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文檔簡介
1、1人才系統(tǒng)能力培養(yǎng)教學(xué)實踐北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院系統(tǒng)能力培養(yǎng)的基本思路20062007200820092010201120122013系統(tǒng)能力 2006:首次工程教育認(rèn)證后,引發(fā)了對畢業(yè)生核心能力的思考 結(jié)論:系統(tǒng)能力 系統(tǒng)能力培養(yǎng)的特點:綜合性與形成性q綜合性:綜合運用多種知識解決系統(tǒng)級問題q形成性:能力不是一蹴而就,需逐步形成 基本思路q開發(fā)“CPU、OS、編譯器”計算機系統(tǒng)q多門課程聯(lián)動,逐步達(dá)成CPU編譯器編譯器OS編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院 計算機系統(tǒng)的3個基石:CPU、OS、編譯器qCPU:指令集、流水線、調(diào)度、存儲
2、層次、總線。qOS:中斷、任務(wù)切換、存儲管理、I/O。q編譯器:循環(huán)優(yōu)化、指令調(diào)度。q三者密切配合、相互影響、互相滲透 本科生開發(fā)一個功能型計算機系統(tǒng)qL1:理解硬件系統(tǒng)的運行原理qL2:掌握硬件系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件構(gòu)造方法qL3:領(lǐng)悟軟/硬件相互作用關(guān)系為什么選計算機系統(tǒng)作為目標(biāo)?3CPU編譯器編譯器OS編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院 現(xiàn)象:2006,能力較弱 原因:教學(xué)以讓學(xué)生了解知識為目標(biāo),不是以學(xué)生設(shè)計系統(tǒng)為目標(biāo)q過于強調(diào)知識的全面性,課時總?cè)萘坎蛔?,學(xué)生難以深入學(xué)習(xí)q雖也重視了課程體系建設(shè),但課程銜接不足當(dāng)時存在問題分析4對象對象開發(fā)能力開發(fā)能力CPU自定義
3、指令集;指令規(guī)模10+條OS分析代碼;系統(tǒng)調(diào)用級編程編譯器自定義文法;生成虛擬機指令;優(yōu)化弱編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院精簡課程群5 2006:計算機系統(tǒng)相關(guān)課程(5門)q模擬電路、數(shù)字邏輯、計算機組成原理、操作系統(tǒng)、編譯技術(shù)q均為必修課:課程總周期過長q課程體系銜接:有脫節(jié)、有重疊 建設(shè):計算機系統(tǒng)課程群(4門)q數(shù)字邏輯、計算機組成原理、操作系統(tǒng)、編譯技術(shù)q數(shù)字邏輯:作為起步課程;從數(shù)字電路層面切入q模擬電路:選修課(體系結(jié)構(gòu)方向必修課)編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院課程群改革規(guī)劃(2006) 教學(xué)目標(biāo):CPU,OS,編譯器
4、 技術(shù)路線q課程體系整合重構(gòu)q實驗體系物理綜合編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院 數(shù)字邏輯q結(jié)合數(shù)理邏輯知識,講授組合邏輯與時序邏輯原理q基于MIPS指令集,設(shè)計寄存器、加法器、移位器、控制器、多路選擇器、計數(shù)器、比較器q引入HDL語言、EDA工具 計算機組成q講授計算機硬件工作原理q在部件設(shè)計基礎(chǔ)上,實現(xiàn)MIPS指令集的功能型計算機系統(tǒng)q深化HDL語言、EDA工具應(yīng)用 操作系統(tǒng)q講授OS的各組成及其機理q實現(xiàn)MIPS的功能型OS 編譯技術(shù)q講授編譯器的構(gòu)造技術(shù)q實現(xiàn)MIPS的C編譯器計算機系統(tǒng)課程群體系7編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)
