计算机组成原理实验报告4
计算机组成原理--实验报告
实验一寄存器实验实验目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。
实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，将数据写入寄存器，这些寄存器包括累加器A，工作寄存器W，数据寄存器组R0..R3，地址寄存器MAR，堆栈寄存器ST，输出寄存器OUT。
实验电路：寄存器的作用是用于保存数据的CPTH 用74HC574 来构成寄存器。
74HC574 的功能如下：- 1 -实验1：A，W 寄存器实验原理图寄存器A原理图寄存器W 原理图连接线表：- 2 -系统清零和手动状态设定：K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入"Hand......"手动状态。
在后面实验中实验模式为手动的操作方法不再详述．将55H写入A寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H置控制信号为：按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。
放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。
将66H写入W寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据66H- 3 -置控制信号为：按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器W 的黄色选择指示灯亮，表明选择W寄存器。
放开STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据66H 被写入W 寄存器。
注意观察：１．数据是在放开STEP键后改变的，也就是CK的上升沿数据被打入。
２．WEN，AEN为高时，即使CK有上升沿，寄存器的数据也不会改变。
实验2：R0，R1，R2，R3 寄存器实验连接线表- 4 -将11H、22H、33H、44H写入R0、R1、R2、R3寄存器将二进制开关K23-K16，置数据分别为11H、22H、33H、44H置控制信号为：K11、K10为10，K1、k0分别为00、01、10、11并分别按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，这时寄存器R0、R1\R2\R3 的黄色选择指示灯分别亮，放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据被写入寄存器。
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。
计算机组成原理实习报告
一、实习目的本次实习旨在通过实际操作，加深对计算机组成原理理论知识的理解，提高动手实践能力。
通过实习，使学生熟悉计算机系统的基本组成，了解计算机各部件的功能和相互关系，掌握计算机组成原理的基本实验方法和技能。
二、实习内容1. 计算机系统组成结构实验（1）实验目的：了解计算机系统的基本组成，熟悉各部件的功能和相互关系。
（2）实验内容：观察计算机硬件组成，包括主板、CPU、内存、硬盘、显卡等，了解各部件的功能和作用。
（3）实验步骤：1）观察计算机硬件组成，了解各部件的名称和功能。
2）了解主板、CPU、内存、硬盘、显卡等部件之间的连接关系。
3）分析计算机系统的工作原理。
2. 计算机组成原理实验（1）实验目的：加深对计算机组成原理理论知识的理解，提高动手实践能力。
（2）实验内容：1）静态随机存储器（RAM）实验：学习静态RAM的存储方式，并执行写数据和读数据的操作。
2）指令系统实验：掌握机器指令的编写与执行过程，了解算术运算指令、逻辑运算指令、标志位的作用等。
3）微程序控制器实验：了解微程序设计的方法，掌握微程序控制器的工作原理。
