实验三：内存储器部件实验
计算机组成原理实验
计算机组成原理实验一、实验目的本实验旨在通过实际操作，加深对计算机组成原理的理解，掌握计算机硬件的基本原理和工作方式。
二、实验设备和材料1. 计算机主机：型号为XXX，配置了XXX处理器、XXX内存、XXX硬盘等。
2. 显示器：型号为XXX，分辨率为XXX。
3. 键盘和鼠标：标准配置。
4. 实验板：包括CPU、内存、存储器、输入输出接口等模块。
5. 逻辑分析仪：用于分析和调试电路信号。
6. 示波器：用于观测电路信号的波形。
三、实验内容1. 实验一：CPU的工作原理a. 将实验板上的CPU模块插入计算机主机的CPU插槽中。
b. 连接逻辑分析仪和示波器，用于观测和分析CPU的工作信号和波形。
c. 打开计算机主机，启动操作系统。
d. 运行一段简单的程序，观察CPU的工作状态和指令执行过程。
e. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，了解CPU的时钟信号、数据总线、地址总线等工作原理。
2. 实验二：内存的存储和读写a. 将实验板上的内存模块插入计算机主机的内存插槽中。
b. 打开计算机主机，启动操作系统。
c. 编写一个简单的程序，将数据存储到内存中。
d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，观察内存的写入和读取过程，了解内存的存储原理和读写速度。
3. 实验三：存储器的工作原理a. 将实验板上的存储器模块插入计算机主机的存储器插槽中。
b. 打开计算机主机，启动操作系统。
c. 编写一个简单的程序，读取存储器中的数据。
d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，观察存储器的读取过程，了解存储器的工作原理和数据传输速度。
4. 实验四：输入输出接口的工作原理a. 将实验板上的输入输出接口模块插入计算机主机的扩展插槽中。
b. 打开计算机主机，启动操作系统。
c. 编写一个简单的程序，通过输入输出接口实现数据的输入和输出。
d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，观察输入输出接口的工作过程，了解数据的传输和控制原理。
四、实验结果分析1. 实验一：通过观察CPU的工作状态和指令执行过程，可以验证CPU的时钟信号、数据总线、地址总线等工作原理是否正确。
计算机组成原理实验
DR1 65
DR2 A7
S3S2S1S0 0000
M=0 Cn=1 Cn=0
M=1
0001
0010 0110 1000 1001 1011 1101
1111
运算器实验原理图
实验线路
74LS181功能表
注意: F=A+B 不带进位加 F=A加B 带进位加
实验二
一、实验目的
存储器实验
了解静态存储器的工作原理
注:
A7…A0 => AD7…AD0
写存储器
读存储器
实验三
一、实验目的
微程序控制器实验
学习微程序的编写方法，了解微程序控制的实现过程 二、实验设备 TDN-CM++实验仪一套、PC机一台 三、实验内容
要求编写以下五条指令的微程序，在数据通路图中 观察执行过程
1、IN R0 INPUT →R0
2、OUT [ADDR]
02
03 04 05 06 07
00C043
01ED84
RAM →IR
PC →AR，PC+1 →PC RAM →AR RAM →DR1 R0 →DR2
*****3
DR1+DR2->R0
六、实验线路
注: 从实验箱手动输入微码时 : UA5…UA0 => MA5…MA0 从电脑输入微码时 : UA5… UA0 =源自 SE6…SE1微指令格式
WE A9 A8 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1
INPUT RAM读 RAM写 LED 无
S3-S0,M,Cn是运算器74LS181的运 算控制（看P16)； UA5-UA0是下一条微指令地址.
实验三tpc装置系统结构io与存储器.
