計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì)

前言

本書(shū)是“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材，針對(duì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是TEC2000系列教學(xué)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。作為第2版，對(duì)第1版內(nèi)容進(jìn)行了重大修改。主要變動(dòng)是取消了第1版中的第1章，把其中的一部分內(nèi)容合并到主教材中。第2版對(duì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目講解得更詳細(xì)，針對(duì)TEC2000系列教學(xué)機(jī)，簡(jiǎn)化了對(duì)硬件系統(tǒng)的說(shuō)明，補(bǔ)充了對(duì)軟件系統(tǒng)構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的介紹，增加了對(duì)兩個(gè)層次上的軟件模擬系統(tǒng)的功能和教學(xué)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明。具體內(nèi)容劃分在4章中。本書(shū)的第1章比較詳細(xì)地說(shuō)明了TEC2000系列教學(xué)計(jì)算機(jī)支持的教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的操作環(huán)境和必要的技術(shù)說(shuō)明、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容、實(shí)驗(yàn)要求等，使每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)有更好的針對(duì)性和可操作性。這一章還特別增加了使用GAL20V8與MACH器件完成組合邏輯或時(shí)序邏輯的線路實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，為下一步學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)組成原理打好線路知識(shí)的基礎(chǔ)。本書(shū)的第2章以技術(shù)資料的形式給出了TEC2000系列教學(xué)計(jì)算機(jī)的硬件組成和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，包括運(yùn)算器、控制器、內(nèi)存儲(chǔ)器、串行接口和中斷線路等全部功能部件，但本章未對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程和運(yùn)行原理等知識(shí)作過(guò)多說(shuō)明，這些內(nèi)容集中安排在主教材中。本書(shū)的第3章介紹了TEC2000系列教學(xué)機(jī)的軟件構(gòu)成，包括監(jiān)控程序、PC機(jī)仿真終端程序和交叉匯編程序的使用方法。其中重點(diǎn)解釋了監(jiān)控程序的總體結(jié)構(gòu)，并以程序框圖和簡(jiǎn)單說(shuō)明的方式介紹了監(jiān)控命令的實(shí)現(xiàn)算法，提供了帶有詳細(xì)注釋的監(jiān)控程序清單。本章還介紹了教學(xué)機(jī)支持的BASIC語(yǔ)言的功能和程序設(shè)計(jì)，使教學(xué)計(jì)算機(jī)完整地涵蓋了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)全部6個(gè)層次的基本內(nèi)容，并介紹了使用軟件子程序完成浮點(diǎn)數(shù)據(jù)運(yùn)算的技術(shù)。本書(shū)的第4章分別從指令和系統(tǒng)的層次、微體系結(jié)構(gòu)的層次介紹了TEC2000系列教學(xué)計(jì)算機(jī)的軟件模擬系統(tǒng)的功能和使用方法，以及完成教學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和操作步驟。這兩個(gè)軟件系統(tǒng)是在PC機(jī)的Windows平臺(tái)上運(yùn)行的，可以只使用PC機(jī)完成原本必須在教學(xué)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行的部分教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，操作更方便，有一定的新穎性，也為更好地完成實(shí)際的硬件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)提供了強(qiáng)有力的支持。本書(shū)配有一張光盤，內(nèi)容包括授課的電子版教案、教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容的動(dòng)畫(huà)演示軟件,一些供自學(xué)和參考的教學(xué)資料(例如加了注釋的監(jiān)控程序清單和重要的子程序流程圖),模擬試題及參考答案等,相應(yīng)地取消了《計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì)（第2版）》主教材中配備的光盤。本書(shū)內(nèi)容充實(shí)，先進(jìn)新穎，與作者主編的教材、教學(xué)課件等緊密結(jié)合，對(duì)提高課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)實(shí)驗(yàn)水平很有益處。本書(shū)作者都有多年從事教學(xué)和科研工作的經(jīng)驗(yàn)。本書(shū)的第1章、第2章的第1節(jié)和第4~7節(jié)、第3章由王誠(chéng)編寫(xiě)，第4章由劉衛(wèi)東編寫(xiě)，第2章的第2節(jié)、第3節(jié)由宋佳興編寫(xiě)，寧波電大的趙麗梅參加了第1章的編寫(xiě)，王誠(chéng)對(duì)全書(shū)內(nèi)容進(jìn)行了最終統(tǒng)編。由于時(shí)間短促，作者水平所限，本書(shū)中可能有一些不足甚至不當(dāng)之處，歡迎廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　《普通高等教育十五國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材：計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì)（第2版）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)（附光盤）》是“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)用書(shū)，共分4章。第1章重點(diǎn)說(shuō)明教學(xué)計(jì)算機(jī)可以支持的教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。第2章、第3章簡(jiǎn)單介紹TEC?2000系列教學(xué)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)的功能、組成和實(shí)現(xiàn)技術(shù)。第4章講解教學(xué)計(jì)算機(jī)的指令一級(jí)和微體系結(jié)構(gòu)一級(jí)的軟件模擬系統(tǒng)的功能和教學(xué)實(shí)驗(yàn)?！　　