4）流水线CPU实验：理解流水CPU的工作原理，掌握流水线的基本概念和性能分析。
（3）实验步骤：1）按照实验指导书的要求，连接实验电路。
2）进行静态RAM的读写操作，观察实验结果。
3）编写汇编语言程序，执行算术运算、逻辑运算等指令，观察标志位的变化。
4）设计微程序控制器，实现简单指令的执行。
5）分析流水线CPU的时空图，计算吞吐率和加速比。
3. 计算机组成原理综合实验（1）实验目的：综合运用计算机组成原理知识，设计并实现一个简单的计算机系统。
（2）实验内容：1）设计一个简单的计算机系统，包括CPU、内存、输入输出设备等。
2）编写汇编语言程序，实现特定功能。
3）实现系统的输入输出操作。
（3）实验步骤：1）根据实验要求，设计计算机系统的硬件结构。
2）编写汇编语言程序，实现系统功能。
计算机组成原理实验报告(四个实验 图)
福建农林大学计算机与信息学院计算机类实验报告课程名称：计算机组成原理姓名：周孙彬系：计算机专业：计算机科学与技术年级：2012级学号：3126010050指导教师：张旭玲职称：讲师2014年06 月22日实验项目列表序号实验项目名称成绩指导教师1 算术逻辑运算单元实验张旭玲2 存储器和总线实验张旭玲3 微程序控制单元实验张旭玲4 指令部件模块实验张旭玲福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系：计算机专业：计算机科学与技术年级： 2012级姓名：周孙彬学号： 3126010050 实验课程：实验室号：_______ 实验设备号：实验时间：指导教师签字：成绩：实验一算术逻辑运算单元实验实验目的1、掌握简单运算器的数据传输方式2、掌握74LS181的功能和应用实验要求完成不带进位位算术、逻辑运算实验。
按照实验步骤完成实验项目，了解算术逻辑运算单元的运行过程。
实验说明1、ALU单元实验构成（如图2-1-1）1、运算器由2片74LS181构成8位字长的ALU单元。
2、2片74LS374作为2个数据锁存器（DR1、DR2），8芯插座ALU-IN作为数据输入端，可通过短8芯扁平电缆，把数据输入端连接到数据总线上。
运算器的数据输出由一片74LS244（输出缓冲器）来控制，8芯插座ALU-OUT 作为数据输出端，可通过短8芯扁平电缆把数据输出端连接到数据总线上。
图2-1-1图2-1-22、ALU单元的工作原理（如图2-1-2）数据输入锁存器DR1的EDR1为低电平，并且D1CK有上升沿时，把来自数据总线的数据打入锁存器DR1。
同样使EDR2为低电平、D2CK有上升沿时把数据总线上的数据打入数据锁存器DR2。
算术逻辑运算单元的核心是由2片74LS181组成，它可以进行2个8位二进制数的算术逻辑运算，74LS181的各种工作方式可通过设置其控制信号来实现（S0、S1、S2、S3、M、CN）。
当实验者正确设置了74LS181的各个控制信号，74LS181会运算数据锁存器DR1、DR2内的数据。
计算机组成原理实验报告四
实验报告实验四数据通路组成实验一、实验目的1.将运算器模块于存储器模块联机2.进一步熟悉计算机的数据通路3.将存储器的两个存储单元的内容通过运算器相加并且将结果送回存储单元。
二、实验设备1.TDN-CM+计算机组成原理实验系统一套2.若干导线和排线三、实验电路四、实验数据并完成以下运算:( 01H )+( 02H ) →03H( 01H )⊕(02H )→04H五、实验结果分析与体会这次实验是这学期最后一次实验, 也是最为复杂的一次实验, 因为是将实验一中运算器的算术运算和实验三中的存储器结合到一起, 所以实验内容很多, 实验步骤很复杂。
然而颜老师在我们是眼前首先对实验的各环节作了详细的说明, 对我们可能在会哪些地方出错也做了明确的指导和提示, 特别是在T4和T3连接脉冲的连线上给我们做了很详细的说明。
虽然我们对实验电路图理解的很是模糊, 也基本上看不懂图的含义。
但是由于对以前两次实验的原理及步骤了解的都十分到位, 而且实验前颜老师又做了特别指点, 所以我们对本次实验的步骤大致知道了。
