计算机硬件仿真实验软件,计算机硬件实验虚拟仿真平台的设计

摘要：

计算机硬件实验教学大都采用专用设备作为实验平台,成本高,功能受硬件配置限制,操作不便且设备易损坏.开发一种计算机仿真软件来替代专用实验设备,虚拟地进行计算机硬件实验具有一定的理论意义和实用价值.

计算机仿真硬件实验平台有四个关键的技术:电路仿真模型,仿真数据存储,模拟运行算法,可视化操作界面.

电路仿真模型可使用电路的输入输出函数关系式或真值表来表示,必要时还可使用函数方程组来表示.时序电路,可编程电路,处理器,程序存储器,数/模转换电路,模/数转换电路通过适当的处理也可以适用该模型.

仿真数据可以用标准化数据的组合来表示,既能实现仿真数据的标准化管理与存储,也有利于实现电路的自动组合.数据类型可无限扩充的存取机制为未标准化数据的存取提供了可能.这种数据表示技术也适用于知识表示,智能表示等领域.

根据已知电路状态点逐个计算组件电路的未知状态点是仿真电路运行算法的关键.由于各组件电路相互关联,并非每个组件电路都能立即计算出结果,可先计算可计算的组件电路.必要时可通过解方程组来求解.

可视化操作界面可以体现虚拟实验的真实感,主要要解决电路组件的绘制,拖曳,引线连接,图像透明等问题.

采用层次化,模块化设计的思想,不仅简化了设计难度,也有利于软件的重用.

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