第一篇：《計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱(信息)

《計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)大綱

(Experiments of Computer Orgnaization)

一、基本信息

課程代碼：1200211 學(xué)分：1 總學(xué)時(shí)：28

適用對(duì)象：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè) 先修課程：無(wú)

二、課程性質(zhì)、教學(xué)目的和要求

（一）課程性質(zhì)和目的

《計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)》是為配合《計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)原理》課程的教學(xué)而開(kāi)設(shè)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課程，主要培養(yǎng)學(xué)生在計(jì)算機(jī)組成方面的基本知識(shí)，了解模型機(jī)的設(shè)計(jì)、調(diào)試與分析。

通過(guò)本實(shí)驗(yàn)大綱所安排的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生能更好地理解和掌握計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)的工作原理、內(nèi)部各單元的工作過(guò)程和涉及的相應(yīng)技術(shù)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力以及一定的簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)能力。

（二）教學(xué)方法和手段

《計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)》課程的教學(xué)方式包括課堂教學(xué)、課堂實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)考核和實(shí)驗(yàn)報(bào)告四部分。

課堂教學(xué)部分教師可采用多媒體教學(xué)展示及現(xiàn)場(chǎng)操作演示兩種方式開(kāi)展。課堂實(shí)驗(yàn)部分學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙箝_(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)考核部分由教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康臋z查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行實(shí)際測(cè)評(píng)。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告部分由學(xué)生遞交詳細(xì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程、心得體會(huì)、所遇到的問(wèn)題及解決問(wèn)題的過(guò)程。

（三）教學(xué)安排及實(shí)驗(yàn)環(huán)境 學(xué)時(shí)數(shù)：28學(xué)時(shí) 學(xué)時(shí)安排：實(shí)驗(yàn)一～實(shí)驗(yàn)八每個(gè)實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)。

實(shí)驗(yàn)九～實(shí)驗(yàn)十一每個(gè)實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)。

所有教學(xué)課程均在計(jì)算機(jī)組成實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展。

三、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配

實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)臺(tái)基本操作（2學(xué)時(shí)）

（一）目的

1、了解實(shí)驗(yàn)臺(tái)基本結(jié)構(gòu)，熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)連線(xiàn)的識(shí)別、實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制信號(hào)標(biāo)識(shí)規(guī)則。

2、掌握實(shí)驗(yàn)基本操作方法，為以后的實(shí)驗(yàn)作技術(shù)準(zhǔn)備。

（二）內(nèi)容

1、熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)各個(gè)組成部分。

2、把輸入開(kāi)關(guān)上的數(shù)據(jù)送總線(xiàn)。

3、把總線(xiàn)上的數(shù)據(jù)輸出到輸出部件。實(shí)驗(yàn)二 算術(shù)邏輯運(yùn)算實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）

（一）目的

1、了解運(yùn)算器芯片（74LS181）的邏輯功能。

2、掌握運(yùn)算器數(shù)據(jù)的載入、讀取方法，掌握運(yùn)算器工作模式的設(shè)置。

3、觀察在不同工作模式下數(shù)據(jù)運(yùn)算的規(guī)則。

（二）內(nèi)容

1、完成運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳輸操作。

2、驗(yàn)證運(yùn)算器的各項(xiàng)運(yùn)算功能。實(shí)驗(yàn)三 進(jìn)位與判零控制實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）

（一）目的

1、掌握運(yùn)算器標(biāo)志位產(chǎn)生的方法。

2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)從實(shí)際電路中觀察標(biāo)志位產(chǎn)生的過(guò)程。

（二）內(nèi)容

1、觀察運(yùn)算器的判零標(biāo)志。

2、觀察運(yùn)算結(jié)果的進(jìn)位標(biāo)志。

3、完成多位數(shù)的算術(shù)運(yùn)算功能。實(shí)驗(yàn)四 寄存器讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）

（一）目的

1、掌握通用寄存器的組成及數(shù)據(jù)傳輸操作。

（二）內(nèi)容

1、完成通用寄存器組的寫(xiě)入操作，讀出操作。實(shí)驗(yàn)五 移位控制實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）

