《計算機硬體基礎實驗教程(第2版)》第2版是在《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020) 》精神鼓舞下誕生的。兩位作者積40餘年從事計算機硬體科研與教學的親身體驗，並總結多年實驗設備研製和實踐教學的經驗，完成了《計算機硬體基礎實驗教程(第2版)》第2版的寫作。全書共15章，內容是: (1)實踐教學理念的再認識;(2)教學實驗設備與測量儀器；(3)大容量可程式邏輯器件；(4)硬體描述語言VHDL; (5)EDA工具軟體；(6)TEC-5/8數字邏輯基本實驗設計；(7)TEC-5數字邏輯綜合實驗設計；(8)TEC-8數字邏輯綜合實驗設計；(9)TEC-5計算機組成原理基本實驗設計；(10)TEC-5計算機組成原理綜合實驗設計；(11)TEC-8計算機組成原理基本實驗設計；(12)TEC-8計算機組成原理綜合實驗設計；(13)TEC-8計算機系統結構綜合實驗設計；(14)TEC-6計算機硬體基礎基本實驗設計；(15)TEC-SOC片上系統單片機基本實驗設計。 《計算機硬體基礎實驗教程(第2版)》教學理念闡述透徹，引人入勝；基礎性與時代性結合，應對五門課程；實驗設備均為國家專利產品；多種教學方案切實可行，可供不同類型學校或專業學生選擇。
基本介紹
- 書名：計算機硬體基礎實驗教程
- 出版社：清華大學出版社
- 頁數：269頁
- 開本：16
- 定價：29.00
- 作者：白中英 楊春武
- 出版日期：2005年7月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787302278436
- 品牌：清華大學出版社
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
基本介紹
內容簡介
《計算機硬體基礎實驗教程(第2版)》為北京市高等教育精品教材重點立項項目。
作者簡介
白中英，甘肅省永靖縣人。北京郵電大學計算機學院二級教授、博士生導師。在工程和科學研究中，“622小型通用計算機”獲1978年全國科學大會重大成果獎。1項成果獲國家級科技進步三等獎.1 項成果獲全國發明展銀質獎，5項成果獲部級科技進步一、二等獎，2項成果獲國家發明專利。主持完成國家863項目2項、國家自然科學基金項目2項、省部級項目2項。
在教育和教學研究中，《計算機組成原理教程》獲國家級優秀教材特等獎。“CNCC網路型計算機輔助教學系統”等4項成果分別獲1989年、1993年、1997年、2005年國家級教學成果一、二等獎，6項成果獲省部級教學成果、教材一等獎。2003年獲首屆北京市“教學名師獎”，2008年獲“國家級優秀教學團隊”。出版著作22部，發表學術論文60餘篇。
研究方向：計算機系統結構、網路安全。
楊春武，山東省淄博市人，工學碩士、研究員。1970年畢業於清華大學自動控制系，從事教學儀器研究30餘年，獲得5項國家發明專利。與他人合作出版教材6部。獲得國家級教學成果二等獎1項、國家級精品教材獎1項、北京市教學成果獎2項、北京市精品教材獎1項、省部級科技進步獎2項。
在教育和教學研究中，《計算機組成原理教程》獲國家級優秀教材特等獎。“CNCC網路型計算機輔助教學系統”等4項成果分別獲1989年、1993年、1997年、2005年國家級教學成果一、二等獎，6項成果獲省部級教學成果、教材一等獎。2003年獲首屆北京市“教學名師獎”，2008年獲“國家級優秀教學團隊”。出版著作22部，發表學術論文60餘篇。
研究方向：計算機系統結構、網路安全。
楊春武，山東省淄博市人，工學碩士、研究員。1970年畢業於清華大學自動控制系，從事教學儀器研究30餘年，獲得5項國家發明專利。與他人合作出版教材6部。獲得國家級教學成果二等獎1項、國家級精品教材獎1項、北京市教學成果獎2項、北京市精品教材獎1項、省部級科技進步獎2項。
