计算机体系结构实验报告二
计算机体系结构实验报告
计算机体系结构实验报告实验目的：1.掌握计算机体系结构的基本概念和组成部分2.学会使用模拟器对计算机性能进行测试和优化3.理解计算机指令的执行过程和流水线工作原理4.掌握计算机性能指标的测量方法和分析技巧实验材料和工具：1.一台个人电脑2.计算机体系结构模拟器3.实验指导书和实验报告模板实验步骤：1.搭建计算机系统：根据实验指导书提供的指导，我们搭建了一个简单的计算机系统，包括中央处理器（CPU）、内存和输入输出设备。
2.编写测试程序：我们编写了一段简单的测试程序，用于测试计算机系统的性能。
3.运行测试程序：我们使用模拟器运行测试程序，并记录测试结果。
模拟器可以模拟计算机的执行过程，并提供各种性能指标的测量功能。
4.分析和优化：根据测试结果，我们对计算机系统的性能进行分析，并尝试优化系统设计和测试程序，以提高性能。
实验结果：通过测试程序的运行和性能指标的测量，我们得到了如下结果：1.计算机的时钟频率：根据模拟器显示的结果，我们得知计算机的时钟频率为1000MHz。
2. 指令执行时间：我们计算了测试程序的平均执行时间，得到了结果为5ms。
4.流水线效率：我们通过模拟器提供的流水线分析功能，得到了计算机流水线的平均效率为80%。
实验分析：根据测试结果1.提高时钟频率：通过增加时钟频率可以加快计算机的运行速度。
我们可以尝试调整计算机硬件的设计和制造工艺，提高时钟频率。
2.优化指令执行过程：我们可以通过优化指令的执行过程，减少执行时间。
例如，并行执行多个指令、增加指令缓存等。
3.提高流水线效率：流水线是提高计算机性能的关键技术，我们可以通过增加流水线级数和优化流水线结构，提高流水线效率。
4.增加并行计算能力：并行计算是提高计算机性能的重要途径，我们可以尝试增加计算机的并行计算能力，例如增加处理器核心的数量。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了计算机体系结构的工作原理和性能指标。
通过模拟器的使用，我们学会了对计算机性能进行测试和进行性能优化的方法。
计算机系统结构实验报告
计算机系统结构实验报告一、实验目的：1、熟练掌握WinDLX模拟器的操作和使用2、熟悉DLX指令集结构及其特点二、实验内容：1、用WinDLX模拟器执行求阶乘程序fact.s。
这个程序说明浮点指令的使用。
该程序从标准输入读入一个整数，求其阶乘，然后将结果输出。
该程序中调用了input.s 中的输入子程序，这个子程序用于读入正整数。
2、用WinDLX模拟器执行求最大公约数程序gcm.s。
该程序从标准输入读入两个整数，求他们的最大公约数，然后将结果写到标准输出。
该程序中调用了input.s 中的输入子程序。
3、通过上述使用WinDLX，总结WinDLX的特点。
三、实验结果：fact.s程序代码：.dataPrompt: .asciiz "An integer value >1 : "PrintfFormat: .asciiz "Factorial = %g\n\n".align 2PrintfPar: .word PrintfFormatPrintfValue: .space 8.text.global mainmain:;*** Read value from stdin into R1addi r1,r0,Promptjal InputUnsigned;*** init valuesmovi2fp f10,r1 ;R1 -> D0 D0..Count registercvti2d f0,f10addi r2,r0,1 ;1 -> D2 D2..resultmovi2fp f11,r2cvti2d f2,f11movd f4,f2 ;1-> D4 D4..Constant 1;*** Break loop if D0 = 1Loop: led f0,f4 ;D0<=1 ?bfpt Finish;*** Multiplication and next loopmultd f2,f2,f0subd f0,f0,f4j