2023D00111-硬件描述语言实验-2023版人才培养方案课程教学大纲.docxVIP

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ADDINCNKISM.UserStyle《硬件描述语言实验》课程教学大纲

（实验课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

2023D00111

开课单位

网络空间安全和计算机学院

课程名称

（中文）硬件描述语言实验

（英文）HardwareDescriptionLanguageExperiments

课程性质

选修

考核类型

考查

课程学分

1

课程学时

34

课程类别

学科基础课程（学科拓展课）

适用专业（类）

计算机科学与技术、信息安全专业

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《硬件描述语言实验》课程是与《硬件描述语言》课程配套的实验课程。通过本课程的学习实践，可以使学生掌握利用硬件描述语言实现基本数字电路的设计和验证方法，从而培养学生数字系统的设计能力。本课程所应用的硬件描述语言为VHDL。本课程首先要求学生完成基本功能单元电路设计和综合功能电路设计等多个基础实验项目，在此基础上，引导学生自主地完成专业相关的简单数字系统设计实验项目。

（二）教学目标

通过本课程实践锻炼，使学生切实了解硬件描述语言的基本概念和基本思想；熟悉硬件描述语言的语法规则；能够运用相关软件，用硬件描述语言设计出实用的逻辑电路及简单数字系统。

课程目标1：使学生了解硬件描述语言的基本概念和基本思想；

课程目标2：使学生熟悉硬件描述语言VHDL的语法规则；

课程目标3：使学生能够运用相关综合和仿真软件，用硬件描述语言设计出实用的逻辑电路。

课程目标4：使学生具备自主设计专业相关的简单数字系统的能力。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

2-2：能基于相关科学原理和数学模型方法正确表达计算机科学与技术领域的复杂工程问题

课程目标1

课程目标4

3-2：能够针对计算机科学与技术领域工程的特定需求，完成硬件单元和软件模块的设计

课程目标2

课程目标4

3-3：能够在解决计算机科学与技术领域复杂工程问题时，综合运用先进技术进行系统设计，并在设计中体现创新意识

课程目标4

4-2：能够根据计算机科学与技术领域复杂工程中特定对象特征，选择研究路线，设计实验方案

课程目标2

课程目标4

5-1：了解计算机科学与技术领域复杂工程中常用的技术、资源、现代工程工具、现代信息技术工具和相关辅助软件的使用原理和方法，并理解其局限性

课程目标3

12-2：具有自主学习的能力，包括对技术问题的理解能力，归纳总结的能力、提出问题的能力，批判性思维和创造性能力

课程目标4

四、教学方式与方法

教学方式：采用以设计任务为驱动，与理论教学紧密结合的任务型实验教学模式。

教学方法：在理论教学环节中讲授硬件描述语言各知识点的基础上，实验教学环节中循序渐进地提出多个设计任务，在相关设计实例的示范下，由学生自主完成设计任务，从而使学生切实掌握硬件描述语言硬件电路设计的基本方法。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

VHDL语言的基本结构和基本语法规则；VHDL语言的基本描述方式；VHDL语言的基本描述语句；基本逻辑电路设计。

（二）教学难点

除硬件描述语言理论教学所具有的教学难点外，实验教学中针对不同的任务要求和不同的硬件环境，应提出不同描述方式的设计方案。

六、实验内容、基本要求与学时分配

序号

实验项目名称

实验内容与要求

学时

类型

对应课程目标

1

综合仿真软件使用实验

实验内容：

1、熟悉综合仿真工具软件

2、基本逻辑门

实验要求：

必修

2

演示性

课程目标1

课程目标3

2

基本功能单元电路设计实验

实验内容：

1、逻辑运算

2、加法器

3、数值比较器

4、编码器/译码器

5、数据选择器

6、触发器与寄存器

7、移位寄存器

8、计数器与时序逻辑

实验要求：

必修

12

验证性

课程目标2

课程目标3

3

综合功能电路设计实验

实验内容：

1、移位寄存器LED显示

2、八段数码管译码

3、多位八段数码管显示

4、LED方阵显示

5、蜂鸣器

实验要求：

选修

12

设计性

课程目标2

课程目标3

课程目标4

4

简单数字系统设计实验

实验内容：

设计一个简单数字系统

实验要求：

选修

8

探究性

课程目标3

课程目标4

合计

34

注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括“验证性”、“设计性”、“……”等。

七、学业评价和课程考核

（一）考核类型：?考试eq\o\ac(□,√)考查

（二）考核方式：eq\o\ac(□,√)实验报告eq\o\ac(□,√)实验作品

?其它：（填写具体考核方式）

（三）成绩评定：

考核

依据

建议分值

（百分比）

考核/评价细则

对应课程目标

平时

考核

100%

实际

操作

40%

完成进度、正确性

课程目标1

课程目标2

课程目标3