第一部分 实验与课程设计 2
第1章 实验平台介绍 2
1.1 系统安装 2
1.2 电路绘制 3
1.3 文件操作 4
1.4 电路运行 5
1.5 使用工具 5
1.6 实验指导 7
1.7 帮助 7
第2章 全加器实验 8
2.1 实验目的 8
2.2 实验要求 8
2.3 实验电路 8
2.4 实验原理 9
2.5 实验内容与步骤 9
2.6 思考与分析 10
第3章 运算器实验 11
3.1 实验目的 11
3.2 实验要求 11
3.3 实验电路 11
3.4 实验原理 12
3.5 实验内容与步骤 13
3.6 思考与分析 15
第4章 存储器实验 16
4.1 实验目的 16
4.2 实验要求 16
4.3 实验电路 16
4.4 实验原理 17
4.5 实验内容与步骤 18
4.6 思考与分析 19
第5章 总线与微命令实验 20
5.1 实验目的 20
5.2 实验要求 20
5.3 实验电路 20
5.4 实验原理 22
5.5 实验内容与步骤 22
5.6 思考与分析 25
第6章 累加器实验 26
6.1 实验目的 26
6.2 实验要求 26
6.3 实验电路 26
6.4 实验原理 27
6.5 实验内容与步骤 28
6.6 思考与分析 30
第7章 程序计数器实验 31
7.1 实验目的 31
7.2 实验要求 31
7.3 实验电路 31
7.4 实验原理 32
7.5 实验内容与步骤 33
7.6 思考与分析 36
第8章 微程序控制器实验 37
8.1 实验目的 37
8.2 实验要求 37
8.3 实验电路 37
8.4 实验原理 38
8.5 实验内容与步骤 41
8.6 思考与分析 42
第9章 简单模型机实验 43
9.1 实验目的 43
9.2 实验要求 43
9.3 实验电路 43
9.4 实验原理 44
9.5 实验内容与步骤 46
9.6 思考与分析 49
第10章 微程序设计实验 50
10.1 实验目的 50
10.2 实验要求 50
10.3 实验电路 50
10.4 实验原理 51
10.5 实验内容与步骤 51
10.6 思考与分析 53
第11章 模型机课程设计 54
11.1 实验目的 54
11.2 实验要求 54
11.3 实验任务 54
11.4 设计思路与难点分析 55
11.5 实验内容与步骤 55
第二部分 相关知识点 62
第12章 计算机系统概述 62
12.1 计算机系统的基本组成 62
12.2 计算机的硬件 63
12.3 计算机的工作过程 64
第13章 运算方法和运算器 67
13.1 全加器 67
13.2 串行加法器 68
13.3 并行加法器 69
13.4 多功能算术逻辑运算单元 72
第14章 存储器系统 77
14.1 存储器概述 77
14.1.1 存储器分类 77
14.1.2 存储系统层次结构 78
14.2 SRAM存储器 79
14.2.1 SRAM基本结构及其存储系统的工作原理 79
14.2.2 静态半导体存储系统举例 81
14.3 DRAM存储器 83
14.3.1 DRAM基本结构和工作原理 83
14.3.2 动态RAM存储器芯片举例 83
14.4 只读存储器 87
14.4.1 掩膜ROM 87
14.4.2 可编程的ROM 88
14.4.3 可擦除可编程的EPROM 88
14.5 存储器扩展及其举例 91
14.5.1 位扩展 91
14.5.2 字扩展 91
14.5.3 位、字同时扩展 92
14.6 并行访问及交叉访问存储器 93
14.6.1 双端口RAM 93
14.6.2 多体交叉存储器 93
第15章 总线系统 96
15.1 总线概述 96
15.1.1 总线的基本概念 96
15.1.2 总线的分类 96
15.1.3 总线的性能指标 97
15.2 总线互联结构 97
15.2.1 单总线结构 97
15.2.2 多总线结构 97
15.3 总线仲裁 99
15.3.1 集中式仲裁 99
15.3.2 分布式仲裁 101
第16章 中央处理器（CPU） 102
16.1 CPU 的功能和基本结构 102
16.1.1 CPU的主要功能 102
16.1.2 CPU的一般结构 102
16.1.3 CPU中的主要寄存器 103
16.2 指令周期 105
16.2.1 CLA指令的指令周期 105
16.2.2 用方框图语言表示指令周期 106
16.3 数据通路的功能和基本结构 107
16.4 微程序控制器 109
16.4.1 微命令和微操作 109
16.4.2 微指令和微程序 110
16.4.3 机器指令与微指令的关系 112
16.4.4 微程序控制器的组成原理 112
16.4.5 微程序控制器的工作过程 113
16.5 微程序设计技术 114
16.5.1 微指令的编码方式 114
16.5.2 微指令格式 116
16.5.3 微地址的形成方式 118
第17章 指令系统 120
17.1 指令系统概述 120
17.2 指令集结构分类 120
17.3 指令格式 122
17.3.1 操作码 122
17.3.2 地址码 123
17.3.3 指令字长 124
17.3.4 指令格式举例 125
17.4 寻址方式 126
17.4.1 指令寻址 126
17.4.2 数据寻址 127
17.5 CISC与RISC技术 131
附录A 常用数字功能器件 133
附录B 实验系统源程序简介 140
参考文献 146