实验三 TPC装置系统结构,I/O与存储器一．实验目的1、了解掌握TPC实验装置的基本原理和组成结构, 学会测试检查TPC-PCI总线转接卡地址;2、正确掌握I/O地址译码电路的工作原理，学会动态调试程序DEBUG/TD的直接I/O操作方法；3、学会利用I/O指令单步调试检查硬件接口功能，学会利用示波器检测I/O指令执行时总线情况；4、进一步熟悉8086/8088及PC机的分段存储特性, 了解存储器扩展原理，完成编程及测试。
二．实验环境1．硬件环境微型计算机（Intel x86系列CPU）一台，清华科教仪器厂TPC-2003A微机接口实验装置一台；数字记忆示波器一台．2.软件环境（１） Windows XP操作系统，编辑、汇编、链接和调试程序；（２） PC2003A集成开发环境软件一套及实验装置电子版资料三．基本实验1．基本实验内容和要求(1) 观察了解TPC实验装置的基本原理和组成结构；(2) 通过Win/XP控制台硬件信息或测试程序检查TPC-PCI总线转接卡地址，并记录;(3) 按图３.１的I/O地址译码测试参考电路连线, 分析电路原理，分别利用动态调试程序直接I/O操作功能和单步功能测试；(4) 编程利用片选负脉冲控制L7闪烁发光（亮、灭、亮、灭、……），时间间隔通过软件延时实现。
(5) 修改延时参数，使亮(约1秒)与灭的时间间隔分别为1秒、5秒和8秒), 记录延时程序对应参数BX,CX。
2．基本实验原理和步骤(1) 实验系统基本组成：TPC2003实验系统基于IBM-PC兼容主机, 装置硬件包括：PCI接口卡一块；实验台（箱）一个；50线扁平电缆一根；自锁紧导线50根；标准集成电路芯片（8251、74LS273、74LS244、6116）共4片,选配外扩键盘显示器电路一套。
该实验装置在PC系统中的位置如图3.1所示（虚线框内, 斜线标出）：(1)TPC 扩展卡 I/O 和存储基地址TPC-2003A 将PCI 总线转换为伪ISA 总线信号(如图3.2)，由于 PCI 总线结构支持即插即用（p&p ）功能，每台微机分配给PCI 扩展板的资源是动态浮动的，不同于ISA 总线固定的外设地址，因此分配给设备的I ／O 基地址、存储器基地址空间及INT 中断号会因不同的微机而有所变化（详细介绍请参看pci 总线规范文档或TPC 设备的教师实验指导书），所以实验前需要确定当前微机中PCI 卡的资源，并用其替换程序中的相应值，重新编译链接后才能实现实验效果。
计算机组成原理实验报告
计算机组成原理实验报告实验目的，通过本次实验，深入了解计算机组成原理的相关知识，掌握计算机硬件的基本组成和工作原理。
实验一，逻辑门电路实验。
在本次实验中，我们学习了逻辑门电路的基本原理和实现方法。
逻辑门电路是计算机中最基本的组成部分，通过逻辑门电路可以实现各种逻辑运算，如与门、或门、非门等。
在实验中，我们通过搭建逻辑门电路并进行实际操作，深入理解了逻辑门的工作原理和逻辑运算的实现过程。
实验二，寄存器和计数器实验。
在本次实验中，我们学习了寄存器和计数器的原理和应用。
寄存器是计算机中用于存储数据的重要部件，而计数器则用于实现计数功能。
通过实验操作，我们深入了解了寄存器和计数器的内部结构和工作原理，掌握了它们在计算机中的应用方法。
实验三，存储器实验。
在实验三中，我们学习了存储器的原理和分类，了解了不同类型的存储器在计算机中的作用和应用。
通过实验操作，我们进一步加深了对存储器的认识，掌握了存储器的读写操作和数据传输原理。
实验四，指令系统实验。
在本次实验中，我们学习了计算机的指令系统，了解了指令的格式和执行过程。
通过实验操作，我们掌握了指令的编写和执行方法，加深了对指令系统的理解和应用。
实验五，CPU实验。
在实验五中，我们深入了解了计算机的中央处理器（CPU）的工作原理和结构。
通过实验操作，我们学习了CPU的各个部件的功能和相互之间的协作关系，掌握了CPU的工作过程和运行原理。
实验六，总线实验。
在本次实验中，我们学习了计算机的总线结构和工作原理。
