计算机组成原理实验十二
计算机组成原理实验
计算机组成原理实验一、实验目的本实验旨在通过实际操作，加深对计算机组成原理的理解，掌握计算机硬件的基本原理和工作方式。
二、实验设备和材料1. 计算机主机：型号为XXX，配置了XXX处理器、XXX内存、XXX硬盘等。
2. 显示器：型号为XXX，分辨率为XXX。
3. 键盘和鼠标：标准配置。
4. 实验板：包括CPU、内存、存储器、输入输出接口等模块。
5. 逻辑分析仪：用于分析和调试电路信号。
6. 示波器：用于观测电路信号的波形。
三、实验内容1. 实验一：CPU的工作原理a. 将实验板上的CPU模块插入计算机主机的CPU插槽中。
b. 连接逻辑分析仪和示波器，用于观测和分析CPU的工作信号和波形。
c. 打开计算机主机，启动操作系统。
d. 运行一段简单的程序，观察CPU的工作状态和指令执行过程。
e. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，了解CPU的时钟信号、数据总线、地址总线等工作原理。
2. 实验二：内存的存储和读写a. 将实验板上的内存模块插入计算机主机的内存插槽中。
b. 打开计算机主机，启动操作系统。
c. 编写一个简单的程序，将数据存储到内存中。
d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，观察内存的写入和读取过程，了解内存的存储原理和读写速度。
3. 实验三：存储器的工作原理a. 将实验板上的存储器模块插入计算机主机的存储器插槽中。
b. 打开计算机主机，启动操作系统。
c. 编写一个简单的程序，读取存储器中的数据。
d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，观察存储器的读取过程，了解存储器的工作原理和数据传输速度。
4. 实验四：输入输出接口的工作原理a. 将实验板上的输入输出接口模块插入计算机主机的扩展插槽中。
b. 打开计算机主机，启动操作系统。
c. 编写一个简单的程序，通过输入输出接口实现数据的输入和输出。
d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，观察输入输出接口的工作过程，了解数据的传输和控制原理。
四、实验结果分析1. 实验一：通过观察CPU的工作状态和指令执行过程，可以验证CPU的时钟信号、数据总线、地址总线等工作原理是否正确。
计算机组成原理实验报告
重庆理工大学《计算机组成原理》实验报告学号 __***********____姓名 __张致远_________专业 __软件工程_______学院 _计算机科学与工程二0一六年四月二十三实验一基本运算器实验报告一、实验名称基本运算器实验二、完成学生：张致远班级115030801 学号11503080109三、实验目的1．了解运算器的组成结构。
2．掌握运算器的工作原理。
四、实验原理：两片74LS181 芯片以并/串形式构成的8位字长的运算器。
右方为低4位运算芯片，左方为高4位运算芯片。
低位芯片的进位输出端Cn+4与高位芯片的进位输入端Cn相连，使低4位运算产生的进位送进高4位。
低位芯片的进位输入端Cn可与外来进位相连，高位芯片的进位输出到外部。
两个芯片的控制端S0～S3 和M 各自相连，其控制电平按表2.6-1。
为进行双操作数运算，运算器的两个数据输入端分别由两个数据暂存器DR1、DR2（用锁存器74LS273 实现）来锁存数据。
要将内总线上的数据锁存到DR1 或DR2 中，则锁存器74LS273 的控制端LDDR1 或LDDR2 须为高电平。
当T4 脉冲来到的时候，总线上的数据就被锁存进DR1 或DR2 中了。
为控制运算器向内总线上输出运算结果，在其输出端连接了一个三态门（用74LS245 实现）。
若要将运算结果输出到总线上，则要将三态门74LS245 的控制端ALU-B 置低电平。
否则输出高阻态。
数据输入单元(实验板上印有INPUT DEVICE)用以给出参与运算的数据。
其中，输入开关经过一个三态门（74LS245）和内总线相连，该三态门的控制信号为SW-B，取低电平时，开关上的数据则通过三态门而送入内总线中。
总线数据显示灯（在BUS UNIT 单元中）已与内总线相连，用来显示内总线上的数据。
控制信号中除T4 为脉冲信号，其它均为电平信号。
由于实验电路中的时序信号均已连至“W/R UNIT”单元中的相应时序信号引出端，因此，需要将“W/R UNIT”单元中的T4 接至“STATE UNIT”单元中的微动开关KK2 的输出端。
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》学生实验报告
