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朴灿烈づ我的快乐病毒、 2022-10-10 09:27 200阅读 0赞

《计算机组成原理》实验教学大纲

一、实验课程基本信息

课程编号：080605210

课程名称：计算机组成原理实验

课程类型：专业必修课

适用专业：计算机科学与技术专业

学 分 数：1

学 时 数：36

开课学期：3

制定/修订日期：2011年7月15日

二、教学目标

计算机组成原理是高校计算机专业的核心课程之一，也是计算机专业的必修课程。通过本课程实验使学生对计算机系统各部件的组成，包括ALU运算原理、CPU组成、存储器、控制器原理、系统总线等，最终达到从系统的角度、整机的角度，完整、准确的理解和掌握计算机系统的理论、原理，为学习其它专业基础课和专业课打下一个良好的基础。

三、实验内容及要求

1．基础汇编语言程序设计实验

【实验要求】

认识：教学计算机的指令格式、指令编码、选择的寻址方式和每一条指令的具体功能。

会操作：TEC—union实验箱的连接，编程环境的运用；

掌握：汇编语言设计程序的过程和方法。

【实验内容】

(1)参照教材中有关指令系统和汇编程序的例子，在教学计算机上输入并调试、运行几个小的简单的汇编程序。

(2)设计、实现在教材有关章的习题中给出的几个汇编程序，并在教学计算机上完成调试、运行。

(3)从监控程序中挑选出若干个常用的子程序，用在自己设计的程序中，并在教学计算机上完成调试、运行。

2．脱机运算器实验

【实验要求】

认识：教学计算机的运算器部件。

会操作：脱机运算器实验箱的24位微型开关、控制开关；

掌握：4位的运算器芯片Am2901的功能和内部组成。

【实验内容】

(1)在脱机的运算器实验中，利用24位微型开关对运算器进行控制，完成各种基本运算。

(2)在联机的运算器实验中，用A命令建立一个与运算有关的程序，用G命令运行这个程序，查看程序的最终运行结果。

3．存储器部件教学实验

【实验要求】

认识：教学计算机内存储器ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法。

会操作：通过读写存储器的指令实现对58C65ROM芯片的读写操作；

掌握：字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的办法。

【实验内容】

(1)扩展教学机的存储器空间，接好片选信号。

(2)用A命令编写程序对扩展的空间进行操作，用G命令运行该程序并观察结果。

4．微程序控制器部件教学实验

【实验要求】

认识：进一步熟悉教学计算机的指令格式、指令编码、寻址方式和指令功能等内容。

会操作：教学计算机的微指令格式和各个字段的控制功能，理解微指令下地址字段的作用，并学会使用这个字段解决微指令之间的接续关系；

掌握：设计微程序控制器的过程和方法。

【实验内容】

(1)检查与理解指令的执行效果

(2)检查与理解指令的执行步骤

(3)检查与理解指令的每一个执行步骤所使用的控制信号

(4)检查与理解指令的每一个执行步骤实现的具体功能

5．I/O口扩展实验

【实验要求】

认识：串行接口芯片的内部组成和传送数据的运行过程。

会操作：串行接口的初始化操作，两个串口通信间的连接；

掌握：程序直接控制(状态循环查询)方式下，通过串行接口执行输入输出操作时，计算机主机和串行接口设备是如何进行同步控制的，接口中的是否有数据输入进来，主机传送到接口中的数据是否串行发送出去是由接口内部的电路设置接口中的不同状态位来指明的，主机通过指令查询接口运行状态来了解这些信息。

【实验内容】

(1)输入并运行教材中的程序，之后把查询接口状态的3个语句换成3个MVRR R0，R0语句，再次运行这个程序，查看会出现什么现象，解释为什么会如此。

(2)启动教学机的监控程序是通过按RESET和START按键完成的，表明对串行口初始化操作的完整过程必须跟在硬件的RESET操作之后，并且仅能执行一次。如在监控程序正常运行状态下，打入G 0000命令会出现什么现象，解释为何会如此，如何解决这个问题？

(3)在第2路串行接口芯片上完成串行口的扩展实验，包括插上另外一个Intel—8251器件，为该串行口分配端口地址，正确地连接几个时钟信号，数据线，地址线，串行口芯片的片选信号，读写控制信号等；写一个小程序完成对该串行口电路的初始化操作；使用另外一条信号线把这个接口的输入输出与另外一台PC机的串行口接口进行连接，设计一个程序，在这个串行接口上执行输入输出操作。

(4)在两台教学计算机之间通过各自的第2路串行接口完成双机的双向通信的教学实验。

6．中断实验

【实验要求】

认识：中断在计算机系统中的作用。

会操作：中断请求的条件和时刻，响应中断的过程和实现方案；

掌握：确定中断向量、设计中断处理程序的操作步骤和实现方法。

【实验内容】

(1)读懂教材中有关中断的概念、中断响应和中断处理的内容，了解这些功能在教学计算机中是如何体现的。

(2)确定中断向量表地址。

(3)设计对应每一个中断的处理程序，例如显示对应各自中断优先级的一个数字，重复显示80或160次。

(4)设计一个死循环程序并执行，，在这个程序运行过程中，通过按用作为中断请求源的3个不同按钮，在屏幕上显示不同的字符，以清楚地看到中断嵌套的运行情况。

7．组合逻辑控制器实验