5、院計算機組成數(shù)字邏輯課程體系 數(shù)字邏輯q講授組合邏輯與時序邏輯原理q設(shè)計寄存器、加法器、移位器、控制器、多路選擇器等基礎(chǔ)部件 計算機組成q講授計算機硬件工作原理q在基礎(chǔ)部件之上開發(fā)計算機硬件系統(tǒng)q實現(xiàn)MIPS ISA、中斷、存儲器、I/O等硬件抽象基礎(chǔ)部件硬件抽象MIPS指令集 中斷控制器 存儲器I/O編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院編譯技術(shù)操作系統(tǒng)課程體系中斷 切換 虛實進(jìn)程管理內(nèi)存管理設(shè)備管理文件系統(tǒng)硬件抽象MIPS指令集中斷控制器存儲器I/O詞法分析語法分析中間代碼代碼生成代碼優(yōu)化 操作系統(tǒng)q理解中斷、現(xiàn)場切換等核心機制及軟硬件依賴關(guān)系q實現(xiàn)基于MIPS程序
6、的進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、設(shè)備管理等 編譯技術(shù)qC0生成MIPS匯編q強化代碼優(yōu)化9編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院基礎(chǔ)部件電路原理實驗體系數(shù)字邏輯 目標(biāo):掌握數(shù)字電路設(shè)計方法,開發(fā)MIPS處理器的基礎(chǔ)部件 實驗體系q第1層次:電路原理u組合邏輯、時序邏輯u觸發(fā)器/寄存器、電路特性q第2層次:計算與控制u加/減、乘/除、有限狀態(tài)機q第3層次:基礎(chǔ)部件u譯碼器、ALU、數(shù)據(jù)選擇器、計數(shù)器、乘法單元、存儲器計算&控制10編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院實驗體系計算機組成 目標(biāo):實現(xiàn)MIPS計算機 實驗體系qMIPS各型指令數(shù)據(jù)通路實
7、驗qMIPS多周期數(shù)據(jù)通路實驗qMIPS多周期控制單元實驗11編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院實驗體系操作系統(tǒng) 目標(biāo):實現(xiàn)小型MIPS操作系統(tǒng) 實驗體系q圍繞MIPS,采用層次化設(shè)計原則q6個綜合型實驗,構(gòu)造一個相對完整的操作系統(tǒng)u內(nèi)核制作與bootu存儲管理u進(jìn)程與中斷u系統(tǒng)調(diào)用u文件系統(tǒng)ushell12編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院綜合實驗體系編譯技術(shù) 目標(biāo):為MIPS開發(fā)C編譯器 實驗體系q面向MIPS,生成中間代碼 q實現(xiàn)基本代碼優(yōu)化q完成具有現(xiàn)代編譯器主要特征的小型編譯器 q提供不同難度的選擇u從PL/0生成P-CODEu
8、從C0生成P-CODEu從C0生成MIPS匯編13編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院統(tǒng)一的硬件實驗平臺MIPS CPU存儲器存儲器 數(shù)字邏輯、計算機組成、操作系統(tǒng)、編譯技術(shù)14編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院6年改革歷程組建課程群團(tuán)隊頂層設(shè)計分布實施先遣小隊首次完成MIPS處理器開發(fā)數(shù)字邏輯首輪實驗編譯技術(shù)首先調(diào)整數(shù)字邏輯全面調(diào)整編譯技術(shù)全面調(diào)整自主開發(fā)統(tǒng)一硬件實驗平臺數(shù)字邏輯全面實施編譯技術(shù)全面實施全面重構(gòu)硬件代碼(特別是MIPS代碼)OS調(diào)整模擬器OS全面實施模擬器/硬件計組引入HDL計組全面實施200620072008200920
9、10201120122013系統(tǒng)能力 2006:啟動;2007:規(guī)劃、小組實施 5個輪次迭代;2012年市教學(xué)成果一等獎15編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院CPU設(shè)計能力83%42%21%17%58%56%23%0%20%40%60%80%100%2009年2010年2011年示意型一般型完整型比較比較內(nèi)容內(nèi)容北航北航(教改前教改前)北航北航(教改后教改后)BerkeleyMIT指令集自定義MIPS自定義自定義指令規(guī)模10+502232處理能力8位32位16位32完整CPUOS支持 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的處理器q工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指令集uMIPS應(yīng)用廣泛q較完整的CPU設(shè)計u幾乎覆蓋定
