实验一 系统认识实验

1. 实验一 系统认识实验 • 计算机操作过程 • 通过输入设备接受程序和数据信息，并传送到存储器 • 通过控制器分析程序，并将数据信息读取到运算器进行处理 • 通过输出设备输出程序处理的结果 • 控制器指挥计算机内部所有部件的活动 • 计算机内部信息流 • 数据流：原始数据，中间结果，程序 • 控制流：控制各设备动作

2. 实验一 系统认识实验 • 数字计算机结构图

3. 实验一 系统认识实验 • 冯·诺依曼体制 • 指令和数据的代码形式完全相同，由 0 和 1 组成 • 采用存储程序方式，程序存放在连续的存储器地址中 • 以控制信息流为驱动，由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行 • 数据信息流被动调用处理，以运算器为核心，所有的执行都经过运算器 • 通过程序计数器PC来存放下一次执行的指令单元地址，顺序加1或跳转

4. 用户程序级 高级语言级 汇编语言级 机器语言级 硬件级 实验一 系统认识实验 • 计算机系统层次结构 运行应用软件 接近自然语言 对应机器指令的助记符 软硬件分界面

5. 实验一 系统认识实验 • 软硬件的逻辑等价性 • 硬件实现：速度快，所需硬件成本高，功能变更周期长 • 软件实现：速度慢，不需要硬件成本，功能容易修改

6. 实验一 系统认识实验 电源开关 时序电路 信号源 • 实验设备 - 西安唐都TDN-CM++ 微控制器 控制信号 逻辑译码 运算器 指令 寄存器 地址 寄存器 指示灯 寄存器 总线 扩展总线 输入 主存 开关 输出

7. 实验一 系统认识实验 • TDN-CM++ • 单元式实验电路，可构造不同结构的原理性计算机 • 对实验设计具有良好开放性 • 数据线、地址线、控制线 • 运算器、控制器 • 微指令格式 • 实时调试图形界面及在线检测功能 • 多种输入输出方式及信号测量功能 • RS-232通信或开关输入

8. 实验一 系统认识实验 • 通过标准RS-232串口与PC联机操作 • PC联机软件CMPP，图形界面动态调试 注意： 选择正确的串口号

9. 实验一 系统认识实验 • 实验目的： • 搭建一个基本模型计算机 • 建立对计算机组成及其原理的基本认识 • 实验原理： • 简单模型计算机结构 • 模型计算机指令：IN、ADD、OUT、JMP • 一条机器指令由一系列微指令完成 • 微指令以二进制数形式存放于存储单元

10. 实验一 系统认识实验 • 实验步骤： • 连线构建一台完整的模型计算机 • 理解一段简单的程序IN ADD OUT JMP • 通过串口连接实验系统和PC机 • 运行CMPP联机软件，装载程序文件 • 调用“复杂模型机”通路图，注意观察单步微指令和单步机器指令的运行过程

11. 实验一 系统认识实验 • 实验报告要点： • 数字计算机结构原理图 • 本系统的四条指令IN ADD OUT JMP • 实验思考题 • 实验小结