计算机组成原理实验报告_存储系统设计实验
计算机组成原理实验报告(运算器组成存储器)
计算机组成原理实验报告（运算器组成存储器）计算机组成原理实验报告（运算器组成、存储器）计算机组成原理实验报告一、实验1quartusⅱ的采用一．实验目的掌控quartusⅱ的基本采用方法。
了解74138（3：8）译码器、74244、74273的功能。
利用quartusⅱ检验74138（3：8）译码器、74244、74273的功能。
二．实验任务熟悉quartusⅱ中的管理项目、输入原理图以及仿真的设计方法与流程。
新建项目，利用原理编辑方式输出74138、74244、74273的功能特性，依照其功能表分别展开仿真，检验这三种期间的功能。
三．74138、74244、74273的原理图与仿真图1.74138的原理图与仿真图74244的原理图与仿真图1.4.74273的原理图与仿真图、实验2运算器组成实验一、实验目的1.掌握算术逻辑运算单元（alu）的工作原理。
2.熟悉简单运算器的数据传送通路。
3.检验4十一位运算器（74181）的女团功能。
4.按给定数据，完成几种指定的算术和逻辑运算。
二、实验电路附录中的图示出了本实验所用的运算器数据通路图。
8位字长的alu由2片74181构成。
2片74273构成两个操作数寄存器dr1和dr2，用来保存参与运算的数据。
dr1接alu的a数据输入端口，dr2接alu的b数据输入端口，alu的数据输出通过三态门74244发送到数据总线bus7-bus0上。
参与运算的数据可通过一个三态门74244输入到数据总线上，并可送到dr1或dr2暂存。
图中尾巴上拎细短线标记的信号都就是掌控信号。
除了t4就是脉冲信号外，其他均为电位信号。
nc0，nalu-bus，nsw-bus均为低电平有效率。
三、实验任务按右图实验电路，输出原理图，创建.bdf文件。
四.实验原理图及仿真图给dr1取走01010101，给dr2取走10101010，然后利用alu的直通功能，检查dr1、dr2中是否保存了所置的数。
计算机组成原理实验报告_存储器
课程 名称
计算机组成原理
成
绩
实验 名称
存储器
实验 日期
姓 名
班级
学号
专业
1、 实验目的及实验内容 （本次实验Байду номын сангаас涉及并要求掌握的知识；实验内容；必要的原理分 析）
实验目的： （1）了解存储器的功能。 （2）掌握数据的存储过程。 （3）熟悉存储器的组成和控制。
实验内容： （1）CPU共有16根地址线，8根数据线，并 用作访存控制信号（低电平有效），用 作读写控制信号（高电平为读，低电平 为写）。利用现有芯片设计符合以下要 求的存储器。 （2）将存储器与主机相连，并对扩展
内存单元写入读出数据，进行验证。 具体要求：
（1）存储芯片地址空间分配为：最大4K地 址空间为系统程序区，相邻的4K地址空 间为系统程序工作区，最小16K地址空
量；
间为用户程序区； （2）指出选用的存储芯片类型及数
（3）画出详细片选逻辑。
2、 实验环境及实验步骤 （本次实验所使用的器件、仪器设备等的情况；具体的实验步骤）
4、 实验结果总结 （对实验结果进行分析，完成思考题目，总结实验的新的体会，并 提出实验的改进意见）
实验器件： TEC-2扩展存储器，PC机，TEC-2实验台。
主存地址空间分配： 6000H～67FFH为系统程序区； 6800H～6BFFH为用户程序区。
实验步骤： 1.主存地址空间分配。 A15 … A11 … A7 …
… A0
2. 存储芯片选择。 3. 存储芯片的片选逻辑图。
3、 实验过程分析 （详细记录实验过程中发生的故障和问题，进行故障分析，说明故 障排除的过程及方法。根据具体实验，记录、整理相应的数据表 格、绘制曲线、波形等） 过程分析：
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。
计算机组成原理存储器读写实验报告
计算机组成原理存储器读写实验报告《计算机组成原理》实验报告
实验名称：存储器读写实验班级：
学号：姓名：
3.存储器实验单元电路：
存储器实验单元电路控制信号逻辑功能表：
4.存储器实验电路：
存储器读写实验需三部分电路共同完成：存储器单元、地址寄存器单元和输入、输出单元。