LoopFinish: ;*** write result to stdoutsd PrintfValue,f2addi r14,r0,PrintfPartrap 5;*** endtrap运行结果：gcm.s程序代码：.data;*** Prompts for inputPrompt1: .asciiz "First Number:"Prompt2: .asciiz "Second Number: ";*** Data for printf-TrapPrintfFormat: .asciiz "gcM=%d\n\n".align 2PrintfPar: .word PrintfFormatPrintfValue: .space 4.text.global mainmain:;*** Read two positive integer numbers into R1 and R2addi r1,r0,Prompt1jal InputUnsigned ;read uns.-integer into R1add r2,r1,r0 ;R2 <- R1addi r1,r0,Prompt2jal InputUnsigned ;read uns.-integer into R1Loop: ;*** Compare R1 and R2seq r3,r1,r2 ;R1 == R2 ?bnez r3,Resultsgt r3,r1,r2 ;R1 > R2 ?bnez r3,r1Greaterr2Greater: ;*** subtract r1 from r2sub r2,r2,r1j Loopr1Greater: ;*** subtract r2 from r1sub r1,r1,r2j LoopResult: ;*** Write the result (R1)sw PrintfValue,r1addi r14,r0,PrintfPartrap 5;*** endtrap 0运行结果：四、实验总结在本次实验过程当中，winDLX里的程序是一种汇编语言，通过对寄存器和条件转移来实现程序的实现。
计算机系统结构实验报告
计算机系统结构实验报告实验目的：掌握计算机系统的基本结构和工作原理，了解计算机系统的组成部分及其相互关系。
实验仪器和材料：计算机硬件设备（主机、硬盘、内存、显卡等）、操作系统、实验指导书、实验报告模板。
实验原理：实验步骤：1.搭建计算机硬件设备，将主机、硬盘、内存、显卡等组装连接好。
2. 安装操作系统，如Windows、Linux等。
3.启动计算机，进入操作系统界面。
4.打开任务管理器，查看CPU的使用情况。
5.打开任务管理器，查看内存的使用情况。
6.运行一些应用程序，观察CPU和内存的使用情况。
7.尝试使用输入输出设备，如键盘、鼠标等。
实验结果：通过实验，我们可以观察到计算机系统的硬件部分和软件部分的工作情况。
通过任务管理器，我们可以查看到CPU的使用情况和内存的使用情况。
在运行应用程序时，我们可以观察到CPU和内存的使用情况的变化。
通过使用输入输出设备，我们可以与计算机进行交互操作。
实验分析：从实验结果可以看出，计算机系统的硬件部分和软件部分都是相互关联的。
CPU作为计算机的核心部件，负责执行各种指令，通过数据传输和计算来完成各种操作。
而内存则用于存储数据和程序，通过读写操作来完成对数据的处理。
硬盘则用于长期存储数据。
操作系统则是计算机系统的管理者，通过调度CPU和内存的使用来实现对计算机资源的分配。
结论：计算机系统是由硬件和软件部分组成的，其中硬件部分包括CPU、内存、硬盘等，软件部分包括操作系统、应用程序等。
计算机系统通过CPU 的运算和数据传输来实现各种操作。
通过实验，我们可以观察到计算机系统的工作情况，并深入了解计算机系统的组成和工作原理。
实验总结：通过本次实验，我们对计算机系统的基本结构和工作原理有了更深入的了解。
实验中，我们搭建了计算机硬件设备，安装了操作系统，并通过观察和分析实验结果，进一步认识到计算机系统的组成部分和各部分之间的相互关系。
