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计算机组成原理实践教程-从逻辑门到CPU 版权信息
- ISBN：9787302511892
- 条形码：9787302511892 ; 978-7-302-51189-2
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
计算机组成原理实践教程-从逻辑门到CPU 本书特色
(1) 理论知识点全覆盖 ◆ 丰富的课堂翻转素材 ◆ 做完实验，知识想忘都难(2) 注重硬件思维培养 ◆ 原理图方式构建硬件系统 ◆ 虚实一体、复杂问题分解(3) 零实验成本 ◆ 跨平台免费开源软件 ◆ 突破实验时间、空间限制 (4) 大大降低教师工作负担 ◆ 易指导、易调试、易检查 ◆ 一分钟实验自动评测框架 ◆ 精准故障定位、自动评分 创造性的计算机组成实验体系丰富多彩、易实施。实验变得轻松有趣，体验硬件课独有魅力 (1) 理论知识点全覆盖 ◆ 丰富的课堂翻转素材 ◆ 做完实验，知识想忘都难(2) 注重硬件思维培养 ◆ 原理图方式构建硬件系统 ◆ 虚实一体、复杂问题分解(3) 零实验成本 ◆ 跨平台免费开源软件 ◆ 突破实验时间、空间限制 (4) 大大降低教师工作负担 ◆ 易指导、易调试、易检查 ◆ 一分钟实验自动评测框架 ◆ 精准故障定位、自动评分
计算机组成原理实践教程-从逻辑门到CPU 内容简介
本着系统设计实现分离的原则，降低实现难度，提升设计内容，采用简单易学logisim仿真平台，紧扣计算机组成原理各章重要知识点，设计一系列有针对性的设计型实验和大型课程设计实验，试图以实践教学为中心进行计算机组成原理课程的教学。
计算机组成原理实践教程-从逻辑门到CPU 目录
目录第1章数据表示实验1
1.1补码表示实验1
1.2浮点数表示实验6
1.3汉字编码实验12
1.4奇偶校验实验14
1.5海明校验码设计实验18
1.6CRC校验码设计实验21
1.7编码流水传输实验28
第2章运算器组成实验31
2.1可控加减法电路设计实验31
2.24位快速加法器设计实验33
2.3多位快速加法器设计实验37
2.432位ALU设计实验39
2.5阵列乘法器设计实验41
2.6原码1位乘法器设计实验44
2.7补码1位乘法器设计实验46
第3章存储系统实验50
3.1RAM组件实验50
3.2存储器扩展实验51
3.3MIPS RAM设计实验54
3.4MIPS寄存器文件设计实验56
3.5Cache软件仿真实验57
3.6Cache性能分析实验61
3.7Cache硬件设计实验66
3.8虚拟存储器软件仿真实验71
第4章MIPS汇编程序设计实验75
4.1MIPS体系结构75
4.2MIPS指令集78
4.3MIPS汇编入门83
4.4MIPS编程进阶904.5MIPS程序设计实验94
第5章MIPS处理器设计实验99
5.1MIPS单周期处理器设计实验99
5.2MIPS多周期处理器设计实验110
5.3微程序控制器设计实验116
5.5基于FPGA的单周期处理器实验118
第6章MIPS五段流水机制设计实验120
6.1理想流水线CPU设计实验120
6.2气泡流水线CPU设计实验125
6.3重定向流水线CPU设计实验133
6.4基于FPGA的流水CPU实验136
6.5动态分支预测机制设计实验137
第7章输入输出系统实验142
7.1AHBLite总线设计实验142
7.2程序查询控制方式编程实验145
7.3中断服务程序编程实验148
7.4单级中断机制设计实验150
7.5多级中断机制设计实验158
7.6流水中断机制设计实验161
第8章Logisim用户指南163
8.1新手上路163
8.2Logisim值传递算法168
8.3库和属性170
8.4子电路173
8.5线路178
8.6组合逻辑分析181
8.7菜单功能说明185
8.8存储组件1888.9日志190
8.10命令行测试193
8.11应用偏好设置196
8.12工程选项199
8.13Logisim的不足之处201
8.14Logisim总结201
第9章Logisim库参考手册204
9.1线路库204
9.2逻辑门库208
9.3复用器库211
9.4运算器库214
9.5存储库218
9.6输入输出库225
