计组实验报告--部分
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）。
计组实验报告
计算机组成原理实验报告实验一寄存器组成实验一、实验目的（1）熟悉D触发器的功能及使用方法。
（2）掌握寄存器文件的逻辑组成及使用方法。
二、实验内容（1）掌握Quartus II的使用方法，能够进行数字电路的设计及仿真。
（2）验证Quartus II所提供D触发器的功能及使用方法。
（3）设计具有1个读端口、1个写端口的寄存器文件，并进行存取操作仿真/验证。
三、实验原理及方案Quartus II提供了多种类型的触发器模块，如D触发器、T触发器等。
固定特性的触发器模块有不同的型号，参数化的触发器模块有lpm_ff、lpm_dff、lpm_tff等。
D触发器常来构建寄存器。
本次实验我们用Quartus II中提供的8为D触发器模块，实现了一个8×8bits 的寄存器组，因此，操作地址均为3位，数据均为8位。
由于要求读写端口分离，因此，读操作的相关引脚有地址raddr[2..0]、数据输出q[7..0]，写操作的相关引脚有地址waddr[2..0]、数据输入data[7..0]、写使能wen。
其中，省略读使能信号可以简化控制，即数据输出不受限制。
寄存器文件通过写地址waddr[2..0]、写使能wen信号来实现触发器的写入控制，通过读地址raddr[2..0]信号来控制触发器的数据输出选择。
其连接电路原理如图所示。
寄存器文件的组成则由此，可在Quartus II中连接原理图：四、实验结果仿真波形如下：五、小结通过此次实验，我们学会了Quartus II的原理图的构造方法，以及仿真方法，并且使用lpm_dff作为三态门，控制数据的输入，并且在输出时，用lpm_mux选择每个寄存器的数据输出。
最后，在本次实验中，我们重新巩固了课堂学习的内容，也对寄存器加深了了解，相信我们会通过实验在计组的学习道路上越走越远。
实验二运算器组成实验一、实验目的（1）熟悉加/减法器的功能及使用方法。
（2）掌握算术逻辑部件(ALU)的功能及其逻辑组成。
计组实验报告
计组实验报告实验目的：本实验旨在通过设计和实现一个简单的计算机指令系统，加深对计算机组成原理的理解，并掌握计算机组成原理的实际应用。
实验原理：计算机指令系统是指用于实现计算机操作和控制的指令集合。
通常包括机器指令的格式、指令的执行方式以及指令的功能。
在本实验中，我们将使用VHDL语言设计和实现一个基础的计算机指令系统，包括指令的译码、执行和存储等功能。
实验设备和材料：1. FPGA开发板2. 计算机软件仿真工具3. 计算机指令系统设计软件实验步骤：1. 设计计算机指令系统的指令格式：根据实际需求和要求，设计机器指令的格式，包括操作码和操作数等。
合理的指令格式能够简化译码和执行的操作，并提高计算机系统的效率。
2. 实现指令的译码功能：根据指令格式，设计并实现指令的译码功能。
译码过程将指令的二进制表示解析成实际的操作，包括操作类型、寄存器选择以及操作数等。
这一步骤是指令执行的关键，正确的译码能够保证指令的正确执行。
3. 设计指令的执行逻辑：根据指令的功能和操作，设计并实现指令的执行逻辑。
这包括算术逻辑单元(ALU)的实现以及数据传输和存储等操作。
指令的执行逻辑应该符合计算机组成原理的相关原理和规范，确保指令的正确执行和结果的准确性。
4. 进行指令系统的测试和调试：在设计和实现完成后，进行指令系统的测试和调试。
可以使用计算机软件仿真工具进行模拟测试，验证指令译码和执行的正确性。
根据测试结果进行必要的调试和优化，确保指令系统的稳定性和可靠性。
实验结果和分析：通过本次实验，我们成功设计和实现了一个简单的计算机指令系统。
在测试和调试过程中，我们发现指令系统的译码和执行逻辑是正确的，指令执行的结果符合预期。
指令系统能够完成基本的算术和逻辑运算，以及数据传输和存储等操作。