通过操作输入输出设备，我们还实践了与计算机进行交互操作的过程。
计算机组成实验报告
计算机组成实验报告计算机组成实验报告(共3篇)篇一：《计算机组成与结构》实验报告11 .实验目的：1)．学习和了解TEC-2000 十六位机监控命令的用法；2)．学习和了解TEC-2000 十六位机的指令系统；3)．学习简单的TEC-2000 十六位机汇编程序设计；2.实验内容：1)．使用监控程序的R 命令显示/修改寄存器内容、D 命令显示存储器内容、E 命令修改存储器内容；2)．使用 A 命令写一小段汇编程序，U 命令反汇编刚输入的程序，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；3、实验步骤1)．关闭电源，将大板上的COM1 口与PC 机的串口相连；2)．接通电源，在PC 机上运行PCEC.EXE 文件，设置所用PC 机的串口为“1”或“2”, 其它的设置一般不用改动,直接回车即可；3)．置控制开关为00101（连续、内存读指令、组合逻辑、16 位、联机），开关拨向上方表示“1”，拨向下方表示“0”，“X”表示任意。
其它实验相同；4)．按一下“RESET”按键,再按一下“START”按键，主机上显示：TEC-2000 CRT MONITOR Version 1.0 April 2001Computer Architectur Lab.，Tsinghua University Programmed by He Jia >5)．用R 命令查看寄存器内容或修改寄存器的内容a.在命令行提示符状态下输入：R↙；显示寄存器的内容图片已关闭显示，点此查看图片已关闭显示，点此查看b.在命令行提示符状态下输入：R R0↙；修改寄存器R0 的内容，被修改的寄存器与所赋值之间可以无空格,也可有一个或数个空格主机显示:寄存器原值:_在该提示符下输入新的值,再用R 命令显示寄存器内容，则R0 的内容变为0036。
图片已关闭显示，点此查看6)．用D 命令显示存储器内容在命令行提示符状态下输入：D 2000↙会显示从2000H 地址开始的连续128 个字的内容；连续使用不带参数的 D 命令，起始地址会自动加128（即80H）。
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。
计算机组成实验报告二8位算术逻辑运算
1、目的与要求1、验证带进位控制的算术逻辑运算发生器74LSl8l 的功能。
2、按指定数据完成几种指定的算术运算。
实验性质：验证性参见《计算机组成原理实验指导书》2、实验设备DVCC 计算机组成原理实验箱，排线若干。
3、实验步骤与源程序⑴ 连接线路，仔细查线无误后，接通电源。
本实验用到4个主要模块：⑴低8位运算器模块，⑵数据输入并显示模块，⑶数据总线显示模块，⑷功能开关模块（借用微地址输入模块）。
根据实验原理详细接线如下： ⑴ ALUBUS 连EXJ3； ⑵ ALUO1连BUS1； ⑶ SJ2连UJ2；⑷ 跳线器J23上T4连SD ；⑸ LDDR1、LDDR2、ALUB 、SWB 四个跳线器拨在左边（手动方式)； ⑹ AR 跳线器拨在左边，同时开关AR 拨在“1”电平。
⑵ 用二进制数码开关KD0～KD7向DR1和DR2寄存器置数。
方法：关闭ALU 输出三态门（ALUB`=1），开启输入三态门（SWB`=0），输入脉冲T4按手动脉冲发生按钮产生。
设置数据开关具体操作步骤图示如下：说明：LDDR1、LDDR2、ALUB`、SWB`四个信号电平由对应的开关LDDR1、LDDR2、ALUB 、SWB 给出，ALUB=1 LDDR1=1 LDDR2=0 ALUB=1 LDDR2=1 LDDR1=0拨在上面为“1”，拨在下面为“0”，电平值由对应的显示灯显示，T4由手动脉冲开关给出。
⑶检验DR1和DR2中存入的数据是否正确，利用算术逻辑运算功能发生器 74LS181的逻辑功能，即M=1。
具体操作为：关闭数据输入三态门SWB`＝1，打开ALU输出三态门ALUB`＝0，当置S3、S2、S1、S0、M为1 1 1 1 1时，总线指示灯显示DR1中的数，而置成1 0 1 0 1时总线指示灯显示DR2中的数。