通过实验操作，我们了解了总线的分类和各种总线的功能，掌握了总线的数据传输方式和时序控制方法。
结论：通过本次实验，我们深入了解了计算机组成原理的相关知识，掌握了计算机硬件的基本组成和工作原理。
通过实验操作，我们加深了对逻辑门电路、寄存器、计数器、存储器、指令系统、CPU和总线的理解，为进一步学习和研究计算机组成原理奠定了坚实的基础。
希望通过不断的实践和学习，能够更深入地理解和应用计算机组成原理的知识。
计算机组成原理实验_存储器部件教学实验
实验题目存储器部件教学实验一、实验目的：1. 熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的相同和差异之处。
学习用编程器设备向EEPROM芯片内写入一批数据的过程和方法。
2. 理解并熟悉通过字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的方案。
3. 了解静态存储器系统使用的各种控制信号之间正常的时序关系。
4. 了解如何通过读、写存储顺的指令实现对58C65 ROM芯片的读、写操作。
加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用。
二、实验设备与器材：TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。
三、实验说明和原理：1、内存储器原理内存储器是计算机中存放正在运行中的程序和相关数据的部件。
在教学计算机存储器部件设计中，出于简化和容易实现的目的，选用静态存储器芯片实现内存储器的存储体，包括唯读存储区和随读写存储区两部分，ROM存储区选用4片长度8位、容易8KB的58C65芯片实现，RAM存储区选用2片长度8位、容量2KB的6116芯片实现，每2个8位的芯片合成一组用于组成16位长度的内存字，6个芯片被分成3组，其地址空间分配关系是：0-1777h用于第一组ROM，固化监控程序，2000-2777h用于RAM，保存用户程序和用户数据，其高端的一些单元作监控程序的数据区，第二组ROM的地址范围可以由用户选择，主要用于完成扩展内存容量的教学实验。
地址总线的低13位送到ROM芯片的地址线引脚，用于选择芯片内的一个存储字。
用于实现存储字的高位字节的3个芯片的数据线引脚、实现低位字节的3个芯片的数据线引脚分别连接在一起接到数据总线的高、低位字节，是实现存储器数据读写的信息通路。
数据总线要通过一个双向三态门电路与CPU一侧的内部总线IB 相连接，已完成存储器、接口电路和CPU之间的数据通讯。
2、扩展教学机的存储空间四、实验内容：1) 要完成存储器容量扩展的教学实验，需为扩展存储器选择一个地址，并注意读写和OE等控制信号的正确状态。
计算机操作系统实验三存储器管理
计算机操作系统实验三存储器管理引言存储器管理是计算机操作系统中非常重要的一部分。
它负责管理计算机中的存储器资源，以便有效地分配和管理内存。
在操作系统的设计和实现中，存储器管理的性能和效率对整个系统的稳定性和性能有着重要的影响。
本文档将介绍计算机操作系统实验三中的存储器管理的实验内容及相关的知识点。
我们将从内存分区管理、页式存储管理和段式存储管理三个方面进行讨论。
内存分区管理内存分区管理是一种常见的存储器管理方法，旨在将物理内存分成若干个不同大小的区域，以便为不同的进程分配内存。
在实验三中，我们将学习和实现两种内存分区管理算法：首次适应算法和最佳适应算法。
首次适应算法是一种简单直观的算法，它从内存的起始位置开始查找第一个满足要求的空闲分区。
而最佳适应算法则是通过遍历整个内存空间，选择最合适的空闲分区来满足进程的内存需求。
通过实验，我们将学习如何实现这两种算法，并通过比较它们的性能和效果来深入理解内存分区管理的原理和实现。
页式存储管理页式存储管理是一种将物理内存分成固定大小的页框（page frame）和逻辑地址分成固定大小的页面（page）的管理方法。
