虛擬計算機(jī)硬件實驗平臺的設(shè)計與開發(fā).pdf

1、目前，許多高校的硬件課程的課堂教學(xué)與實驗教學(xué)相分離，課堂教學(xué)偏向于單一的理論教學(xué)。加之實驗經(jīng)費有限導(dǎo)致的實驗設(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驗來掌握理論知識。因此，虛擬實驗平臺成為解決以上問題的重要方案之一。通過構(gòu)建虛擬實驗平臺，讓老師可以用于課堂教學(xué)演示，讓學(xué)生不受時間、地點限制進(jìn)行實驗操作。由此可見，虛擬實驗平臺的構(gòu)建可以緩解傳統(tǒng)硬件課程教學(xué)中存在的許多問題，這種方式也將會成為硬件課程教學(xué)與實驗中一個必不

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

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