⑷验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑）在给定DR1=35、DR2=48的情况下，改变算术逻辑运算功能发生器的功能设置，观察运算器的输出，填入表2.1.1中，并和理论分析进行比较、验证。
计算机基础实验报告实验一二参考模板
计算机基础实验报告实验一二参考模板一、实验目的计算机基础实验一的目的在于让学生熟悉计算机的基本操作和常用软件的使用，培养学生的动手能力和问题解决能力。
实验二则侧重于加深对计算机系统和网络知识的理解，提高学生的综合应用能力。
二、实验环境实验在学校的计算机实验室进行，每台计算机均安装了 Windows 操作系统，并配备了常用的办公软件、编程工具和网络浏览器等。
实验室还提供了稳定的网络环境，以便进行网络相关的实验操作。
三、实验内容与步骤（一）实验一1、计算机硬件的认识打开计算机主机箱，观察主板、CPU、内存、硬盘、显卡等硬件设备的外观和接口。
了解各硬件设备的主要功能和性能指标。
2、操作系统的安装与设置使用安装光盘或 U 盘启动盘，安装 Windows 操作系统。
进行系统初始化设置，如用户名、密码、日期时间等。
安装驱动程序，确保硬件设备正常工作。
3、常用办公软件的使用打开 Word 软件，进行文档的创建、编辑、排版和保存。
使用 Excel 软件进行表格的制作、数据计算和图表绘制。
利用 PowerPoint 软件创建演示文稿，添加文字、图片、动画等元素。
（二）实验二1、计算机网络基础了解计算机网络的组成、分类和拓扑结构。
学习 IP 地址、子网掩码、网关和 DNS 的概念和设置方法。
通过命令提示符（CMD）窗口，使用 Ping 命令检测网络连通性。
2、网络服务与应用配置 Web 服务器和 FTP 服务器，实现网页的发布和文件的上传下载。
学会使用浏览器访问网页、搜索信息和下载文件。
了解电子邮件的工作原理，注册邮箱并进行邮件的收发。
四、实验结果与分析（一）实验一1、硬件认识方面，学生能够准确识别计算机的主要硬件设备，并对其功能有了初步的了解。
但对于一些较新的硬件技术和性能参数的理解还不够深入。
2、操作系统的安装和设置过程较为顺利，大部分学生能够独立完成。
但在驱动程序的安装过程中，少数学生遇到了兼容性问题，需要通过更新驱动或寻求技术支持解决。
大学计算机实验二实验报告
3） 添加应用程序桌面图标。点击开始，在菜单中点击“所有应用”，找到需要添加的应用， 直接按住该应用并拖到桌面空白处即可
4） 删除桌面图标。在需要删除的桌面图标上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择删除即可
二． 文件管理 1.隐藏文件或文件夹及显示隐藏的文件或文件夹。 1）对着需要隐藏的文件单击右键，在弹出的快捷窗口中单击“属性”。 2）在“常规”选项下找到“属性”单击“隐藏”点击“确定”，选择“将更改应用于此文件夹 、子文件夹和文件”后，点击“确定”即可。
1） 打开“开始”菜单，输入“控制面板”命令打开控制面板，在控制面板内选择“日期和时
间”弹出的对话框内选择“日期和时间选项卡”，更改日期、时间、时区后点击确定即可达 到更改日期、时间、时区的目的。
2） 也可在控制面板内选择“Internet 时间选项卡”，在弹出的对话框内勾选与“Internet 时间服 务器”同步，并且在服务器的下拉列表框中选择第一个选项，点击确定即可
实验过程及内容： 一． 基础操作 1. 设置桌面背景 1） 在桌面的没有桌面图标的区域单击鼠标右键，并在出现的快捷菜单中单点击“个性化”。
2） 单击“背景”。打开“背景”后，可以看见个性化设置背景。
3） 在下方的“最近使用的图像”中任意单击一张图片即可将桌面背景设置为此图片。
注：也可在第三步中点击“浏览照片”并选择自己喜欢的图片做为桌面背景。 2. 调整计算机系统的日期和时间
