基本模型机实验
实验四++基本模型机实验
实验四基本模型机实验第二部分综合实验2.1基本模型机实验一.实验目的1. 在“微程序控制器的组成与微程序设计实验”的基础上，将第一部分中的各单元组成系统，构造一台基本模型计算机。
2. 本实验定义五条机器指令，编写相应的微程序，并上机调试运行，形成整机概念。
二.实验设备1. ZYE1601B计算机组成原理教学实验箱一台，排线若干。
2. PC机一台。
三.实验原理在第一部分的单元实验中，所有的控制信号是人为用SWITCH单元产生的，但是在实际的CPU中，所有的控制信号都是由CPU自动产生的。
所以在本次实验中我们用微程序来控制，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条微程序。
本实验设计了五条机器指令，其指令格式如下：助记符机器指令码说明IN 00000000 ；输入，“INPUT”设备中的开关状态→R0 ADD addr 00010000 XXXXXXXX ；二进制加法，R0＋［addr］→R0STA addr 00100000 XXXXXXXX ；存数，R0→［addr］OUT addr 00110000 XXXXXXXX ；输出，［addr］→BUSJMP addr 01000000 XXXXXXXX ；无条件转移，addr→PC机器指令码的前4位为操作码。
其中IN为单字长，其余为双字长指令，XXXXXXXX为addr对应的二进制地址码。
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（READ）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“00”时，按START微动开关，可对RAM连续手动读操作。
存储器写操作（WRITE）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SW A设置为“01”时，按START微动开关可对RAM进行连续手动写入。
基本模型机的设计与实现实验报告
基本模型机的设计与实现实验报告本文将围绕“基本模型机的设计与实现实验报告”进行分析和阐述。
基本模型机的设计与实现是计算机系统课程中的重点内容，是学生理解计算机系统的核心；设计和实现基本模型机需要学生掌握计算机组成原理的基本知识，能够编写汇编语言程序和理解存储器层次结构等相关概念。
一、实验目的本次计算机系统实验的目的是掌握CPU的设计与实现，以及理解汇编语言的底层执行过程。
通过本次实验，学生可以深入了解计算机系统的基本组成部分，从而提高对计算机实现原理的认识和理解。
二、实验中设计与实现模型机的步骤1、确定模型机性能要求根据实验要求，我们需要设计出一个能够运行汇编语言程序的模型机。
此时，我们需要确定模型机的性能需求，如运行速度、存储容量和输入输出设备等方面。
2、设计和实现CPU在模型机中，CPU是核心部件，所以首先需要设计和实现CPU。
CPU需要包括寄存器、算术逻辑单元、控制器和取指令等组成部分。
由于我们使用的是逻辑电路实现，所以需要进行逻辑门设计，采用Verilog语言来实现。
3、设计和实现存储器存储器是CPU所需的重要组成部分之一，我们需要为CPU设计实现一套存储器，包括RAM和ROM两部分，其中RAM用于存储数据，ROM用于存储指令。
4、设计和实现输入输出设备在模型机中，输入输出设备也是必不可少的部分。
我们需要设计并实现一套输入输出设备，用于用户输入指令和数据，以及模型机输出结果。
5、编写汇编程序在完成模型机的设计和实现后，我们需要编写汇编程序来测试模型机的功能是否正常。
我们可以编写一些简单的汇编程序来测试模型机的运行速度和结果准确性。
三、实验结果与分析经过实验，我们成功地设计并实现了一套基本模型机，并编写了一些简单的汇编程序进行测试。
模型机具有较高的运行速度和存储容量，并且可以实现输入输出设备的基本功能。
同时，我们也发现了一些问题，如指令与数据存储的冲突等，需要进一步改进。
在完成实验过程中，我们深刻理解了计算机系统的结构和运作原理，提高了对计算机系统的认识和理解能力。
简单模型机实验报告
简单模型机实验报告篇一：模型机实验报告HUNAN UNIVERSITY课程实习报告题目：模型机学生姓名学生学号 XX0801328专业班级计算机科学与技术（3）班指导老师方恺晴完成日期 XX.5.28思考题：1. 给定一个复合运算式子以及指令码IR[7..5]与八位BUS总线对应情况。