（一）目的

1、了解移位寄存器芯片（74LS299）的邏輯功能。

2、掌握移位寄存器數(shù)據(jù)載入、左移、右移及帶進(jìn)位左右移的方法。

3、掌握移位寄存器工作模式的設(shè)置，觀察在不同工作模式下移位寄存器的邏輯功能。

（二）內(nèi)容

1、完成移位寄存器的數(shù)據(jù)傳輸操作。

2、完成各種移位功能操作。實(shí)驗(yàn)六 存儲(chǔ)器讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）

（一）目的

1、掌握存儲(chǔ)器的工作特性。

2、熟悉靜態(tài)存儲(chǔ)器的操作過(guò)程，驗(yàn)證存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)方法。

（二）內(nèi)容

1、完成地址總線(xiàn)的相關(guān)操作。

2、完成存儲(chǔ)器的寫(xiě)入操作，讀出操作。實(shí)驗(yàn)七 總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸控制實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）

（一）目的

1、理解總線(xiàn)的概念，了解總線(xiàn)的作用和特性。

2、掌握用總線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)的控制原理和方法。

（二）內(nèi)容

2、完成運(yùn)算器、寄存器、移位寄存器、存儲(chǔ)器、輸入輸出部件等單元的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理操作。

實(shí)驗(yàn)八 脫機(jī)方式下微代碼裝入與執(zhí)行實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）

（一）目的

1、通過(guò)微程序的編制、裝入、執(zhí)行，驗(yàn)證微程序控制器控制的工作方法。

2、觀察微程序的運(yùn)行過(guò)程，為進(jìn)行簡(jiǎn)單模型計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)作準(zhǔn)備。

（二）內(nèi)容

1、微代碼的寫(xiě)入和校驗(yàn)。

2、單步執(zhí)行微代碼。

3、連續(xù)執(zhí)行微代碼。

實(shí)驗(yàn)九 簡(jiǎn)單模型計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）

（一）目的

1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析簡(jiǎn)單模型機(jī)結(jié)構(gòu)，了解計(jì)算機(jī)工作原理。

2、掌握計(jì)算機(jī)微程序控制器的控制方法，掌握計(jì)算機(jī)指令執(zhí)行過(guò)程。

（二）內(nèi)容

1、設(shè)計(jì)模型機(jī)指令系統(tǒng)。

2、編制微程序?qū)崿F(xiàn)各條指令功能。

3、按指定功能要求編制程序，并運(yùn)行、調(diào)試。實(shí)驗(yàn)十 帶移位運(yùn)算的模型機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（4學(xué)時(shí)）

（一）目的

1、進(jìn)一步熟悉用微程序控制方式構(gòu)造模型計(jì)算機(jī)的過(guò)程。

2、掌握調(diào)試計(jì)算機(jī)的基本步驟及方法。

（二）內(nèi)容

1、設(shè)計(jì)模型機(jī)指令系統(tǒng)。

2、編制微程序?qū)崿F(xiàn)各條指令功能。

3、按指定功能要求編制程序，并運(yùn)行、調(diào)試。實(shí)驗(yàn)十一 機(jī)器指令設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）

（一）目的

1、綜合運(yùn)用所學(xué)計(jì)算機(jī)原理知識(shí)，設(shè)計(jì)指令的微代碼。

2、提高學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)器指令的理解，鍛煉學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)模型計(jì)算機(jī)機(jī)器指令的能力。

（二）內(nèi)容

1、設(shè)計(jì)模型機(jī)指令系統(tǒng)。

2、編制微程序?qū)崿F(xiàn)各條指令功能。

四、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

考核方式：本實(shí)驗(yàn)課程考核方式包括實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)驗(yàn)操作兩部分。

成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：本實(shí)驗(yàn)課程總成績(jī)包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)、實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)、期末考試成績(jī)?nèi)糠?。其中?shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)占20％，實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)占30％，期末考試成績(jī)占50％。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)?cè)u(píng)定為五分制（A/B/C/D/E），實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)?cè)u(píng)定為五分制（A/B/C/D/E），期末考試成績(jī)?cè)u(píng)定為百分制，總成績(jī)?cè)u(píng)定為百分制。