1、在明确步骤后我和刘佳兵开始了实验, 由于是将第一次和第三次的实验图连接到一块, 所以很多控制开关上出现了重复, 不能有效控制信号。
我们根据老师的提示将重复的开关重新定义。
具体实验步骤如下:2、按照实验一和实验三的电路图连接电路, 重新定义了线路WB、CB、LDAR的二进制控制开关（由PC-B控制WB, 由LDPC控制CB, 由LOAD控制LDAR）。
3、验证试验三写入存储器的实现。
4、将数据AAH、55H分别写入到RAM的01H和02H单元中。
（1）将数据01H作为地址置入AR中；（2）重新设置模拟开关位置, 把数据AAH置入RAM的01H；（3）将数据02H作为地址置入AR中；（4）把数据55H置入RAM的02H；5、从RAM的01H和02H单元中读出刚刚写入的数据。
（1）再一次将数据01H作为地址置入AR中；（2）把置入在RAM的01H数据的AAH读出；（3）将数据02H作为地址置入AR中；（4）把置入RAM的02H数据55H读出；6、讲读出的数据分别放入寄存器DR1和DR2中。
计算机组成原理 实验报告
计算机组成原理实验报告计算机组成原理实验报告引言计算机组成原理是计算机科学与技术专业中的一门重要课程，通过实验学习可以更好地理解和掌握计算机的基本原理和结构。
本实验报告将介绍我在学习计算机组成原理课程中进行的实验内容和实验结果。
实验一：二进制与十进制转换在计算机中，数据以二进制形式存储和处理。
通过这个实验，我们学习了如何将二进制数转换为十进制数，以及如何将十进制数转换为二进制数。
通过实际操作，我更深入地了解了二进制与十进制之间的转换原理，并且掌握了转换的方法和技巧。
实验二：逻辑门电路设计逻辑门电路是计算机中的基本组成部分，用于实现不同的逻辑运算。
在这个实验中，我们学习了逻辑门的基本原理和功能，并通过电路设计软件进行了实际的电路设计和模拟。
通过这个实验，我深入理解了逻辑门电路的工作原理，并且掌握了电路设计的基本方法。
实验三：组合逻辑电路设计组合逻辑电路是由多个逻辑门组合而成的电路，用于实现复杂的逻辑功能。
在这个实验中，我们学习了组合逻辑电路的设计原理和方法，并通过实际的电路设计和模拟，实现了多个逻辑门的组合。
通过这个实验，我进一步掌握了逻辑电路设计的技巧，并且了解了组合逻辑电路在计算机中的应用。
实验四：时序逻辑电路设计时序逻辑电路是由组合逻辑电路和触发器组合而成的电路，用于实现存储和控制功能。
在这个实验中，我们学习了时序逻辑电路的设计原理和方法，并通过实际的电路设计和模拟，实现了存储和控制功能。
通过这个实验，我进一步了解了时序逻辑电路的工作原理，并且掌握了时序逻辑电路的设计和调试技巧。
实验五：计算机指令系统设计计算机指令系统是计算机的核心部分，用于控制计算机的操作和运行。
在这个实验中，我们学习了计算机指令系统的设计原理和方法，并通过实际的指令系统设计和模拟，实现了基本的指令功能。
通过这个实验，我深入了解了计算机指令系统的工作原理，并且掌握了指令系统设计的基本技巧。
实验六：计算机硬件系统设计计算机硬件系统是由多个模块组成的，包括中央处理器、存储器、输入输出设备等。
计组实验报告（共10篇）
计组实验报告(共10篇)计组实验报告计算机组成原理实验报告一一、算术逻辑运算器1. 实验目的与要求：目的：①掌握算术逻辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理。
②掌握简单运算器的数据传输通道。
③验算由74LS181等组合逻辑电路组成的运输功能发生器运输功能。
④能够按给定数据，完成实验指定的算术/逻辑运算。
要求：完成实验接线和所有练习题操作。
实验前，要求做好实验预习，掌握运算器的数据传送通道和ALU 的特性，并熟悉本实验中所用的模拟开关的作用和使用方法。
实验过程中，要认真进行实验操作，仔细思考实验有关的内容，把自己想得不太明白的问题通过实验去理解清楚，争取得到最好的实验结果，达到预期的实验教学目的。
实验完成后，要求每个学生写出实验报告。
2. 实验方案：1．两片74LS181（每片4位）以并/串联形式构成字长为8为的运算器。
