计算机组成原理实践教程——从逻辑门到CPU
创造性的计算机组成实验体系丰富多彩、易实施。实验变得轻松有趣,体验硬件课独有魅力

作者:谭志虎、秦磊华、胡迪青

丛书名:面向系统能力培养大学计算机类专业教材

定价:49.8元

印次:1-6

ISBN:9787302511892

出版日期:2018.10.01

印刷日期:2022.07.13

图书责编:张瑞庆

图书分类:教材

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本着系统设计实现分离的原则,降低实现难度,提升设计内容,采用简单易学logisim仿真平台,紧扣计算机组成原理各章重要知识点,设计一系列有针对性的设计型实验和大型课程设计实验,试图以实践教学为中心进行计算机组成原理课程的教学。

计算机组成课程教学团队。谭志虎,博士、华中科技大学副教授、硕士生导师。主要研究方向为计算机体系结构,网络存储,计算机组成原理课程组组长,先后为本科生开设了“计算机组成原理”、“计算机硬件基础”、“计算机系统基础”等课程,以提升计算机系统能力为导向,进行了计算机组成原理实践教学的改革实践与探索。

前言“计算机组成原理”作为计算机专业核心基础课,主要讨论计算机各大功能部件的基本组成原理及其互连构成整机的技术,在计算机系统能力培养目标中起着重要的承上启下作用,其先导课程包括“数字逻辑”和“汇编语言程序设计”,后续课程为“计算机系统结构”和“计算机接口技术”。该课程的实践教学应该站在贯穿计算机硬件系列课程的角度,引导学生如何利用前导课程的基本知识,设计计算机主要功能部件并构成整机系统。与理论课程配合,实现计算机系统设计能力的培养 。 “计算机组成原理”课程理论综合性强,课程实验尤其是综合实验难度大,存在时间、场所、平台等诸多制约因素,为了从根本上解决实践教学中的困难,作者结合多年的教学经验,进行了一系列卓有成效的实践教学改革。参考国际一流计算机专业相关课程的先进经验,引入了易学易用的开源虚拟仿真实验平台,本着理论实践一体化、实验目标系统化、实验平台虚拟化、教师指导轻松化的原则,历经5年持续的实践教学改革,开发并完善了一系列内容丰富的课程实验,建立了逐层递进、立足计算机系统、设计型实验为主导的实践教学体系。本教材就是相关实践教学改革的主要成果,其主要特点如下。 (1) 理论实践一体化: 相关实验紧扣理论教学重点、难点,课程内容覆盖率达90%以上,有助于构建理论课堂中师生的共同语境,为翻转课堂提供丰富的教学素材,实验内容大多处于布鲁姆认知分类法中的运用、分析、综合、评价4个层次,学生完成系列实验,对相关知识的掌握更透彻,为理论教学提供强力的支撑。 (2) 实验目标系统化: 围绕计算机系统设计与实现的系统能力培养目标,让学生站在硬件工程师的视角,从逻辑门电路开始,逐步设计运算...

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目录第1章数据表示实验1

1.1补码表示实验1

1.2浮点数表示实验6

1.3汉字编码实验12

1.4奇偶校验实验14

1.5海明校验码设计实验18

1.6CRC校验码设计实验21

1.7编码流水传输实验28

第2章运算器组成实验31

2.1可控加减法电路设计实验31

2.24位快速加法器设计实验33

2.3多位快速加法器设计实验37

2.432位ALU设计实验39

2.5阵列乘法器设计实验41

2.6原码1位乘法器设计实验44

2.7补码1位乘法器设计实验46

第3章存储系统实验50

3.1RAM组件实验50

3.2存储器扩展实验51

3.3MIPS RAM设计实验54

3.4MIPS寄存器文件设计实验56

3.5Cache软件仿真实验57

3.6Cache性能分析实验61

3.7Cache硬件设计实验66

3.8虚拟存储器软件仿真实验71

第4章MIPS汇编程序设计实验75

4.1MIPS体系结构75

4.2MIPS指令集78

4.3MIPS汇编入门83

4.4MIPS编程进阶904.5MIPS程序设计实验94

第5章MIPS处理器设计实验99

5.1MIPS单周期处理器设计实验99

5.2MIPS多周期处理器设计实验110

5.3微程序控制器设计实验116

5.5基于FPGA的单周期处理器实验118

第6章MIPS五段流水机制设计实验120

6.1理想流水线CPU设计实验120

6.2气泡流水线CPU设计实验125

6.3重定向流水线CPU设计实验133

6.4基于FPGA的... 查看详情

(1) 理论知识点全覆盖
  ◆ 丰富的课堂翻转素材   
  ◆ 做完实验,知识想忘都难
(2) 注重硬件思维培养
  ◆ 原理图方式构建硬件系统
  ◆ 虚实一体、复杂问题分解
(3) 零实验成本
  ◆ 跨平台免费开源软件
  ◆ 突破实验时间、空间限制  
(4) 大大降低教师工作负担
  ◆ 易指导、易调试、易检查
  ◆ 一分钟实验自动评测框架
  ◆ 精准故障定位、自动评分

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