五、教材及主要參考書(shū)目

教材: 張建中、嚴(yán)義，《計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》，浙江科學(xué)技術(shù)出版社。參考書(shū)：[1]、包健、馮建文、章復(fù)嘉，《計(jì)算機(jī)組成原理》，浙江科學(xué)技術(shù)出版社。

[2]、王愛(ài)英，《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》，清華大學(xué)出版社，第二版，2000.7

執(zhí)筆人：倪金龍

第二篇：計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)大綱

教 學(xué) 大 綱

第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論

教學(xué)內(nèi)容

一、計(jì)算機(jī)的分類(lèi)與應(yīng)用

二、計(jì)算機(jī)的硬件組成

三、計(jì)算機(jī)的軟件

四、計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)

第二章 運(yùn)算方法和運(yùn)算器

一、學(xué)習(xí)目的和基本要求

（一）掌握數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示

（二）掌握定點(diǎn)運(yùn)算方法

（三）了解定點(diǎn)運(yùn)算器

（四）了解浮點(diǎn)運(yùn)算方法及浮點(diǎn)運(yùn)算器

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

計(jì)算機(jī)中數(shù)的四種機(jī)器碼表示、數(shù)據(jù)格式（定點(diǎn)與浮點(diǎn)）、字符與漢字的表示方法、奇偶校驗(yàn)、定點(diǎn)加減運(yùn)算、定點(diǎn)與浮點(diǎn)的溢出檢測(cè)

三、教學(xué)內(nèi)容

（一）數(shù)據(jù)格式

（二）四種機(jī)器碼表示

（三）非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示

（四）定點(diǎn)運(yùn)算和定點(diǎn)運(yùn)算器

（五）浮點(diǎn)運(yùn)算方法

（六）浮點(diǎn)運(yùn)算流水線(xiàn)和浮點(diǎn)運(yùn)算器

第三章 存儲(chǔ)系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)目的和基本要求

（一）了解存儲(chǔ)器的基本概念

（二）掌握SRAM與DRAM的組成及工作原理

（三）了解只讀存儲(chǔ)器的特點(diǎn)

（四）掌握提高存儲(chǔ)器速度的方法

（五）掌握cache的工作原理，了解pentium PC機(jī)的cache

（六）了解虛擬存儲(chǔ)器的原理及分類(lèi)

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

存儲(chǔ)器的分級(jí)結(jié)構(gòu)、SRAM與DRAM特點(diǎn)、字位擴(kuò)展、DRAM的刷新、Cache原理、虛擬存儲(chǔ)技術(shù)

三、教學(xué)內(nèi)容

（一）存儲(chǔ)器的分類(lèi)、分級(jí)結(jié)構(gòu)、主要技術(shù)指標(biāo)

（二）SRAM（組成、特點(diǎn)）

（三）DRAM（特點(diǎn)、刷新）

（四）CPU與存儲(chǔ)器的連接（字位擴(kuò)展）

（五）CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)操作

（六）EDRAM

（七）只讀存儲(chǔ)器（特點(diǎn)、分類(lèi)），閃速存儲(chǔ)器（特點(diǎn)、應(yīng)用）

（八）高速存儲(chǔ)器（原理）

（九）Cache

（十）虛擬存儲(chǔ)技術(shù)

第四章 指令系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)目的和基本要求

（一）了解指令系統(tǒng)的基本概念及性能要求

（二）掌握指令格式

（三）掌握指令和數(shù)據(jù)的尋址方式（包括堆棧尋址方式）

（四）了解指令的分類(lèi)及基本指令系統(tǒng)，掌握精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)的特點(diǎn)

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

指令格式、指令尋址方式、操作數(shù)尋址方式

三、教學(xué)內(nèi)容

（一）指令系統(tǒng)的基本概念

（二）指令格式

（三）指令尋址方式

（四）數(shù)據(jù)尋址方式

（五）堆棧尋址方式

（六）指令的分類(lèi)

（七）RISC與CISC

第五章 中央處理器

一、學(xué)習(xí)目的和基本要求

（一）掌握中央處理器的功能和組成

（二）了解指令周期的概念

（三）了解計(jì)算機(jī)中時(shí)序信號(hào)的作用和體制，掌握時(shí)序控制方式

（四）了解控制器的分類(lèi)、原理和技術(shù)

