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計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課簡(jiǎn)單介紹

發(fā)布時(shí)間:2016-05-03 01:23:28

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計(jì)算機(jī)組成原理課是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要技術(shù)基礎(chǔ)課,計(jì)算機(jī)組成原理又是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,在計(jì)算機(jī)組成原理課程教與學(xué)的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)必不可少。目前中國(guó)市場(chǎng)上供應(yīng)的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)儀并不能滿(mǎn)足教與學(xué)的需求。目前計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)用的TEC-2000, THJZ-1、DXJZ-2 、XS40等國(guó)內(nèi)外同類(lèi)實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)大都是由中小規(guī)模集成電路組成，如運(yùn)算單元、譯碼單元、存儲(chǔ)單元、微程序控制器等單元電路，而且都是在指令集、指令格式、數(shù)據(jù)表示、尋址方式、存儲(chǔ)方式等相對(duì)確定的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)人員在這個(gè)平臺(tái)上主要進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證，或在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)己經(jīng)確定的情況下進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)工作。造成該限制的根本原因是要在同一個(gè)CPU上運(yùn)行己經(jīng)設(shè)計(jì)好的監(jiān)控程序和測(cè)試程序。在這樣的實(shí)驗(yàn)裝臵上進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究具有很大的局限性，不能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)人員的自主性設(shè)計(jì)需求。因此，開(kāi)發(fā)一套能夠滿(mǎn)足教學(xué)要求的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)勢(shì)在必行。本小組在此方面進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì),在上一小組(曹原,龍新征等人)制作研制的基礎(chǔ)上完成初步電路板的后期測(cè)試和調(diào)試,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和完善,加入了我們的一些新的思想,重新開(kāi)發(fā)通用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)XJTC-1,經(jīng)過(guò)系統(tǒng)仿真、測(cè)試證明新開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)XJTC-1符合計(jì)算機(jī)的工作原理不僅能夠滿(mǎn)足現(xiàn)代教學(xué)的需要，而且體現(xiàn)了一種新的設(shè)計(jì)思想，即建立一個(gè)面向研究型，設(shè)計(jì)型的通用CPU實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)人員就可以不受任何限制，從CPU指令系統(tǒng)構(gòu)架的確定開(kāi)始，進(jìn)行指令集、數(shù)據(jù)通路、控制通路設(shè)計(jì)，在該平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)自己設(shè)計(jì)的CPU。該平臺(tái)結(jié)構(gòu)清晰靈活，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，給實(shí)驗(yàn)者提供更大的自主設(shè)計(jì)空間。實(shí)驗(yàn)者可以同時(shí)是設(shè)計(jì)者，可以自主進(jìn)行指令集、CPU的設(shè)計(jì)，甚至可以設(shè)計(jì)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。從而實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)從驗(yàn)證型到設(shè)計(jì)型的轉(zhuǎn)變。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)具有以下主要組成部分：中央控制器CU、時(shí)序電路、程序計(jì)數(shù)器PC、指令寄存器IR、地址寄存器AR、運(yùn)算器ALU、寄存器組和內(nèi)存部分、時(shí)鐘信號(hào)和單脈沖信號(hào)的發(fā)生電路、寄存器選擇電路以及控制啟停和機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)的各種控制電路以及實(shí)際使用中所需要的各種控制電路、按鈕、開(kāi)關(guān)等。