存储器单元以6116芯片为中心构成，地址寄存器单元主要由一片74LS273组成，控制信号B-AR的作用是把总线上的数据送人地址寄存器，向存储器单元电路提供地址信息，输入、输出单元作用与以前相同。
四、实验结果记录
(1)连线准备
1.连接输入、输出实验的全部连线。
2.按实验逻辑原理图连接M-W、M-R两根信号低电平有效信号线。
3.连接A7—A0 8根地址线。
4.连接B-AR正脉冲有效信号线。
计算机组成原理实验报告,存储器的原理及应用
初：未知 当前：2016-7-3 主笔：Angel 联系方式：QQ ：1219818801 版本：1实 验 报 告课程名称： 计算机组成原理 实验项目： 存储器的原理及应用姓 名： 刘斌专 业： 计算机科学与技术 班 级： 计算机14-6班 学 号：1404010612计算机科学与技术学院实验教学中心2016 年 6 月 20日初：未知当前：2016-7-3 主笔：Angel 联系方式：QQ：1219818801 版本：1实验项目名称：存储器的原理及应用一、实验目的1．了解程序存储器EM 的工作原理及控制方法2．了解存储器读写方法。
二、实验内容利用 COP2000 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，实现程序存储器EM 的读写操作。
三、实验用设备仪器及材料计算机、伟福 COP2000系列计算机组成原理实验系统四、实验原理及接线内存中通常存放指令和数据，当内存存放指令时，将指令送指令总线；当内存存放数据时，将数据送数据总线。
如图所示，它主要由一片RAM 6116 组成，RAM6116是静态2048X8位的RAM，有11 条地址线，在COP2000 模型机中只使用8 条地址线A0-A7 ，而A8-A10接地。
存储器EM通过1片74HC245 与数据总线相连。
存储器EM的地址可由PC或MAR提供。
存储器EM 的数据输出直接接到指令总线IBUS，指令总线IBUS 的数据还可以来自一片74HC245。
当ICOE 为0 时，这片74HC245 输出中断指令B8。
EM原理图初：未知当前：2016-7-3 主笔：Angel 联系方式：QQ：1219818801 版本：12存储器 uM 由三片 6116RAM 构成，共 24 位微指令。
存储器的地址由 uPC 提供, 片选及读信号恒为低, 写信号恒为高. 存储器uM 始终输出uPC 指定地址单元的数据。
连接线表五、实验操作步骤1， 1、控制 k4、k5开关，观察PC\MAR输出地址选择：1、K5、输出地址（PC红色灯亮）2、K5、输出地址（PC红色灯亮）2、K5、没有灯亮2、K5、、PC同时输出地址（MAR、PC红色灯同时亮）2、存储器EM 写、读实验（1）将地址 0写入MAR二进制开关K23-K16 用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据00HK3连接MAREN端，当低电平（0）时，MAR写允许按CLOCK键, 将地址 0 写入MAR（2）将数据11H写入地址00H二进制开关K23-K16 用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据11HK4连接MAROE，当低电平（0）时，MAR输出地址K2连接EEMEN，当低电平（0）时，存储器与数据总线连接K0连接EMWR，当低电平（0）时，存储器写允许按CLOCK键, 将地址11H写入EM（3）读地址00H 中的数据11HK4连接MAROE，，MAR输出地址K1连接EMRD，当低电平（0）时，存储器读允许学生做：将数据55H写入地址22H，并读出将数据45H写入地址33H，并读出3、将数据打入地址为00的IR 指令寄存器/uPC实验（1）将地址 0写入MAR二进制开关K23-K16 用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据00HK3连接MAREN端，当低电平（0）时，MAR写允许按CLOCK键, 将地址 0 写入MAR（2）将数据11H写入地址00H二进制开关K23-K16 