复杂模型机实验报告.
复杂模型机实验报告
一、实验目的1. 了解复杂模型机的组成原理和结构特点；2. 掌握复杂模型机的操作方法和指令系统；3. 学会使用复杂模型机进行基本程序设计；4. 提高计算机组成原理和汇编语言的实际应用能力。
二、实验内容1. 复杂模型机简介复杂模型机是一种用于教学和研究的虚拟计算机系统，具有与真实计算机相似的硬件结构和指令系统。
它通常由运算器、控制器、存储器、输入输出设备等部分组成。
2. 实验步骤（1）熟悉复杂模型机的硬件结构1）了解运算器的组成和功能；2）了解控制器的组成和功能；3）了解存储器的组成和功能；4）了解输入输出设备的组成和功能。
（2）掌握复杂模型机的操作方法和指令系统1）学习复杂模型机的指令格式和寻址方式；2）掌握基本指令的使用方法，如数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移等；3）了解中断和异常处理机制。
（3）使用复杂模型机进行基本程序设计1）编写一个简单的程序，实现数据输入、处理和输出；2）使用复杂模型机的指令系统进行程序调试和优化。
（4）分析实验结果1）分析程序执行过程中的数据变化；2）分析程序执行过程中可能出现的问题及解决方法。
三、实验结果与分析1. 熟悉了复杂模型机的硬件结构，了解了运算器、控制器、存储器、输入输出设备等部分的功能。
2. 掌握了复杂模型机的操作方法和指令系统，能够使用基本指令进行程序设计。
3. 编写了一个简单的程序，实现了数据输入、处理和输出功能。
4. 分析了程序执行过程中的数据变化，发现了程序执行过程中可能出现的问题及解决方法。
四、实验总结1. 通过本次实验，加深了对计算机组成原理和汇编语言的理解，提高了实际应用能力。
2. 学会了使用复杂模型机进行基本程序设计，为今后学习计算机组成原理和汇编语言打下了基础。
3. 在实验过程中，遇到了一些问题，通过查阅资料和与同学讨论，最终解决了问题，提高了自己的解决问题的能力。
4. 建议在今后的实验中，进一步学习复杂模型机的更多指令和功能，提高自己的编程水平。
实验四复杂模型机的组成与程序运行
内蒙古师范大学计算机与信息工程学院《计算机组成原理》课程设计报告题目: _实验四复杂模型机的组成与程序运行__设计题目名称：复杂模型机的组成与程序运行要求：基于TD-CMA计算机组成原理教学实验系统，设计一个复杂计算机整机系统—模型机，分析其工作原理。
根据模型机的数据通路以及微程序控制器的工作原理，设计完成以下几条机器指令和相应的微程序，输入程序并运行。
START: IN 00H，R1DEC R1BZC RESULT ；为0 则跳转LDI R2，50H ；读入数据始地址LAD R3，[RI]，00H ；从MEM 读入数据送R3，变址寻址，偏移量为 00HADD [RI]00H，R3 ；累加求和INC RI ；变址寄存加1，指向下一数据OUT 40H，[RI]00H ；和在OUT 单元显示JMP START ；跳转至STARTRESULT: HLT ；停机50H、51H、52H、53H、54H、55H单元内容分别为12H、34H、55H、23H、05H。
2 设计设备PC 机一台，TD-CMA 实验系统一套，排线若干。
3 设计原理和方法设计原理3.1.1 数据格式:模型机规定采用定点补码表示法表示数据，字长为８位，8 位全用来表示数据（最高位不表示符号）7 6 5 4 3 2 1符号尾数数值表示范围是:3.1.2 指令设计模型机设计三大类指令共十五条，其中包括运算类指令、控制转移类指令，数据传送类指令。
运算类指令包含三种运算，算术运算、逻辑运算和移位运算，设计有6 条运算类指令，分别为：ADD、AND、INC、SUB、OR、RR，所有运算类指令都为单字节，寻址方式采用寄存器直接寻址。
控制转移类指令有三条HLT、JMP、BZC，用以控制程序的分支和转移，其中HLT为单字节指令，JMP 和BZC 为双字节指令。
数据传送类指令有IN、OUT、MOV、LDI、LAD、STA 共6 条，用以完成寄存器和寄存器、寄存器和I/O、寄存器和存储器之间的数据交换，除MOV 指令为单字节指令外，其余均为双字节指令。
计算机组成原理实验报告基本模型机和复杂模型机的设计
计算机组成原理实验报告基本模型机和复杂模型机的设计文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]基本模型机设计一. 设计目的1. 在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统构造一台稍微复杂的模型计算机；2. 为其定义5条机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试掌握整机概念二. 设计内容部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能，这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。