实验总结：本次实验通过设计和实现一个简单的计算机指令系统，加深了对计算机组成原理的理解。
通过实践操作，我们掌握了计算机组成原理的实际应用，包括指令的设计和实现、指令的译码和执行、以及指令系统的测试和调试等。
计组存储器实验实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解存储器的基本组成和工作原理；2. 掌握存储器的读写操作过程；3. 熟悉存储器芯片的引脚功能及连接方式；4. 了解存储器与CPU的交互过程。
二、实验环境1. 实验设备：TD-CMA计算机组成原理实验箱、计算机；2. 实验软件：无。
三、实验原理1. 存储器由地址线、数据线、控制线、存储单元等组成；2. 地址线用于指定存储单元的位置，数据线用于传输数据，控制线用于控制读写操作；3. 存储器芯片的引脚功能：地址线、数据线、片选线、读线、写线等；4. 存储器与CPU的交互过程：CPU通过地址线访问存储器，通过控制线控制读写操作，通过数据线进行数据传输。
四、实验内容1. 连线：按照实验原理图连接实验箱中的存储器芯片、地址线、数据线、控制线等；2. 写入操作：将数据从输入单元IN输入到地址寄存器AR中，然后通过控制线将数据写入存储器的指定单元；3. 读取操作：通过地址线指定存储单元，通过控制线读取数据，然后通过数据线将数据输出到输出单元OUT；4. 实验步骤：a. 连接实验一（输入、输出实验）的全部连线；b. 按实验逻辑原理图连接两根信号低电平有效信号线；c. 连接A7-A0 8根地址线；d. 连接13-AR正脉冲有效信号线；e. 在输入数据开关上拨一个地址数据（如00000001，即16进制数01H），拨下开关，把地址数据送总线；f. 拨动一下B-AR开关，实现0-1-0”，产生一个正脉冲，把地址数据送地址寄存器AR保存；g. 在输入数据开关上拨一个实验数据（如10000000，即16进制数80H），拨下控制开关，把实验数据送到总线；h. 拨动控制开关，即实现1-0-1”，产生一个负脉冲，把实验数据存入存储器的01H号单元；i. 按表2-11所示的地址数据和实验数据，重复上述步骤。
五、实验结果与分析1. 通过实验，成功实现了存储器的读写操作；2. 观察到地址线、数据线、控制线在读写操作中的协同作用；3. 理解了存储器芯片的引脚功能及连接方式；4. 掌握了存储器与CPU的交互过程。
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。
华工计组实验报告
实验名称：计算机组成原理实验实验目的：1. 理解计算机组成原理的基本概念和原理。
2. 掌握计算机各个组成部件的功能和相互关系。
3. 通过实验加深对计算机组成原理的理解和应用。
实验时间：2023年X月X日实验地点：计算机实验室实验器材：1. 计算机组成原理实验箱2. 计算机组成原理实验指导书3. 计算器4. 计算机组成原理实验数据记录表实验内容：一、实验一：计算机硬件系统结构1. 实验目的：了解计算机硬件系统的基本结构，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等。
2. 实验步骤：（1）观察实验箱的硬件组成，识别各个硬件部件。
（2）了解各个硬件部件的功能和相互关系。
（3）记录实验数据。
3. 实验结果与分析：实验结果显示，计算机硬件系统主要由CPU、存储器、输入输出设备等组成。
CPU负责处理数据，存储器负责存储数据，输入输出设备负责与用户进行交互。
二、实验二：CPU工作原理1. 实验目的：了解CPU的工作原理，包括指令周期、时钟周期、数据通路等。
2. 实验步骤：（1）观察实验箱的CPU模块，识别各个部件。
（2）了解CPU各个部件的功能和相互关系。
（3）进行指令周期和时钟周期的实验，记录实验数据。
3. 实验结果与分析：实验结果显示，CPU的工作原理包括指令周期和时钟周期。
指令周期是指执行一条指令所需的时间，时钟周期是指CPU中时钟信号的周期。
