实验一系统认知实验

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1、实验一　系统认知实验实验目的：通过本次实验了解西安唐都科教仪器公司推出的这一套高效的、开放性的教学实验系统。为后续实验课程做前期的准备工作。实验要求：掌握简单模型计算机的基本结构；了解教学实验系统的功能。实验内容：一、了解一台简单模型计算机的结构为了更好地理解计算机的各组成部件是如何相互配合进行工作的，试验箱给我们提供了一个最基本的模型计算机。根据前面小节的知识，我们将算术逻辑运算器、控制器、寄存器、内部总线等部件搭接起来构成一个CPU，然后再加上存储器、输入设备、输出设备即构成一台完整的模型计算机。其逻辑框图见图1

2、.4-1。图1.4-1模型机逻辑框图其中ALU为运算器、DR1、DR2为工作暂存器、R0为通用寄存器、AR为地址寄存器、PC为程序计数器、IR为指令寄存器、TIME为时序发生器、MEM为程序存储器、INPUT为输入设备、OUTPUT为输出设备、MC为微程序控制器。二、了解教学实验系统功能及特点计算机组成原理与系统结构教学实验系统是西安唐都科教仪器公司推出的一套高效的、开放性的教学实验系统，该系统可以通过对多种原理性计算机的设计、实现和调试来高效率地支持“计算机组成原理”和“计算机系统结构”等课程的开放式实验教学，为高

3、校各个教学层次的计算机原理教学提供了完善的解决方案。系统功能特点：1．结构清晰的单元式实验电路，可构造出不同结构及复杂程度的原理性计算机系统采用部件单元式结构，包括运算器及数据通路、存储器、控制器、信号及时序控制、内总线、外总线、外围接口及输入输出设备、大规模可编程逻辑器件等计算机部件的单元电路，用户可使用排线连接方式或计算机电子自动逻辑设计方式，根据自己所设计的模型计算机结构方案，来构造出不同结构及复杂程度的原理性计算机，使学生能够对计算机组成结构有清楚的认识和理解。２．对实验设计具有完全的开放性，增强学生综合设计

4、能力系统所具有的软硬件结构对用户的实验设计具有完全的开放性，其数据线、地址线、控制线都由用户来操作连接，系统中的运算器结构、控制器结构及微程序指令的格式及定义均可由用户根据教学需要来做灵活改变或重新设计。这对于用户自行设计各种结构及不同复杂程度的模型计算机提供了强大的软硬件操作平台，从而避免了单纯验证性的实验模式，极大提高了学生计算机系统的综合设计能力。3．通用逻辑器件和大规模可编程逻辑器件相结合，可面向不同层次的学生系统采用通用逻辑器件和大规模可编程逻辑器件并用的方式，既能给熟练掌握复杂逻辑系统设计的学生提供高档的

5、实验平台，又能对不熟悉这些内容的学生提供易操作的实验平台。符合循序渐进、先基础后提高的教学原则。4．具有实时调试功能的图形方式操作界面，也可用于多媒体辅助教学系统具有与PC微机联机实时调试的功能，提供了图形方式的调试界面，在调试过程中可动态实时显示模型计算机各部件之间的数据传送以及各部件和总线上的所有信息。这种图形调试界面也可用于多媒体辅助教学，从而获得极佳的教学效果。5．多种输入输出方式及逻辑信号测量功能，实验操作及观察更容易系统提供多种输入输出方式。通过RS-232串口与PC微机联机，可在PC机上进行编程并向系统

6、装载实验程序，在图形界面下进行动态调试及运行。另外还具有两路逻辑信号测量平台，可在PC机上看到信号测量波形；如单独使用本系统，则可通过开关及LED以二进制码形式进行编程、显示及调试运行。6．实验电路的实时在线检测功能，便于检查接线错误系统具有实验电路检测功能，通过人机交互方式可实时在线检测各实验单元电路的好坏以及模型机实验线路连接是否正确。系统主要功能一、软件系统（一）界面窗口主界面主要分为三部分：指令区、输出区和图形区，下面分别加以介绍。指令区：分为两部分，即机器指令区和微指令区，在指令区的下方有两个Tab按钮，您

7、可以通过按钮在两者之间来回切换。机器指令区：分为两列，第一列为下位机主存地址（00—FF，共256个单元），第二列为每一地址中所对应的数值。如果串口通讯正常且系统不忙（即串口没有被占用），您可以直接修改指定单元的内容，方法是用鼠标单击要修改单元的数据，此单元格会变成一个编辑框，等待您输入，该编辑框只接收两位合法的16进制数（请注意：非16进制数不认），如果输入正确，您可以按回车键确认，或用鼠标点击别的区域，这样就完成了修改工作。如果想要结束修改，您可以按下ESC键，编辑框就会自动消失,恢复显示原来的值。一旦编辑框出现

8、，您可以通过上下键让编辑框上下移动，从而选中需要修改的地址单元。如果输入不正确，如输入少于2个字符，则不进行修改。微指令区：分为两列，第一列为下位机微控器地址（00—3F，共64个单元），第二列为每一地址中所对应的微指令，共6字节，对应微控器的微指令24位。如果串口通讯正常且系统不忙（即串口没有被占用），您可以直接修改指定单元的内容，方法是用鼠