三．概要设计为了向RAM中装入程序和数据,检查写入是否正确,并能启动程序执行,还必须设计三个控制台操作微程序.存储器读操作:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB,SWA 为”0 0”时,按START微动开关,可对RAM连续手动读操作.存储器写操作:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB SWA置为”0 1”时,按START微动开关可对RAM进行连续手动写入.启动程序:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB SWA置为“1 1”时,按START微动开关,既可转入到第01号“取址”微指令,启动程序运行.上述三条控制台指令用两个开关SWB SWA 的状态来设置,其定义如下表3-1读写变化根据以上要素设计数据通路框图,如图3-1：表3-2 微代码的定义表3-3 A，B，P字段内容A字段 B字段 P字段当拟定“取指令”微指令时，该微指令的判别测试字段为P1测试。
由于“取指”微指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P1测试结果出现多路分支。
本次课程设计用指令寄存器的前4位（I7-I4）作为测试条件，出现5路分支，占用5个固定微地址单元。
控制台操作为P4测试，它以控制台开关SWB，SWA作为测试条件，出现了3路分支，占用3个固定微地址单元。
实验六 复杂模型机的设计与实现
实验六复杂模型机的设计与实现本实验旨在介绍复杂模型机的设计与实现，包括硬件设计、软件开发以及测试等环节。
一、实验目的1、了解复杂模型机的原理和结构。
4、学会使用测试工具对复杂模型机进行测试和验证。
二、实验原理复杂模型机是一种灵活多变的系统，其结构和输入规则可以进行修改和扩充。
其原理是通过对输入的逐步处理和变换，获取到相应的输出结果。
复杂模型机的硬件设计包括电路结构和部件选择等方面，需要根据具体的应用场景进行选择和设计。
而软件开发则包括编程语言、算法设计以及接口设计等方面。
最终，测试是对复杂模型机进行验证的过程，通过测试可以发现系统中存在的问题，进行修改和优化。
三、实验内容1、硬件设计硬件设计是复杂模型机设计中一个非常重要的环节。
根据具体的应用场景，需要选择合适的器件和电路结构。
例如，在一些需要大量数据传输的应用场景中，需要选择高速缓存、高速总线等器件，以提升系统处理速度。
此外，还需要注意信号处理、干扰防护、热稳定性等问题。
2、软件开发软件开发包括编程语言的选择、算法设计、接口设计等方面。
在编程语言的选择方面，C、C++、Python等语言都有优缺点，需要根据实际情况进行选择。
算法的设计则是根据具体的应用场景来的。
例如，在图像处理领域中，常用的算法有人脸识别、图像增强等。
接口设计包括输入输出接口的设计，需要实现对多种交互方式的支持，如图形界面、脚本等。
3、测试和验证测试和验证是对复杂模型机进行验证的过程，通过测试可以发现系统中存在的问题，进行修改和优化。
常用的测试工具包括单元测试、集成测试、性能测试等。
四、实验步骤根据实际需求进行硬件设计，选择器件和电路结构。
最终进行硬件搭建和测试。
根据实际需求进行软件开发和实现，包括编程语言的选择、算法设计、接口设计等方面。
最终进行软件测试和验证。
五、实验注意事项1、在进行实验前，需要对硬件和软件进行备份，以免因实验操作失误造成数据丢失或损坏。
2、在进行大规模测试前，需要对系统进行充分的测试和验证，以确保系统的稳定性和性能。
复杂模型机实验实验报告（共9篇）
复杂模型机实验实验报告(共9篇)_复杂模型机实验报告计算机组成原理实验报告实验题目：一台模型计算机的总体设计之复杂模型机设计实验目的：(1)在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统，构造一台复杂模型计算机，建立一台基本完整的整机。
(2)为其定义至少五条机器指令，并编写相应的微程序，通过联机调试，观察计算机执行指令：从取指令、指令译码、执行指令等过程中数据通路内数据的流动情况，进一步掌握整机概念。
实验设备TDN-CM+教学实验系统一套、微型计算机一台、排线若干。
实验原理：(1)数据格式及指令系统：①数据格式模型机规定数据采用定点整数补码表示，字长为8位，其格式如下：其中，第7位为符号位，数值表示范围是－27 ≤X≤27－1 ②指令格式模型机设计4大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令、I/O 指令、访问及转移指令和停机指令。