实验数据表明，CPU通过数据通路进行指令的执行，完成数据处理。
三、实验三：存储器工作原理1. 实验目的：了解存储器的工作原理，包括随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）等。
2. 实验步骤：（1）观察实验箱的存储器模块，识别各个存储器。
（2）了解存储器的功能和特点。
（3）进行存储器读写实验，记录实验数据。
3. 实验结果与分析：实验结果显示，存储器包括RAM和ROM。
RAM具有读写功能，而ROM只能读。
实验数据表明，存储器通过地址译码器进行寻址，实现数据的读写。
计算机组成原理实验报告1
《计算机组成原理实验》报告1姓名学号教师时间地点机位实验名称:数据传送实验一、实验目的1. 理解自然语言形式命令的人工译码过程。
2. 学习系统部件和数据总线间传送数据的操作。
二、实验原理寄存器的作用是用于保存数据的。
CP226实验仪用74HC574（8D型上升沿触发器）构成各种寄存器。
74HC574 74HC574工作波形图表1：74HC574功能表寄存器A的原理图寄存器W的原理图寄存器组(R0-R3)的原理图三、实验内容1、将57H写入A寄存器。
2、将68H写入W寄存器。
3、将12H写入R0寄存器。
四、实验步骤1、将57H写入A寄存器。
①二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据57H。
表2（电平为：低高低高低高高高）置控制信号为选通寄存器A，置K0（AEN）为0。
②关闭机箱电源，用导线把K0 和AEN连接。
③检查连线和电键位置，确信无误。
④开启机箱电源，按下RST键复位，再按小键盘TV/ME键3次显示屏进入Hand…手动状态。
按下小键盘STEP脉冲键，CK由高变低，观察现象；放开小键盘STEP键，CK脉冲由低变高，产生一个上升沿，数据57H打入选通的寄存器A，观察现象。
2、将68H写入W寄存器。
①二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据68H。
置控制信号为选通寄存器W，置K1（WEN）为0，K0（AEN）为1。
②用导线把K1和WEN连接。
③检查连线和电键位置，确信无误。
④按下小键盘STEP脉冲键，CK由高变低，观察现象；放开小键盘STEP键，CK脉冲由低变高，产生一个上升沿，数据68H打入选通的寄存器W，观察现象。
3、将12H写入R0寄存器。
①二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据12H。
置控制信号为选通寄存器R0。
置K1(WEN)为1，K0(AEN)为1。
②用不同颜色的导线把K5和RRD连接,K4和RWR连接，K3和SB连接，K2和SA连接。
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。
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2、设计报告
2、1实验方法
本实验要完成的工作主要包括：
1、指令系统的设计
2、利用VHDL语言完成实验CPU的设计，包括通用寄存器的设计、取值部分设计、指令译
码设计、执行设计、存储器设计、程序包设计和顶层设计设计
3、在Quatus II 平台上进行仿真，并下载到TEC-CA教学实验箱上进行调试。
这三大部分为并行关系，只有在完成上一部分的基础上才能继续进行下一步，而第二大部分可以同时并行进行。
实验的主要流程图为图2.1所示。
图2.1
在指令系统和CPU逻辑设计时，主要的方法是先根据老师给的指令要求，确定CPU所要实现的功能，根据寄存器等的情况划分指令格式，然后根据功能写出指令，根据不同指令的特点将它们分组并确定操作码；接下来设想每条指令的执行过程，需要哪些硬件支持，最后确定整个CPU的逻辑结构图。