《计算机组成原理》学生实验报告（2011~2012学年第二学期）专业：信息管理与信息系统班级： A0922学号：10914030230姓名：李斌目录实验准备------------------------------------------------------------------------3 实验一运算器实验-----------------------------------------------------------7 实验二数据通路实验-------------------------------------------------------13 实验三微控制器实验--------------------------------------------------------18 实验四基本模型机的设计与实现------------------------------------------22实验准备一、DVCC实验机系统硬件设备1、运算器模块运算器由两片74LS181构成8位字长的ALU。
它是运算器的核心。
可以实现两个8位的二进制数进行多种算术或逻辑运算，具体由74181的功能控制条件M、CN、S3、S2、S1、S0来决定，见下表。
两个参与运算的数分别来自于暂存器U29和U30（采用8位锁存器），运算结果直接输出到输出缓冲器U33（采用74LS245，由ALUB信号控制，ALUB=0，表示U33开通，ALUB=1，表示U33不通，其输出呈高阻），由输出缓冲器发送到系统的数据总线上，以便进行移位操作或参加下一次运算。
进位输入信号来自于两个方面：其一对运算器74LS181的进位输出/CN+4进位倒相所得CN4；其二由移位寄存器74LS299的选择参数S0、S1、AQ0、AQ7决定所得。
触发器的输出QCY就是ALU结果的进位标志位。
QCY为“0”，表示ALU结果没有进位，相应的指示灯CY灭；QCY为“1”，表示ALU结果有进位，相应的指示灯CY点亮。
计算机组成原理实验十二
上海大学计算机学院《计算机组成原理实验》报告12 姓名学号时间机位指导教师实验名称: 建立汇编指令系统一、实验目的1.建立一个含中文助记符的汇编指令系统。
2.用建立的指令系统编制一段程序，并运行之。
二、实验原理1.编制汇编指令：在实验三的“举例”中我们编制了一条微指令，它实现“A＋W 的结果右移一位后的值输出到OUT”，本质上它是编制了这个微指令对应的24个控制信号的电平；实验四的任务3中，我们修改机器指令E8，使其成为“输出A＋W的结果左移一位后的值到OUT”指令，它本质上是编制了μEM中从E8开始的连续4个地址中的24bit值，即连续的四条微指令；实验六的背景知识2使我们知道：“汇编指令是表达机器指令功能的指令助记符，二者的对应关系由编制的汇编指令表确定”。
按步完成这三个编制过程，就定义好一条全新的汇编指令，进一步也可以定义一个汇编指令系统——指令集。
2. 汇编表文件:这个文件的后缀为 .DAT,它是一个二维表格式文件，其每一行对应一条指令，这个表共有3列，如图1。
第一列是指令的汇编助记符，宽度为20个半角字符。
第二列是指令的16进制编码形式（机器指令），在实验箱系统就是指令的微程序在μEM中的起始地址，宽度为8个半角字符。
第3列是这条指令的字节数，宽度为1个半角字符，这是本表的重要汇编信息，也是设立本表的原因之一。
这个文件的主要作用是：当编译（汇编）源程序时，查此表把汇编指令翻译成机器指令。
即这就是汇编表。
3.微程序型指令文件：这个文件的后缀为 .MIC,它也是一个二维表格式的文件，其每一行对应一条微指令，这个表共有11列（字段），每一列都定义好了属性和宽度。
这个表的主要作用是：当系统调用此文件时把其第4列“微程序”的内容送入其第3列“微地址”指定的μEM（微程序存储器）单元。
即初始化μEM。
表的第一列为指令的汇编助记符,内容与表1的第1列一致。
5到11列是对本行微指令的说明，内容可以省略。
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的重要课程，通过学习该课程，我们可以深入了解计算机的工作原理和内部结构。
本次实验旨在通过实际操作，加深对计算机组成原理的理解，并掌握一些基本的计算机硬件知识。
实验目的：1. 理解计算机的基本组成部分，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等；2. 掌握计算机的运行原理，了解指令的执行过程；3. 学习使用计算机组成原理实验箱，进行实际的硬件连接和操作。
实验过程：1. 实验一：组装计算机本次实验中，我们需要从零开始组装一台计算机。