A．算术逻辑指令设计九条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：其中，OP－CODE为操作码，RS为源寄存器，RD为目标寄存器，并规定：九条算术逻辑指令的助记符、功能和具体格式见表5.2－1。
B.访问及转移指令：模型机设计两条访问指令，即存数(STA)、取数(LDA)，两条转移指令，即无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移(BZC)，指令格式如下：其中，OP－CODE为操作码，RD为目的寄存器地址(LDA、STA 指令使用)。
D为位移量(正负均可)，M为寻址模式，其定义如下：本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。
C．I/O指令：输入(IN)和输出(OUT)指令采用单字节指令，其格式如下：其中，addr=01时，选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为输入设备，addr=10时，选中“OUTPUT DEVICE”中的数码块作为输出设备。
D．停机指令：停机指令格式如下：HALT指令，用于实现停机操作。
③指令系统：本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令七条，移位指令两条，访问内存指令和程序控制指令四条，输入/输出指令两条，其它指令一条。
复杂模型机设课程设计报告
复杂模型机设课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握复杂模型机的结构组成及其工作原理；2. 学习并运用模型机的编程方法，实现对简单任务的执行；3. 掌握模型机的调试与优化方法，提高模型机的运行效率。
技能目标：1. 能够运用所学知识设计并搭建简单的复杂模型机；2. 能够运用编程语言对模型机进行编程，实现特定功能；3. 能够分析并解决模型机在运行过程中出现的问题，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的团队合作精神，学会在团队中分工合作，共同完成任务；2. 增强学生对工程技术的兴趣，激发创新意识，培养探究精神；3. 引导学生关注科技发展，认识到复杂模型机在现代科技领域的重要地位和价值。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，旨在通过理论与实践相结合的方式，帮助学生掌握复杂模型机的相关知识。
学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的学科基础和动手能力，对新技术充满好奇，喜欢探究和挑战。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强化实际操作训练，提高学生的综合运用能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 复杂模型机的基本概念与结构：介绍模型机的定义、分类及其工作原理，重点讲解复杂模型机的结构组成和功能。
教材章节：第一章 模型机概述2. 模型机的编程方法：学习编程语言，掌握模型机的编程技巧，实现基本指令的编写与执行。
教材章节：第二章 编程语言与编程方法3. 模型机的搭建与调试：讲解如何设计并搭建复杂模型机，学会使用调试工具，对模型机进行调试与优化。
教材章节：第三章 模型机的搭建与调试4. 实际案例分析：分析典型复杂模型机的应用案例，让学生了解模型机在现代科技领域的实际应用。
教材章节：第四章 复杂模型机应用案例5. 综合实践：组织学生进行小组合作，设计并搭建一个简单的复杂模型机，实现特定功能，提高学生的实际操作能力。
复杂模型机组成原理实验
内容摘要本实验利用EL-JY-Ⅱ型计算机组成原理实验系统组建电路，综合运用运算器、控制器、存储器、输入输出系统、总线等部件和辅助电路，完成一个较完整的模型计算机设计和实现，并构造一个指令系统，编写机器指令实现不同的具体功能，如实现数据的输入、输出、加法、减法、移位、自增、自减以及赋值等运算的功能。
关键词：模型机，指令系统，数据输入/输出，算术逻辑运算目录内容摘要 (1)第1章绪论 (4)1.1设计地点 (4)1.2设计目的 (4)1.3设计的意义 (4)1.4课程设计的主要内容和要求 (4)1.5实验的环境 (5)第2章系统设计与实现 (5)2.1模型机结构框图 (5)2.2工作原理 (6)2.2.1 数据格式 (6)2.2.2 指令格式 (6)2.2.3 指令系统 (7)2.2.4 设计微代码 (8)2.2.5 实验微代码 (11)2.3程序代码 (12)2.4实验内容介绍 (12)2.5系统实现步骤 (13)2.6测试用例 (15)2.7硬件连线图 (15)第3章总结 (16)参考文献 (17)课程设计任务书第1章绪论本实验实现的是对复杂模型机组成原理的研究。
