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计算机组成原理实验教程

丛书名：普通高等教育计算机类新形态一体化教材

作译者：陈琦、边继东、魏君睿出版日期：2020-01-17

出版社：电子工业出版社维护人：李静

书代号：G0381100 ＩＳＢＮ：9787121381102

图书简介：

本书主要分为四部分内容，第一部分为实验系统概述，介绍了实验系统的软硬件环境、让学生熟悉实验平台的使用；第二部分为实验预备知识，介绍了电路基础、指令系统、Verilog HDL 语言和Quartus II的使用，为后续实验的顺利进行奠定基础；第三部分为教学实验项目，包括基本原理类实验和综合设计类实验，使学生通过实验进一步掌握计算机各个组成部件的工作原理以及计算机中各部件是如何协调工作的；第四部分为基于EDA平台的实验项目，以更好地培养学生的动手能力、工程意识和创新能力。

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ISBN：9787121381102

开本：16开

页数：172

字数：227

本书目录

目    录
第1章  概论	1
1.1  TD-CMA实验系统	1
1.1.1  TD-CMA实验系统的功能及特点	1
1.1.2  TD-CMA实验系统的硬件环境	2
1.1.3  TD-CMA实验系统的软件开发环境	4
1.2  数字电路基础	6
1.2.1  基本逻辑门电路	6
1.2.2  组合逻辑门电路	9
1.2.3  时序逻辑电路	15
1.3  指令系统	19
1.3.1  机器指令系统	19
1.3.2  计算机微指令	22
第2章  组成原理实验项目	27
2.1  TD-CMA实验系统认识实验	27
2.2  总线数据传输控制实验	31
2.3  静态随机存储器读/写实验	39
2.4  算术逻辑运算实验	44
2.5  微程序控制器实验	50
2.6  中断控制实验	56
2.7  DMA控制实验	59
第3章  综合性实验项目	62
3.1  CPU与简单模型机设计实验	62
3.2  复杂模型机设计实验	68
3.3  带中断处理能力的模型机设计实验	78
3.4  带DMA控制功能的模型机设计实验	92
3.5  典型I/O接口8253扩展设计实验	99
第4章  基于EDA平台的实验项目	104
4.1  Verilog HDL语言基础知识	104
4.1.1  Verilog HDL语言概述	104
4.1.2  Verilog HDL语言简单示例	105
4.1.3  Verilog HDL语言语法特点	105
4.2  Quartus II的基本使用方法	111
4.2.1  Quartus II概述	111
4.2.2  Quartus II使用教程	111
4.3  EDA实验平台认识实验	114
4.4  超前进位加法器设计实验	119
4.5  硬布线控制器模型机设计实验	124
4.6  阵列乘法器设计实验	129
4.7  Cache控制器设计实验	131
4.8  基于RISC技术的模型计算机设计实验	137
附录A  TD-CMA实验系统单元电路	143
附录B  常用模块引脚名称及有效表	160
附录C  微程序P判别条件说明	163
附录D  实验报告参考格式	164
参考文献	167

展开

前言

计算机组成原理是高等院校计算机及其相关专业教学中的一门重要的专业基础课程，也是一门实践性很强的课程，其实验环节非常重要。本书作为计算机组成原理理论课程的配套实验教材，主要目的是使学生在理解计算机各模块功能的基础上，通过自己动手设计实验，进一步融会贯通理论教学内容，掌握计算机各功能模块的工作原理、运行机制，建立计算机系统的整体概念，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。
全书共4章：第1章为概论，主要介绍了TD-CMA实验系统的硬件环境和软件开发环境、数字电路基础和指令系统。第2章为组成原理实验项目，主要内容是计算机组成原理课程设计的7个实验，该章首先设计了一个TD-CMA实验系统认识实验，目的是让学生熟悉该实验系统的布局、信号标记和基本操作方法；然后设计了6个计算机基本部件实验，结合对总线、存储器、运算器、控制器等基本部件的介绍，帮助学生理解、消化课堂内容。第3章为综合性实验项目，综合性实验是锻炼学生综合掌握计算机组成原理和提高实践能力的高层次实验。该章共设计了5个实验，针对不同的技术方向，学生可以根据自己的实际课时和兴趣选做，该章的目的是让学生通过实验进一步掌握计算机各个组成部件的工作原理，系统地掌握计算机中的各个部件是如何协调工作的。第4章为基于EDA平台的实验项目，首先介绍了与EDA平台相关的Verilog HDL语言基础知识和Quartus II的基本使用方法；然后设计了一个EDA实验平台认识实验，以便学生熟悉EDA平台的使用；最后提供了5个实验项目，目的是使学生更加深入地掌握计算机组成原理，培养学生的动手能力、工程意识和创新能力。另外，为了使学生更快地熟悉TD-CMA实验系统及EDA平台的使用，本书第2章、第3章和第4章分别录制了操作视频供初学者参考。
本书由陈琦、边继东、魏君睿编著。陈琦负责全书大纲的拟定、编写和统稿；边继东负责实验内容的设计和校对；魏君睿负责实验项目的调试、验证和操作视频的录制。本书的编写得到了西安唐都科教仪器开发有限责任公司的大力支持和帮助，在此表示由衷的感谢。本书从选题、撰稿到出版得到了浙江工业大学教务处的大力支持，并被浙江工业大学作为重点教材建设项目予以资助，在此也一并表示由衷的感谢。
限于编著者的水平，书中难免有疏漏和不妥之处，敬请读者批评指正。


编著者
2019年8月

展开

作者简介

陈琦，博士，实验师，现为浙江工业大学计算机学院系统实验室主任。先后主持企业重大横向项目、浙江省教育厅项目、校级教学改革项目等多个项目，参与国家级和省部级项目多项，已发表论文20多篇，参与编写教材多部。研究方向为：嵌入式系统及应用、物联网技术。

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