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《计算机组成结构实验》教学大纲
(Experiments of Computer Orgnaization)
一、基本信息
课程代码：1200211 学分：1 总学时：28
适用对象：计算机科学与技术专业 先修课程：无
二、课程性质、教学目的和要求
（一）课程性质和目的《计算机组成结构实验》是为配合《计算机组成结构原理》课程的教学而开设的独立实验课程，主要培养学生在计算机组成方面的基本知识，了解模型机的设计、调试与分析。
通过本实验大纲所安排的实验内容，使学生能更好地理解和掌握计算机组成结构的工作原理、内部各单元的工作过程和涉及的相应技术，锻炼学生的动手能力以及一定的简单计算机设计能力。
（二）教学方法和手段
《计算机组成结构实验》课程的教学方式包括课堂教学、课堂实验、实验考核和实验报告四部分。
课堂教学部分教师可采用多媒体教学展示及现场操作演示两种方式开展。课堂实验部分学生独立实验，根据实验目的及要求开展实验活动。实验考核部分由教师根据实验目的检查学生的实验结果，进行实际测评。
实验报告部分由学生递交详细实验报告，记录实验过程、心得体会、所遇到的问题及解决问题的过程。
（三）教学安排及实验环境 学时数：28学时 学时安排：实验一～实验八每个实验2学时。
实验九～实验十一每个实验4学时。
所有教学课程均在计算机组成实验室开展。
三、教学内容及学时分配
实验一 实验台基本操作（2学时）
（一）目的1、了解实验台基本结构，熟悉实验台连线的识别、实验台控制信号标识规则。
2、掌握实验基本操作方法，为以后的实验作技术准备。
（二）内容
1、熟悉实验台各个组成部分。
2、把输入开关上的数据送总线。
3、把总线上的数据输出到输出部件。实验二 算术逻辑运算实验（2学时）
（一）目的1、了解运算器芯片（74LS181）的逻辑功能。
2、掌握运算器数据的载入、读取方法，掌握运算器工作模式的设置。
3、观察在不同工作模式下数据运算的规则。
（二）内容
1、完成运算器的数据传输操作。
2、验证运算器的各项运算功能。实验三 进位与判零控制实验（2学时）
（一）目的1、掌握运算器标志位产生的方法。
2、通过实验从实际电路中观察标志位产生的过程。
（二）内容
1、观察运算器的判零标志。
2、观察运算结果的进位标志。
3、完成多位数的算术运算功能。实验四 寄存器读写实验（2学时）
（一）目的1、掌握通用寄存器的组成及数据传输操作。
（二）内容
1、完成通用寄存器组的写入操作，读出操作。实验五 移位控制实验（2学时）
（一）目的1、了解移位寄存器芯片（74LS299）的逻辑功能。
2、掌握移位寄存器数据载入、左移、右移及带进位左右移的方法。
3、掌握移位寄存器工作模式的设置，观察在不同工作模式下移位寄存器的逻辑功能。
（二）内容
1、完成移位寄存器的数据传输操作。
2、完成各种移位功能操作。实验六 存储器读写实验（2学时）
（一）目的1、掌握存储器的工作特性。
2、熟悉静态存储器的操作过程，验证存储器的读写方法。
（二）内容
1、完成地址总线的相关操作。
2、完成存储器的写入操作，读出操作。实验七 总线数据传输控制实验（2学时）
（一）目的1、理解总线的概念，了解总线的作用和特性。
2、掌握用总线传输数据的控制原理和方法。
（二）内容
2、完成运算器、寄存器、移位寄存器、存储器、输入输出部件等单元的数据传输和数据处理操作。
实验八 脱机方式下微代码装入与执行实验（2学时）
（一）目的1、通过微程序的编制、装入、执行，验证微程序控制器控制的工作方法。
2、观察微程序的运行过程，为进行简单模型计算机实验作准备。
（二）内容
1、微代码的写入和校验。
2、单步执行微代码。
3、连续执行微代码。
实验九 简单模型计算机实验（4学时）
（一）目的1、通过实验分析简单模型机结构，了解计算机工作原理。
2、掌握计算机微程序控制器的控制方法，掌握计算机指令执行过程。
（二）内容
1、设计模型机指令系统。
2、编制微程序实现各条指令功能。
3、按指定功能要求编制程序，并运行、调试。实验十 带移位运算的模型机设计与实现（4学时）
（一）目的1、进一步熟悉用微程序控制方式构造模型计算机的过程。
2、掌握调试计算机的基本步骤及方法。
（二）内容
1、设计模型机指令系统。
2、编制微程序实现各条指令功能。
3、按指定功能要求编制程序，并运行、调试。实验十一 机器指令设计实验（4学时）
（一）目的1、综合运用所学计算机原理知识，设计指令的微代码。
2、提高学生对计算机机器指令的理解，锻炼学生自己动手设计模型计算机机器指令的能力。
（二）内容
1、设计模型机指令系统。
2、编制微程序实现各条指令功能。
四、考核方式及成绩评定标准
考核方式：本实验课程考核方式包括实验理论和实验操作两部分。
成绩评定标准：本实验课程总成绩包括实验报告成绩、实验操作成绩、期末考试成绩三部分。其中实验报告成绩占20％，实验操作成绩占30％，期末考试成绩占50％。实验报告成绩评定为五分制（A/B/C/D/E），实验操作成绩评定为五分制（A/B/C/D/E），期末考试成绩评定为百分制，总成绩评定为百分制。
五、教材及主要参考书目
教材: 张建中、严义，《计算机组成原理实验指导》，浙江科学技术出版社。参考书：[1]、包健、冯建文、章复嘉，《计算机组成原理》，浙江科学技术出版社。
[2]、王爱英，《计算机组成与结构》，清华大学出版社，第二版，2000.7
执笔人：倪金龙
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