要求写出七条指令新的指令码并写出复合运算执行mif文件。
修改模型机电路调试程序以实现复合运算。
例：已知A=55H，B=8AH，C=F0H；IR[7..5]对应BUS8,BUS1,BUS3；写出(Aplus/B)^(/(/CplusB))的mif文件，并在模拟机上实现。
答：模拟机电路修改如下：存储器预设指令重设：计算结果：(A+/B)^(/(/C+B))=42H2. Microcomputer.vhd代码中进程ct1，ct2，ct3，ct4功能划分依据是什么？ct1：微序列控制器下址跳转。
ct2：实现各种指令，主要集中在实现从存储器或者寄存器释放数据到总线上。
ct3：完成各种指令，从总线上装载数据到相应的存储器或者寄存器中。
ct4：生成下址，判断下址生成方式，根据不太那个的方式生成下址。
3. Microcomputer.vhd代码中如何定义并初始化RAM？type ram is array(0 to 37)of std_logic_vector(7 downto 0); --38*8ramsignal ram8:ram:=(x”20”, x”1e”, x”80”, x”40”, x”20”, x”20”, x”1d”, x”c0”, x”20”, x”40”, x”21”, x”20”, x”1f”, x”80”, x”40”, x”22”, x”20”, x”1e”, x”c0”, x”22”, x”80”, x”e0”, x”21”, x”40”, x”23”, x”60”, x”23”, x”a0”, x”00”, x”55”, x”8a”, x”f0”,others=>x”00”) –initialize ram44. Microcomputer.vhd代码中bus_reg_t2 将ram8存储器中对应于ar中地址单元的数据取出来放到bus_reg_t2寄存器中。
基本模型机的设计与实现 计算机组成实验教程
基本模型机的设计与实现计算机组成实验教程
基本模型机的设计与实现是计算机组成实验教程的重要部分，以下是基本步骤：
1. 确定设计目标：首先，需要明确模型机的设计目标。
这可能包括理解计算机的基本组成，掌握部件之间的交互，以及理解计算机的控制原理和过程。
2. 选择实验设备：根据实验需求，选择适合的实验设备。
例如，可以选择一个具有微程序控制功能的实验系统，如Dais-CMX16+计算机组成原理教学实验系统。
3. 设计实验方案：根据实验目标和设备，设计具体的实验方案。
这可能包括如何将各个部件组合在一起，如何通过微程序控制器来控制数据通道，以及如何编写和调试机器指令等。
4. 实施实验：按照实验方案进行操作，并记录实验过程和结果。
这可能包括连接实验线路，编写和调试程序，以及在模型计算机上运行和测试程序等。
5. 分析实验结果：对实验结果进行分析，并与预期结果进行比较。
如果实验结果不符合预期，需要找出原因并修正实验方案。
6. 撰写实验报告：最后，需要撰写实验报告，总结实验过程、方法和结果，并讨论可能的改进和扩展。
以上步骤仅供参考，建议查阅计算机组成实验教程或者咨询专业人士获取更多帮助。
简单模型机实验报告
简单模型机实验报告篇一：模型机实验报告HUNAN UNIVERSITY课程实习报告题目：模型机学生姓名学生学号 XX0801328专业班级计算机科学与技术（3）班指导老师方恺晴完成日期思考题：1. 给定一个复合运算式子以及指令码IR[7..5]与八位BUS总线对应情况。
要求写出七条指令新的指令码并写出复合运算执行mif文件。
修改模型机电路调试程序以实现复合运算。
例：已知A=55H，B=8AH，C=F0H；IR[7..5]对应BUS8,BUS1,BUS3；写出(Aplus/B)^(/(/CplusB))的mif文件，并在模拟机上实现。
答：模拟机电路修改如下：存储器预设指令重设：计算结果：(A+/B)^(/(/C+B))=42H2. Microcomputer.vhd代码中进程ct1，ct2，ct3，ct4功能划分依据是什么？ct1：微序列控制器下址跳转。
ct2：实现各种指令，主要集中在实现从存储器或者寄存器释放数据到总线上。
ct3：完成各种指令，从总线上装载数据到相应的存储器或者寄存器中。
ct4：生成下址，判断下址生成方式，根据不太那个的方式生成下址。
