TEC2000计算机组成原理实验详解：硬件系统与指令设计

计算机组成原理实验指导书提供了一个全面的实验环境，让学生通过TEC2000小型计算机系统深入了解计算机的基础组成和运行机制。实验内容涵盖硬件和软件两个主要方面。 硬件系统部分，实验箱内包含关键组件如运算器，使用AM2901级联设计；组合逻辑电路由MACH和GAL1-GAL7实现；微程序存储在AM2910的7片ROM中，存储器包括2片ROM和2片RAM；接口电路则采用8251串口，用于数据传输；还包括按键开关和二极管等简单输入设备，用于中断处理。 软件系统主要包括监控程序，如CRT，负责计算机的初始化和基本操作控制，存储在TEC2000的ROM区域；通讯程序PCEC16，用于连接TEC2000与PC机进行数据交换，存放在PC的硬盘上；交叉汇编程序ASEC16，负责宏汇编程序的转换，生成可执行文件；以及固化在微控存CM1-CM7中的微程序，实现了指令的执行。 指令系统是实验的核心，8位架构支持256条指令，按操作数数量和长度分为单字节、双字节指令，寻址方式多样，包括寄存器寻址、寄存器间接寻址和立即数寻址。实验中已经实现29条基本指令，还有19条扩展指令等待开发。 监控程序提供了丰富的调试工具，如输入汇编程序、反汇编查看、连续或单步执行程序、查看和修改寄存器值、内存访问等，这些都是学习和理解计算机内部工作流程的重要手段。 通过这个实验，学生可以实际操作和理解计算机硬件如何配合指令系统工作，以及软件如何控制硬件来执行指令。这不仅有助于理论知识的巩固，也为后续的系统设计和优化打下坚实基础。整个实验设计注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和问题解决能力。