在操作系统中，虚拟内存通过将进程的地址空间划分成大小相等的页面，并与物理内存中的页框相对应，实现了大容量的存储管理和地址空间共享。
在实验三中，我们将学习和实现页式存储管理的基本原理和算法。
我们将了解页表的结构和作用，以及如何通过页表将逻辑地址转换为物理地址。
此外，我们还将学习页面置换算法，用于处理内存不足时的页面置换问题。
段式存储管理段式存储管理是一种将逻辑地址分成不同大小的段并与物理内存中的段相对应的管理方法。
在操作系统的设计中，段式存储管理可以提供更灵活的地址空间管理和内存分配。
实验三将介绍段式存储管理的基本原理和实现方法。
我们将学习段表的结构和作用，以及如何通过段表将逻辑地址转换为物理地址。
同时，我们还将探讨段的分配和释放过程，并学习如何处理外部碎片的问题。
内存储器部件实验报告
内存储器部件实验报告实验名称：内存存储器部件实验实验目的：通过本实验，熟悉内存存储器的原理和部件，掌握内存存储器的组成结构和工作原理，能够进行内存存储器的基本操作和测试。
实验器材：内存存储器、多媒体教学台、计算机、数据线实验原理：内存存储器是计算机中用于临时存储数据和程序的部件。
内存存储器的主要作用是为CPU提供数据和程序，并且数据的读写速度比硬盘快得多。
内存存储器的工作原理是通过将数据和程序存储在内存芯片中，CPU根据需要从内存中读取数据和程序，处理后再将结果写入内存。
实验内容：1.内存存储器的组成结构：内存存储器主要由存储单元、地址译码器、数据线和控制线等部件组成。
存储单元是内存中存储数据和程序的最基本单元，地址译码器负责将CPU发送的地址信号翻译成内存中的存储单元地址，数据线用于传输数据，控制线用于控制内存的读写操作。
2.内存存储器的工作原理：内存存储器的工作原理是通过地址信号和控制信号控制内存的读写操作。
当CPU需要访问内存中的数据或程序时，会发送地址信号给内存，地址译码器根据地址信号确定要访问的存储单元，数据线用于传输数据，控制线用于控制读写操作。
3.内存存储器的基本操作：内存存储器的基本操作包括读操作和写操作。
读操作是指CPU从内存中读取数据或程序到CPU中进行处理，写操作是指CPU将处理后的数据或程序写入内存中。
内存存储器的读写速度很快，可以满足CPU的数据读写需求。
实验步骤：1.将内存存储器安装在多媒体教学台上，并连接数据线和控制线。
2.打开计算机，进入系统。
3.运行内存存储器测试程序，测试内存存储器的读写速度和容量。
4.对内存存储器进行读操作和写操作，观察内存存储器的工作状态。
5.测试不同大小和型号的内存存储器，比较它们的读写速度和性能。
实验结果：1.经过测试，内存存储器的读写速度在20GB/s以上，容量为8GB。
2.内存存储器的读写速度快，可以满足CPU的数据读写需求。
3.不同大小和型号的内存存储器性能有所差异，需要根据具体需求选择适合的内存存储器。
(完整word版)广工计算机组成原理实验报告
计算机组成原理实验报告课程名称计算机组成原理实验学院计算机专业班级学号学生姓名指导教师张2017 年 6 月21计算机学院专业班学号姓名协作者教师评定_______________实验题目实验一基础汇编语言程序设计实验一：基础汇编语言程序设计实验1实验目的●学习和了解TEC-XP+教学实验监控命令的用法;●学习和了解TEC-XP+教学实验系统的指令系统;●学习简单的TEC-XP+教学实验系统汇编程序设计。
2实验设备及器材●工作良好的PC机;●TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。
3实验说明和原理实验原理在于汇编语言能够直接控制底层硬件的状态，通过简单的汇编指令查看、显示、修改寄存器、存储器等硬件内容。
实验箱正如一集成的开发板，而我们正是通过基础的汇编语言对开发板进行使用和学习，过程中我们不仅需要运用汇编语言的知识，还需要结合数字逻辑中所学的关于存储器、触发器等基本器件的原理，通过串口通讯，实现程序的烧录，实验箱与PC端的通讯。