3. Microcomputer.vhd代码中如何定义并初始化RAM？type ram is array(0 to 37)of std_logic_vector(7 downto 0); --38*8ramsignal ram8:ram:=(x”20”, x”1e”, x”80”, x”40”, x”20”, x”20”, x”1d”, x”c0”, x”20”, x”40”, x”21”, x”20”, x”1f”, x”80”, x”40”, x”22”, x”20”, x”1e”, x”c0”, x”22”, x”80”, x”e0”, x”21”, x”40”, x”23”, x”60”, x”23”, x”a0”, x”00”, x”55”, x”8a”, x”f0”,others=>x”00”) –initialize ram44. Microcomputer.vhd代码中bus_reg_t2 将ram8存储器中对应于ar中地址单元的数据取出来放到bus_reg_t2寄存器中。
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。
基本模型机系统实验报告
一、实验目的1. 了解计算机的基本组成和原理，熟悉计算机硬件和软件的关系。
2. 掌握基本模型机的搭建方法和调试技巧。
3. 通过实验加深对计算机指令系统、微程序控制器和存储器等概念的理解。
二、实验原理计算机是由硬件和软件两部分组成的，硬件主要包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等，软件则是指挥计算机完成各种任务的程序。
本实验通过搭建一个基本模型机，模拟计算机的基本工作过程，让学生深入了解计算机的组成和原理。
三、实验环境1. 实验设备：基本模型机实验箱、连接线、电源、计算机等。
2. 实验软件：Dais-CMH/CMH计算器组成原理教学实验系统。
四、实验内容1. 搭建基本模型机（1）根据实验箱的说明，将CPU、存储器、输入输出设备等硬件连接好。
（2）连接好电源，确保各部分电路正常工作。
（3）使用Dais-CMH/CMH计算器组成原理教学实验系统，编写控制程序，实现基本模型机的运行。
2. 调试基本模型机（1）检查硬件连接是否正确，确保电路无短路、断路等问题。
（2）编写控制程序，实现基本模型机的指令系统。
（3）通过调试，使基本模型机能够按照预期的工作流程运行。
3. 实验步骤（1）搭建基本模型机1）将CPU、存储器、输入输出设备等硬件连接好。
2）连接好电源，确保各部分电路正常工作。
3）使用Dais-CMH/CMH计算器组成原理教学实验系统，编写控制程序，实现基本模型机的运行。
（2）调试基本模型机1）检查硬件连接是否正确，确保电路无短路、断路等问题。
2）编写控制程序，实现基本模型机的指令系统。
3）通过调试，使基本模型机能够按照预期的工作流程运行。
4. 实验结果与分析（1）实验结果通过搭建和调试基本模型机，成功实现了计算机的基本工作过程，包括取指、译码、执行、存储等步骤。
（2）实验分析1）通过实验，加深了对计算机基本组成和原理的理解，认识到硬件和软件的紧密关系。
2）掌握了基本模型机的搭建方法和调试技巧，为以后的学习奠定了基础。
计算机组成原理 实验六 基本模型机实验
五、实验步骤2
五、实验步骤3
六、实验数据1
1、当外部开关量输入KD0~KD7为00000111，运行程 序后检查存数单元0BH中的结果是否正确。 2、当外部开关量输入同上，若运行程序后希望存 数单元0BH中的结果是0FH，则应该如何修改模型机监 控程序的16进制格式文件（文件名C8JHE1）？
五、实验步骤 1
⑴ 连接线路，仔细查线无误后，接通电源。
⑵计算机单击“开始菜单”→程序 →DVCC组成原理C8JH，
⑶软件界面单击“联接”工具按钮，应保证实验仪与计算机已经建立连接 ⑷选择实验项目“基本模型机的设计与实现” ⑸单击“打开”工具按钮，选择文件C8JHE1，单击打开，屏幕左侧，出现文 件内容，即微程序代码 ⑹单击“调试”工具按钮，下载打开的源程序文件，然后可以单步机器指令， 单步执行微指令，屏幕会出现数据的流图。
二、实验环境
硬件：DVCC－C8JH 实验箱。 计算机 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，实验计算机数据通路的 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。
请将结果填写在实验报告中。
实验四 讲解结束 实验开始
实验四 基本模型机的设计与实现
1
实验目的要求
2
实验环境
3 4 5
实验内容 实验线路连接 实验步骤
6
实验数据