用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据11HK4连接MAROE，当低电平（0）时，MAR输出地址K2连接EEMEN，当低电平（0）时，存储器与数据总线连接K0连接EMWR，当低电平（0）时，存储器写允许按CLOCK键, 将地址11H写入EM（3）读地址00H 中的数据11HK4连接MAROE，，MAR输出地址K1连接EMRD，当低电平（0）时，存储器读允许(4)写地址00H数据11H入 IR及 uPC学生做：将数据22H、33H打入地址为01H、02H的IR 指令寄存器/uPC实验实验 1：微程序存储器 uM 读出置控制信号为：K0为1uM 输出uM[0]的数据按一次CLOCK脉冲键，CLOCK产生一个上升沿，数据uPC 被加一。
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。
计算机组成原理综合实验报告
计算机组成原理综合实验报告一、实验目的本次计算机组成原理综合实验旨在深入理解计算机组成的基本原理，通过实际操作和设计，巩固所学的理论知识，并培养实践动手能力和创新思维。
二、实验设备本次实验所使用的设备包括计算机硬件实验平台、数字逻辑实验箱、示波器、万用表等。
三、实验内容1、运算器实验设计并实现一个简单的运算器，能够完成加法、减法、乘法和除法运算。
通过实验，深入理解运算器的工作原理，包括数据的输入、运算过程和结果的输出。
2、控制器实验构建一个基本的控制器，实现指令的读取、译码和执行过程。
了解控制器如何控制计算机的各个部件协同工作，以完成特定的任务。
3、存储系统实验研究计算机的存储系统，包括主存和缓存的工作原理。
通过实验，掌握存储单元的读写操作，以及如何提高存储系统的性能。
4、输入输出系统实验了解计算机输入输出系统的工作方式，实现与外部设备的数据传输。
四、实验步骤1、运算器实验步骤（1）确定运算器的功能和架构，选择合适的逻辑器件。
（2）连接电路，实现加法、减法、乘法和除法运算的逻辑。
（3）编写测试程序，输入不同的数据进行运算，并观察结果。
2、控制器实验步骤（1）分析控制器的工作流程和指令格式。
（2）设计控制器的逻辑电路，实现指令的译码和控制信号的生成。
（3）编写测试程序，验证控制器的功能。
3、存储系统实验步骤（1）连接存储单元，设置地址线、数据线和控制线。
（2）编写读写程序，对存储单元进行读写操作，观察数据的存储和读取情况。
（3）通过改变缓存策略，观察对存储系统性能的影响。
4、输入输出系统实验步骤（1）连接输入输出设备，如键盘、显示器等。
（2）编写程序，实现数据的输入和输出。
（3）测试输入输出系统的稳定性和可靠性。
五、实验结果1、运算器实验结果通过测试程序的运行，运算器能够准确地完成加法、减法、乘法和除法运算，结果符合预期。
2、控制器实验结果控制器能够正确地译码指令，并生成相应的控制信号，使计算机各个部件按照指令的要求协同工作。
计算机组成原理存储器实验报告
计算机组成原理存储器实验报告一、实验目的本实验旨在通过实践了解存储器的基本原理和实现方式，掌握存储器的读写操作。
二、实验原理存储器是计算机中用于存储数据和程序的设备，其按照不同的存取方式可分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
其中RAM是一种易失性存储器，其存储的数据会随着电源关闭而丢失；而ROM则是一种非易失性存储器，其存储的数据在电源关闭后仍能保持不变。
本实验使用的是一个8位RAM，其具有256个存储单元，每个存储单元可以存储8位数据。
RAM可以进行读写操作，读操作是将存储单元中的数据读取到CPU中，写操作是将CPU中的数据写入到存储单元中。
存储单元的地址是由地址线来控制的，本实验中使用的是8位地址线，因此可以寻址256个存储单元。
三、实验仪器本实验使用的主要仪器有：存储器板、八位开关、八位数码管、八位LED灯、地址选择开关和地址计数器等。
四、实验过程1. 准备工作：将存储器板与开发板进行连接，并将八位开关、八位数码管、八位LED灯、地址选择开关和地址计数器等连接到存储器板上。
2. 设置地址：使用地址选择开关来设置需要读写的存储单元的地址。