（五）掌握流水CPU的結(jié)構(gòu)及相關(guān)問(wèn)題，了解奔騰CPU的流水結(jié)構(gòu)

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

CPU的功能、CPU的基本組成、CPU中的主要寄存器、指令周期、時(shí)序信號(hào)的作用、微程序控制器與微程序設(shè)計(jì)技術(shù)

三、教學(xué)內(nèi)容

（一）CPU的功能

（二）CPU的組成（基本組成、主要寄存器）

（三）指令周期

（四）時(shí)序產(chǎn)生器的作用和控制方式

（五）微程序控制器（微程序概念、原理、機(jī)器指令與微指令的關(guān)系）

（六）微程序設(shè)計(jì)技術(shù)（微指令格式）

（七）硬布線(xiàn)控制器（基本思想）

（八）流水CPU

第六章 總線(xiàn)系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)目的和基本要求

（一）了解總線(xiàn)的基本概念及作用

（二）掌握接口的概念及作用

（三）掌握總線(xiàn)的總裁和定時(shí)方式

（四）了解多總線(xiàn)結(jié)構(gòu)和PCI的特點(diǎn)

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

總線(xiàn)結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響、總線(xiàn)接口、信息的傳送方式、總線(xiàn)的總裁方式

三、教學(xué)內(nèi)容

（一）總線(xiàn)結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的影響

（二）總線(xiàn)接口（基本概念、功能）

（三）總線(xiàn)的仲裁、定時(shí)方式

第七章 外圍設(shè)備

一、學(xué)習(xí)目的和基本要求

（一）了解外圍設(shè)備的功能和分類(lèi)

（二）掌握顯示設(shè)備的分類(lèi)及有關(guān)概念

（三）了解打印設(shè)備的分類(lèi)

（四）掌握硬磁盤(pán)存儲(chǔ)設(shè)備的工作原理、技術(shù)指標(biāo)

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

顯示設(shè)備的分類(lèi)與有關(guān)概念、硬磁盤(pán)存儲(chǔ)設(shè)備

三、教學(xué)內(nèi)容

（一）外設(shè)的分類(lèi)

（二）顯示設(shè)備

（三）打印設(shè)備

（四）硬磁盤(pán)存儲(chǔ)設(shè)備

第八章 輸入輸出系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)目的和基本要求

（一）了解外圍設(shè)備的定時(shí)方式與信息交換方式

（二）掌握中斷的基本概念及工作方式

（三）掌握DMA傳送方式

（四）了解通道的功能及分類(lèi)

二、重點(diǎn)難點(diǎn) 程序中斷方式的基本概念、DMA傳送方式

三、教學(xué)內(nèi)容

（一）外圍設(shè)備的定時(shí)方式

（二）程序中斷方式（中斷的概念、中斷接口、中斷處理過(guò)程）

（三）DMA方式（DMA基本概念、傳送方式、分類(lèi)）

（四）通道方式（功能、類(lèi)型）

第三篇：計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)

ALU設(shè)計(jì)

module ALU(ALU_OP,AB_SW,F_LED_SW,LED);

input[2:0] ALU_OP,AB_SW,F_LED_SW;

output[7:0] LED;reg[7:0] LED;

reg[31:0] A,B,F;reg OF,ZF;

always@(*)begin

end

always@(*)begin

ZF=0;OF=0;case(ALU_OP)

3'b000: begin F=A&B;end 3'b001: begin F=A|B;end 3'b010: begin F=A^B;end 3'b011: begin F=~(A|B);end 3'b100: begin {OF,F}=A+B;OF=OF^F[31];end 3'b101: begin {OF,F}=A-B;OF=OF^F[31];end 3'b110: begin F=A

