TEC-XP+教学计算机系统实验指南

"这份文档是关于计算机设计与组成实验的指导材料，主要介绍了TEC-XP+教学计算机系统，包括其硬件和软件系统，以及一系列的实验项目。该系统由清华大学科教仪器厂和清华大学计算机系联合开发，旨在帮助学生理解和掌握计算机组成原理与系统结构。" 在计算机设计与组成实验中，学生们将接触到以下几个关键知识点： 1. **TEC-XP+教学计算机系统**：这个系统是一个专门用于教育的平台，包含了计算机的基本组成部分，并提供了指令系统、硬件实现技术和软件模拟系统。它的作用在于让学生通过实际操作来学习计算机的工作原理。 - **指令系统**：TEC-XP+的教学计算机有特定的指令集，这些指令是计算机执行任务的基础。 - **硬件实现技术**：涵盖了运算器、控制器、内存和输入/输出接口等核心组件的物理实现。 - **软件模拟系统**：允许在不实际操作硬件的情况下，通过软件模拟计算机的运行。 2. **实验项目**：实验分为基本实验和可选实验，覆盖了从基础逻辑线路到高级系统设计的各种主题。 - **基本实验**：包括关键逻辑线路、汇编语言编程、运算器、内存和控制器等基础部分的实践。 - **可选实验**：如串行接口I/O、中断系统、接口电路扩展、监控程序功能增强以及设计新的计算机系统等，这些实验旨在提升学生的创新能力和高级系统理解。 3. **TEC-XP16系统硬件**：这部分详细介绍了TEC-XP16系统的硬件结构，包括关键逻辑线路、监控程序与汇编语言编程、运算器、内存、控制器、串行接口、中断系统、其他接口电路和监控程序功能扩展等实验项目。 4. **TEC-XP（FPGA）计算机硬件**：FPGA（Field-Programmable Gate Array）教学计算机系统，讲解了FPGA的特性、CPU系统设计与实现，以及如何使用VHDL语言在FPGA上构建非流水线CPU。 5. **教学计算机软件系统**：涵盖指令系统、监控程序和汇编程序。监控程序是控制计算机运行的基础软件，而汇编程序则涉及指令集的翻译和程序设计。 通过这些实验，学生不仅能深入理解计算机硬件的工作方式，还能学习到软件层面的编程和系统设计，从而全面掌握计算机的组成原理。此外，使用FPGA进行CPU设计实验，使学生能够亲身体验到硬件描述语言在现代计算机系统设计中的应用，进一步提升他们的实践能力和创新思维。