3. 写操作：将需要存储的数据通过八位开关输入到CPU中，然后将CPU中的数据通过写信号写入到存储单元中。
4. 读操作：将需要读取的存储单元的地址通过地址选择开关设置好，然后通过读信号将存储单元中的数据读取到CPU中。
5. 显示操作：使用八位数码管或八位LED灯来显示读取到的数据或写入的数据。
6. 重复上述操作，进行多次读写操作，观察存储器的读写效果和数据变化情况。
五、实验结果通过本次实验，我们成功地进行了存储器的读写操作，并观察到了存储器中数据的变化情况。
在实验过程中，我们发现存储器的读写速度非常快，可以满足计算机的高速运算需求。
同时，存储器的容量也非常大，可以存储大量的数据和程序，为计算机提供了强大的计算和存储能力。
六、实验总结本次实验通过实践掌握了存储器的基本原理和实现方式，了解了存储器的读写操作。
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实验四存储系统设计实验
一、实验目的
本实训项目帮助大家理解计算机中重要部件—存储器，要求同学们掌握存储扩展的基本方法，能设计MIPS 寄存器堆、MIPS RAM 存储器。
能够利用所学习的cache 的基本原理设计直接相联、全相联，组相联映射的硬件cache。
二、实验原理、内容与步骤
实验原理、实验内容参考：
1、汉字字库存储芯片扩展设计实验
1)设计原理
该实验本质上是8个16K×32b 的ROM 存储系统。
现在需要把其中一个（1 号）16K×32b 的ROM 芯片用4个4K×32b 的芯片来替代，实际上就是存储器的
字扩展问题。
a) 需要4 片4个4K×32b 芯片才可以扩展成16K×32b 的芯片。
b) 目标芯片16K个地址，地址线共14 条，备用芯片12 条地址线，高两位（分
线器分开）用作片选，可以接到2-4 译码器的输入端。
c) 低12 位地址直接连
4K×32b 的ROM 芯片的地址线。
4个芯片的32 位输出直接连到D1，因为同时
只有一个芯片工作，因此不会冲突。
芯片内数据如何分配：
a) 16K×32b 的ROM 的内部各自存储16K个地址，每个地址里存放4个字节数
据。
地址范围都一样：0x0000～0x3FFF。
b) 4个4K×32b 的ROM，地址范围分别是也都一样：0x000～0xFFF，每个共有
4K个地址，现在需要把16K×32b 的ROM 中的数据按照顺序每4个为一组分
为三组，分别放到4个4K×32b 的ROM 中去。
HZK16_1 .txt 中的1～4096
个数据放到0 号4K 的ROM 中，4097～8192 个数据放到 1 号4K 的
ROM 中，8193～12288 个数据放到2 号4K 的ROM 中，12289～16384个
数据放到3 号4K 的ROM 中。
c) 注意实际给的16K 数据，倒数第二个4K（8193～12288 个数据）中部分
是0，最后4K（12289～16384 数据）全都是0。
因此在ROM 4K_3 号后部分
都是0，ROM 4K_3 中都是0。
2)电路设计
地址线连接
地址线连接
数据线连接
数据线连接
片选信号连接
汉字字库存储芯片扩展设计实验
2、MIPS寄存器文件设计实验
1)设计原理
实验原理如下图，该实验是设计中间黄色的寄存器文件电路。
该寄存器文件的设计
可以实现在一个时钟周期内完成两个数的运算并将结果返回到一个寄存器中。
引脚的功能如下图所示2)电路设计
MIPS寄存器文件设计
三、实验结论及分析
（实验完成功能情况、存在问题分析或改进思路、自己的心得体会等。
）
实验完成功能情况：
本次实验需完成汉字字库存储芯片扩展设计实验、MIPS寄存器文件设计实验共两个实验。
实验结果已在EduCoder测试，结果无误。
存在问题分析或改进思路：
1.对MIPS寄存器文件设计原理不太熟悉。
但通过MOOC网课、课本以及百度的教程，
还是完成了该实验的设计，并了解了实验原理和设计逻辑。
心得体会：
通过本次实验，我了解了汉字字库存储芯片扩展实验、MIPS寄存器文件设计实验，并在实验的过程之中，对正在学习的储存器有了更加深入的了解。
温习了两个实验所需的知识、学会了使用更多Logisim的仪器，并且对储存器的设计原理，有了更多的了解。
总而言之，这次试验可谓收获颇丰。