掌握计算机系统基本工作原理,理解计算机硬软件系统相互作用关系是对高等学校计算机专业学生的核心要求,计算机专业的课程体系中设置了一系列课程来帮助他们达到这一要求。本书试图通过实验手段,从动手实践的角度,培养学生设计和实现硬软件基本完整的计算机系统能力。本书紧紧围绕计算机硬件系统核心课程的教学目的,在清华大学计算机系自主开发的教学实验计算机硬件平台上,设计了验证性、设计性和综合性三个层次的计算机硬件系统实验,由浅入深,由部件到系统,逐步引导学生设计完成自己的计算机系统。全部实验采用统一的硬件平台、统一的指令系统完成,且配置了功能丰富的多个软件系统。实验均在FPGA芯片上通过硬件描述语言编程实现,手段先进。本书可供高等学校计算机专业学生学习“计算机组成原理”等课程时作为实验教材使用,也可供计算机专业工作人员及相关从业人员自学参考。
本书分为8章,第1章是实验系统的简单介绍,包括可编程逻辑器件的简介、实验系统的硬件构架以及实验方法和实验流程三部分,让学生对实验环境有大致的了解,以便后期开展实验;第2章是QuartusⅡ的使用,以用户手册的形式按步骤介绍软件的使用;第3章是仿真工具ModelSim使用简介;第4章是基础实验内容和实验指导,该部分由浅入深地组织了多个经典的编码及校验实验内容;第5章是计算机组成部件实验内容和实验指导,该部分主要围绕运算器和存储器展开实验;第6章到第8章,深入细致地介绍无流水CPU、多级流水CPU和Cache五级流水线CPU的设计实验。本书为计算机组成与系统结构类实验教程,实验支持本地和远程两种实验模式,在增加学生实验方便性的同时也减轻了实验室和指导教师的压力。本书面向计算机专业本科生,也可以作为学习计算机组成与系统结构类课程的实验教程。
本书分为5章,第1章是实验系统的简单介绍,包括了可编程逻辑器件的简介、实验系统的硬件构架以及实验系统软件的使用3部分,让学生对实验环境有大致的了解,以便后期开展实验;第2章是硬件描述语言的介绍,包括基本的语言使用,并以实例的形式介绍实验所用到的相关语言语法,通过本章可以基本掌握硬件描述语言的使用,并进行实验设计;第3章是软件工具Quartus Ⅱ的使用,以用户手册的形式按步骤介绍了软件的使用;第4章是本地实验内容和实验指导,该部分将数字逻辑实验分成了基本实验和综合实验两个部分,并由浅入深地组织了多个经典的数字逻辑实验内容;第5章是远程实验内容和实验指导,该部分依托远程实验系统,学生可以通过网络完成和本地实验类似的实验。 经过多年的积累,在设计和开发了一个相对完善的计算机实验教学体系和硬件教学系统后,并经过几年的试验,本书稿讲义原型得到了学生的好评。本实验教程支持远程硬件实验统一平台,是数字逻辑课程及设计类实验教程。实验支持本地和远程两种实验模式,在增加了学生实验方便性的同时也减轻了实验室和指导教师的压力。本书面向计算机专业本科生,也可以作为学习数字逻辑(数字电路)类课程的实验教程。
数字逻辑是计算机硬件系列课程的入门课程,主要包括组合逻辑和时序逻辑两部分,是一门重要的基础课程。通过该课程的教学,让学生理解数字电路设计和分析的基本方法,并在实践过程中深入掌握,因此实验教学在该课程的教学过程中占有举足轻重的作用,也是掌握理论知识的关键。《数字逻辑实践教程》是清华大学计算机系数字电路实验课程的指导教材,经过多年的使用积累,形成一套行之有效的实验方法,核心是强调基础和动手能力。本书紧紧围绕数字逻辑课程的教学目的,在清华大学计算机系自主开发的实验平台上,设计开发了多种实验,既包括传统的通用逻辑器件实验,又包括目前流行的可编程实验内容;实验开展既保证了充分的动手能力培养,又注重了实验设计的开放性和灵活性。通过基础的实验内容,逐步引导学生掌握数字逻辑的理论知识,并掌握数字电路的设计和分析方法。本教材可供高等学校计算机专业学生学习“数字逻辑”课程时作为实验教材使用,也可供计算机专业工作人员及相关从业人员自学参考。
这是一本实验指导教材,重点讲解TECXPⅡ实验计算机系统的组成、功能、支持的实验项目,并具体地给出了两个CPU系统。全书共分7章:第1章至第4章、第6章重点针对第一个CPU系统进行讲解,包括TECXPⅡ系统的硬件、软件组成概述,几种数字电路、实验计算机用到的关键芯片的实验,脱机的计算机部件、构建计算机整机系统的实验;第5章介绍TECXPⅡ的指令系统和汇编语言程序设计;第7章介绍第二个CPU的组成与设计。书中给出7个附录,对计算机硬件系统设计和工程实现做了详细说明。本书是《计算机组成与体系结构(第3版)——基本原理、设计技术与工程实现》(主教材)的配套用书,补充了主教材中不宜过多讲解的计算机设计技术与工程实现方法,对教学的实验目的、实验内容、实验操作步骤以及实验之后应该理解或掌握的知识进行了具体说明。本书可以作为计算机及相关专业的本科生的实验教材,也可供相关领域的技术人员参考。