3'b000: begin A=32'h0000_0000;B=32'h0000_0000;end 3'b001: begin A=32'h0000_0003;B=32'h0000_0607;end 3'b010: begin A=32'h8000_0000;B=32'h8000_0000;end 3'b011: begin A=32'h7FFF_FFFF;B=32'h7FFF_FFFF;end 3'b100: begin A=32'h8000_0000;B=32'hFFFF_FFFF;end 3'b101: begin A=32'hFFFF_FFFF;B=32'h8000_0000;end 3'b110: begin A=32'h1234_5678;B=32'h3333_2222;end 3'b111: begin A=32'h9ABC_DEF0;B=32'h1111_2222;end endcase endcase

if(F==32'b0)ZF=1;end

always@(*)begin

end case(F_LED_SW)

3'b000: LED=F[7:0];3'b001: LED=F[15:8];3'b010: LED=F[23:16];3'b011: LED=F[31:24];default:begin LED[7]=ZF;LED[0]=OF;LED[6:1]=6'b0;end endcase

endmodule 管腳配置

NET “AB_SW[0]” LOC = T10;NET “AB_SW[1]” LOC = T9;NET “AB_SW[2]” LOC = V9;NET “ALU_OP[0]” LOC = M8;NET “ALU_OP[1]” LOC = N8;NET “ALU_OP[2]” LOC = U8;NET “F_LED_SW[0]” LOC = V8;NET “F_LED_SW[1]” LOC = T5;NET “F_LED_SW[2]” LOC = B8;NET “LED[0]” LOC = U16;NET “LED[1]” LOC = V16;NET “LED[2]” LOC = U15;NET “LED[3]” LOC = V15;NET “LED[4]” LOC = M11;NET “LED[5]” LOC = N11;NET “LED[6]” LOC = R11;NET “LED[7]” LOC = T11;寄存器 module jicunqi(input Clk, input Reset, input [4:0] Reg_Addr, input Write_Reg, input [1:0] Sel, input AB, output reg [7:0] LED);reg [31:0] W_Data;wire [31:0] R_Data_A,R_Data_B,LED_Data;REG RU1(Clk,Reset,Reg_Addr,Reg_Addr,Reg_Addr,W_Data,Write_Reg,R_Data_A,R_Data_B);assign LED_Data=AB?R_Data_A : R_Data_B;always @(*)begin

W_Data=32'h0000_0000;

LED=8'b0000_0000;

if(Write_Reg)

begin

case(Sel)

2'b00: W_Data= 32'h1234_5678;

2'b01: W_Data= 32'h89AB_CDEF;2'b10: W_Data= 32'h7FFF_FFFF;2'b11: W_Data= 32'hFFFF_FFFF;endcase end

else

begin

case(Sel)

2'b00: LED=LED_Data[7:0];2'b01: LED=LED_Data[15:8];2'b10: LED=LED_Data[23:16];2'b11: LED=LED_Data[31:24];

endcase end end endmodule `timescale 1ns / 1ps // REG.v module REG(input Clk, input Reset, input [4:0] R_Addr_A, input [4:0] R_Addr_B, input [4:0] W_Addr, input [31:0] W_Data, input Write_Reg, output [31:0] R_Data_A, output [31:0] R_Data_B);

reg [31:0] REG_Files[0:31];integer i;

assign R_Data_A=REG_Files[R_Addr_A];assign R_Data_B=REG_Files[R_Addr_B];

always @(posedge Clk or posedge Reset)begin

if(Reset)

begin

for(i=0;i<=31;i=i+1)

REG_Files[i]<=32'h0000_0000;

end

else

begin

if(Write_Reg)

begin

REG_Files[W_Addr]<=W_Data;

end end end endmodule

管腳配置 NET “Clk” LOC=“C9”;NET “Reset” LOC=“D9”;NET “Reg_Addr[4]” LOC=“T5”;NET “Reg_Addr[3]” LOC=“V8”;NET “Reg_Addr[2]” LOC=“U8”;NET “Reg_Addr[1]” LOC=“N8”;NET “Reg_Addr[0]” LOC=“M8”;NET “Write_Reg” LOC=“V9”;NET “Sel[1]” LOC=“T9”;NET “Sel[0]” LOC=“T10”;NET “AB” LOC=“A8”;NET “LED[7]” LOC=“T11”;NET “LED[6]” LOC=“R11”;NET “LED[5]” LOC=“N11”;NET “LED[4]” LOC=“M11”;NET “LED[3]” LOC=“V15”;NET “LED[2]” LOC=“U15”;NET “LED[1]” LOC=“V16”;NET “LED[0]” LOC=“U16”;