圖書目錄
第1章 實踐教學理念的再認識 /1
1.1 時代特徵 /1
1.1.1 國際競爭的時代 /1
1.1.2 “知識爆炸”的時代 /1
1.1.3 中國計算機學科教育大發展的時代 /2
1.2 創新與實踐 /2
1.2.1 什麼是創新 /2
1.2.2 三大支柱和三種思維 /3
1.2.3 創新源於實踐 /3
1.2.4 智慧財產權保護 /4
1.3 知識、智力和能力 /4
1.3.1 知識與知識結構 /4
1.3.2 智力與智力結構 /4
1.3.3 能力與能力結構 /6
1.4 實驗教學的定位和組織 /6
1.4.1 實驗教學的目標——發展智力培養能力 /6
1.4.2 實驗教學隊伍 /7
1.4.3 三種實驗類型和三個結合點 /7
1.4.4 計算機學科實驗教學的設計 /8
第2章 教學實驗設備與測量儀器 /10
2.1 計算機 /10
2.2 教學實驗設備 /10
2.2.1 TEC-5數字邏輯與計算機組成實驗系統 /10
2.2.2 TEC-8計算機硬體綜合實驗系統 /11
2.2.3 TEC-6計算機硬體基礎實驗系統 /12
2.2.4 TEC-SOC片上系統單片機實驗裝置 /13
2.3 邏輯筆 /14
2.4 數字萬用表 /15
2.5 示波器 /18
2.5.1 示波器的分類和基本原理 /18
2.5.2 示波器的使用 /19
第3章 大容量可程式邏輯器件 /22
3.1 FPGA器件和ISP器件 /22
3.2 ISP1032器件 /23
3.2.1 內部結構 /23
3.2.2 ISP1032E的引腳 /25
3.3 EPM7128S器件 /26
3.3.1 EPM7128S內部結構 /26
3.3.2 EPM7128S引腳 /28
第4章 硬體描述語言VHDL /29
4.1 硬體描述的創新方法 /29
4.2 VHDL的基本知識點和命名規則 /30
4.2.1 VHDL需要掌握的5個基本知識點 /30
4.2.2 命名規則和注釋 /30
4.3 對象及其說明、運算和賦值 /30
4.3.1 信號、變數和常量 /30
4.3.2 數據類型 /31
4.3.3 信號、變數和常量的說明 /32
4.3.4 常用運算符 /33
4.3.5 賦值語句 /35
4.4 if語句、case語句和process語句 /36
4.4.1 if語句 /36
4.4.2 process語句 /38
4.4.3 case語句 /41
4.5 設計實體 /42
4.5.1 實體（entity) /43
4.5.2 結構體(architecture) /44
4.5.3 庫（library）和程式包（package) /46
4.6 層次結構設計 /49
4.7 一個通用暫存器組的設計 /50
4.7.1 設計要求 /50
4.7.2 設計方案 /50
4.7.3 設計實現 /51
第5章 EDA工具軟體 /56
5.1 Quartus II簡介 /56
5.2 Quartus II主螢幕 /56
5.3 格雷碼計數器設計示例 /59
5.4 仿真 /67
5.4.1 生成仿真波形檔案 /67
5.4.2 設定仿真參數 /70
5.4.3 啟動仿真且觀察波形 /71
5.5 下載 /71
5.6 使用嵌入式邏輯分析儀進行實時測試 /73
5.7 原理圖和VHDL語言程式的層次結構
設計 /77
第6章 TEC-5/8數字邏輯基本實驗設計 /82
6.1 TEC-5/8數字邏輯實驗資源 /82
6.1.1 TEC-5數字邏輯實驗資源 /82
6.1.2 TEC-8數字邏輯實驗資源 /83
6.2 基本邏輯門和三態門實驗 /84
6.3 數據選擇器、解碼器、全加器實驗 /87
