【精品】计算机组成原理实验指导

《【精品】计算机组成原理实验指导》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第一部分计算机组成原理实验指导第一章TEC-2实验计算机系统介绍TEC-2实验计算机系统是受原国家教委电教司委托，由清华大学计算机系研制的。1994年9月29H,在国家教委电教委员会主持的"TEC-2实验计算机系统”鉴定会上，与会专家一致认为它已达到了国内计算机教学实验设备的领先水平，有较好的推广应用前娥，有利于推动我国计算机硬件教学水平的提高。主要体现在以下两个方而：•TEC-2是一台为大学本科计算机教学实验而研制的实验计算机系统。系统支持64条基木指令，具启多种指令格式和多种寻址方式。运算器采用位片结构，控制器

2、采用微程序方案，支持动态微程序设计。系统配冇适当规模的监控程序，支持外设入/出操作的主要方式，能支持多种入/出接口电路，能接入多种外设。系统也能接入PC机，町实现PC机磁盘文件与TEC-2机的双向信息传送，并可在PC机上完成对TEC-2机汇编程序的交义级「编。因此，该机是一台侦件系统与软件系统比较完整、配置合理、设计新颖、技术水平高的教学用计算机系统。•TEC-2实验计算机系统支持的实验项冃比较齐全，实验规模比较大。实验的技术层次高，能很好地体现计算机组成原理的重要授课内容。通过实验，学生能系统地获得计算机功能部件

3、及整机知识，并能明显地提高计算机设讣和实验动手能力，TEC-2实验计算机系统为“计算机组成原理”课程提供了良好的教学实验环境。1.1TEC-2实验计算机系统概述1.1.1TEC-2机研制的背景及特点长期以來，人们普遍认为计算机硕件难学、难懂。最主要的原因是硕件工作的抽象性，在学习硬件原理知识时，没有一个直观的概念。作为计算机系本科生很重要的一门专业基础课——计算机组成原理，在多门破件课程中山冇举足轻重的地位。按教学大纲规定，在这门课中，要向学生传授单台计算机的基本组成与运行原理的基础知识，包括计算机硬件设计、制造、

4、调试和运行维护等多方而的技能，还要训练一定的实验动手能力。教学任务很重，要求较高。从这门课的内容特点看，它是属于工程性、技术性和实践性都特别强的一门课。因此，在开展好课堂教学的同时，必须对实验教学环节给以足够的重视，要给足实验学时，提供实验性能良好的实验计算机系统或实验装置，能进行反映主要教学内容的、水平确实比鮫高的实验项目。在深化计算机各功能部件实验的同吋，加强对计算机整机硬件系统组成与运行原理有关内容的实验；在教学的整个过程屮，坚持以硕件知识为主的同时，加深对计算机整机系统屮硬软件的联系与配合的认识。要解决好上

5、述诸问题，关键是要有一套能满足主要教学实验要求的实验计算机系统。尽管各高校，都研制出一些用于计算机纽成原理课教学实验的系统或装置，也各有其特色，但深入分析发现，基本上都是相对孤立的功能部件的实验，硕件整机方而的实验都很难胜任，更不能对计算机系统中硬软件的联系与配合的学习提供足够的帮助。实践证明，教学实验装置不配套，教学实验的内容简单单调。水平不高，与课堂授课内容衔接不够好，是多年困扰计算机组成原理课提高教学质量的一犬难题。TEC-2实验计算机系统就在这种环境下诞生了。既然TEC-2机主要川于计算机组成原理课的教学与

6、教学实验，追求的首耍冃标，当然是它的尽对能高的教学实验性能，这包括：•系统的完备性。是指TEC—2机要与学牛常用的、市场上见到最多的简单计算机大体类同，即其主要组成与运行方式和PC机差不多，故TEC-2机是一台换软件相对完整、配置小巧合理的完整的计算机系统，通过它能体现出重要教学内容，能完成主要教学实验项目。这是个要求很高、实现起来有相当难度的、也是必须达到的冃标。•高的实验性能。是指用TEC-2机能较好地完成计算机硬件系统各功能部件的教学实验，包括运算器部件、控制器部件、主存储器部件、总线和儿种最常用的外设接口的

7、实验,包括中断为DMA方式输入输出，几种主耍外设的驱动等方面的实验。因此，计算机的CPU必须白行设计与实现。要配小的监控程序，要有自己的汇编语言支持。•广泛的应用面。是指支持高级与初级两个层次上两种方式的实验，要在基本系统上支持多项扩展选项。高层次的实验方式，是指TEC-2机与计算机终端(或PC/XT微机作为仿真终端)连起來运行；初级方式的实验，是指不接任何计算机外围设备，只用TEC—2机主板上的开关、按键与指示灯等操作，控制TEC-2机的实验运行。TEC-2机的基本系统，在两块36cmX46cm的人印刷电路板实现

8、，给出TEC-2机主机的全部功能，还包括两个串行接口；扩展选件包括一个并行接口电路，一个实时钟设备，一个DMA接口电路，一个5寸软盘驱动与接口电路，和通过5()芯扁平电缆能与TEC—2主机接通的通用的扩展实验板。这样，教帅可依据自己的教学要求和现实条件来安排自己的教学实验。1.1.2TEC-2机的技术指标TEC-2实验计算机系统的主耍技术指标是：①TEC—2