《计算机组成原理》实验教案.docx
- 文档编号:9464144
- 上传时间:2023-05-19
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:22.73KB
《计算机组成原理》实验教案.docx
《《计算机组成原理》实验教案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《计算机组成原理》实验教案.docx(10页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
《计算机组成原理》实验教案
山西财经大学
教案
课程名称
《计算机组成原理》实验
课程编码
082104
适用专业
信息管理与信息系统
开课时间
授课班级
主讲教师
职称
使用教材
《计算机组成原理》实验指导书
二○○七年九月
教案(扉页)
课程名称
《计算机组成原理》实验
总计:
16学时
课程类别
实验课
学分
4/1
讲课:
64学时
实验:
16学时
实验目的
实验是教学进程中的一个重要环节,是帮助学生直接理解和掌握教学内容的感性认知阶段。
加强实践环节,培养学生动手能力,使学生学完全课程后,对计算机内部的运作有一定感性认识,对计算机的软、硬件工作原理都有较清晰的概念。
使学生具有对各子系统初步设计及互联组合的能力。
通过本实验课程训练,熟悉典型计算机的基本结构、基本组成和基本功能,掌握计算机主要组成部件工作原理的基本分析与设计方法,使学生对典型计算机系统的分析、设计、开发与使用能力得到训练与提高。
并要求学生写出实验报告,对实验结果进行分析,培养学生分析问题、解决问题的能力。
实验要求
1.算术逻辑运算实验,要求学生掌握验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能(采用正逻辑);2.进位控制实验;3.移位运算实验;4.存储器实验;5.总线实验;6.微控制器实验;7.综合实验设计
实验方法
实验1-6以实验指导书中的程序为基础,先进行验证,后自己设计程序。
最后一个综合设计需要先查阅资料、选择设计题目和内容,在上机前对代码有初步的设计,然后上机调试
实验手段
在西安唐都公司TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统上进行。
考核方式
上机考试:
考核编程能力和的实际操作能力。
教学参考资料
[1]《计算机组成原理教学实验系统实验指导书》
[2]白中英,《计算机组成原理—题解、题库与实践》,科学出版社,2000年
[3]李亚明.《计算机组成与系统结构》.清华大学出版社.2001
[4]王爱英.《计算机组成与结构》.清华大学出版社.1998
[5]江义鹏.《计算机组成原理》.人民邮电出版社.1998
教学单元
第一单元
时间
2007年9月21日第5、6节
章节
名称
运算器实验
(一)算术逻辑运算实验
授课
方式
授课+上机指导
教学
时数
2
实验
目的
验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能(采用正逻辑)。
实验
原理
在给定DR1=65,DR2=A7的情况下,改变运算器的功能设置,观察运算器的输出,并和理论分析进行比较、验证。
实验
重要
步骤
1.连接实验线路。
2.用二进制数码开关向DR1和DR2寄存器置数。
3.验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能(采用正逻辑)。
实验
中应
注意
事项
1.连接线路后要仔细检查,然后再通电。
2.实验采用的正逻辑方法。
教学
后记
通过本次实验教学,使同学们掌握74LS181的运行环境,了解了计算机运算器的基本组成结构。
注:
一个教学单元是指一次课(2-3学时)
教学单元
第二单元
时间
2007年10月12日第5、6节
章节
名称
进位控制实验
授课
方式
授课+上机指导
教学
时数
2
实验
目的
1、验证带进位的算术运算器的功能
2、按指定数据完成几种指定的算术运算
实验
原理
用二进制数码开关向DR1和DR2寄存器置数。
检验DR1和DR2中存的数是否正确。
验证74L实验中所用的运算器数据通路如《实验指导书》图1-3,所示,其中运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU,运算器的输出经过一个三态门(74LS245)和数据总线相连,运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器锁存,锁存器的输出联至数据总线,数据开关(inputdevice)用来给出参与运算的数据,并经过一个三态门和数据总线相连,数据显示灯(busunit)和数据总线相连,用来显示数据总线内容。
S181的算术运算和逻辑运算功能(采用正逻辑)。
比上个实验增加了进位传送线路及控制。
实验重要步骤
1、连接实验线路。
2、在数据开关上置数00001111(或类似数)
3、进位标志清零
4、验证带进位运算及进位锁存功能。
实验中应
注意事项
1、插入排线的左右方向(8位,4位,2位)
2、各个操作步骤在原理图上的含义
教学后记
通过本次实验教学,发现部分学生只看结果正确否而较少考虑原因,应鼓励学生有深入钻研的精神
教学单元
第三单元
时间
2007年10月26日第5-6节
章节
名称
移位运算实验
授课
方式
授课+上机指导
教学
时数
2
实验
目的
验证移位控制的组合功能
实验
原理
原理如图1-5所示,使用了74LS299作为移位发生器,其8位输入输出端以排针方式和总线单元相连,299-B信号控制使能端,T4时序为时钟脉冲,由S1,S0,M控制其功能状态。
实验重要步骤
1、在数据开关上置数01101011(或类似数)
2、打开输入三态门(SW_B=0)
3、S0=1,S1=1,T4=∩,把当前数据总线上的数置入74LS299
4、关闭输入三态门(SW_B=1)
5、移位,参照P9的功能表改变S1,,S0,M的状态,按动微动开关KK2,观察移位结果。
实验中应
注意事项
1、要插入到ALU-UNIT的排线两端在实验板上的部件号与上两个不同。
2、结果与预先想像的移位是否一致?