2．8为运算器的输出经过一个输入双向三态门（74LS245）与数据总线相连，运算器的两个数据输入端分别与两个8位寄存器（74LS273）DR1和DR2的输出端相连，DR1和DR2寄存器是用于保存参加运算的数据和运算的结果。
寄存器的输入端于数据总线相连。
3．8位数据D7~D0（在“INPUT DEVICE”中）用来产生参与运算的数据，并经过一个输出三态门（74LS245）与数据总线相连。
数据显示灯（BUS UNIT）已与数据总线相连，用来显示数据总线上所内容。
4．S3、S2、S1、S0是运算选择控制端，由它们决定运算器执行哪一种运算（16种算术运算或16种逻辑运算）。
5．M是算术/逻辑运算选择，M＝0时，执行算术运算，M＝1时，执行逻辑运算。
6．Cn是算术运算的进位控制端，Cn=0(低电平)，表示有进位，运算时相当于在最低位上加进位1，Cn=1(高电平)，表示无进位。
逻辑运算与进位无关。
7．ALU-B是输出三态门的控制端，控制运算器的运算结果是否送到数据总线BUS上。
低电平有效。
计算机组成原理实验报告
计算机组成原理实验报告引言计算机组成原理是计算机科学与技术的基础课程之一，通过实验可以更好地理解和掌握计算机的组成和工作原理。
本文将结合实验的过程和结果，详细论述计算机组成原理的一些关键概念和实际应用。
一、实验目的本次实验的目的是通过搭建一个简单的计算机系统，深入了解计算机的各个组成模块，如中央处理器(CPU)、存储器、输入输出设备等，并验证计算机的基本工作原理。
二、实验内容本次实验分为两个部分，第一部分是计算机系统的搭建，包括CPU的设计与实现、存储器的设计与实现等；第二部分是对已搭建的系统进行功能测试，包括寄存器的读写、指令的执行等。
1. CPU的设计与实现CPU是计算机的核心处理单元，它负责执行各种指令，并控制计算机的运行状态。
在本次实验中，我们采用了冯·诺依曼结构的单周期CPU设计，包括指令寄存器、算术逻辑单元、控制单元等组成部分。
通过在实验中的操作和执行，我们深入理解了指令的编码方式、运算的过程等。
2. 存储器的设计与实现存储器是计算机系统中的主要组成部分，用于存放指令和数据。
在本次实验中，我们设计了一个简单的存储器，采用了随机存取存储器（RAM）的结构。
通过实验中的存储器读写操作，我们了解了存储器的寻址方式、数据的存取过程等。
三、实验结果与分析经过实验的搭建和测试，我们成功完成了计算机系统的建设，并验证了其基本功能。
在测试过程中，我们发现了一些问题和改进之处，例如CPU的时钟频率过低导致指令执行速度较慢，存储器的容量不足等。
通过对这些问题的研究和分析，我们能够进一步优化和改进计算机系统的性能。
四、实验心得体会通过本次实验，我进一步加深了对计算机组成原理的理解和掌握。
实验中我不仅学到了理论知识，还通过动手搭建和操作实际的计算机系统，加深了对计算机组成原理的实际应用的理解。
同时，我也意识到计算机的设计和实现是一个综合性强的工程，需要考虑多方面的问题，如硬件的选择与优化、指令的设计与调度等。
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上海大学计算机学院
实验名称：指令系统实验
一、实验目的
1. 读出系统已有的指令，并理解其含义。
2. 设计并实现一条新指令。
二、实验原理
微程序和机器指令，实验箱的机器指令系统，实验箱机器指令系统的布线，实验箱机器指令系统的工作原理，实验箱PC的打入原理，程序存储器模式下的操作。
三、实验内容
1. 考察机器指令64的各微指令信号，确定该指令的功能。
(假设R0=77, A=11, 77单元存放56H数据,64指令的下一条指令为E8)
2. 修改机器指令E8，使其完成“输出A＋W的结果左移一位后的值到OUT”操作。
3*. 修改机器指令F0，使其完成“A＋R2的结果右移一位的值到OUT”的操作
四、实验步骤
实验任务一：
考察机器指令64的各微指令信号，确定该指令的功能。
实验步骤：
1．初始化系统（Reset)，进入μEM，在Adr字段送入64,按NX键,可查看其对应的微指令：
