ADDINCNKISM.UserStyle《硬件描述語言》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程號(hào)2023D00110開課單位網(wǎng)絡(luò)空間安全和計(jì)算機(jī)學(xué)院課程名稱（中文）硬件描述語言（英文）HardwareDescriptionLanguage課程性質(zhì)選修考核類型考查課程學(xué)分1課程學(xué)時(shí)17課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課程（學(xué)科拓展課）先修課程電子線路與數(shù)字邏輯、電子線路與數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)適用專業(yè)（類）計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息安全二、課程描述及目標(biāo)（一）課程簡(jiǎn)介硬件描述語言是形式化描述硬件電路的功能、信號(hào)連接關(guān)系和定時(shí)關(guān)系的語言，具有很強(qiáng)的數(shù)字系統(tǒng)硬件電路描述和建模能力。硬件描述語言是當(dāng)今電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化極為重要的工具。利用硬件描述語言設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)，可以大大簡(jiǎn)化硬件電路設(shè)計(jì)任務(wù)，提高硬件電路設(shè)計(jì)效率和可靠性?！队布枋稣Z言》課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和信息安全專業(yè)的學(xué)科拓展選修課。通過《硬件描述語言》課程理論教學(xué)和與之配套的《硬件描述語言實(shí)驗(yàn)》課程實(shí)踐操作訓(xùn)練，可以使學(xué)生了解當(dāng)今數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法；熟悉硬件描述語言的相關(guān)知識(shí)；掌握一種標(biāo)準(zhǔn)化的硬件描述語言；學(xué)會(huì)利用硬件描述語言實(shí)現(xiàn)基本數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。通過《硬件描述語言》課程的學(xué)習(xí)，可使學(xué)生具備一定的計(jì)算機(jī)硬件開發(fā)能力；也對(duì)《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》、《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)》等硬件相關(guān)的后續(xù)課程的理論和實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐奠定必要的能力基礎(chǔ)。（二）教學(xué)目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)和硬件描述語言的基本概念，理解應(yīng)用硬件描述語言設(shè)計(jì)硬件電路的基本思想，熟悉硬件描述語言的基本語法規(guī)則，初步掌握硬件描述語言硬件電路設(shè)計(jì)的基本方法。課程目標(biāo)1：了解數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)和硬件描述語言的基本概念；課程目標(biāo)2：理解應(yīng)用硬件描述語言設(shè)計(jì)硬件電路的基本思想；課程目標(biāo)3：熟悉硬件描述語言VHDL的基本語法規(guī)則；課程目標(biāo)4：初步掌握硬件描述語言硬件電路設(shè)計(jì)的基本方法。三、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重2-2：能基于相關(guān)科學(xué)原理和數(shù)學(xué)模型方法正確表達(dá)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題課程目標(biāo)1課程目標(biāo)20.13-2：能夠針對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域工程的特定需求，完成硬件單元和軟件模塊的設(shè)計(jì)課程目標(biāo)3課程目標(biāo)40.53-3：能夠在解決計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題時(shí)，綜合運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)課程目標(biāo)40.14-2：能夠根據(jù)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域復(fù)雜工程中特定對(duì)象特征，選擇研究路線，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案課程目標(biāo)2課程目標(biāo)40.15-1：了解計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域復(fù)雜工程中常用的技術(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具、現(xiàn)代信息技術(shù)工具和相關(guān)輔助軟件的使用原理和方法，并理解其局限性課程目標(biāo)1課程目標(biāo)40.112-2：具有自主學(xué)習(xí)的能力，包括對(duì)技術(shù)問題的理解能力，歸納總結(jié)的能力、提出問題的能力，批判性思維和創(chuàng)造性能力課程目標(biāo)40.1四、教學(xué)方式與方法教學(xué)方式：理論教學(xué)形式以課堂講解為主，理論教學(xué)采用與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合的任務(wù)型教學(xué)模式。教學(xué)方法：理論教學(xué)環(huán)節(jié)中，講授硬件描述語言的基本概念和硬件描述語言設(shè)計(jì)硬件電路的基本思想，并通過相關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)例，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的理解。緊密聯(lián)系與本課程配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，循序漸進(jìn)地提出多個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)，在相關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)例的示范下，由學(xué)生自主完成設(shè)計(jì)任務(wù)，從而使學(xué)生切實(shí)掌握硬件描述語言硬件電路設(shè)計(jì)的基本方法。五、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)VHDL語言的基本結(jié)構(gòu)和基本語法規(guī)則；VHDL語言的基本描述方式；VHDL語言的基本描述語句；應(yīng)用VHDL語言設(shè)計(jì)基本邏輯電路。（二）教學(xué)難點(diǎn)硬件描述語言所具有的特殊性及硬件描述語言與軟件程序設(shè)計(jì)語言的區(qū)別；硬件描述語言在應(yīng)用于建模（建立文檔）、驗(yàn)證仿真與設(shè)計(jì)綜合等不同情況下，描述方式選擇及描述語句使用的區(qū)別。六、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1第1章數(shù)字系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)概述了解數(shù)字系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。2講授課程目標(biāo)12第2章VHDL語言程序的基本結(jié)構(gòu)熟悉VHDL語言程序的基本結(jié)構(gòu)及子結(jié)構(gòu)。3講授課程目標(biāo)33第3章VHDL語言的數(shù)據(jù)類型與運(yùn)算操作符熟悉VHDL語言的客體及其數(shù)據(jù)類型，熟悉VHDL語言的運(yùn)算操作符。3講授課程目標(biāo)34第4章VHDL語言構(gòu)造體的描述方式理解VHDL語言構(gòu)造體的三種描述方式。3講授課程目標(biāo)25第5章VHDL語言的主要描述語句熟悉VHDL語言的描述語句分類及主要描述語句。3講授課程目標(biāo)36第6章基本邏輯電路設(shè)計(jì)掌握基本邏輯電路設(shè)計(jì)方法。3講授課程目標(biāo)2課程目標(biāo)4合計(jì)17七、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考（一）考核類型：考試eq\o\ac(□,√)考查（二）考核方式：開卷考試eq\o\ac(□,√)閉卷考試課程論文課程報(bào)告其它：（三）成績(jī)?cè)u(píng)定：考核依據(jù)建議分值（百分比）考核/評(píng)價(jià)細(xì)則對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)平時(shí)考核30%測(cè)驗(yàn)10%解決問題的準(zhǔn)確度課程目標(biāo)2、3、4作業(yè)15%運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力課程目標(biāo)2、3、4表現(xiàn)5%互動(dòng)情況和專注度課程目標(biāo)3、4實(shí)驗(yàn)考核期末考核70%基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況解決問題的能力課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4八、課程目標(biāo)達(dá)成評(píng)價(jià)課程目標(biāo)的實(shí)際達(dá)成效果計(jì)算方式如下，達(dá)成值越高，教學(xué)效果越好。課程目標(biāo)達(dá)成度畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度九、教材與教學(xué)參考書（一）教材《VHDL硬件描述語言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)（第五版）》，侯伯亨、劉凱、顧新，西安電子科技大學(xué)出版社，2019年7月，第5版。（二）教學(xué)參考書1.《VHDL語言及其應(yīng)用》，付永慶，高等教育出版社，2007年5月，第1版。2.《現(xiàn)代數(shù)字設(shè)計(jì)與VHDL》，ParagK.Lala著、喬廬峰等譯，電子工業(yè)出版社，2010年