計算機組成原理實驗系統TEC2000

計算機組成原理是大學計算機系的一門重要技術基礎課。TEC-2000計算機組成原理教學機實驗系統由清華大學科教儀器廠、清華大學計算機系聯合研制�？捎糜陔姶�、本科、碩士研究生的計算機組成原理課程教學實驗，對提高學生的動手能力、加強學生對計算機整體和各組成部分的理解、增強學生計算機系統綜合設計能力都有很大幫助。該實驗系統有八位機和十六位機兩種機型。每種機型都支持組合邏輯和微程序兩種控制器方案。

▲ 主要技術指標

1.     機器字長8位或16位, 即運算器、主存、數據總線均可以是8位或16位，但地址總線都是16位。8位機和16位機是完全不兼容的兩種計算機系統。

2.     指令系統分為8位和16位兩種，支持多種基本尋址方式。其中部分指令已實現, 用于設計監控程序和用戶的常規匯編程序, 尚保留多條指令供用戶自己實現。

3.     主存最大尋址空間是36K字節（8位機）或18K字（16位機）, 基本容量為8K字節(或16位字)的E²PROM和2K字節(或16位字)的RAM存儲區域。8位機和16位機都可進行主存儲器擴展實驗。

4.     運算器由2片(8位機)或4片(16位機)位片結構器件AM2901級聯而成, 片間用串行進位方式傳遞進位信號。ALU實現8種算術與邏輯運算功能, 內部包括16個雙端口讀出、單端口寫入的通用寄存器, 和一個能自行移位的乘商寄存器。設置C、Z、 V、S四個狀態標志位。

5.     控制器采用微程序和硬布線兩種控制方案實現, 用戶可根據自己的需要選擇。在做控制器實驗時，用戶可按基本指令的格式和流程擴展指令，編寫程序使新老指令同時運行。

6.     主機上安裝有一路INTEL8251串行接口，可直接接計算機終端, 或接入一臺PC機作為自己的仿真終端。選用了MAX202倍壓線路，以避免使用+12V和-12V電源。另保留一路為用戶擴展用。用戶可完成串口初始化，雙機通訊等實驗。

7.     主機可完成三級中斷實驗和中斷嵌套實驗。

8.    在主板上設置了一定擴展實驗用的器件插座, 提供擴展內存和各種輸入/輸出接口實驗所需的地址、數據和控制等信號, 以便支持在主板上完成這類擴展實驗。

9.    提供最齊全的設計、實現、操作使用的資料。包括邏輯圖、可編程器件的邏輯內容, 指令格式與功能, 微指令格式及微程序清單, 組合邏輯的指令執行流程表及化簡后的全部邏輯表達式, 監控程序的源碼等內容, 還包括對上述內容必要的文字說明，還可以提供PC機仿真終端程序、交叉匯編程序源程序清單。

10. 提供配套的教師用書, 把一些在講課中應強調的內容, 各基本實驗項目的參考答案等匯集在一起，給出各基本實驗的詳細的操作步驟, 以減輕講課與輔導實驗教師的備課負擔。

 ▲ 實驗內容

TEC—2000支持的實驗分為基本實驗和可選實驗，基本實驗指學習計算機組成原理課通常要完成的實驗項目, 通過這些實驗可達到學習基本原理和訓練基本技能的目的�？蛇x實驗是指教學機支持的那些難度較大需要較長時間完成的實驗項目，這些實驗可作為課程設計的內容或用作畢業設計的題目。

▲ 基本實驗

1.     基礎匯編語言程序設計

2.     脫機運算器實驗

3.     組合邏輯控制器實驗

4.     主存儲器實驗

5.     串行口輸入輸出實驗

6.     中斷實驗

7.     微程序控制器實驗

▲ 可選實驗（課程設計、畢業設計）

1．   故障診斷的設計與實現

2．   用一臺正確運行的實驗機輔助調試另一臺實驗機

1．   實驗機的監控程序、交叉匯編程序的修改與擴充的實驗

2．   擴充的輸入/輸出接口、設備與驅動程序的實驗

3．   設計與實現一套全新指令系統的CPU

4．   軟盤驅動器的接口與驅動線路實驗

▲ 配套資料 

《TEC-2000教學計算機系統技術說明和實驗指導》

  《TEC-2000教學計算機系統教師實驗指導書》

▲ 參考教材和資料

教材：《計算機組成與設計》           王  誠

      《計算機組成與設計實驗指導》   王  誠

      《計算機組成與結構》           王愛英    

軟件：《計算機組成原理多媒體課件》   王  誠

TEC-2000計算機組成原理實驗系統為全國電大指定教學設備，獲清華大學優秀教學設備一等獎。