1.1 设计地点图书馆五楼机房。
1.2 设计目的本课程设计综合运用运算器、控制器、存储器、输入输出系统、总线等部件和辅助电路，完成一个较完整的模型计算机设计和实现（包括硬件和软件）。
通过课程设计对计算机组成和系统结构的基础知识进行全面的掌握，培养独立分析、研究、开发和综合设计能力。
1.3 设计的意义通过对复杂模型机组成的研究以及对微程序、微代码、机器指令的深入理解，进一步增强对计算机组成的学习，巩固以前所学知识，并对以后的学习打下坚实的基础。
1.4 课程设计的主要内容和要求掌握计算机五大功能部件的组成及功能，熟悉完整的单台计算机基本组成原理，掌握计算机中数据表示方法、运算方法、运算器的组成、控制器的实现、存储器子系统的结构与功能、输入/输出系统的工作原理与功能。
模型机实验报告范文
模型机实验报告范文实验报告：模型机引言模型机是一种能够模拟真实飞行原理的飞行模拟器设备。
它具有模拟真实飞行环境的能力，并用电子方式提供各种飞行动作的控制和监测。
本实验报告旨在介绍模型机的原理和应用，并通过实验来验证模型机的飞行能力和准确性。
一、模型机的原理1.动力系统：模型机的动力系统由电动机、电调器和螺旋桨组成。
电动机提供动力，电调器控制电机的转速，螺旋桨则产生推力。
通过调节电机的转速和螺旋桨的角度，可以控制模型机的飞行状态和动作。
2.飞行姿态控制系统：模型机的姿态控制系统由陀螺仪和加速度计组成。
陀螺仪可以感知模型机的倾斜和转动，加速度计可以感知模型机的加速度。
通过对陀螺仪和加速度计的信号进行处理，可以对飞行姿态进行控制。
3.遥控系统：模型机的遥控系统包括遥控器和接收机。
遥控器由飞行员通过手柄进行控制，接收机接收遥控信号并将其转化为模型机动作。
遥控器可以控制模型机的方向、高度和速度等参数。
二、实验方法本实验使用一架模型机进行飞行模拟实验。
实验过程包括以下步骤：1.检查模型机的动力系统，确保电动机和螺旋桨工作正常。
2.检查模型机的姿态控制系统，确保陀螺仪和加速度计的正常工作。
3.进行遥控系统的校准，确保遥控信号的准确传输。
4.在开阔的空地上进行飞行实验。
首先以低速起飞，然后在空中进行一系列动作，如直线飞行、转弯、盘旋等。
通过遥控器控制模型机的动作，并通过观察和记录模型机的运动轨迹来验证模型机的飞行能力和准确性。
三、实验结果通过实验观察和记录，我们发现模型机在飞行过程中表现出良好的飞行能力和准确性。
它能够根据遥控器的指令进行各种飞行动作，如上升、下降、前进、后退、左转、右转等。
模型机的姿态控制系统能够保持模型机的水平飞行，并根据遥控信号进行相应的调整。
同时，模型机的动力系统能够提供足够的动力，使模型机能够在空中稳定飞行。
四、实验讨论1.模型机的飞行性能受到多种因素的影响，如风速、湿度、温度等。
在实际飞行中，飞行员需要根据实际情况进行相应的调整和控制。
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《计算机组成原理》上机实验报告
学号
姓名
班级
课程名称
计算机组成原理
上机内容
复杂模型机实验
实验性质：□综合性实验□设计性实验■验证实验
实验时间
2012年12月18日
实验地点
睿智4楼102
实验报告:(包括目的、方法、原理、结果或实验小节等)。
根据复杂模型机的指令系统，编写实验程序，并运行程序，观察和记录运行结果。
1、ZY15Comp12BB计算机组成原理教学实验系统一台
2、排线若干
3.PC机一台
1、数据格式
模型机规定采用定点补码表示法表示数据，且字长为8位，其格式如下：
数据位数
D7
D6D5D4D3D2D1D0
用途是：－1≤X＜1。
2、指令格式
模型机设计四大类指令共十六条，其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问存储器、转移指令和停机指令。
目的寄存器（RD）
其中，在IN指令中，addr=01，选中“INPUT”中的开关组作为输入设备，在OUT指令中，addr=10时，表示选中“OUTPUT UNIT”中的数码块作为输出设备。
（4）停机指令
指令格式如下：
数据位数
D7D6D5D4
D3D2
D1D0
值
0110
00
00
HALT指令，机器码为60H，用于实现停机操作。
07 00
08 59OUT R1；R1OUTPUT UNIT显示；
0960HALT；停机
( 2 )以上程序的机器指令如下：
$P0044$P01F0$P02F1
$P0344$P04E0$P0591
$P060C$P0700$P0859
$P0960
（3）微程序，并保存为“复杂模型机.txt”如下：
$M00018108 $M0101ED82 $M0200C050
uA1
uA0
A字段
B字段
P字段
15
14
13
控制信号
12
11
10
控制信号
9
8
7
控制信号
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
