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DVCC系列计算机组成原理系统概述 一、 DVCC系列计算机组成原理系统研制背景 DVCC系列实验计算机系统是专为计算机组成原理课的授课和教学实验而研制的。计算机组成原理课程是计算机系很重要的一门专业基础课，从这门课的内容特点看，它属于工程性、技术性和实践性都很强的一门课，因此，在进行课堂教学的同时，必须对实验教学环节给予足够的重视，要有良好的实验环境，能进行反应主要教学内容的、水平确实比较高的实验项目，在深化计算机各功能部件实验的同时，加强对计算机整机硬件系统组成与运行原理有关内容的实验；在教学实验的整个过程中，坚持以硬件知识为主的同时，加深对计算机整机系统中软硬件的联系与配合的认识。 要满足这门课程教学实验的需要，关键要有一套完整的实验计算机系统。目前，有些单位和院校都研制出一些用于计算机组成原理课程教学实验的系统或装置，也各具特色。但仔细研究发现，基本上都是相对孤立的功能部件的实验，整机硬件方面的实验很难胜任，更不能对计算机系统中软硬件的联系和配合的学习提供足够的帮助。为此，我们单位的技术人员和东南大学、复旦大学等专家教授结合多年丰富的教学实践经验，研制出DVCC系列全新的教学实验计算机系统。该系统在2002年8月通过省科委的鉴定，并且已申请专利，专利申请号为ZL 03 2 59360.0。 二、 DVCC系列计算机组成原理系统追求的目标 DVCC系列计算机组成原理实验系统作为较高层次、专用于计算机原理课程教学实验的实验计算机系统具有良好的实验性能和系统的完整性以及可扩展性。 良好的实验性体现在DVCC系列机能很好地完成计算机硬件系统各功能部件的教学实验，它包括运算器部件、控制器部件、主存储器部件、总线和几种最重要的外设接口实验，包括中断、定时计数器、输入/输出接口等；计算机的CPU自行设计与实现，配有小的监控程序，有 自己的汇编语言的支持。在相应软件的配合下，将各功能部件有机的结合起来，完成计算机整机的实验。 系统的完整性体现在DVCC系列机与学生常见到的简单计算机大体相同，其主要组成与运行方式和PC机差不多，该系列机是一台软硬件相对完整、配置巧妙合理的完整的计算机系统，通过它能体现出重要教学内容、能完成主要教学实验项目。 可扩展性体现在（1）支持高级与初级两个层次上两种方式的实验，高层次的实验方式是指DVCC系列机与PC微机连起来运行，可以动态显示整个实验过程中数据流的流向和当前的各 种参数；初级实验方式是指不接任何计算机外围设备，只用DVCC系列机上的开关、按键及指示灯、数码管显示器等操作，控制实验机的运行，同时显示运行的结果。（2）在基本系统上支持多项扩展功能，它包括一个在系统大规模可编程器件，一个并行接口电路，一个定时/计数器电路，一个用万能接线板组成的通用扩展实验板。这样，实验指导老师可以根据教学要求和现实条件来安排自己的教学实验。 三、 DVCC系列计算机组成原理系统技术指标 1、实验机的字长为8位或16位。 2、实验机的基本指令系统类PC 机，有多种指令格式，多种寻址方式。 3、主存储器采用8K字节静态存储器6264，用于存放用户程序和数据。 4、运算器由2片4位（或4片4位）的算术逻辑单元功能发生器级联而成。每片内实现16种二进制算术运算及16种逻辑运算。另配有一个双向通用移位/寄存器，以实现逻辑移位功能。 5、控制器采用微程序方案实现，控存字长为24位，可用最大容量为1024字节，且用电可擦写的E2ROM存储器芯片组成，支持动态微程序设计。 6、实验机上配有一个RS232串行接口，能直接与微机相连，在软件的配合下，完成全部的部件实验和整机组成实验。 7、作为实验机的扩展部分：（1）主板上扩展有一个CPLD器件，以实现可重构原理计算机组成设计实验以及基于RISC处理器构成的实验计算机的设计；（2）扩展有并行I/O口、定时/计数器等；（3）可选配万能接线板组成的通用实验板。 8、实验机工作频率源由555时基电路和74LS123可再触发单稳态多谐振荡器组成产生，频率范围为330HZ～580HZ。 9、实验机上装有24个微程序输入开关，8个数据开关，18个控制开关，2个微动开关和2位七段数码管以及多个发光二极管等。在不接入计算机的情况下能在手动方式下完成全部部件实验和整机组成实验。 10、实验机配备WINDOWS环境集成动态调试软件。 四、有关的技术资料 1、 实验机实验指导书一本 2、 实验演示软件一份 第一章 DVCC系列实验机软硬件简介 1·1 DVCC系列实验机系统硬件性能 一、8位字长、16位字长兼容设计 教学计算机字长主要取决于运算器。运算器的主体部分，在用2片74LS181芯片级联而成时，就构成8位的运算器；在用4