第四篇：計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱

計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱

實(shí)習(xí)名稱(chēng):計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì) 課程編碼:042219 學(xué) 分:3 實(shí)習(xí)周數(shù):3

適用專(zhuān)業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

一、實(shí)習(xí)的目的與任務(wù)

通過(guò)該課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，利用先進(jìn)的EDA設(shè)計(jì)手段，總結(jié)計(jì)算機(jī)組成原理課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)會(huì)ISPEXPERT SYSTEM的使用、層次化設(shè)計(jì)方法、多路開(kāi)關(guān)，邏輯運(yùn)算部件，移位器設(shè)計(jì)、微程序控制的運(yùn)算器設(shè)計(jì)、微程序控制的存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)，從而鞏固課堂知識(shí)、深化學(xué)習(xí)內(nèi)容、完成教學(xué)大綱要求，學(xué)好計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。

二、實(shí)習(xí)教學(xué)的基本要求

1、參加課程設(shè)計(jì)的學(xué)生必須服從指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，遵守紀(jì)律，按時(shí)、按指導(dǎo)教師的要求獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)的任務(wù)。

2、每次設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師必須指導(dǎo)學(xué)生，并嚴(yán)格考勤。

三、實(shí)習(xí)內(nèi)容

1)實(shí)習(xí)地點(diǎn)：本課程設(shè)計(jì)的實(shí)習(xí)地點(diǎn)為計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室。2）實(shí)習(xí)內(nèi)容：

1：ISPEXPERT SYSTEM的使用：學(xué)會(huì)ISPEXPERT SYSTEM軟件的使用，然后利用此系統(tǒng)完成：一位全加器設(shè)計(jì)、并行八位寄存器設(shè)計(jì)，并形成.JED文件，下載到實(shí)驗(yàn)箱上，在實(shí)驗(yàn)箱上用開(kāi)關(guān)驗(yàn)證。

2：層次化設(shè)計(jì)方法：學(xué)會(huì)層次化設(shè)計(jì)方法，利用該方法完成：同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、多位二進(jìn)制加法器，并形成.JED文件，下載到實(shí)驗(yàn)箱上，在實(shí)驗(yàn)箱上用開(kāi)關(guān)驗(yàn)證

3：多路開(kāi)關(guān)，邏輯運(yùn)算部件，移位器設(shè)計(jì)：完成多路開(kāi)關(guān)、邏輯運(yùn)算部件，移位器設(shè)計(jì)為下面的運(yùn)算器、存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。

4：微程序控制的運(yùn)算器設(shè)計(jì)：按要求設(shè)計(jì)一個(gè)微程序控制的運(yùn)算器，輸入取數(shù)及運(yùn)算指令，單步執(zhí)行指令，得出結(jié)果。

5：微程序控制的存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)：按要求設(shè)計(jì)一個(gè)微程序控制的存儲(chǔ)器，按要求進(jìn)行操作，將數(shù)據(jù)存入指定單元，并將制定單元中的內(nèi)容讀出送寄存器。

6：簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)：按要求設(shè)計(jì)一臺(tái)由簡(jiǎn)單指令作為指令集的計(jì)算機(jī)，并用該簡(jiǎn)單指令編寫(xiě)一段程序，運(yùn)行該程序，得出正確結(jié)果。3）課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排

課程設(shè)計(jì)的時(shí)間歷經(jīng)3周，大致安排如下： 第一周：第一、第二個(gè)設(shè)計(jì)。第二周：第三、第四個(gè)設(shè)計(jì)。第三周：第五、第六個(gè)設(shè)計(jì)。

每完成一個(gè)設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)及時(shí)提交報(bào)告。

四、考核辦法

同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)前應(yīng)該認(rèn)真準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)講義和課堂上學(xué)到的知識(shí)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，帶到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。

