关键词:
组成原理实验系统
双端口存储器
微控制存储器
串口通信
计算机
算机组成原理
课程教学
实验系统
摘要:
目前的计算机组成原理实验系统基本上都是商业化产品,相关技术不公开,严重影响其在教学上的应用。本文在深入研究计算机组成原理课程教学的基础上,掌握了相关技术,设计实现了计算机组成原理实验系统。\n 本文首先论述了系统的硬件设计。实验仪采用部件单元式结构,包括运算器及数据通路、存储器、控制器、信号及时序控制、外围接口及输入输出设备等计算机部件单元电路,用户可使用排线连接方式,根据自己所设计的模型计算机结构方案,来构造出不同结构及复杂程度的原理性计算机,使学生能够对计算机组成结构有清楚的认识和理解。\n 在硬件平台的基础上,详细讨论了系统软件的设计与实现。整个系统由实验仪和PC机两部分组成,二者通过串口通信进行联系,软件由实验仪微控制器程序和PC机仿真程序构成。因此本文首先介绍了系统通信协议的设计,然后详细介绍了微控制器程序和PC机仿真程序的设计与实现。微控制器程序采用模块化的设计思想,实现了双端口存储器读写操作,微控制存储器读写操作,实验程序运行方式控制操作,实现基于RS-232的通信等功能。PC机仿真程序基于Windows开发平台,用面向对象的程序设计语言Java开发,文中论述了基于MVC模型的swing图形界面的设计,Java串口通信的实现,PC机如何向实验仪发送程序文件和命令字,PC机如何对收到的实验仪数据进行处理,以及如何在PC机上动态显示实验仪的硬件动作。\n 系统设计开发完成后,进行了综合测试,结果表明,该系统运行可靠,能够满足计算机组成原理实验课的需求,由于技术完全公开,更有助于增强学生对计算机组成理论知识的理解,如脱机操作有助于提高学生对计算机组成的各模块的理解、掌握;联机操作有助于提高学生对整机概念的理解。