虛擬計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、目前，許多高校的硬件課程的課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相分離，課堂教學(xué)偏向于單一的理論教學(xué)。加之實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)有限導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足、更新速度慢、老化等問題嚴(yán)重，學(xué)生很難通過足夠量的實(shí)驗(yàn)來掌握理論知識(shí)。因此，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)成為解決以上問題的重要方案之一。通過構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓老師可以用于課堂教學(xué)演示，讓學(xué)生不受時(shí)間、地點(diǎn)限制進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。由此可見，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建可以緩解傳統(tǒng)硬件課程教學(xué)中存在的許多問題，這種方式也將會(huì)成為硬件課程教學(xué)與實(shí)驗(yàn)中一個(gè)必不

2、可少的工具。
　　按照分析、建模、實(shí)現(xiàn)的總體思路，本文首先介紹虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的概念與研究意義，分析國內(nèi)外對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)這一領(lǐng)域的研究成果，總結(jié)現(xiàn)有虛擬硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)與不足，給出構(gòu)建“虛擬計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”的目的及意義。
　　其次，在深入研究計(jì)算機(jī)硬件課程實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本文提出了一個(gè)由 DOS虛擬機(jī)、虛擬驅(qū)動(dòng)程序以及工作電路演示系統(tǒng)組成的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的框架，并針對(duì)框架中的各個(gè)模塊的功能進(jìn)行分析，列舉可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能的技術(shù)，

3、通過對(duì)比最后確認(rèn)實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的具體技術(shù)。
　　最后，本文設(shè)計(jì)了虛擬元件的多元展示，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)虛擬驅(qū)動(dòng)程序，對(duì)在DOS虛擬機(jī)下執(zhí)行的實(shí)驗(yàn)程序中的IN/OUT指令進(jìn)行攔截。利用共享內(nèi)存技術(shù)與事件同步實(shí)現(xiàn)虛擬驅(qū)動(dòng)程序與工作電路演示系統(tǒng)直接的雙向通信，從而實(shí)現(xiàn)工作電路演示系統(tǒng)與DOS虛擬機(jī)之間的雙向通信。
　　本平臺(tái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是能滿足現(xiàn)階段對(duì)硬件課程的課堂教學(xué)及實(shí)驗(yàn)要求，并且易于擴(kuò)展，也能在今后根據(jù)硬件技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)添加相應(yīng)的