1、ISPEXPERT SYSTEM的使用

在本次實(shí)驗(yàn)中，學(xué)會(huì)ISPEXPERT SYSTEM軟件的使用，然后利用此系統(tǒng)完成： 〈１〉 一位全加器設(shè)計(jì)〈２〉 并行八位寄存器設(shè)計(jì)

并形成.JED文件，下載到實(shí)驗(yàn)箱上，在實(shí)驗(yàn)箱上用開(kāi)關(guān)驗(yàn)證。評(píng)分細(xì)則：參加實(shí)驗(yàn)： 0.2分

完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 0.2分

完成一位全加器設(shè)計(jì)： 0.3分

完成八位并行寄存器設(shè)計(jì)：0.3分

2、層次化設(shè)計(jì)方法

在本次實(shí)驗(yàn)中，學(xué)會(huì)層次化設(shè)計(jì)方法，利用該方法完成： 〈１〉同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器〈２〉多位二進(jìn)制加法器

并形成.JED文件，下載到實(shí)驗(yàn)箱上，在實(shí)驗(yàn)箱上用開(kāi)關(guān)驗(yàn)證 評(píng)分細(xì)則：參加實(shí)驗(yàn)： 0.2分

完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 0.2分

完成同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 0.3分

完成多位二進(jìn)制加法器 0.3分

3、多路開(kāi)關(guān)，邏輯運(yùn)算部件，移位器設(shè)計(jì)

在本次實(shí)驗(yàn)中，完成多路開(kāi)關(guān)、邏輯運(yùn)算部件，移位器設(shè)計(jì)為下面的運(yùn)算器、存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。

評(píng)分細(xì)則：參加實(shí)驗(yàn)： 0.2分 完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 0.2分

完成多路開(kāi)關(guān) 0.2分

完成邏輯運(yùn)算部件 0.2分

完成移位器 0.2分

4、微程序控制的運(yùn)算器設(shè)計(jì)

按要求設(shè)計(jì)一個(gè)微程序控制的運(yùn)算器，輸入取數(shù)及運(yùn)算指令，單步執(zhí)行指令，得出結(jié)果。

評(píng)分細(xì)則：參加實(shí)驗(yàn)： 0.3分

完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 0.3分

完成所要求的運(yùn)算器設(shè)計(jì) 0.45分

正確進(jìn)行操作并回答問(wèn)題 0.45分

5、微程序控制的存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)

按按要求設(shè)計(jì)一個(gè)微程序控制的存儲(chǔ)器，按要求進(jìn)行操作，將數(shù)據(jù)存入指定單元，并將制定單元中的內(nèi)容讀出送寄存器。

評(píng)分細(xì)則：參加實(shí)驗(yàn)： 0.3分

完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 0.3分

完成所要求的存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) 0.45分 正確進(jìn)行操作并回答問(wèn)題 0.45分

6、簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)

按要求設(shè)計(jì)一臺(tái)由簡(jiǎn)單指令作為指令集的計(jì)算機(jī)，并用該簡(jiǎn)單指令編寫(xiě)一段程序，運(yùn)行該程序，得出正確結(jié)果。

評(píng)分細(xì)則：參加實(shí)驗(yàn)： 0.4分 完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告： 0.4分

完成所要求的簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì) 0.6分

正確進(jìn)行操作并回答問(wèn)題 0.6分 實(shí)驗(yàn)結(jié)束由實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，算出成績(jī)。

4.8分～5.5分 及格 5.6分～6.3分 中等 6.4分～7.1分 良好 7.2分以上 優(yōu)秀

五、主要參考書(shū)：計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

六、實(shí)習(xí)教學(xué)建議：

執(zhí)筆人：王海瑞 審定人：雷金輝 教學(xué)基層組織主任：雷金輝

第五篇：_計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)2

計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)日志

實(shí)驗(yàn)題目：

進(jìn)位、移位控制實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

(1)了解帶進(jìn)位控制的運(yùn)算器的組成結(jié)構(gòu)；(2)驗(yàn)證帶進(jìn)位控制的運(yùn)算器的功能。(3)了解移位發(fā)生器74LS299的功能；(4)驗(yàn)證移位控制電路的組合功能。實(shí)驗(yàn)主要步驟：

