计算机组成原理实践教程：从逻辑门到CPU

　　本着系统设计实现分离的原则，降低实现难度，提升设计内容，采用简单易学logisim仿真平台，紧扣计算机组成原理各章重要知识点，设计一系列有针对性的设计型实验和大型课程设计实验，试图以实践教学为中心进行计算机组成原理课程的教学。

　　计算机组成课程教学团队。谭志虎，博士、华中科技大学副教授、硕士生导师。主要研究方向为计算机体系结构，网络存储，计算机组成原理课程组组长，先后为本科生开设了“计算机组成原理”、“计算机硬件基础”、“计算机系统基础”等课程，以提升计算机系统能力为导向，进行了计算机组成原理实践教学的改革实践与探索。

目录第1章数据表示实验1
1.1补码表示实验1
1.2浮点数表示实验6
1.3汉字编码实验12
1.4奇偶校验实验14
1.5海明校验码设计实验18
1.6CRC校验码设计实验21
1.7编码流水传输实验28

第2章运算器组成实验31
2.1可控加减法电路设计实验31
2.24位快速加法器设计实验33
2.3多位快速加法器设计实验37
2.432位ALU设计实验39
2.5阵列乘法器设计实验41
2.6原码1位乘法器设计实验44
2.7补码1位乘法器设计实验46

第3章存储系统实验50
3.1RAM组件实验50
3.2存储器扩展实验51
3.3MIPS RAM设计实验54
3.4MIPS寄存器文件设计实验56
3.5Cache软件仿真实验57
3.6Cache性能分析实验61
3.7Cache硬件设计实验66
3.8虚拟存储器软件仿真实验71

第4章MIPS汇编程序设计实验75
4.1MIPS体系结构75
4.2MIPS指令集78
4.3MIPS汇编入门83
4.4MIPS编程进阶904.5MIPS程序设计实验94

第5章MIPS处理器设计实验99
5.1MIPS单周期处理器设计实验99
5.2MIPS多周期处理器设计实验110
5.3微程序控制器设计实验116
5.5基于FPGA的单周期处理器实验118

第6章MIPS五段流水机制设计实验120
6.1理想流水线CPU设计实验120
6.2气泡流水线CPU设计实验125
6.3重定向流水线CPU设计实验133
6.4基于FPGA的流水CPU实验136
6.5动态分支预测机制设计实验137

第7章输入输出系统实验142
7.1AHBLite总线设计实验142
7.2程序查询控制方式编程实验145
7.3中断服务程序编程实验148
7.4单级中断机制设计实验150
7.5多级中断机制设计实验158
7.6流水中断机制设计实验161

第8章Logisim用户指南163
8.1新手上路163
8.2Logisim值传递算法168
8.3库和属性170
8.4子电路173
8.5线路178
8.6组合逻辑分析181
8.7菜单功能说明185
8.8存储组件1888.9日志190
8.10命令行测试193
8.11应用偏好设置196
8.12工程选项199
8.13Logisim的不足之处201
8.14Logisim总结201

第9章Logisim库参考手册204
9.1线路库204
9.2逻辑门库208
9.3复用器库211
9.4运算器库214
9.5存储库218
9.6输入输出库225
9.7基础库229

第10章MARS用户指南232
10.1MARS集成开发环境232
10.2交互式调试功能 236
10.3MARS系统设置237
10.4MARS命令行模式240
10.5MARS系统调用242
10.6MARS插件246
10.7MIPS异常处理程序253
10.8MARS伪指令255
10.9MARS宏指令256

参考文献261