LDRI
0
0
1
RS_G
0
0
1
P1
0
1
0
LDDR1
0
1
0
RD_G
0
1
0
P2
0
1
1
LDDR2
0
1
1
RI_G
0
1
1
P3
1
0
0
LDIR
1
0
0
299_G
1
0
0
P4
1
0
1
LOAD
1
0
1
ALU_G
1
0
1
AR
（5）按照系统建议的微指令格式，参照微指令流程图，将每条微指令代码化，译成二进制代码表，并将二进制代码表转换为联机操作时的十六进制格式文件。
微程序
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
控制信号
S3
S2
S1
S0
M
CN
RD
M17
M16
A
B
P
uA5
uA4
uA3
uA2
$M0300A004 $M0400E0A0 $M0500E006
$M0600A007 $M0700E0A0 $M0801ED8A
$M0901ED8C $M0A00A03B $M0B018001
$M0C00203C $M0D00A00E $M0E01B60F
$M0F95EA25 $M1001ED83 $M1101ED85
（2）访存指令及转移指令
模型机设计2条访存指令，即存数（STA）、取数（LD），2条转移指令，即无条件转移（JMP）、结果为零或有进位转移指令（BZC），指令格式为：
数据位数
D7D6
D5D4
D3D2
D1D0
D7……D0
用途
00
寻址模式M
操作码OP-CODE
目的寄存器编码RD
位移量D
其中，OP－CODE为操作码，rd为目的寄存器地址（LD、STA指令使用）。D为位移量（正负均可），M为寻址模式，其定义如下：
1
1
0
LDAR
1
1
0
PC_G
1
1
0
LDPC
复杂模型机共有16条基本指令，其中算数逻辑指令7条，访问内存指令和程序控制指令4条，输入输出指令2条，其他指令1条。
1、按照以下逻辑图在试验箱上连接好电路图：
图2-9复杂模型机实验
2、用记事本编写程序，如下：
（1）机器指令如下：
地址内容助记符说明
00 44IN R0；INPUT数据R0，第一次采集数据（设输入数据为07H）
$M300D8171 $M31959B41 $M32019A01
$M3301B435 $M3405DB81 $M35B99B41
$M360D9A01 $M37298838 $M38019801
$M3919883A $M3A019801 $M3B070A08
$M3C068A09
3、打开联机软件，用“操作”菜单中的“装载文件”将文件载入到软件中，并用“操作”菜单中的“读写微程序控制器”来查看程序是否有错。
寻址模式M
有效地址E
说明
００
D
直接寻址
０１
(D)
间接寻址
１０
(RI)+D
RI变址寻址
１１
(PC)+D
相对寻址
本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。
（3）I/O指令
输入（IN）和输出（OUT）指令采用单字节指令，其格式如下：
数据位数
D7D6D5D4
D3D2
D1D0
用途
操作码（OP-CODE）
地址（addr）
01F0RLC R0, R0；R0带进位左循环移位一次
02F1RLC R0, R1；第二次左移后保存到R1中
03 44IN R0；输入开关数据R0，第二次采集数据（设输入数据仍为07H）
04E0RRC R0, R0；R0带进位右循环移位一次
0591ADC R0, R1；两数据相加
060CBZC 00；若有进位或结果为零，则跳到00地址单元
$M1201ED8D $M1301EDA6 $M14001001
$M15030401 $M16018016 $M173D9A01
$M18019201 $M1901A22A $M1A01B22C
$M1B01A232 $M1C01A233 $M1D01A236
$M1E318237 $M1F318239 $M20009001
$M21028401 $M2205DB81 $M230180E4
$M24018001 $M2595AAA0 $M2600A027
$M2701BC28 $M2895EA29 $M2995AAA0
$M2A01B42B $M2B959B41 $M2C01A42D
$M2D05AB6E $M2E0DAA2F $M2F01AA30
（1）算术逻辑指令
设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：
数据位数
D7D6D5D4
D3D2
D1D0
用途
操作码（OP-CODE）
源寄存器（RS）
目的寄存器（RD）
规定：
选中的寄存器（RS或RD）
R0
R1
R2
寄存器的编码
00
01
10
算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表2—3。