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ADDINCNKISM.UserStyle《硬件描述语言》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程号
2023D00110
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
（英文）HardwareDescriptionLanguage
课程性质
选修
考核类型
考查
课程学分
1
课程学时
17
课程类别
学科基础课程（学科拓展课）
先修课程
电子线路与数字逻辑、电子线路与数字逻辑实验
适用专业（类）
计算机科学与技术、信息安全
二、课程描述及目标
（一）课程简介
硬件描述语言是形式化描述硬件电路的功能、信号连接关系和定时关系的语言，具有很强的数字系统硬件电路描述和建模能力。硬件描述语言是当今电子设计自动化极为重要的工具。利用硬件描述语言设计数字系统，可以大大简化硬件电路设计任务，提高硬件电路设计效率和可靠性。
《硬件描述语言》课程是计算机科学与技术专业和信息安全专业的学科拓展选修课。通过《硬件描述语言》课程理论教学和与之配套的《硬件描述语言实验》课程实践操作训练，可以使学生了解当今数字系统设计的一般方法；熟悉硬件描述语言的相关知识；掌握一种标准化的硬件描述语言；学会利用硬件描述语言实现基本数字电路和数字系统的设计和验证。通过《硬件描述语言》课程的学习，可使学生具备一定的计算机硬件开发能力；也对《计算机组成与体系结构》、《计算机组成与体系结构实验》等硬件相关的后续课程的理论和实验课程的学习和实践奠定必要的能力基础。
（二）教学目标
通过本课程的学习，使学生了解数字系统设计和硬件描述语言的基本概念，理解应用硬件描述语言设计硬件电路的基本思想，熟悉硬件描述语言的基本语法规则，初步掌握硬件描述语言硬件电路设计的基本方法。
课程目标1：了解数字系统设计和硬件描述语言的基本概念；
课程目标2：理解应用硬件描述语言设计硬件电路的基本思想；
课程目标3：熟悉硬件描述语言VHDL的基本语法规则；
课程目标4：初步掌握硬件描述语言硬件电路设计的基本方法。
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
权重
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2
0.1
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3
课程目标4
0.5
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
0.1
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
0.1
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1
课程目标4
0.1
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
0.1
四、教学方式与方法
教学方式：理论教学形式以课堂讲解为主，理论教学采用与实验教学紧密结合的任务型教学模式。
教学方法：理论教学环节中，讲授硬件描述语言的基本概念和硬件描述语言设计硬件电路的基本思想，并通过相关设计实例，加强学生对各知识点的理解。紧密联系与本课程配套的实验教学环节，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；应用VHDL语言设计基本逻辑电路。
（二）教学难点
硬件描述语言所具有的特殊性及硬件描述语言与软件程序设计语言的区别；硬件描述语言在应用于建模（建立文档）、验证仿真与设计综合等不同情况下，描述方式选择及描述语句使用的区别。
六、教学内容、基本要求与学时分配
序号
教学内容
基本要求
学时
教学
方式
对应课程目标
1
第1章数字系统硬件设计概述
了解数字系统硬件设计相关基础知识。
2
讲授
课程目标1
2
第2章VHDL语言程序的基本结构
熟悉VHDL语言程序的基本结构及子结构。
3
讲授
课程目标3
3
第3章VHDL语言的数据类型与运算操作符
熟悉VHDL语言的客体及其数据类型，熟悉VHDL语言的运算操作符。
3
讲授
课程目标3
4
第4章VHDL语言构造体的描述方式
理解VHDL语言构造体的三种描述方式。
3
讲授
课程目标2
5
第5章VHDL语言的主要描述语句
熟悉VHDL语言的描述语句分类及主要描述语句。
3
讲授
课程目标3
6
第6章基本逻辑电路设计
掌握基本
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