6.4 觸發器、移位暫存器實驗 /88
6.5 計數器實驗 /90
6.6 四相時鐘分配器實驗 /91
6.7 E2PROM實驗 /93
6.8 可程式器件的原理圖方式設計實驗 /94
6.9 可程式器件的VHDL文本方式設計實驗 /96
第7章 TEC-5數字邏輯綜合實驗設計 /100
7.1 簡易頻率計設計 /100
7.2 交通燈控制器設計 /101
7.3 電子鐘設計 /102
7.4 藥片裝瓶系統設計 /103
第8章 TEC-8數字邏輯綜合實驗設計 /105
8.1 設計指導思想 /105
8.2 簡易電子琴設計 /106
8.3 簡易頻率計設計 /109
8.4 交通燈控制器設計 /115
8.5 在VGA接口顯示器顯示指定圖形設計 /118
第9章 TEC-5計算機組成原理基本實驗設計 /122
9.1 TEC-5實驗系統平台 /122
9.2 TEC-5實驗系統的模組結構 /123
9.2.1 教學實驗設計的基本理念 /123
9.2.2 運算器模組 /124
9.2.3 操作控制台模組 /125
9.2.4 存儲器模組 /128
9.2.5 控制器模組 /129
9.3 運算器組成實驗 /132
9.4 雙連線埠存儲器實驗 /135
9.5 數據通路實驗 /138
9.6 微程式控制器實驗 /141
9.7 CPU組成與指令周期實驗 /146
第10章 TEC-5計算機組成原理綜合實驗設計 /149
10.1 使用硬連線控制器的CPU設計 /149
10.2 多功能ALU設計 /153
10.3 含有陣列乘法器的ALU設計 /154
10.4 SRAM故障診斷設計 /155
第11章 TEC-8計算機組成原理基本實驗設計 /158
11.1 TEC-8實驗系統平台 /158
11.2 TEC-8實驗系統結構和操作 /159
11.2.1 模型計算機時序信號 /159
11.2.2 模型計算機組成 /159
11.2.3 模型計算機指令系統 /162
11.2.4 開關、按鈕、指示燈 /163
11.2.5 E2PROM中微代碼的修改 /165
11.3 運算器組成實驗 /170
11.4 雙連線埠存儲器實驗 /176
11.5 數據通路實驗 /180
11.6 微程式控制器實驗 /186
11.7 CPU組成與機器指令的執行實驗 /191
11.8 中斷原理實驗 /195
第12章 TEC-8計算機組成綜合實驗設計 /200
12.1 採用硬連線控制器的常規CPU設計 /200
12.2 含有陣列乘法器的ALU設計 /205
第13章 TEC-8計算機系統結構綜合實驗設計 /208
13.1 採用微程式控制器的流水CPU設計 /208
13.2 採用硬連線控制器的流水CPU設計 /213
第14章 TEC-6計算機硬體基礎基本實驗設計 /215
14.1 TEC-6模型計算機實驗系統 /215
14.1.1 TEC-6實驗系統平台 /215
14.1.2 TEC-6數據通路總框圖 /216
14.1.3 開關、按鈕、指示燈 /218
14.2 運算器實驗 /219
14.3 存儲器讀寫實驗 /226
14.4 數據通路實驗 /231
14.5 微程式控制器實驗 /234
14.6 TEC-6模型計算機的測試實驗 /242
第15章 TEC-SOC片上系統單片機基本實驗設計 /249
15.1 SOC單片機C8051F020實驗平台 /249
15.1.1 TEC-SOC片上系統單片機實驗裝置總框圖 /249
15.1.2 SOC單片機實驗裝置能夠完成的基本實驗 /250
15.2 I/O口輸入輸出實驗 /250
15.3 定時器實驗 /253
15.4 鍵盤數碼管實驗 /255
15.5 D/A轉換實驗 /259
15.6 片上系統大型綜合實驗 /262
