《计算机组成原理实验》课程教学大纲.docx

《计算机组成原理实验》教学大纲
一、课程基本信息课程代码：05140106
课程名称：计算机组成原理课程英文名称：Computer Organization
课程所属单位：计算机与信息工程系计算机科学与技术教研室课程面向专业：计算机科学与技术本科，信息管理与信息系统本科
课程类型：必修课先修课程：电工学，电子学，数字逻辑
学分：4.0实验学时：16
应开实验工程个数：8个二、课程性质与目的
本课程是计算机专业的一门核心专业基础课程。它从层次结构的观点和信息输入、处理和输出的顺 序讲述计算机的结构及工作原理，使学生掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法， 学习计算机设计中的入门性知识，以及简单、完备的单台计算机的基本组成原理，培养学生掌握硬件系 统的分析、设计、开发、使用和维护的能力。
本课程主要任务是通过学习能够使学生在已有的计算机知识的基础上，对计算机组成有一个较全 面、系统的了解，提高学生的计算机硬件基本知识和基本理论和实际操作的能力。特别是通过学生实践, 提高学生对计算机组成的认识，维护和应用技能。
三、课程内容与要求
实验主要的内容是关于计算机组成的各个功能部件，主要是为了让学生掌握各个功能部件的工作流 程，存储器实际的操作模式，同时通过一个综合性实验，把计算机组成原理相关的概念结合在一些。
实验一算术逻辑运算组成实验（2学时）实验要求：本次实验要求掌握运算器的数据传送通路。
实验内容：验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能。
实验设备：TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一台，排线假设干。
实验二进位控制实验（2学时）实验要求：本次实验要求掌握带进位控制的算术运算功能发生器的功能。
实验内容：按照自己设计的数据完成几种指定的算术运算。
实验设备：TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一台，排线假设干。
实验三 移位运算实验（2学时）实验目的：通过本次实验，让读者能够掌握移位控制的组合功能。
实验内容：按照自己设计的数据完成循环右移、带进位循环右移，循环左移、带进位循环左移几种指定 的运算。
实验设备：TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一台，排线假设干。
实验四存储器实验（2学时）实验FI的：通过本次实验，让学生掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。实验内容： 按照自己设计的数据和存储器存储单元完成数据写操作，数据读操作。
实验设备：TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一台，排线假设干。
实验五 微控器实验（2学时）实验目的：通过本次实验，让学生掌握时序产生器的组成原理，掌握微程序控制器的组成原理。
实验内容：编写微程序，写入控制存储器，观察微程序的运行。
实验设备：TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一台，排线假设干。
实验六 带进位算术运算实验（2学时）实验目的：通过本次实验，让学生掌握利用软件方法实现硬件设计的原理，掌握带进位控制的算术运算 功能发生器的功能。
实验内容：利用软件结合硬件完成给定数据几种指定的算术运算。
实验设备：QuartusIK GW48-PK2计算机组成原理教学实验系统一台，排线假设干。
实验七 程序计数器PC与地址寄存器AR实验（2学时）实验目的：通过本次实验，让学生掌握利用软件方法实现硬件设计的原理，掌握中央处理器中主要寄存 器的功能，地址单元的工作原理。
实验内容：利用软件结合硬件完成加1计数和重装计数器初值的实现方法，实现地址寄存及其从程序计 数器获得数据和从内部总线获得数据的实现方法。
实验设备：QuartusIK GW48-PK2计算机组成原理教学实验系统一台，排线假设干。
实验八基本模型机设计与实现（2学时）实验目的：通过本次实验，让学生掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统构成一台基本
模型计算机实验内容：为基本模型机定义五条机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试掌握整机概念。
实验设备：TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一台，排线假设干。
四、学时分配实验学时分配表
序 号
实验工程（或内容）名称
实验学时
实验类型
每组 实验 人数
说明
验证性
设计性
综合性
其
它
1
实验一算术逻辑运算组成实验
2
V

1-2

2
实验二进位控制实验
2
V

1-2

3
实验三移位运算实验
2
V

1-2

4
实验四存储器实验
2
V

1-2

5
实验五微控器实验
2

V

1-2

6
实验六带进位算术运算实验
2
V

1-2

7
实验七程序计数器PC与地址寄存 器AR实验
2
V

1-2

8
实验八基本模型机设计与实现
2

1-2

小计
16

五、教学方法与教学要求
计算机组成原理课程是一门实践性比拟强的专业基础课程，但由于学校购买的硬件设备有限，现 在还结合一种软件模拟方式（在Quartusll中设计原理图），仿真成功后下载到专用芯片上，再进行硬件 连机测试，通过这种方式让学生真正理解许多比拟抽象的概念。
六、课程考核方法
该门课程的实验局部不进行笔试，通过学生上机以及所交实验报告给出成绩，并且占该门课程总平 成绩的20%o七、实验教材与参考资料
《计算机组成原理实验指导书》与硬件配套的教材编者单位：西安唐都科教仪器公司2005.10
《现代计算机组成原理实验讲义》与硬件配套的教材编者单位：杭州康芯电子2005.11