【计算机组成原理实验】
计算机组成原理是一门深入理解计算机硬件系统基本工作原理的学科,它涵盖了数据表示、指令系统、运算器设计、存储系统、总线结构、输入/输出(I/O)系统等多个方面。这份实验指导书是为湖南大学软件学院的学生设计的,旨在通过实践操作来加深对这些概念的理解。
实验教学目标主要分为以下几点:
1. 掌握基本的汇编语言编程技巧,包括使用汇编编译器和程序调试。
2. 理解并实现不同编码方式(如非压缩/压缩十进制码)之间的转换。
3. 学习如何设计和实现各种控制流程结构,如顺序、分支和循环程序。
4. 了解I/O操作的原理和中断处理机制。
5. 探索数值计算的方法,包括乘除运算的程序设计。
6. 实践过程调用的机制,理解调用和返回的过程。
7. 体验操作系统层面的编程,如使用WinDLX及其汇编语言。
8. 通过对程序相关性问题的分析,理解并优化程序执行效率。
9. 通过矩阵相乘等实际问题的解决,提高对并行计算和算法优化的理解。
实验要求学生不仅要完成指定的实验项目,还需要在每个实验中体现出对理论知识的应用和独立思考的能力。评分细则可能涉及实验报告的完整性、代码质量、解决问题的创新性和实验结果的正确性等方面。
实验项目涵盖了一系列基础和进阶主题,从基础的汇编语言使用到复杂的程序设计,再到操作系统层面的实践,这有助于学生全面掌握计算机系统的工作原理。例如:
- 实验一引导学生熟悉汇编编译器,这是理解和编写底层代码的基础。
- 实验二涉及编码转换,让学生理解不同数据表示方法的优缺点。
- 实验三至八主要关注控制流程,通过设计不同的程序结构,锻炼逻辑思维和编程能力。
- 实验九和十涉及I/O和中断处理,揭示了计算机与外部设备交互的关键机制。
- 实验十一和十二则让学生深入数值运算的实现,理解硬件层面的计算过程。
- 实验十三通过WinDLX的使用,让学生接触实际操作系统环境下的编程。
- 实验十四和十五则进一步提升了算法优化和并行计算的认识。
附录部分提供了8088/8086处理器的体系结构信息和其他相关技术细节,帮助学生更好地理解实验中所涉及的硬件背景知识。
总结来说,这个计算机组成原理实验旨在通过一系列实践环节,使学生从理论到实践,从底层到高层,全面理解和掌握计算机系统的运作机制,为未来在IT领域的深入学习和工作打下坚实基础。