附錄A C8051F指令系統 /265
參考文獻 /270
1.1 時代特徵 /1
1.1.1 國際競爭的時代 /1
1.1.2 “知識爆炸”的時代 /1
1.1.3 中國計算機學科教育大發展的時代 /2
1.2 創新與實踐 /2
1.2.1 什麼是創新 /2
1.2.2 三大支柱和三種思維 /3
1.2.3 創新源於實踐 /3
1.2.4 智慧財產權保護 /4
1.3 知識、智力和能力 /4
1.3.1 知識與知識結構 /4
1.3.2 智力與智力結構 /4
1.3.3 能力與能力結構 /6
1.4 實驗教學的定位和組織 /6
1.4.1 實驗教學的目標——發展智力培養能力 /6
1.4.2 實驗教學隊伍 /7
1.4.3 三種實驗類型和三個結合點 /7
1.4.4 計算機學科實驗教學的設計 /8
第2章 教學實驗設備與測量儀器 /10
2.1 計算機 /10
2.2 教學實驗設備 /10
2.2.1 TEC-5數字邏輯與計算機組成實驗系統 /10
2.2.2 TEC-8計算機硬體綜合實驗系統 /11
2.2.3 TEC-6計算機硬體基礎實驗系統 /12
2.2.4 TEC-SOC片上系統單片機實驗裝置 /13
2.3 邏輯筆 /14
2.4 數字萬用表 /15
2.5 示波器 /18
2.5.1 示波器的分類和基本原理 /18
2.5.2 示波器的使用 /19
第3章 大容量可程式邏輯器件 /22
3.1 FPGA器件和ISP器件 /22
3.2 ISP1032器件 /23
3.2.1 內部結構 /23
3.2.2 ISP1032E的引腳 /25
3.3 EPM7128S器件 /26
3.3.1 EPM7128S內部結構 /26
3.3.2 EPM7128S引腳 /28
第4章 硬體描述語言VHDL /29
4.1 硬體描述的創新方法 /29
4.2 VHDL的基本知識點和命名規則 /30
4.2.1 VHDL需要掌握的5個基本知識點 /30
4.2.2 命名規則和注釋 /30
4.3 對象及其說明、運算和賦值 /30
4.3.1 信號、變數和常量 /30
4.3.2 數據類型 /31
4.3.3 信號、變數和常量的說明 /32
4.3.4 常用運算符 /33
4.3.5 賦值語句 /35
4.4 if語句、case語句和process語句 /36
4.4.1 if語句 /36
4.4.2 process語句 /38
4.4.3 case語句 /41
4.5 設計實體 /42
4.5.1 實體（entity) /43
4.5.2 結構體(architecture) /44
4.5.3 庫（library）和程式包（package) /46
4.6 層次結構設計 /49
4.7 一個通用暫存器組的設計 /50
4.7.1 設計要求 /50
4.7.2 設計方案 /50
4.7.3 設計實現 /51
第5章 EDA工具軟體 /56
5.1 Quartus II簡介 /56
5.2 Quartus II主螢幕 /56
5.3 格雷碼計數器設計示例 /59
5.4 仿真 /67
5.4.1 生成仿真波形檔案 /67
5.4.2 設定仿真參數 /70
5.4.3 啟動仿真且觀察波形 /71
5.5 下載 /71
5.6 使用嵌入式邏輯分析儀進行實時測試 /73
5.7 原理圖和VHDL語言程式的層次結構
設計 /77
第6章 TEC-5/8數字邏輯基本實驗設計 /82
6.1 TEC-5/8數字邏輯實驗資源 /82
6.1.1 TEC-5數字邏輯實驗資源 /82
6.1.2 TEC-8數字邏輯實驗資源 /83
6.2 基本邏輯門和三態門實驗 /84
6.3 數據選擇器、解碼器、全加器實驗 /87
6.4 觸發器、移位暫存器實驗 /88
6.5 計數器實驗 /90