一、实验目的要求
1、在掌握部件单元电路实验的基础上，进一 步将其组成系统以构造一台基本模型实验 计算机。 2、设计五条机器指令，并编写相应的微程序， 具体上机调试，掌握整机软硬件组成概念。
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基本模型机实验
实验目的:
理解微程序结构CU设计方法
理解机器指令与微程序之间的关系
掌握简单模型机CU的设计方法。
实验原理：
1.基本模型机使用的实验台模块
基本模型机应包括计算机系统的五大部件，相应地，在使用实验台构造模型机时，涉及到以下模块，必须完成其数据线（扁缆）和各种控制信号线的连接。
运算器模块– ALU；
指令部件模块、时序启停控制模块、微程序模块- 这些模块合在一起，相当于计算机系统中的CU；
存储器模块- 可存储机器指令，用于验证模型机的运行情况；
输入模块– 通过开关输入二进制数据；
输出模块– 通过LED显示从数据总线上输出的八位数据。
2.基本模型机制持的指令系统
实验台支持的基本模型机实验中，模型机支持的指令集包括五条指令，其机器指令形式如下：
助记符机器指令格式操作
IN R0，SW 0010 0000 将输入模块开关输入值送入寄存器R0 ADD R0，[addr] 0100 0000 xxxxxxxx 双字节指令，第二字节为访存操作数
的地址。
STA [addr]，R0 0110 0000 xxxxxxxx 同上。
将R0寄存器的值存入地址addr
对应的内存单元中。
OUT[addr],LED 1000 0000 xxxxxxxx 同上。
将内存地址addr对应单元的内
容输出到输出模块，由LED显示。
JMP addr 1010 0000 xxxxxxxx 同上。
给PC赋值addr，控制程序跳
转到addr处执行。
3.微程序设计
基本模型机中实现CU控制的微程序共有6段，分别是取指周期微程序，和五条机器指令各自的执行周期微程序。
其结构如下图所示：
其中，需要说明的是条件P（1），这个测试出现在取指周期结束时，系统需要根据机器指令的操作码字段（机器指令的前三位）进行散转，分别转入相应的执行周期微程序中执行。
系统采用的微指令定义格式为
23位
微操作控制字段采用直接控制过直接控制产生，3位长的一控制信号在微命令中的下标与式为：
3位
6位
接控制和字段直接控制相结合的方法，其中20个微控制长的一个字段译码后产生8个微控制信号（未全部定义下标与含义对应关系如下图所示：
微控制信号通
部定义），各微
C
B
A
AR
未用PX3
A9
A8
31
30
29
28
272625
24
CE
LOAD
CN
M
S0
S1
S2
S3
23
22
21
20
19
18
17
16
LDPC
13
LDIR
12
LDDR2
11
LDDR1
10
LDR0
9
WE
8
PX2
15
LDAR
14
UA0UA1UA2UA3UA4UA5
31302928272625
24
PX1
SW-B
基本模型机的微程序清单：
微地址 32位长度的微指令 M00 00 00 00 80 M01 20 00 60 40 M02 00 80 10 12 M03 00 80 40 20 M04 00 80 08 A0 M05 80 00 04 60 M06 40 29 02 80 M07 00 80 40 68 M08 00 00 00 80 M09 00 00 02 81 M0A 20 00 60 C0 M0B 20 00 60 E0 M0C 20 00 60 C8 M0D 20 00 60 A8 M0E 20 00 60 E8 M0F 20 00 60 98 M10 00 40 20 89 M11 20 00 60 48 M12 00 80 01 89 M13 00 80 40 28 M14 03 80 00 80 M15 00 C0 20 80 M16 80 80 01 80 4. 实验方法
按下数字‘1’后，在按下[装载]键，将基本模型机的微程序转载到实验台的微程序
模块之控制存储器中。
键入数字‘00’，控制PC 的值等于0，从该地址开始执行机器指令，每按下一次单步，观察微程序模块中二进制开关单元和下地址的显示情况，对比微程序清单，观察是否正确。
在联机状态下，打开mxj1.abs ，这个文件是基本模型机的机器指令及对应微指令代码文件，点击[装载]图标进行装载，而后点击工具栏的“单步运行微指令”，“单步运行
程序”指令，观察微指令，以及机器指令的运行情况是否正确。