镀胀ǜ叩冉逃鍑?guó)家級(jí)規(guī)劃教材：計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì)（第2版）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)（附光盤）》是《普通高等教育十五國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材：計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì)（第2版）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)（附光盤）》、《計(jì)算機(jī)組成原理》和《計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)》教材的配套用書(shū)，也可以作為高等院校計(jì)算機(jī)或相關(guān)專業(yè)的“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材，并可供從事與計(jì)算機(jī)業(yè)務(wù)相關(guān)的生產(chǎn)、科研人員及其他人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章　教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目11.1　教學(xué)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述11.1.1教學(xué)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)系列和總體組成概述11.1.2教學(xué)計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)和指令格式的設(shè)計(jì)目標(biāo)31.1.3教學(xué)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和組成設(shè)計(jì)概述41.1.4軟件模擬實(shí)現(xiàn)的教學(xué)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)61.1.5教學(xué)計(jì)算機(jī)在教學(xué)過(guò)程中的作用71.1.6基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置91.1.7其他實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目111.2　教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置121.2.1教學(xué)機(jī)中的關(guān)鍵邏輯線路實(shí)驗(yàn)131.2.2監(jiān)控程序與匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)211.2.3運(yùn)算器部件實(shí)驗(yàn)241.2.4內(nèi)存儲(chǔ)器部件實(shí)驗(yàn)281.2.5微程序控制器部件實(shí)驗(yàn)301.2.6硬布線控制器部件實(shí)驗(yàn)341.2.7串行接口輸入輸出實(shí)驗(yàn)391.2.8多級(jí)嵌套的中斷實(shí)驗(yàn)421.2.9其他接口電路輸入輸出實(shí)驗(yàn)441.2.10教學(xué)計(jì)算機(jī)的硬件故障診斷實(shí)驗(yàn)451.2.11監(jiān)控程序功能擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)451.2.12系統(tǒng)匯編程序（匯編器）的設(shè)計(jì)或者功能擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)461.2.13在教學(xué)機(jī)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)新計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工程項(xiàng)目47第2章　教學(xué)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)技術(shù)說(shuō)明502.1　教學(xué)計(jì)算機(jī)的總體組成概述和性能指標(biāo)502.1.1TEC2000 教學(xué)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的研制目標(biāo)502.1.2TEC2000 教學(xué)機(jī)的硬件系統(tǒng)組成概述512.1.3TEC2000教學(xué)機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)與系統(tǒng)配置532.2　教學(xué)計(jì)算機(jī)運(yùn)算器部件技術(shù)說(shuō)明542.2.1位片結(jié)構(gòu)的運(yùn)算器芯片Am2901542.2.2教學(xué)計(jì)算機(jī)運(yùn)算器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)572.3　微程序控制器部件的技術(shù)說(shuō)明632.3.1Am2910芯片的內(nèi)部組成和功能說(shuō)明632.3.2教學(xué)計(jì)算機(jī)的微程序控制器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)672.3.316位微程序控制器可編程器件邏輯表達(dá)式782.4　硬布線控制器部件的技術(shù)說(shuō)明802.4.1教學(xué)計(jì)算機(jī)硬布線控制器的組成802.4.2設(shè)計(jì)教學(xué)計(jì)算機(jī)的指令執(zhí)行流程822.4.3設(shè)計(jì)教學(xué)計(jì)算機(jī)的時(shí)序控制信號(hào)形成部件842.5　教學(xué)機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)器部件的技術(shù)說(shuō)明932.6　教學(xué)機(jī)的串行接口技術(shù)與使用說(shuō)明952.6.1I/O地址譯碼器952.6.2COM1口952.6.3COM2口952.7　中斷線路96第3章　教學(xué)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)技術(shù)說(shuō)明1023.1　教學(xué)計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)1023.2　教學(xué)計(jì)算機(jī)的監(jiān)控程序1063.2.1監(jiān)控程序的功能1063.2.2監(jiān)控程序的總體結(jié)構(gòu)1093.3　教學(xué)機(jī)的PC機(jī)仿真終端程序1133.4　教學(xué)計(jì)算機(jī)的匯編程序的功能、使用與實(shí)現(xiàn)1143.4.1教學(xué)計(jì)算機(jī)的交叉匯編程序的演變過(guò)程1143.4.2交叉匯編程序使用說(shuō)明1163.5　教學(xué)計(jì)算機(jī)的高級(jí)語(yǔ)言支持1223.5.1BASIC語(yǔ)言解釋程序功能和程序設(shè)計(jì)1223.5.2BASIC語(yǔ)言的幾個(gè)程序例子1233.5.3軟件實(shí)現(xiàn)的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)運(yùn)算126第4章　教學(xué)計(jì)算機(jī)的軟件模擬系統(tǒng)1334.1　教學(xué)計(jì)算機(jī)指令與系統(tǒng)模擬1334.1.1指令模擬的概念和在教學(xué)中的作用1334.1.2教學(xué)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)使用說(shuō)明1344.1.3教學(xué)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（仿真）1384.2　教學(xué)計(jì)算機(jī)微體系結(jié)構(gòu)級(jí)模擬1434.2.1計(jì)算機(jī)微體系結(jié)構(gòu)級(jí)模擬的概念和在教學(xué)中的作用1434.2.2教學(xué)計(jì)算機(jī)微程序控制器模擬程序使用說(shuō)明1444.2.3使用模擬程序完成微程序控制器實(shí)驗(yàn)1484.2.4教學(xué)計(jì)算機(jī)組合邏輯控制器模擬程序使用說(shuō)明1514.2.5使用模擬程序完成組合邏輯控制器實(shí)驗(yàn)152附錄1　GAL器件的邏輯設(shè)計(jì)與編程操作156附錄2　MACH器件的編程方法159附錄3　完成5條擴(kuò)展指令的教學(xué)實(shí)驗(yàn)參考答案165附錄4　MACH器件的引腳分配173附錄5　跳線連接關(guān)系174附錄6　簡(jiǎn)明操作卡177附錄7　教學(xué)計(jì)算機(jī)的邏輯圖匯總178參考文獻(xiàn)186

章節(jié)摘錄

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