教学后记
通过本次实验教学,使同学们掌握74LS299的使用,其他类似芯片的使用方法。
教学单元
第四单元
时间
2007年11月9日第5、6节
章节
名称
存储器实验
授课
方式
授课+上机指导
教学
时数
2
实验
目的
掌握静态随机存储器RAM的工作特性及数据的读写方法
实验
原理
实验所用的半导体静态随机存储器电路原理如P12图2-1所示,静态随机存储器由一片6116(2K*8)构成,其数据线接至数据总线,地址线由地址锁存器74LS273给出,地址灯AD0—AD7与地址线相连,显示地址线内容,数据开关经三态门74LS245联至数据总线,分时给出地址和数据。
实验重要步骤
1、连接实验线路。
2、将存储器地址00,01,02,03,04地址单元中分别写入数据11,12,13,14,15,
3、输入上述的某个地址,观察是否与前面写入的一致。
实验中应
注意事项
当没有示波器时,排线的一端插入W/RUNIT的T3另一端不要插入STATEUNIT的TS3而要插入STATEUNIT的KK2
教学后记
通过实验教学,使同学们掌握半导体静态随机存储器电路原理,了解了计算机存储器的基本组成结构。
教学单元
第五单元
时间
2007年11月23日第5、6节
章节
名称
微控制器实验
授课
方式
授课+上机指导
教学
时数
4
实验
目的
1、掌握时序产生器的组成原理
2、掌握微程序控制器的组成原理
3、掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行。
实验
原理
微程序控制器的组成见图3-2,其中控制存储器采用3片2816的EEPROM微命令18位,微地址寄存器6位,在该实验电路中设有一个编程开关,具有三种状态:
PROM,READ,RUN,处于PROM时,学生可根据微地址和微指令格式将微指令二进制代码写入控存,当处于READ,可对写入控存的微指令二进制代码进行验证,当处于RUN时,只要给出微程序的入口地址,则可根据微程序的流程图自动执行微程序。
实验重要步骤
一、编程
1、将编程开关置为PROM
2、将实验板上STATEUNIT的STEP置为step,STOP置为run
3、置微地址
4、在MK1-MK24置代码
5、按动“START”按钮,根据微地址和微指令格式将微指令二进制代码写入控存
二、校验
1、将编程开关置为READ
2、将实验板上STATEUNIT的STEP置为step,STOP置为run
3、置微地址ma0—ma5
4、按动“START”按钮,启动时序电路,读出微代码,进行检验。
三、单步执行
1、将编程开关置为run
2、将实验板上STATEUNIT的STEP置为step,STOP置为run
3、CLR=1,微地址清零。
4、按动“START”按钮,启动时序电路,根据微地址灯和微命令灯,读出微代码,进行检验。
四、连续执行
1、将编程开关置为run
2、将实验板上STATEUNIT的STEP置为exec,STOP置为run
3、CLR=1,微地址清零。
五、按动“START”按钮,启动时序电路,连续执行微命令。
实验中应
注意事项
1、对学生来说,实验理解有一定难度,需反复多看方能理解透彻。
2、SE5—SE1地址改变后,排线须带电拔出
教学后记
通过本次实验教学,使同学们掌握微程序控制方法,了解了计算机的控制器组成结构。
通过本次实验教学,充分调动学生的积极性和能动性,从而进一步提高学生的自学能力和动手能力。
教学单元
第六单元
时间
2007年12月14日第5、6节
章节
名称
基本模型机设计与实现
授课
方式
授课+上机指导
教学
时数
4
实验
目的
要求学生全面掌握所学知识基础上,完成这个综合性实验,在掌握部件单元电路实验的基础上,进一步将其组成一台基本模型计算机系统。
为其定义五条机器指令,并编写相应的微程序。
上机调试整机概念。
实验
原理
本次实验在微程序的控制下自动产生各部件单元控制信号,实现特定指令的功能。
实验重要步骤
一、按照图4-3连接实验线路
1、实验板连线,注意连线较为繁复,注意遍记录遍插排线
2、用串行线连接计算机RS232口和实验板RS232口
二、联机读写程序
在计算机上运行TDN程序,将微程序写入控存,机器/汇编指令程序写入实验板存储器。
三、实验板上运行程序
1、将编程开关置为run
2、将实验板上STATEUNIT的STEP置为step,STOP置为run
3、CLR=1,微地址清零。
4、按动“START”按钮,启动时序电路,单步执行一条微指令,对照流程图,根据微地址灯和微命令灯,读出微代码,进行检验。
四、在微机上运行程序
在计算机上单步/连续运行TDN程序,查看多条机器指令执行的过程。
实验中应
注意事项
1、本实验综合性较强,有一定难度。
2、连线较为繁复,易错。
注意连线技巧。
3、检查计算机与实验板通信是否正常。
教学后记
通过本次实验教学,使同学们掌握基本模型计算机系统,了解计算机的组成结构。
通过本次实验教学,提高学生对计算机综合认识,从而进一步提高学生的自学能力和动手能力。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 计算机组成原理 计算机 组成 原理 实验 教案