10、點指令u中斷/異常u支持簡單OS運行u有力支持后續(xù)課程編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院OS設(shè)計能力 相對完整的OSq學(xué)生已可以完成較完整的操作系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)q操作系統(tǒng)與MIPS計算機硬件完整集成q與前序課程有序銜接,掌握完整軟硬件開發(fā)比較比較內(nèi)容內(nèi)容北航北航(教改前教改前)北航北航(教改后教改后)Berkeley Harvard MITOS選型Linux/WindowsLinux/小OSNACHOS NACHOS 小OS能力層次分析/系統(tǒng)編程分析/設(shè)計分析/設(shè)計分析/設(shè)計分析/設(shè)計硬件PCMIPS模擬器/MIPS硬件MIPS模擬器MIPS模擬器PC小OS31430
11、Linux745047Windows2336232010201120120%20%40%60%80%100%編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院編譯器設(shè)計能力 突出編譯優(yōu)化q參照國際一流大學(xué)課程建設(shè)趨勢,加大優(yōu)化部分比重q連續(xù)5年實施新實驗體系q選擇高難度實驗的學(xué)生比例穩(wěn)定在50%以上u其中90%以上學(xué)生可以完成高難度實驗選擇低難度實驗11165958990未完成高難度實驗30101067完成高難度實驗61110859578200720082009201020110%20%40%60%80%100%北航北航(教改前教改前)北航北航(教改后教改后)BerkeleyCMU
12、Prinston優(yōu)化實驗比重5%35%39%61%58%優(yōu)化算法重點講述469109編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院 DO-178B:5級安全q機載軟件安全等級 CMM:5級成熟度q軟件開發(fā)能力 分級:標(biāo)準(zhǔn)和尺子q有利于量化評估q不斷提升要求 各課獨立設(shè)置借鑒軟件開發(fā)19CMM:軟件能力成熟度模型系統(tǒng)開發(fā)安全等級嚴(yán)重性說明接受頻率(發(fā)生的風(fēng)險)Level A災(zāi)難Extremely improbable( X 10-9)Level B危險Extremely remote(10-9 X 10-7)Level C重要remote(10-7 X 10-5)Level E無
13、AllDO-178B:機載軟件安全級模型編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院CPU開發(fā)能力計算機組成原理20CPU開發(fā)能力等級指令集規(guī)模CPU特點155較完整定點類指令;支持GCC;支持中斷/異常/系統(tǒng)調(diào)用24550較完整定點類指令;支持GCC33040+常用的運算/存儲/分支/置位/函數(shù)調(diào)用指令;手工匯編;可運行小型程序41020+基本的運算/存儲/分支/函數(shù)調(diào)用指令;手工匯編;可運行簡單程序5010簡單的運算/存儲/分支指令;手工匯編;示意型設(shè)計編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院 課程群關(guān)鍵節(jié)點:傳統(tǒng)的重課/難課q承上啟下,直接決定整體
14、目標(biāo)能否高質(zhì)量達(dá)成qCPU實驗體系具有較大規(guī)模和難度 實驗教學(xué)目標(biāo):功能型CPU的設(shè)計q指令集規(guī)模:50+條指令q可以運行由GCC編譯產(chǎn)生的定點類程序q支持中斷/異常計算機組成原理實驗概述21編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院 目的:讓多數(shù)普通學(xué)生達(dá)成目標(biāo)! 規(guī)模達(dá)到一定程度(如30+),須強調(diào)方法,否則:q少數(shù)優(yōu)秀學(xué)生:靠天份能悟出來q多數(shù)普通學(xué)生:盲動失敗挫折感 工程方法:可能不是最優(yōu)的,但應(yīng)該是簡單與有效q具有普適性 簡單有效:按照方法可以一步步的開發(fā)出復(fù)雜系統(tǒng)q要讓學(xué)生擁有巔峰體驗:原來我也能達(dá)到這個目標(biāo)!為什么強調(diào)工程方法?22編輯ppt北京航空航天大學(xué)計