一、進(jìn)位

(1)按圖1.2-2連接實(shí)驗(yàn)電路并檢查無(wú)誤。(2)打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。

(3)用輸入開(kāi)關(guān)向暫存器DR1和DR2置數(shù)，方法同前。

(4)關(guān)閉數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門(mén)(SW-B=1)，打開(kāi)ALU輸出三態(tài)門(mén)(ALU-B=0)，并使LDDR1=0、LDDR2=0，關(guān)閉寄存器打入控制門(mén)。

(5)對(duì)進(jìn)位標(biāo)志清零。實(shí)驗(yàn)板上“SWITCH UNIT”單元中的CLR開(kāi)關(guān)為標(biāo)志CY、ZI的清零開(kāi)關(guān)，它為零狀態(tài)時(shí)是清零狀態(tài)，所以將此開(kāi)關(guān)做1→0→1操作，即可使標(biāo)志位清零。

注意：進(jìn)位標(biāo)志指示燈CY亮?xí)r表示進(jìn)位標(biāo)志為“0”，無(wú)進(jìn)位；標(biāo)志指示燈CY滅時(shí)表示進(jìn)位為“1”，有進(jìn)位。

圖1.2-1 帶進(jìn)位運(yùn)算器通路圖

圖1.2-2 帶進(jìn)位運(yùn)算實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)圖

(6)驗(yàn)證帶進(jìn)位運(yùn)算及進(jìn)位鎖存功能。使Cn=1，AR=0，進(jìn)行帶進(jìn)位算術(shù)運(yùn)算。例如，做加法運(yùn)算，使ALU-B=0，S3、S2、S1、S0、M的狀態(tài)為1、0、0、1、0，此時(shí)數(shù)據(jù)總線(xiàn)上顯示的數(shù)據(jù)為DR1加DR2加當(dāng)前進(jìn)位標(biāo)志的和，但這時(shí)的進(jìn)位狀態(tài)位還沒(méi)有打入進(jìn)位鎖存器中，(它是要靠T4節(jié)拍來(lái)打入的。)這個(gè)結(jié)果是否有進(jìn)位產(chǎn)生，則要按動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)KK2，若進(jìn)位標(biāo)志燈亮，則無(wú)進(jìn)位，反之則有進(jìn)位。因?yàn)樽黾臃ㄟ\(yùn)算時(shí)數(shù)據(jù)總線(xiàn)一直顯示的數(shù)據(jù)為DR1+DR2+CY，所以當(dāng)有進(jìn)位輸入到進(jìn)位鎖存器時(shí)，總線(xiàn)顯示的數(shù)據(jù)將為加上當(dāng)前進(jìn)位鎖存器中鎖存的進(jìn)位的結(jié)果。

二、移位

(1)按圖1.3-2連接實(shí)驗(yàn)電路并檢查無(wú)誤。(2)打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。(3)向移位寄存器置數(shù)。

①撥動(dòng)輸入開(kāi)關(guān),形成二進(jìn)制數(shù)01101011(或其它數(shù)值)。

②使SWITCH UNIT單元中的開(kāi)關(guān)SW-B=0，打開(kāi)數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門(mén)。③使S0=

1、S1=1，并按動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)KK2，則將二進(jìn)制數(shù)01101011置入了移位寄存器。

④使SW-B=1，關(guān)閉數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門(mén)。(4)移位運(yùn)算操作。

①參照表1.3-1中的內(nèi)容，先將S1、S0置為0、0，檢查移位寄存器單元裝入的數(shù)是否正確，然后通過(guò)改變S0、S1、M、299-B的狀態(tài)，并按動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)KK2，觀察移位結(jié)果。

②根據(jù)移位控制電路功能表1.3-1中的內(nèi)容，分析移位運(yùn)算的結(jié)果是否正確。

圖1.3-2 移位運(yùn)算實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 一．進(jìn)位

向DR1中置入80H 向DR2中置入 80H CY初始位置為亮 0 加法完成后 CY為滅總線(xiàn)顯示01H 二．移位

輸入00011000 移位后 00110000 心得體會(huì)：

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)了解了的帶進(jìn)位的加法和移位器的原理。