首先，我们按照实验指导书的要求，选择合适的硬件组件，包括主板、CPU、内存、硬盘等。
然后，我们将这些硬件组件逐一安装到计算机箱中，并连接好电源线、数据线等。
最后，我们将显示器、键盘、鼠标等外设连接到计算机上。
2. 实验二：安装操作系统在计算机组装完成后，我们需要安装操作系统。
本次实验中，我们选择了Windows 10作为操作系统。
首先，我们将Windows 10安装盘插入计算机的光驱中，并重启计算机。
然后，按照安装向导的指引，选择安装语言、时区等相关设置。
最后，我们根据自己的需求选择安装方式，并等待操作系统安装完成。
3. 实验三：编写并执行简单的汇编程序在计算机组装和操作系统安装完成后，我们需要进行一些简单的编程实验。
本次实验中，我们选择了汇编语言作为编程工具。
首先，我们编写了一个简单的汇编程序，实现两个数相加的功能。
然后，我们使用汇编器将程序翻译成机器码，并将其加载到计算机的内存中。
最后，我们通过调试器来执行这个程序，并观察程序的执行结果。
实验结果与分析：通过本次实验，我们成功地组装了一台计算机，并安装了操作系统。
在编写并执行汇编程序的实验中，我们也成功地实现了两个数相加的功能。
通过观察程序的执行结果，我们发现计算机能够按照指令的顺序逐条执行，并得到正确的结果。
这进一步加深了我们对计算机的工作原理的理解。
《计算机组成原理》实验报告
《计算机组成原理》实验报告
一、实验目的
1.搭建并操作一个最基本的模型计算机。
2.建立对计算机组成及其原理的基本认识。
二、实验设备
1.TDN-CM+教学实验系统一套。
2.排线31条：8芯8条，6芯3条，4芯3条，2芯17条。
3.PC 机一台。
三、实验内容
1.一台简单模型计算机的结构
我们将算术逻辑运算器、控制器、寄存器、内部总线等部件搭接起来构
成一个CPU，然后再加上存储器、输入设备、输出设备即构成一台完
整的模型计算机。
其逻辑框图如下。
2.构造一台模型计算机
将组成一台计算机的基本模块组合起来。
在TDN-CM+实验系统中使用
连接导线（排线）将模型计算机的各个部件连接在一起，构成一台完整
的模型计算机。
连线图如下。
四、模型计算机的运行操作
1.打开实验系统的电源开关，点击图标CMP运行软件。
2.联机正常后，可测试连线是否正确。
先选择“【运行】--【通路图】”，再
选“【测试】--【开始】”（否则该菜单呈灰色显示），即弹出“系统测试
对话框”。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
上海大学计算机学院
《计算机组成原理实验》报告九
姓名：学号：教师：
时间：机位：报告成绩：
实验名称: 建立汇编指令系统
一、实验目的：1.建立一个含中文助记符的汇编指令系统。
2.用建立的指令系统编制一段程序，并运行之。
二、实验原理：1.编制汇编指令：
在实验三的“举例”中我们编制了一条微指令，它实现“A＋W的结果右移一位后的值输出到OUT”，本质上它是编制了这个微指令对应的24个控制信号的电平；实验四的任务3中，我们修改机器指令E8，使其成为“输出A＋W的结果左移一位后的值到OUT”指令，它本质上是编制了μEM中从E8开始的连续4个地址中的24bit值，即连续的四条微指令；实验六的背景知识2使我们知道：“汇编指令是表达机器指令功能的指令助记符，二者的对应关系由编制的汇编指令表确定”。
按步完成这三个编制过程，就定义好一条全新的汇编指令，进一步也可以定义一个汇编指令系统——指令集。
汇编环境CP226考虑到了教学上定义汇编指令系统的需求，提供了完成这三个编制任务的集成环境，只要按规定的格式送入编制的符号，系统就会生成相应的汇编指令或汇编指令系统。
2. 汇编表文件:
这个文件的后缀为.DA T,它是一个二维表格式文件，其每一行对应一条指令，这个表共有3列，如图1。
第一列是指令的汇编助记符，宽度为20个半角字符。
第二列是指令的16进制编码形式（机器指令），在实验箱系统就是指令的微程序在μEM中的起始地址，宽度为8个半角字符。
第3列是这条指令的字节数，宽度为1个半角字符，这是本表的重要汇编信息，也是设立本表的原因之一。
这个文件的主要作用是：当编译（汇编）源程序时，查此表把汇编指令翻译成机器指令。
即这就是汇编表。
构造这个表文件时也不能带标题行。
利用已有.DA T文件做为模板来构建新指令系统比较方便。
具体操作见实验提示。
3. 微程序型指令文件：
这个文件的后缀为.MIC,它也是一个二维表格式的文件，其每一行对应一条微指令，这个表共有11列（字段），每一列都定义好了属性和宽度，例如：图2是指令集insfile1.MIC 的格式，这个指令集的全部内容见指导书103页到110页。
这个表的主要作用是：当系统调用此文件时把其第4列“微程序”的内容送入其第3列“微