15、算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院過去的教學(xué)方法:圖解式案例教學(xué) 講解典型指令的數(shù)據(jù)通路的構(gòu)造過程 建立對指令在數(shù)據(jù)通路中流動的直觀認(rèn)識 建立對數(shù)據(jù)通路基本組成的基本認(rèn)識指令存儲器AddrDataPC寄存器堆Read Reg1Read Reg2WriteRegWriteDataRead Data1Read Data2ADDUSUBUORILWSWBEQJALUZeroOvALU結(jié)果16擴展3201數(shù)據(jù)存儲器AddrReadDataWriteDataPC計算PCIMMNPCPC+401226IM25:21IM20:161F012M1IM15:0M223編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空
16、航天大學(xué)計算機學(xué)院 效率低下:新增指令導(dǎo)致對圖的大量修改 復(fù)雜度高:指令集規(guī)模,圖的復(fù)雜度q圖的布局對于開發(fā)影響極大 錯誤傳遞:一條指令的錯誤會長期存在并產(chǎn)生影響q修改錯誤,往往會導(dǎo)致對圖的大量變更 難以追朔:大量設(shè)計過程難以復(fù)現(xiàn)q50+指令:會保留50+圖嗎? 跨度過大:從圖到HDL,跨度大,缺乏中間層次圖解式案例教學(xué)方法的不足24編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院 效率低下:新增指令導(dǎo)致對圖的大量修改 復(fù)雜度高:指令集規(guī)模,圖的復(fù)雜度q圖的布局對于開發(fā)影響極大 錯誤傳遞:一條指令的錯誤會長期存在并產(chǎn)生影響q修改錯誤,往往會導(dǎo)致對圖的大量變更 難以追朔:大量設(shè)計過
17、程難以復(fù)現(xiàn)q50+指令:會保留50+圖嗎? 跨度過大:從圖到HDL,跨度大,缺乏中間層次圖解式案例教學(xué)方法的不足25成效:學(xué)生可以理解小規(guī)模指令集CPU的設(shè)計方法困難:學(xué)生尚難以將其推廣至一般,難以開發(fā)更大規(guī)模指令集的CPU編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院 目標(biāo):普通學(xué)生也能開發(fā)50+規(guī)模CPU 工程化方法:3類方法q單周期CPU設(shè)計工程方法(完成)q多周期CPU設(shè)計工程方法(完成)q流水線CPU設(shè)計工程方法(進(jìn)行中)2012年秋季新探索:工程化方法26編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院回顧:單周期數(shù)據(jù)通路PC、NPC計算單元指令存儲器
18、、數(shù)據(jù)存儲器寄存器文件運算單元、擴展單元MUX指令存儲器AddrDataPC寄存器堆Read Reg1Read Reg2WriteRegWriteDataRead Data1Read Data2ADDUSUBUORILWSWBEQJALALUZeroOvALU結(jié)果16擴展3201數(shù)據(jù)存儲器AddrReadDataWriteDataPC計算PCIMMNPCPC+401226IM25:21IM20:161F012M1IM15:0M227編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院通過案例教學(xué),教師總結(jié)出幾個必備部件 數(shù)據(jù)通路表格:建立部件間的連接關(guān)系q記錄了部件輸入端的輸入來源q
19、忽略控制類信號q只保留數(shù)據(jù)類信號指令NPCPCIMRFALUDMWDataRDAB28編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院單指令數(shù)據(jù)通路構(gòu)造的一般性方法 S1:閱讀每條指令改寫RTLq發(fā)現(xiàn)所有的新增需求 S2:對每個新增需求(2種處理方法)q合并至已有部件u修改已有部件設(shè)計描述:F,I,Oq需要新增部件u建立新增部件設(shè)計描述: F,I,O S3:對每個部件設(shè)置輸入來源原則:u來源相同/相近u目的相同/相近29編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院示例:ADDU指令NPCPCIMRFALUDMWDataRDABADDURTLRrdRrs+Rrt
