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计算机组成原理实验室简介

实验室中文名称:计算机组成原理实验室

实验室英文名称:Principlesof Computer OrganizationLab

实验室适用专业及课程

适用于本科所有开设计算机组成原理课程的专业。

实验室的软、硬件环境

硬件环境:

建筑面积150平方米的实验室,内配有教学基本设施;

60台江苏启东市东疆计算机有限公司最新开发研制的DJ-CPTH超强型计算机组成原理实验仪。

该实验仪采用单片机管理和EDA控制技术,自带键盘和液晶显示器,支持脱机和联机两种工作模式,运用系统监控和数码等实时监视,全面动态管理模型机的运行和内部资源。

特别适合计算机组成原理课程的实验和教学。

软件环境:

以win98/2000/XP为操作平台的动态跟踪集成调试软件。

实验项目简介:

该实验室所开设的实验主要以DJ-CPTH实验仪为平台,实验项目可分为两大类:模型机模块实验和模型机综合实验。

1)模型机模块实验

模型机模块实验包括寄存器实验、运算器实验、数据输出实验、移位门实验、微程序计数器uPC实验、程序计数器PC实验、程序存储器EM实验、微程序存储器uM实验和中断实验。

2)寄存器实验

该实验是利用DJ-CPTH实验仪上提供的K16-K23开关作为数据总线DBUS的数据,其他开关作为控制信号,将数据写入寄存器,这些寄存器包括累加器A、工作寄存器W、数据寄存器组R0-R3地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST和输出寄存器OUT。该实验的目的是让学生了解模型机中各种寄存器的结构、工作原理和其控制的方法。

3)运算器实验

该实验是利用DJ-CPTH实验仪上提供的K16-K23开关作为数据总线DBUS的数据,其他开关作为控制信号,将数据写入累加器A和工作寄存器W,用开关控制ALU的运算方式,实现运算器的功能。该实验目的是让学生了解模型机中算术、逻辑运算单元的控制方法。

4)数据输出实验/移位门实验

该实验是利用DJ-CPTH实验仪上提供的开关作为控制信号,将指定寄存器的内容读到数据总线DBUS上。该实验目的是让学生了解模型机中多寄存器连接数据总线的实现原理和运算器中移位功能的实现方法。

5)微程序计数器uPC实验

该实验是利用DJ-CPTH实验仪上提供的K16-K23开关作为数据总线DBUS的数据,其他开关作为控制信号,实现微程序计数器uPC的写入和加1功能。该实验目的是让学生了解模型机中微程序的基本概念,并了解uPC的结构、工作原理和其控制方法。

6)程序计数器PC实验

该实验是利用DJ-CPTH实验仪上提供的K16-K23开关作为数据总线DBUS的数据,其他开关作为控制信号,实现程序计数器PC的写入和加1功能。该实验目的是让学生了解模型机中程序计数器PC的工作原理及其控制方法,并了解程序执行过程中顺序和跳转指令的实现方法。

7)程序存储器EM实验

该实验是利用DJ-CPTH实验仪上提供的K16-K23开关作为数据总线DBUS的数据,其他开关作为控制信号,实现程序存储器EM的读写操作。该实验目的是让学生了解模型机中程序存储器EM的工作原理及其控制方法。

8)微程序存储器uM实验

该实验是利用DJ-CPTH实验仪上提供的开关作为控制信号,实现微程序存储器uM的输出功能。该实验目的是让学生了解微程序控制方式的基本工作原理,并了解微程序存储器uM的控制方法。

9)中断实验

该实验是利用DJ-CPTH实验仪上提供的开关作为控制信号,实现中断功能。该实验目的是让学生了解模型机中断功能的工作原理及中断过程中申请、响应、处理、返回各阶段时序。

10)模型机综合实验

模型机综合实验是将模型机作为一个整体来工作,所有微程序的控制信号是由微程序存储器uM输出,而不是由开关输出。综合实验包括数据传送实验、输入输出实验、数据运算实验、移位/取反实验、转移实验、调用实验、中断实验、指令流水实验。

综合实验使用DJ-CPTH计算机组成原理实验软件,将各实验所需的源程序在软件的源程序窗口中输入和修改,然后将源程序汇编成机器码并下载到实验仪上,由软件控制程序实现单指令执行、单微指令执行、全速执行,学生可以在软件上观察指令或微指令执行过程中数据的走向、各控制信号的状态、各寄存器的值。

综合实验也可以用实验仪自带的小键盘和显示屏来输入,修改程序,用键盘控制单指令或微指令执行,用LED或用显示屏观察各寄存器的值。

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