9.7基础库229
第10章MARS用户指南232
10.1MARS集成开发环境232
10.2交互式调试功能 236
10.3MARS系统设置237
10.4MARS命令行模式240
10.5MARS系统调用242
10.6MARS插件246
10.7MIPS异常处理程序253
10.8MARS伪指令255
10.9MARS宏指令256
参考文献261
展开全部
计算机组成原理实践教程-从逻辑门到CPU 节选
第3章存储系统实验〖1〗3.1RAM组件实验〖*4/5〗3.1.1实验目的掌握Logisim平台中RAM组件的基本使用方法，进一步熟悉流水传输控制机制。 3.1.2背景知识 RAM组件是Logisim内建库中*复杂的一个组件，它*多能存储224个存储单元（地址线宽度*大24位），每个存储单元位宽*大32位。电路可以在RAM中加载和存储值。 RAM组件会用黑底白字显示当前存储单元的值，显示区域左侧是地址列表（灰色显示），所有数据均采用十六进制显示。用戳工具单击RAM组件上的地址或存储内容后，可以直接利用键盘修改显示区域地址和对应的存储内容，也可以通过菜单工具弹出十六进制编辑器直接编辑修改RAM存储内容。 RAM组件支持3种不同的接口模式，如图3.1所示，具体可以设置属性中的数据接口项，详细使用方式请参考第9章Logisim库参考手册中9.5.6节的内容。 图3.1RAM组件3种不同接口 3.1.3实验内容 在数据表示实验的工程文件data.circ中新增子电路，复制流水传输测试电路，改造该电路中编码流水传输第五阶段——显示阶段的功能，使得该阶段能将发送方发送过来的数据按照原始地址顺序存放在一个RAM存储器中，RAM组件地址线、数据线位宽与发送端ROM组件一致。为保证数据存储顺序，需要尝试改造各段流水接口部件，在传输汉字编码的同时增加传输汉字编码地址的逻辑。另外需要考虑RAM部件何时写入数据，写入控制信号如何控制，时序信号如何连接，等等问题。请尝试利用3种不同的RAM接口形式实现上述任务。 3.1.4实验思考 RAM组件是否可以采用与流水接口相反的时钟触发？从同步时序的角度上思考这样做会带来什么问题？ 3.2存储器扩展实验〖*4/5〗3.2.1实验目的理解存储系统进行位扩展、字扩展的基本原理，能利用相关原理解决实验中汉字字库的存储扩展问题，并且能够使用正确的字库数据填充。 3.2.2背景知识 由于存储芯片的容量及字长与目标存储器的容量及字长之间可能存在差异，应用存储芯片组织一定容量与字长的存储器时，一般可采用位扩展、字扩展、字位同时扩展等方法进行存储组织。 1. 位扩展（数据总线扩展、字长扩展） 当存储芯片的数据位小于CPU对数据位的要求时，可采用位扩展方式解决此类问题。此时，将所有存储芯片的地址线、读写控制线并联后与CPU的地址线和读写控制线连接，各存储芯片的数据总线汇聚成更高位宽的数据总线与CPU的数据总线相连，所有存储芯片的片选信号并联后与CPU连接。在图3.2中，4片2KB×2位的存储体按位扩展方式构成2KB×8位存储系统，当CPU给出一个地址访问存储系统时，该地址送入所有存储芯片，所有芯片并发工作为*终存储字提供各自的2位信息。假设一个存储系统容量为N位，若使用K位的芯片，且K 2. 字扩展（地址总线扩展、字数扩展） 字扩展也称容量扩展。当存储芯片的存储容量不能满足CPU对存储容量的要求时，可采用字扩展方式来扩展存储器。字扩展时，将所有存储芯片的数据总线、读写控制线各自并联后与CPU数据总线、读写控制线相连，各存储芯片的片选信号由CPU高位多余的地址线译码产生。在图3.3中，4个8KB存储芯片构成32KB的存储体，CPU给出一个地址时，只有一个存储芯片工作，具体哪一个芯片工作由存储系统地址高2位译码决定。假设一个存储系统容量为M，若使用容量为l位的芯片，且l 图3.2位扩展逻辑 图3.3字扩展逻辑
计算机组成原理实践教程-从逻辑门到CPU 作者简介
计算机组成课程教学团队。谭志虎，博士、华中科技大学副教授、硕士生导师。主要研究方向为计算机体系结构，网络存储，计算机组成原理课程组组长，先后为本科生开设了“计算机组成原理”、“计算机硬件基础”、“计算机系统基础”等课程，以提升计算机系统能力为导向，进行了计算机组成原理实践教学的改革实践与探索。
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