3. 设置桌面图标 1） 添加文件或文件夹图标。鼠标右键点击需要添加快捷方式的文件，选择“显示更多选项”， 在弹出的菜单中选择“发送到”，在弹出的新菜单中点击“桌面快捷方式”即可。 2） 添加系统图标。在设置中找到“个性化”选修卡，点击“主题”选项，点击“桌面图标设 置”在弹出的对话框内勾选需要的桌面图标点击确定即可完成设置。
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实验二结构相关
一、实验目得:
通过本实验,加深对结构相关得理解,了解结构相关对CPU性能得影响。
二、实验内容:
1、用WinDLX模拟器运行程序structure_d、s 。
2、通过模拟,找出存在结构相关得指令对以及导致结构相关得部件。
3、记录由结构相关引起得暂停时钟周期数,计算暂停时钟周期数占总执行
周期数得百分比。
4、论述结构相关对CPU性能得影响,讨论解决结构相关得方法。
三、实验程序structure_d、s
LHI R2, (A>>16)&0xFFFF 数据相关
ADDUI R2, R2, A&0xFFFF
LHI R3, (B>>16)&0xFFFF
ADDUI R3, R3, B&0xFFFF
ADDU R4, R0, R3
loop:
LD F0, 0(R2)
LD F4, 0(R3)
ADDD F0, F0, F4 ;浮点运算,两个周期,结构相关
ADDD F2, F0, F2 ; < A stall is found (an example of how to answer
your questions)
ADDI R2, R2, #8
ADDI R3, R3, #8
SUB R5, R4, R2
BNEZ R5, loop ;条件跳转
TRAP #0 ;; Exit < this is a ment !!
A: 、double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
B: 、double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
四、实验过程
打开软件,load structure_d、s文件,进行单步运行。
经过分析,此程序一
次循环中共有五次结构相关。
(Rstall 数据相关Stall 结构相关)
1)第一个结构相关:addd f2,,f0,f2
由于前面得数据相关,导致上一条指令addd f0,f0,f4暂停在ID阶段,所以下一条指令addd f2,,f0,f2发生结构相关,导致相关得部件:译码部件。
2)第二个结构相关:ADDI R2, R2, #8,与第一个结构相关类似。
由于数据相关,上
一条指令暂停在ID阶段,所以导致下一条指令发生结构相关。
3)第三、四、五个结构相关:ADDI R2, R2, #8
ADDI R3, R3, #8
SUB R5, R4, R2
第三个:ADDI R2, R2, #8
访存冲突,由于上一条指令处在访存阶段,所以此条指令需要暂停,为存储器结构相关冲突。
第四个结构相关:ADDI R3, R3, #8
与第一个与第二个相关类似,但此处为执行部件冲突得结构相关。
第五个:SUB R5, R4, R2
与第一个类似,为译码部件结构相关。
由于这三个相关在同一时钟周期发生,所以算一个。
4)计算暂停时钟周期数占总执行周期数得百分比。
由上图统计信息可知:此程序一共有139个周期,而程序一共循环10次,
每次有5个结构相关,但后三个在同一时钟周期发生,一次相关暂停一个周期,所以,
暂停时钟周期数占总执行周期数得百分比为:3*10/139=21、6%、
5)论述结构相关对CPU性能得影响,讨论解决结构相关得方法。
发生结构相关时,必然会导致流水线效率得降低,如果处理不当甚至会发生错误。
解决得方法主要有:
(1)流水化功能单元;(2)资源重复;(3)暂停流水线。
五、实验心得
本次实验主要就是通过具体得程序实例向我们展示了流水线中得结构相关冲突。
通过本次实验,更加深刻地认识了结构相关就是怎么发生得,包括流水线单步执行、每个流水段功能、流水线建立与排空、定向技术等内容有了很好得掌握;知道其运行情况,以及结构相关在此程序中导致得延迟。