20、PCPC+4S1:閱讀指令,翻譯成RTL表述S2:根據(jù)RTL,確定部件間連接關(guān)系NPCPCALUIM15:11 RF.RD1 RF.RD230編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院31增加指令:ADDIU指令NPCPCIMRFS_EXTALUDMWDataRDABADDUNPCPCALUIM15:11RF.RD1 RF.RD2ADDIURTLRrtRrs+sign_ext(imm16) PCPC+4編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院32增加指令:ADDIU指令NPCPCIMRFS_EXTALUDMWDataRDABADDUNPCPCALUIM
21、15:11RF.RD1 RF.RD2ADDIUNPCPCALUIM20:16 IM15:0 RF.RD1S_EXTRTLRrtRrs+sign_ext(imm16); PCPC+4編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院多指令數(shù)據(jù)通路合并指令NPCPCIMRFS_EXTALUDMWDataRDABADDUNPC.NPCPCALUIM15:11RF.RD1 RF.RD2ADDIUNPC.NPCPCALUIM20:16 IM15:0 RF.RD1S_EXTLWNPC.NPCPCDMIM20:16 IM15:0 RF.RD1S_EXTSWNPC.NPCPCIM15:0 RF.R
22、D1S_EXTRF.RD2。合并IM25:0 NPC.NPCPCALU|DM |NPC.PC4IM15:11|IM20:16|0 x1FIM15:0 RF.RD1RF.RD2|S_EXTRF.RD2 合并:垂直方向歸并,去除相同項 MUX自動綜合:輸入源多余1個的需設(shè)置MUXqMUX控制信號由控制器產(chǎn)生33編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院數(shù)據(jù)通路設(shè)計的工程化方法for each 指令for each 新增需求case 可以合并至已有部件:修改部件設(shè)計描述、HDL建模:F,I,Ocase 需要新增部件:建立新部件設(shè)計描述、HDL建模:F,I,O增加新部件for ea
23、ch 部件設(shè)置輸入來源按垂直方向合并數(shù)據(jù)通路,并去除相同項for each 輸入來源多余1個的輸入端部署1個MUX(MUX的輸入規(guī)模為輸入來源數(shù))MUX設(shè)計定義、HDL建模單指令數(shù)據(jù)通路構(gòu)造HDL建模:連接所有的部件及所有的MUX多數(shù)據(jù)通路綜合系統(tǒng)實現(xiàn)編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院數(shù)據(jù)通路設(shè)計的工程化方法for each 指令for each 新增需求case 可以合并至已有部件:修改部件設(shè)計描述、HDL建模:F,I,Ocase 需要新增部件:建立新部件設(shè)計描述、HDL建模:F,I,O增加新部件for each 部件設(shè)置輸入來源按垂直方向合并數(shù)據(jù)通路,并去除相同
24、項for each 輸入來源多余1個的輸入端部署1個MUX(MUX的輸入規(guī)模為輸入來源數(shù))MUX設(shè)計定義、HDL建模固定復(fù)雜度(單指令,對每條指令理解正確)HDL建模:連接所有的部件及所有的MUX極低復(fù)雜度較低復(fù)雜度編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院組建課程群團(tuán)隊頂層設(shè)計分布實施先遣小隊首次完成MIPS處理器開發(fā)數(shù)字邏輯首輪實驗編譯技術(shù)首先調(diào)整數(shù)字邏輯全面調(diào)整編譯技術(shù)全面調(diào)整自主開發(fā)統(tǒng)一硬件實驗平臺數(shù)字邏輯全面實施編譯技術(shù)全面實施全面重構(gòu)硬件代碼(特別是MIPS代碼)OS調(diào)整模擬器OS全面實施模擬器/硬件計組引入HDL計組全面實施新計組(數(shù)字邏輯工程方法)20062