64: FF 77 FF
65: D7 BF EF
66：FF FE 92
67：CB FF FF
2．分析其二进制代码，分析其控制功能
64: 1111 1111 0111 0111 1111 1111
从寄存器R?中取出地址打入地址寄存器MAR。
65: 1110 0111 1011 1111 1110 1111
把地址寄存器MAR的存储器值EM打入寄存器W。
66：1111 1111 1111 1110 1001 0010
把寄存器A和寄存器W中的数据进行或运算后打入寄存器A和标志位C,Z。
67：1100 1011 1111 1111 1111 1111
读出下一条指令并立即执行。
四条指令功能：把寄存器A和寄存器R?中地址内存的数据进行或运算，结果保存在寄存器A中，然后执行下一条指令。
实验任务二：
1.分解任务：修改机器指令E8，使其完成“输出A＋W的结果左移一位后的值到OUT”操作的操作。
第一步完成A＋W；并把“左移一位的值送OUT”；第二步完成取指令。
2.编制微指令：由“控制总线功能对应表”，可确定这四步基本操作的微指令码为：
① FFDFD8 ②CBFFFF ③FFFFFF ④FFFFFF
3.操作：程序存储器EM模式下,将E8指令送入A0单元,则在Adr下打入A0, DB下打入E8。
在微程序存储器μEM模式下，输入此指令对应的四条微指令，即在Adr 下打入E8,MH、MM、ML下打入FFDFD8；按NX键进入E9地址，打入CBFFFF，EA为FFFFFF，EB为FFFFFF。
在μpc模式下验证功能
赋初值：μpc (00) pc(A0) A(11) W(22)
按STEP观察微指令执行的过程。
可以看到OUT寄存器为66。
实验任务三：
1.分解任务：修改机器指令F0，使其完成“A＋R2的结果右移一位的值到OUT”的操作。
先把R2的内容送到W，A+W，左移一位的值送到数据总线，数据总线的值打入送OUT寄存器。
2.微指令编码：
这个操作的微指令编码：c23~c0=1111 1111 1111 1000 0000 1111=FF FB 0F。
“A＋W”运算对应的控制总线编码为：c2 c1 c0＝000；
“左移一位的值送数据总线”对应的控制总线编码为：c7 c6 c5=101；
“数据总线值打入送OUT寄存器”对应的控制总线编码为：c13=0。
这个操作的微指令编码：c23~c0=1111 1111 1101 1111 1011 1001=FF DF B9 。
可确定这四步基本操作的微指令码为：
①FFFB0F ② FFDFB9 ③ CBFFFF ④FFFFFF
2、程序存储器EM模式下,将F0指令送入A0单元,则在Adr下打入A0, DB 下打入F0。
在微程序存储器μEM模式下，输入此指令对应的四条微指令，即在Adr 下打入F0,MH、MM、ML下打入FFFB0F；按NX键进入F1地址，打入FFDFB9，F2为CBFFFF，F3为FFFFFF。
在μpc模式下验证功能
赋初值：μpc (00) pc(A0) A(11) R0(77)
按STEP观察微指令执行的过程。
可以看到OUT寄存器为44。
五．实验现象
六．体会
本次实验是上次实验的衍生。
在上次的实验中我们学习了如何编译微指令，而在本次的实验中我们学到了将若干微指令进行了组合和综合使用，由此可以完成更加复杂多变的运算。
七．思考题
在微指令结构的计算机中，一条指令从启动到产生功能经过那些环节？
答：一条指令的执行是从PC开始，PC通过地址总线(ABUS)发送一个指令在程序存储器的地址到EM，EM把ABUS选定的存储单元的值(指令的二进制数形式)的高6位通过IBUS送μPC，低两位送SA和SB，μPC收到的6位值就是这条指令的微程序人口地址的高6位，μPC据此生成μEM的地址，并通过μPC 总线送到μEM，μEM把μPC值选定单元的24位值送上控制总线CBUS，完成第一条微
指令的功能；同时μPC 加1，输出这条指令的第二条微指令，直到执行一条“取指令”微指令，则PC加1。
开始执行下一条指令。