[工学]计算机组成原理实验指导书20110901.doc

武汉工业学院 制 定 人：蒋丽华 教 研 室：计算机科学与技术教研室 数学与计算机学院 2011 年09月 前言 《计算机组成原理》是计算机与信息工程系的一门核心专业基础课程。它从层次结构的观点和信息输入、处理和输出的顺序讲述计算机的结构及工作原理，使学生掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法，学习计算机设计中的入门性知识，以及简单、完备的单台计算机的基本组成原理，培养学生掌握硬件系统的分析、设计、开发、使用和维护的能力。 本课程主要任务是通过学习能够使学生在已有的计算机知识的基础上，对计算机组成有一个较全面、系统的了解，提高学生的计算机硬件基本知识和基本理论和实际操作的能力。特别是通过学生实践，提高学生对计算机组成的认识，维护和应用技能。 实验的验收将分为两个部分。第一部分是上机操作，包括检查程序运行和即时提问。第二部分是提交书面的实验报告。此外，针对以前教学中出现的问题，实验将采用每个实验逐个检查方式，每个实验都将应当在规定的时间内完成并检查通过，过期视为未完成该实验，不计成绩。以避免期末集中检查方式产生的诸多不良问题，希望同学们抓紧时间，合理安排，认真完成。 实验要求及评分标准 一、实验要求： 在《计算机组成原理》的课程实验过程中，要求学生做到： 预习实验指导书有关部分，认真做好实验内容的准备，就实验可能出现的情况提前作出思考和分析。 仔细观察上机作时出现的各种现象，记录主要情况，作出必要说明和分析。 认真书写实验报告。实验报告包括实验目的和要求，实验情况及其分析。对需编程的实验，给出包含详细注释的源程序清单。 遵守机房纪律，服从辅导教师指挥，爱护实验设备。 实验课程不迟到。如有事不能出席，所缺实验一般不补。 实验的验收将分为两个部分。第一部分是上机操作，包括检查程序运行和即时提问。第二部分是提交书面的实验报告（大作业）。为避免期末考试方式产生的诸多不良问题，希望同学们抓紧时间，合理安排，认真完成。 二、评分标准： 没有正确的调试程序，最多只能得50分。 基本正确的调试程序，可以得60-70分。。 能理解程序并给出详细注释，可得80分。 程序书写规范，遵守实验纪律，可得90分。 上述各项均做得比较好，可得100分。 评分标准的满分为100分，所有的评分标准的下一项均建立在前一项已经满足的情况下。 目 录 实验一 一位全加器实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 实验二 4位二进制计数器实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 实验三 多路选择器实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 实验四 加减器实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 实验五 移位运算实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 实验六 算术逻辑运算器实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 实验七-八 寄存器堆实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 实验一 一位全加器实验 【实验环境】 1. Windows 2000 或 Windows XP 2. QuartusII、GW48-PK2或DE2-115计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。 【实验目的】 1、熟悉原理图和VHDL语言的编写。 2、验证全加器功能。 【实验原理】 设计一个一位全加器，能完成两个二进制位的加法操作，考虑每种情况下的进位信号，完成8组数据的操作。 【实验步骤】 1.1建立工程项目 1.1.1 启动QuartusⅡ QuartusⅡ软件安装好后，在桌面上双击图标，或执行菜单命令“开始”→“程序”→ “Altera”→“QuartusⅡ”→“ QuartusⅡ”，打开如图1-1所示的界面。单击此界面的“Create a New Project”按钮，可创建一个新的项目；单击“Open Existing Project”按钮可打开一个以创建的项目；单击“Open Interactive Tutorial”按钮可打开交互式指南，进入QuartusⅡ的使用指南。 如果单击右上角“”按钮，可关闭此界面进入QuartusⅡ的主界面窗口，如图1-2所示。如果选中左下角的“Don’t show this screen again”，以后启动QuartusⅡ时，将直接进入QuartusⅡ的主界面窗口。 1.1.2 QuartusⅡ使用 1）工程项目的创建 （1）在图1-1中，单击“Create a New