25、007200820092010201120122013系統(tǒng)能力新計組(2012秋季):1個行政班試驗36編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院新計組(2012秋季):工程化方法實踐效果 2012年秋季,1個行政班成建制完成CPU開發(fā)q均完成50+指令的CPU設(shè)計q支持簡單OS運行q有力支持后續(xù)課程 學(xué)生有“巔峰體驗”,有成就感37編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院新計組(2013年秋季):全大班試驗組建課程群團(tuán)隊頂層設(shè)計分布實施先遣小隊首次完成MIPS處理器開發(fā)數(shù)字邏輯首輪實驗編譯技術(shù)首先調(diào)整數(shù)字邏輯全面調(diào)整編譯技術(shù)全面調(diào)整自主開發(fā)統(tǒng)一硬件實
26、驗平臺數(shù)字邏輯全面實施編譯技術(shù)全面實施全面重構(gòu)硬件代碼(特別是MIPS代碼)OS調(diào)整模擬器OS全面實施模擬器/硬件計組引入HDL計組全面實施新計組(數(shù)字邏輯工程方法)20062007200820092010201120122013新計組系統(tǒng)能力38編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院總結(jié) 系統(tǒng)能力培養(yǎng):需通過系列課程連續(xù)實施q課程群知識體系、實驗體系應(yīng)緊密銜接 系統(tǒng)能力分級:是標(biāo)尺,有利于量化評估 工程化方法:是普通學(xué)生達(dá)成較高目標(biāo)關(guān)鍵所在q讓學(xué)生有巔峰體驗,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情39編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院 2013秋季實驗體系(Proj
27、ect部分)注重形成性培養(yǎng)40序號描述檢查時間描述檢查方式1報紙售賣機9周閱讀和運行Verilog設(shè)計代碼和testbench。 現(xiàn)場問答2串行發(fā)送11周閱讀設(shè)計要求和Verilog代碼,補全代碼,完成報告。筆試3單周期設(shè)計logisim12周用logisim完成單周期CPU設(shè)計。注:支持MIPS-Lite指令集1) 現(xiàn)場增加指令2) 通過測試用例4單周期設(shè)計Verilog13周用Verilog完成單周期CPU設(shè)計。注:支持MIPS-Lite指令集1) 現(xiàn)場增加指令2) 通過測試用例5多周期數(shù)據(jù)通路14周用Verilog完成多周期數(shù)據(jù)通路設(shè)計。注:支持MIPS-C指令集,中斷除外筆試6多周期C
28、PU15周用Verilog完成多周期CPU設(shè)計。注:支持MIPS-C指令集,中斷除外1) 提供模板,補全設(shè)計2) 通過測試用例7設(shè)備集成16周開發(fā)定時器模塊,集成串口控制器模塊。注:支持MIPS-C指令集注:提供串行通信控制器模塊8系統(tǒng)驗證下學(xué)期第2周增加中斷支持。在FPGA實驗系統(tǒng)上成果運行。注:支持MIPS-C指令集 不能只依賴一個大作業(yè)! 2013秋季:每周1個projectq閱讀實驗指導(dǎo)書q完成project開發(fā)q撰寫實驗報告編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院2013秋季Project3測試成績 Project3:Logisim開發(fā)7條指令的單周期CPUqa
29、ddu,subu,ori,lw,sw,beq,lui編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院2013秋季Project3測試成績 Project3測試:實驗課加1條指令,記錄完成時間q標(biāo)準(zhǔn)測試匯編qMARS:運行標(biāo)準(zhǔn)測試匯編,觀察程序運行結(jié)果qLogisim:修改設(shè)計,增加新指令;并對比調(diào)試 要求必須個人獨立完成q采用監(jiān)考方式42編輯ppt北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院432013秋季Project3測試成績 2個行政班,參加實驗測試為47人q50人:有3人因故未參加測試 89%(42人):2.5小時內(nèi)完成新增指令,并通過測試q5人未通過測試編輯ppt指令存儲器AddrDataPC指令寄存器指令31:26指令25:21指令20:16
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