6.6 四相時鐘分配器實驗 /91
6.7 E2PROM實驗 /93
6.8 可程式器件的原理圖方式設計實驗 /94
6.9 可程式器件的VHDL文本方式設計實驗 /96
第7章 TEC-5數字邏輯綜合實驗設計 /100
7.1 簡易頻率計設計 /100
7.2 交通燈控制器設計 /101
7.3 電子鐘設計 /102
7.4 藥片裝瓶系統設計 /103
第8章 TEC-8數字邏輯綜合實驗設計 /105
8.1 設計指導思想 /105
8.2 簡易電子琴設計 /106
8.3 簡易頻率計設計 /109
8.4 交通燈控制器設計 /115
8.5 在VGA接口顯示器顯示指定圖形設計 /118
第9章 TEC-5計算機組成原理基本實驗設計 /122
9.1 TEC-5實驗系統平台 /122
9.2 TEC-5實驗系統的模組結構 /123
9.2.1 教學實驗設計的基本理念 /123
9.2.2 運算器模組 /124
9.2.3 操作控制台模組 /125
9.2.4 存儲器模組 /128
9.2.5 控制器模組 /129
9.3 運算器組成實驗 /132
9.4 雙連線埠存儲器實驗 /135
9.5 數據通路實驗 /138
9.6 微程式控制器實驗 /141
9.7 CPU組成與指令周期實驗 /146
第10章 TEC-5計算機組成原理綜合實驗設計 /149
10.1 使用硬連線控制器的CPU設計 /149
10.2 多功能ALU設計 /153
10.3 含有陣列乘法器的ALU設計 /154
10.4 SRAM故障診斷設計 /155
第11章 TEC-8計算機組成原理基本實驗設計 /158
11.1 TEC-8實驗系統平台 /158
11.2 TEC-8實驗系統結構和操作 /159
11.2.1 模型計算機時序信號 /159
11.2.2 模型計算機組成 /159
11.2.3 模型計算機指令系統 /162
11.2.4 開關、按鈕、指示燈 /163
11.2.5 E2PROM中微代碼的修改 /165
11.3 運算器組成實驗 /170
11.4 雙連線埠存儲器實驗 /176
11.5 數據通路實驗 /180
11.6 微程式控制器實驗 /186
11.7 CPU組成與機器指令的執行實驗 /191
11.8 中斷原理實驗 /195
第12章 TEC-8計算機組成綜合實驗設計 /200
12.1 採用硬連線控制器的常規CPU設計 /200
12.2 含有陣列乘法器的ALU設計 /205
第13章 TEC-8計算機系統結構綜合實驗設計 /208
13.1 採用微程式控制器的流水CPU設計 /208
13.2 採用硬連線控制器的流水CPU設計 /213
第14章 TEC-6計算機硬體基礎基本實驗設計 /215
14.1 TEC-6模型計算機實驗系統 /215
14.1.1 TEC-6實驗系統平台 /215
14.1.2 TEC-6數據通路總框圖 /216
14.1.3 開關、按鈕、指示燈 /218
14.2 運算器實驗 /219
14.3 存儲器讀寫實驗 /226
14.4 數據通路實驗 /231
14.5 微程式控制器實驗 /234
14.6 TEC-6模型計算機的測試實驗 /242
第15章 TEC-SOC片上系統單片機基本實驗設計 /249
15.1 SOC單片機C8051F020實驗平台 /249
15.1.1 TEC-SOC片上系統單片機實驗裝置總框圖 /249
15.1.2 SOC單片機實驗裝置能夠完成的基本實驗 /250
15.2 I/O口輸入輸出實驗 /250
15.3 定時器實驗 /253
15.4 鍵盤數碼管實驗 /255
15.5 D/A轉換實驗 /259
15.6 片上系統大型綜合實驗 /262
附錄A C8051F指令系統 /265
參考文獻 /270