4实验内容1)学习联机使用TEC－XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC；2)学习使用WINDOWS界面的串口通讯软件；3)使用监控程序的R命令显示/修改寄存器内容、D命令显示存储内容、E命令修改存储内容；4)使用A命令写一小段汇编程序，U命令反汇编输入的程序，用G命令连续运行该程序，用T、P命令单步运行并观察程序单步执行情况。
5实验步骤1)准备一台串口工作良好的PC机器;2)将TEC-XP+放在实验台上,打开实验箱的盖子,确定电源处于断开状态;3)将黑色的电源线一段接220V交流电源,另一端插在TEC-XP+实验箱的电源插座里;4)取出通讯线,将通讯线的9芯插头接在TEC-XP+实验箱上的串口"COM1"或"COM2"上,另一端接到PC机的串口上;5)将TEC-XP+实验系统左下方的六个黑色的控制机器运行状态的开关置于正确的位置,再找个实验中开关应置为001100(连续、内存读指令、组合逻辑、联机、16位、MACH),6)控制开关的功能在开关上、下方有标识;开关拨向上方表示"1",拨向下方表示"0","X"表示任意,其他实验相同;7)打开电源,船型开关盒5V电源指示灯亮;8)在PC机上运行PCEC16.EXE文件,根据连接的PC机的串口设置所用PC机的串口为"1"或"2",其他的设置一般不用改动,直接回车即可; （8）按一下"RESET"按键,再按一下"START"按键,主机上显示：6实验截图及思考题【例3】计算1到10的累加和。
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实验三内存储器部件实验
一、实验目的
1、通过学习TEC-2000教学计算机的存储器系统，深入理解计算机主存储器的功能和组成；
2、学习和理解只读存储器、静态存储器芯片的读写原理，掌握计算机存储器系统的扩展方法。
二、实验说明
TEC－2000教学计算机存储器系统由ROM和RAM两个存储区组成。
ROM存储区由2个EEPROM芯片58C65（8192×8）组成，容
量为8192×16。
RAM存储区由2个RAM芯片6116（2048×8）组成，容量为2048×16。
TEC－2000教学计算机中还预留了2个存储
器芯片插座，可以插上相应存储器芯片进行存储器容量扩展的教学实验。
TEC-2000教学计算机存储器系统组成结构图
三、实验内容
1、完成存储器容量扩展实验，为扩展存储器选择一个地址，注意读写和/OE等控制信号的正确状态；
2、用监控程序的D、E命令对存储器进行读写，比较RAM（6116）、EEPROM（58系列）存储特性的区别以及在读写上的差异；
3、用监控程序的A命令编写一段程序，对RAM（6116）进行读写，用D命令查看结果是否正确。
四、实验步骤
1、RAM实验
RAM（6116）支持随机读写操作，可直接用A、E命令向存储器输入程序或改变存储单元的值。
RAM中的内容在断电后会消失，重新启动教学机后会发现存储单元的值发生了改变。
1）用E命令改变内存单元的值并用D命令观察结果。
⑴在命令行提示符状态下输入：
E 2020↙
屏幕显示2020 内存单元原值。
按如下形式键入：
2222（空格）3333（空格）4444（空格）5555
⑵在命令行提示符状态下输入：
D 2020↙
观察屏幕显示的从2020内存单元开始的值。
⑶断电后重新启动教学实验机，用D命令观察内存单元2020-2023的值。
2）用A命令输入一段程序，执行并观察结果。
⑴在命令行提示符状态下输入：
A 2000↙
键入如下汇编程序：
2000：MVRD R0, AAAA
2002：MVRD R1, 5555
2004：AND R0, R1
2006
⑵在命令行提示符状态下输入：
U 2000↙
观察屏幕显示的内容。
⑶在命令行提示符状态下输入：
T 2000↙
观察寄存器R0、R1的值。
T↙
观察寄存器R0、R1的值。
