计算机组成原理实验手册：从运算器到微程序控制器

"计算机组成原理实验指导书，由张少白孔祥玉编著，适用于济南大学信息学院硬件与接口实验室，旨在通过实验加深对计算机组成原理的理解，包括运算器、存储器、数据通路、微程序控制器和模型机设计等内容，注重理论与实践的结合，提升学生的分析和动手能力。" 计算机组成原理是一门深入探讨计算机硬件系统各个组成部分及其相互作用的学科。本实验指导书是针对这门课程设计的，主要目的是让学生通过实际操作来理解和掌握计算机硬件的基本原理。书中首先介绍了一些常见的数字集成电路，这是构建计算机硬件的基础，包括逻辑门电路、触发器、计数器等基本组件。 实验部分涵盖了以下几个关键主题： 1. **运算器组成实验**：运算器是计算机中执行算术和逻辑运算的核心部分，包括加法器、ALU（算术逻辑单元）等。学生将学习如何设计和实现这些组件，理解它们如何处理数据并执行基本运算。 2. **半导体存储器实验**：半导体存储器分为RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）等类型。实验将涉及存储器芯片的使用和配置，以及数据的读写操作，帮助学生了解内存的工作机制。 3. **数据通路与故障分析实验**：数据通路是计算机内部数据流动的路径，包括寄存器、总线和控制信号。这个实验将教授学生如何分析和诊断数据传输中的问题，提高他们对计算机内部通信的理解。 4. **指令系统设计实验**：这部分涉及到指令集架构，学生将学习如何设计简单的指令集，理解指令的编码、执行和对硬件的影响。 5. **微程序控制器组成实验**：微程序控制器使用微指令来控制计算机的执行过程。实验将涵盖微指令的编写和控制器的设计，让学生理解控制器如何根据指令集驱动整个系统。 除了实验，书中的课程设计部分要求学生自行设计、组装和调试一个8位字长的模型计算机，至少包含7条指令。这不仅锻炼了学生的系统设计能力，也让他们有机会将所学知识应用于实际问题解决，从而培养他们的创新能力和独立思考能力。 通过这样的实践性教学，学生不仅能够巩固课堂上的理论知识，还能在实践中提高分析问题和解决问题的能力，培养严谨的科研态度，为未来在IT领域的职业生涯打下坚实基础。