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電腦系統實驗(基於系統能力培養的電腦專業課程建設研究項目規劃教材)

  • 作者：編者:劉衛東//張宇翔//陳康//李山山|責編:劉茜
  • 出版社：高等教育
  • ISBN：9787040553352
  • 出版日期：2021/03/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：199
人民幣：RMB 30 元      售價：元
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內容大鋼
    本書為「基於系統能力培養的電腦專業課程建設研究」項目規劃教材、2018年國家級教學成果獎配套教材。本書圍繞電腦系統設計和實現這一目標，以培養學生系統能力為導向，給出了不同難度、不同層次的系列實驗，構成了為系統能力培養服務的實驗體系。
    全書共9章。第1-4章分別介紹實驗系統硬體平台的組成，實驗系統的軟體開發工具，Verilog HDL硬體描述語言和Vivado開發環境。第5章介紹電腦部件實驗。第6章包括指令系統實驗和單周期CPU電腦系統實驗。第7章介紹多周期CPU電腦系統實驗。第8章實驗的目標是設計一個指令流水CPU，可以運行支持虛擬地址及中斷功能的監控程序。第9章設計和實現一個能運行教學操作系統μCore或簡單Linux 操作系統的電腦系統。
    本書可作為本科電腦類專業電腦系統課程配套的實踐教材，也可供有關技術人員參考。
作者介紹
編者:劉衛東//張宇翔//陳康//李山山|責編:劉茜
    劉衛東，清華大學電腦科學與技術系教授，博士生導師。ACM(中國)教育委員會委員，SIGCSE主席團成員，ACM／IEEE電腦工程課程委員會(CE 2016)委員。長期從事分散式信息系統的理論研究與實踐工作，主持或參加了多項大型信息系統建設任務，具有豐富的項目研究和技術開發經驗。研究分散式信息系統和雲計算系統的體系結構、服務網格、數據集成理論與演算法。在國內外期刊和學術會議上發表論文100余篇。多年主講國家精品課程「電腦組成原理」，主持清華大學挑戰性課程「電腦系統綜合設計與實現」建設。獲2018年國家級教學成果二等獎1項，北京市教學成果一等獎2項。
目錄
第1章  ThinPAD-Cloud教學電腦實驗平台
  1.1  總體介紹
  1.2  實驗平台結構
  1.3  可編程邏輯晶元
    1.3.1  可配置邏輯塊
    1.3.2  嵌入存儲器
    1.3.3  時鐘管理單元
    1.3.4  數字信號處理單元
    1.3.5  可配置IV0單元
  1.4  板載存儲晶元
    1.4.1  SRAM
    1.4.2  Flash
  1.5  外部介面
    1.5.1  串列介面
    1.5.2  DVI圖像輸出介面
    1.5.31  00M乙太網介面
    1.5.4  USB介面
  1.6  實驗平台使用方法——本地模式
    1.6.1  硬體連接
    1.6.2  驅動安裝
    1.6.3  通過 ThinPAD-Cloud 控制面板進行實驗
  1.7  實驗平台使用方法——遠程模式
    1.7.1  設計文件上傳
    1.7.2  實驗平台基本操作
第2章  電腦系統綜合設計軟體工具
  2.1  指令系統
    2.1.1  電腦系統綜合實驗指令集特點
    2.1.2  指令格式和指令功能說明
  2.2  編譯工具鏈
    2.2.1  GCC
    2.2.2  GNU Binutils
  2.3  模擬器QEMU
  2.4  調試器GDB
  2.5  彙編程序編譯及調試舉例
  2.6  監控程序
    2.6.1  監控程序簡介
    2.6.2  使用方法
    2.6.3  基礎版本Kernel代碼分析
    2.6.4  中斷擴展代碼分析
    2.6.5  TLB擴展代碼分析
第3章  Verilog HDL硬體描述語言
  3.1  概述
  3.2  程序結構
  3.3  語言元素
    3.3.1  Verilog HDL的語言元素
    3.3.2  Verilog HDL中的數據
    3.3.3  Verilog HDL中的運算
  3.4  Verilog HDL的行為語句
    3.4.1  關於硬體描述語言功能的討論
    3.4.2  Verilog HDL的行為語句綜述

    3.4.3  always過程語句
    3.4.4  begin-end塊語句
    3.4.5  賦值語句
    3.4.6  條件語句
    3.4.7  循環語句
  3.5  Verilog HDL的設計層次與風格
第4章  Vivado開發環境
  4.1  概述
  4.2  Vivado用戶界面與功能
  4.3  一個秒錶計時器的設計實例.
    4.3.1  創建空白項目
    4.3.2  添加源文件
    4.3.3  綜合與功能模擬
    4.3.4  添加約束
    4.3.5  實現
    4.3.6  裝載執行
第5章  電腦系統部件實驗
  5.1  算術邏輯部件(ALU)實驗
  5.2  寄存器堆實驗
  5.3  內存儲器系統實驗
  5.4  串列介面實驗
  5.5  DVI介面實驗
  5.6  Flash 實驗
  5.7  多周期CPU控制器實驗
第6章  單周期CPU系統設計實驗
  6.1  指令系統實驗
  6.2  單周期CPU設計與實現
第7章  多周期CPU電腦系統實驗
  7.1  指令系統實驗
  7.2  多周期CPU電腦系統設計與實現
  7.3  Bootloader 實驗
  7.4  支持中斷的多周期CPU設計
第8章  指令流水CPU電腦系統實驗
  8.1  TLB組件實驗
  8.2  簡單指令流水CPU設計與實現
  8.3  支持虛擬內存的指令流水CPU設計
  8.4  基於指令流水CPU的電腦系統實驗
第9章  操作系統實驗
  9.1  特權級切換實驗
  9.2  μCore系統運行實驗
附錄A  FPGA引腳分配表
附錄B  多周期控制器源代碼
附錄C  監控程序Kernel基礎版本源代碼
附錄D  監控程序Term源代碼

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