T↙
观察寄存器R0、R1的值。
⑷在命令行提示符状态下输入：
G 2000↙
⑸运行输入程序。
在命令行提示符状态下输入：
R↙
观察寄存器R0、R1的值。
⑹断电后重新启动教学实验机，用U命令观察内存单元2000开始的内容。
2、扩展EPROM实验
将扩展EPROM芯片（HN 58C65）插入标有“EXTROMH”和“EXTROML”的插座（注意芯片与插座的半圆形缺口方向相同）；将2个插座右下方标有“/CS”的2个圆孔中的一个（内部已相连），与标有“MEM/CS”的一排圆孔中（存储器译码输出端）地址为“4000－5FFF”的圆孔用导线相连，表示扩展的EPROM的内存地址从4000H开始，可用空间是4000H-5FFFH，用户可在这个范围内输入程序或改变内存单元的值。
每个ROM插座的两边有4组插针，需根据选用的存储器芯片类型正确连接：
⑴将有“VCC∕MWR”的3个插针的上面2个短接；
⑵将标有“A11∕MWR”的3个插针的上面2个短接；
⑶将标有“2764”的2个插针断开；
⑷将标有“/MRD GND”的3个插针的上面2个短接。
1）用D命令观察地址从4000开始的内存单元的值。
2）用E命令改变地址从4000开始的4个内存单元的值，并用D命令观察结果。
3）断电后重新启动教学实验机，用D命令观察地址从4000开始的4个内存单元的值。
3、扩展EEPROM实验
HN 58C65的读操作和普通的RAM相同，但其写操作的完成需要较长的时间，大约为1毫秒。
因此，需要编写一延迟子程序，在对EEPROM进行写操作时，调用该子程序，以完成正确的读写。
1）将有“VCC∕MWR”的3个插针的下面2个短接。
2）用D命令观察地址从4000开始的内存单元的值。
3）用E命令改变地址从4000开始的4个内存单元的值，并用D命令观察结果。
4）断电后重新启动教学实验机，用D命令观察地址从4000开始的4个内存单元的值。
5）HN58C65存储器不能直接用A命令输入程序，单字的指令可能会写进去，双字指令的低位会出错（建议试一试），可将编写好的程序放到RAM（6116）中，访问HN58C65的内存单元时调用延时子程序。
下面的程序，在5000H-500FH单元中依次写入数据0000H、0001H、…000FH。
从2000H单元开始输入主程序：
（2000）MVRD R0，0000
MVRD R2，0010 ；R2记录循环次数
MVRD R3，5000 ；R3的内容位16位内存
；地址
（2006）STRR [R3]，R0 ；将R0寄存器的内容放到
；R3给出的内存单元中
CALA 2200 ；调用程序地址为2200的
；延时子程序
INC R0 ；R0加1
INC R3 ；R3加1
DEC R2 ；R2减1
JRNZ 2006 ；R2不为0跳转到2006H
RET
从2200H单元开始输入延时子程序：
（2200）PUSH R3
MVRD R3，FFFF
（2203）DEC R3
JRNZ 2203
POP R3
RET
运行主程序，在命令提示符下输入：G 2000↙
程序执行结束后，在命令提示符下输入：D 5000↙
可看到从5000H开始的内存单元的值变为：
5000：0000 0001 0002 0003 0004 0005 0006 0007
5008：0008 0009 000A 000B 000C 000D 000E 000F。
思考：
1）为何能用E命令直接写HN58C65的存储单元，而A命令则有时不正确？
2）修改延时子程序，将其延时改短，将延时子程序中R3的内容赋成00FF或0FFF等，再看运行结果。
五、实验要求
1、实验过程中，应认真进行实验操作，注意不能因为粗心造成短路等事故而损坏设备；
2、要仔细思考实验有关内容，不明白的问题通过实验理解清楚，力求达到教学实验的主要目的；
3、实验之后，应认真思考总结，写出实验报告，包括实验步骤和具体实验结果，遇到主要问题和分析与解决问题的思路。
实验报告中，还应写出自己的学习心得和切身体会。