2、2总体说明
2.2.1 CPU组成部件
实验CPU由5部分组成：取指部分instru_fetch、指令译码部分decoder_unit、执行部分exe_unit、存储器部分memory_unit和通用寄存器组fegile.另外，还有一个程序包exe_cpu_components，将各底层设计实体作为元件存储，供各设计实体使用。
顶层设计实体exe_cpu完成5个组成部分的链接。
GR（8位，4个寄存器），ALU（8位），时序节拍发生器timer,AR(8位)，IR（8位），PC(8位)、PC(8位)，RAM(8位)，组合期间T1，T2，T3。
逻辑控制器件controller，地址总线（8位），数据总线（8位）。
2、2、2整机原理实验图
图2.2.1
图2.2.2
2、2、3指令系统
1)下表2.2.3为指令格式说明
表2.2.3
指令的功能应该包括简单的算术和逻辑运算，移位操作，数据传送，跳转，读写内存，另外还可能包括一些其他功能如置条件码等。
为了指令的规整性和便于译码，我们主要采用了定长的操作码组织方案，操作码为4位。
寻址方式包括了寄存器寻址、立即数寻址、直接地址和相对寻址。
2)指令节拍分组说明
由于没有中断操作，本机指令的执行步骤可概括如下：
读取指令：地址寄存器<-指令地址，修改PC内容使其指向下一条将要执行的指令；
读内存，指令寄存器<-读出的内容。
分析指令
执行指令：通用寄存器之间的运算或传送，可1步完成；
读写内存，通常要两步完成。
根据指令的执行步骤不同，可以把全部指令分为A、B两组。
其中A组指令完成的是通用寄存器之间的数据运算或传送，或其他一些特殊操作，在取指之后可一步完成括：ADD,SUB,ADC,SBB,INC,DEC,CLC,STC,MVRR,LDRR,STRR；B组指令完成的是一次内存读写操作，在取指之后可两步完成，包括：MVRD,JMP,JRZ,JRC,JRS。
流程如图2.2.4所示
图2.2.4
图2.2.5
说明：本CPU含有4个通用寄存器，用R0，R1，R2，R3表示，源寄存器用SR表示，目的寄存器用DR表示。
输出设置了4个标志位：C——进位标志位，Z——是否为0标志位，V ——溢出标志位，S——是否为负标志位，保存在标志寄存器内。
4)指令格式说明
1、ADD SR,DR
功能：DR←DR+SR,将DR，SR寄存器中存的数据相加送到DR寄存器中，影响C和
Z标志。
2、SUB SR,DR
功能：DR←DR-SR,将DR寄存器中的数据作为被减数减去SR寄存器中的数据，将
两数之差送至DR寄存器中，影响C和Z标志。
3、ADC DR,SR
功能：DR←DR+SR+C，将DR,SR寄存器中的数据和进位数据相加得到的值送到DR 寄存器中。
4、SBB DR,SR
功能：DR←DR-SR-C，将DR中的数据减去SR中的数据减去进位值，将差送到DR 寄存器中。
5、INC DR
功能：DR←DR+1，将DR寄存器中的数据+1送入DR寄存器，影响C和Z标志
6、DEC DR
功能：DR←DR-1，将DR寄存器中的数据-1送入DR寄存器，影响C和Z标志
7、CLC
功能：C←0，将进位标志位C置为0
8、STC
功能：C←1，将进位标志位C置为1
9、MVRR DR,SR
功能：DR←SR，将SR中的数据送入DR寄存器，不影响标志位
10、MVRD DR,DATA
功能：DR←DATA，将立即数送入DR寄存器中。
11、LDRR DR,[SR]
功能：DR←[SR]，SR寄存器中存放着数据的地址，将该地址中存储的数据送往DR
寄存器。
12、STRR [DR],SR
功能：[DR]←SR将SR中所存放的数据送往DR寄存器中的地址中。
13、JMP ADR
功能：PC←ADR，将立即数作为PC的值
14、JRZ ADR
功能：PC←PC+ADR Z=1
15、JRC ADR
功能：PC←PC+ADR C=1
16、JRS ADR
功能：PC←PC+ADR S=1。