地址”指定的μEM（微程序存储器）单元。
即初始化μEM。
表的第一列为指令的汇编助记符,内容与表1的第1列一致。
5到11列是对本行微指令的说明，内容可以省略。
构造这个表文件时不能带标题行。
利用已有.MIC文件做为模板来构建新指令系统比较方便。
具体操作见实验提示。
4. 指令的机器码文件:
这个文件的后缀为.MAC, 也是一个二维表格式文件，每一行对应一条指令，表共有5列，如图3。
第1列是汇编助记符，宽度14，与表1的第1列一致。
第2列是机器码1，它是指令的微程序在μEM中起始地址的二进制表示，其最后两位是对R0～R3的选择，所以与表2的第3列一致，宽度为15。
第3列是机器码2，是指令带的立即数或存储器地址。
第4列是机器码3，是指令带的第二个存储器地址，宽度2。
第5列是注释，宽度100，用于对指令进行说明。
实验箱默认的指令系统insfile1没有机器码3，其此表的具体内容见指导书101页和102页。
这个文件的主要作用是：解释汇编表的机器码细节，所以当编译源程序中的多字节指令时，可能要查此表。
构造这个表文件时也不能带标题行。
利用已有.MAC文件做为模板来构建新指令系统比较方便。
具体操作见实验提示。
三、实验内容：1.编制一个汇编指令系统，包含下例助记符：
①输入A,#*; ② A-W A,#*；③跳到 *；④ 输出A；⑤延时
2. 用所编制的指令系统，写出源程序，完成OUT寄存器交替显示55，22，
和55-22的值。
交替频率为可以清晰辨识即可。
四、实验步骤：1.打开CP226程序。
2.在下拉菜单中选择：文件→打开指令系统/微程序。
3.在出现的对话窗中选择目录c:\ program files\CP226计算机组成原理
\data\。
4.在data目录中选择文件insfile1（.mic; .dat 或.mac ）并打开。
5.在源程序窗口按照显示出的文件格式打入自己编制的符号，删除原来程序
的多余符号，存储新编制的文件到D盘。
DAT文件:
输入A,#* 04 2
A-W A,#* 08 2
跳到* 0C 2
输出10 1
延时14 1 MIC文件:
_FATCH_ T0 00 CBFFFF
01 FFFFFF
02 FFFFFF
03 FFFFFF
输入A,#* T1 04 C7FFF7
T0 05 CBFFFF
06 FFFFFF
07 FFFFFF
A-W A,#* T2 08 C7FFEF
T1 09 FFFE91
T0 0A CBFFFF
0B FFFFFF
跳到* T1 0C C6FFFF
T0 0D CBFFFF
0E FFFFFF
0F FFFFFF
输出T1 10 FFDF9F
T0 11 CBFFFF
12 FFFFFF
13 FFFFFF
延时T0 14 FFFFFF
15 FFFFFF
16 FFFFFF
17 FFFFFF
18 FFFFFF
19 FFFFFF
1A FFFFFF
1B FFFFFF
1C FFFFFF
1D FFFFFF
1E FFFFFF
1F CBFFFF MAC文件:
_FATCH_ 000000xx
000001xx
000010xx
000011xx
输入A,#* 000100xx
A-W A,#* 000101xx
跳到* 000110xx
输出000111xx
延时001000xx
6.调入之前编写好的文件“1.mic”，路径在自己定义的D盘内。
7.编写主程序，程序如下：
LOOP:输入A,#55H
输出
延时
输入A,#22H
输出
延时
输入A,#55H
A-W A,#22H
输出
延时
跳到LOOP
END
8.打开实验箱电源，进行编译和下载。
9.全速运行，观察运行情况并记录数据。
10.关闭软件以及实验箱电源。
五、实验现象：OUT反复显示22、33和55。
六、数据记录、分析与处理：实验结果和预期的一样。
七、实验结论：实验现象和内存系统的基本原理的推论相一致。
八、建议：暂无。
九、体会：通过本次实验，与前面的一些实验我感觉又有了一定的难度，本次实验要求我们
自己动手自定义了一个指令系统，从而进一步熟悉掌握了汇编指令系统。
实验内
容基本不是很难，除了延时指令，其余都是根据所需指令的要求从原来的指令系
统中找到类似指令，修改名字再重新编排地址。
重点是格式的对齐，即使是在原
文件基础上修改仍是容易出错，本次实验我就在空格的问题上纠结了好久，终于
找到了错误的原因。
总之，本次实验使我受益匪浅。
十、思考题：为什么汇编指令中可以用“中文符号”？
答：因为汇编指令都是助记符，计算机通过将汇编指令翻译成对应的机器指令来进行运行处理。
因此，不管用的是英文、中文还是日文，最后都是翻译成为机器
语言。
使用时依照约定好的语法规则对应使用即可。