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计算机硬件系统设计2019秋SPOC
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spContent=华中科技大学《计算机组成原理实验》SPOC专属课堂,大萝卜老师将带领大家硬件吃鸡通关,从逻辑门开始一步步构造你自己的CPU,不服来战!
—— 课程团队
课程概述

       这是一门 会让你手痒的 的计算机硬件实践课程

       这是一门 会让你上瘾的 的计算机硬件实践课程

       这是一门 会大呼过瘾的 的计算机硬件实践课程

       这是一门 无需硬件设备 的计算机硬件实践课程

       这是一门 颠覆传统实验 的计算机硬件实践课程

       这是华科计算机学院最受欢迎的实践课,是 学习《数字逻辑》《计算机组成原理》《系统结构》课程的必备实践课程!大萝卜老师将带领大家硬件吃鸡通关,从逻辑门开始一步步打造你的专属CPU,不服来战!


本课程设计的系列原创的虚拟仿真实验有效克服了传统计算机硬件实验平台和实验体系的不足,无需任何硬件实验平台,突破了传统硬件实验对实验场地和实验平台的约束,课内课外相结合,特别适合线上线下开展。遵循层次化、递进化、系统化的思想,利用简单易学的虚拟仿真实验平台,采用最直观的构建原理图的方式,让学生从门电路开始逐步设计组合逻辑、时序逻辑、运算器、存储系统、数据通路和控制器、流水控制逻辑直至完整的MIPS CPU来深入理解计算机系统,大大加深硬件系列课程的理解。计算机相关专业同学在学习《数字逻辑》、《计算机组成原理》、《计算机组织与结构》、《计算机系统结构》时可配套本课程的部分或全部内容进行辅助学习,可大大提升相关课程学习效果。
       课程成果从2014年开始逐步应用在我院《数字逻辑》、《逻辑与计算机设计基础》、《计算机组成原理》、《硬件综合训练》、《计算机组成原理课程设计》等课程的实践教学中,受到了广大师生的一致好评,相关实验课堂多次被评为学生最满意课堂,四次获得校优秀课程设计,四次校优秀课程实验,2018年获华中科技大学实验技术成果奖一等奖。先后主办过5次实验教学导教班,来自全国约110所兄弟院校近300位教师学习了课程实验教学模式、目前多所院校采用了本课程的相关实验方案。

 

授课目标

       让学生从逻辑门开始逐步设计组合逻辑、时序逻辑、运算器、存储器、数据通路、直至完整的流水CPU。培养学生的硬件思维,让《数字逻辑》《计算机组成原理》《计算机系统结构》多门课程衔接更顺畅,提升相关课程的学习效果!在递进的学习过程中让学生养成系统观,有效提升学生计算机硬件系统设计能力。

成绩要求

1.   完成必修章节的在线视频学习

2.   完成必修章节的课后在线测试

3.   参与视频课件附带的学习讨论

4.   建议完成MIPS多周期CPU或24条指令单周期CPU

5.   60分总成绩80分可以获得合格证书

6.   总成绩80分可以获得优秀证书 

计组、数字逻辑、组成原理、系统结构、体系结构、数字、数字电路、接口技术 数字逻辑数字电路

组成原理、数字逻辑、组成原理、系统结构、体系结构、数

课程大纲
预备知识

    第二章先修课为数字逻辑、其他章节先修课为计算机组成原理、汇编语言设计、C语言程序设计,课程可以配合《操作系统》一起学习,方便大家从软件和硬件两个层次深入理解计算机。

计组、数字逻辑、组成原理、系统结构、体系结构、数字电路、数字电路、接口技术 数字逻辑数

 

参考资料

 

 

  1. George Self(). EXPLORING DIGITAL LOGIC WITH LOGISIM2013.

  2. 欧阳星明 溪利亚数字电路逻辑设计(2北京:人民邮电出版社,2016.  

  3. M.Morris Mano(). 逻辑与计算机设计基础(第4版).北京:机械工业出版社,2012

  4. 秦磊华,吴非,莫正坤.计算机组成原理北京:清华大学出版社,2011.

  5. 袁春风计算机组成与系统结构北京:清华大学出版社,2011.

  6. David A. Patterson().计算机组成与设计硬件/软件接口(原书第5).北京:机械工业出版社.

  7. Randal E. Bryant (). 深入理解计算机系统(第3版).北京:机械工业出版社,2016.

  8. 张晨曦,王志英计算机系统结构高等教育出版社.北京:2008.

  9. David Money Harris().数字设计和计算机体系结构(第二版)机械工业出版社,2016. 组成