[实用新型]计算机组成原理实验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种实验系统，尤其涉及一种计算机组成原理实验系统。

背景技术

计算机组成原理实验系统可以帮助用户建立计算机的整机概念，加深对计算机“时空”概念的理解和对计算机系统性能评测的应用，提高应用集成电路的基本技能，培养和提高独立工作能力、实际动手能力、分析和解决问题的能力。

利用计算机组成原理实验系统可以完成运算及组成实验、存储系统实验和控制器实验；

运算器组成实验目标是要求学生加深理解运算器的基本组成、工作原理，熟悉简单运算器的数据传送通路；掌握算术逻辑部件的功能原理及74LS181的功能；掌握移位电路的工作原理和使用方法；掌握运算器中通用寄存器的工作原理和使用方法；掌握运算器中运算结果判断电路的工作原理和实现方法。实验内容主要是验证运算器的8位加、减、与、移位、进位、直通功能；验证4位乘4位功能。按给定的数据，完成几种指定的算术和逻辑运算。其中大部分属于简单的验证式实验。还可以让学生自行探索实验步骤和任务。比如，学生验证完运算器的加运算之后，再让学生自行探索减法的实验步骤并完成相应任务。

存储系统实验目标是要求学生理解计算机主存储的作用，掌握存储器的构成；掌握半导体静态随机存取存储器(RAM)的工作原理及读写方法；掌握用存储器芯片构成主存储器时，如何进行字/片选技术，了解使用半导体存储器电路时的定时要求。实验内容主要是对存储器存储单元进行先写后读，属于简单的验证式实验。还可以让学生自行设计实现存储器容量的扩展。

控制器实验目标是要求学生加深理解计算机控制器中时序控制部件、指令部件、地址部件、操作控制部件的基本组成和工作原理；掌握微程序控制器的基本组成、微指令格式、设计方法、写入过程、执行过程；掌握硬布线控制器的组成原理和设计方法。实验内容主要是微程序控制器中微指令编制、写入、执行过程；硬布线控制器的指令执行过程。属于有一定难度的验证式实验。还可以让学生根据设备本身的系统结构设计微程序、写入并运行。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种计算机组成原理实验系统，帮助用户建立计算机的整机概念，加深对计算机“时空”概念的理解和对计算机系统性能评测的应用，提高应用集成电路的基本技能，培养和提高独立工作能力、实际动手能力、分析和解决问题的能力。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种计算机组成原理实验系统，其包括控制信号实验单元、数据通路与主存实验单元和微程序控制器实验单元；

所述控制信号实验单元、所述数据通路与主存实验单元和微程序控制器实验单元之间通过数据总线和控制总线连接。

实施时，所述数据通路与主存实验单元包括运算器部件、存储器部件和数据通路部件；

所述运算器部件、所述存储器部件和所述数据通路部件之间通过数据总线和控制总线连接。

实施时，所述控制信号实验单元包括微命令信号开关组、数据开关组和时序信号产生电路；

所述微命令信号开关组、所述数据开关组和所述时序信号产生电路之间通过数据总线和控制总线连接。

实施时，所述微程序控制器实验单元包括控制器、微指令寄存器和微地址寄存器；

所述控制器、所述微指令寄存器和所述微地址寄存器之间通过数据总线和控制总线连接。

与现有技术相比，本实用新型所述的计算机组成原理实验系统，可以帮助用户建立计算机的整机概念，加深对计算机“时空”概念的理解和对计算机系统性能评测的应用，提高应用集成电路的基本技能，培养和提高独立工作能力、实际动手能力、分析和解决问题的能力。

附图说明

图1是本实用新型所述的计算机组成原理实验系统的结构框图；

图2是本实用新型所述的计算机组成原理实验系统的数据通路与主存实验单元的结构框图；

图3是本实用新型所述的计算机组成原理实验系统的控制信号实验单元的结构框图；

图4是本实用新型所述的计算机组成原理实验系统的微程序控制器实验单元的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的计算机组成原理实验系统包括：控制信号实验单元、数据通路与主存实验单元和微程序控制器实验单元；所述控制信号实验单元、所述数据通路与主存实验单元和微程序控制器实验单元之间通过数据总线和控制总线连接；

其中，如图2所示，所述数据通路与主存实验单元包括运算器部件、存储器部件和数据通路部件；所述运算器部件、所述存储器部件和所述数据通路部件之间通过数据总线和控制总线连接；