运算器、控制器、存储器、输入输出系统等部件的工作原理仿真，摆脱实际硬件设备的束缚，学生需要完成部件设计的每一个环节，取得较好的教学效果。

0 引言

《计算机组织与结构》是计算机及电子相关专业的一门主干核心课程，主要讲述计算机各部件的工作原理与相互关系[1]。本课程是典型的硬件课程，内容较为抽象，相比程序设计类课程来说，学生的动手机会较少[2-3]。传统上本课程主要采用购置硬件设备来开展实验，学生通过在设备上实际操作来理解课程原理，但是这种方式有较多局限性。从学校角度来说，必须准备相应的设备购置、维护与升级的人员和经费，为实验安排固定的场所，以及合理排课；从学生角度来说，必须在统一的时间到实验室开展实验，方式不够灵活，同时仅仅按照步骤完成既定操作，对课程原理的理解不够深入。

本文基于多年教学实践，开发了一套仿真实验方案，采用C语言来模拟实现计算机内部各个部件的工作机制，具有内容深入、操作灵活、成本低、方便学生学习等特点[4]。仿真实验要求学生从零开始编程，直至完全重现某个硬件部件的完整工作流程，在验证课程知识的同时，使学生紧密接触部件工作的每一个环节，变实验验证为实验设计，从而对工作原理有更深入的认识。……