计算机组成原理实验五资料
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
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。
计算机组成原理实验五参考资料
计算机组成原理实验五参考资料(总9页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除实验五 CPU组成与机器指令执行实验第一步,对机器指令系统组成的简单程序进行译码。
地址指令机器代码00H LDAR0,[R2]58H01H LDA R1,[R3]5DH02H ADD R0,R104H03H JC +596H04H AND R2,R33EH05H SUB R3,R21BH06H STA R3,[R2]4BH07H MUL R0,R124H08H STP60H09H JMP [R1]84H第二步,接线本实验的接线比较多，需仔细。
1．将跳线开关J1用短路子短接。
时序发生器的输入TJI接控制存储器的输出TJ。
控制器的输入C接运算器ALU的C。
控制器的输入IR7、IR6、IR5、IR4依次指令寄存器IR的输出IR7、IR6、IR5、IR4。
共6条线。
2．控制器的输出LDIR（CER）、LDPC(LDR4)、PC_ADD、PC_INC、M4、LDIAR、LDAR1(LDAR2)、AR1_INC、M3、LDER、IAR_BUS#、SW_BUS#、RS_BUS#、ALU_BUS、CEL#、LRW、WRD、LDDR1(LDDR2)、M1（M2）、S2、S1、S0 依次与数据通路的对应信号连接。
共27条线。
3．指令寄存器IR的输出IR0接双端口寄存器堆的RD0、WR0，IR1接RD1、WR1，IR2接RS0，IR3接RS1。
共6条线。
合上电源。
按CLR#按钮，使实验系统处于初始状态。
第三步,利用控制台微程序KLD设置通用寄存器R2、R3的值在本操作中，我们打算使R2 = 60H，R3 = 61H。
1．令DP = 0，DB = 0，DZ =0，使实验系统处于连续运行状态。
令SWC = 0、SWB = 1、SWA = 1，使实验系统处于寄存器加载工作方式KLD。
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 (5)
计算机与信息学院计算机组成原理实验报告专业班级计算机科学月技术13-3班学生姓名及学号2013211696 孙长中课程教学班号0003班任课教师陈田实验指导教师陈田实验地点逸夫楼 407 2015~2016学年第一学期实验一通用寄存器实验一、实验目的1.熟悉通用寄存器的数据通路。
2.掌握通用寄存器的构成和运用。
二、实验要求在掌握了AX、BX运算寄存器的读写操作后，继续完成CX、DX通用寄存器的数据写入与读出。
三、实验原理实验中所用的通用寄存器数据通路如下图所示。
由四片8位字长的74LS574组成CX （R1 R0）、DX（R3 R2）通用寄存器组。
图中X2 X1 X0定义输出选通使能，SI、XP控制位为源选通选择。
RXW为寄存器数据写入使能，OP、DI为目的寄存器选择。
DRCK信号为寄存器写脉冲，下降沿有效。
准双向I/O输入输出端口用于置数操作，经2片74LS245三态门与数据总线相连。
图2-3-3通用寄存器数据通路四、实验内容1. 实验连线连线 信号孔 接入孔作用有效电平 1 DRCK CLOCK 单元手动实验状态的时钟来源下降沿打入2 W K6(M6) 总线字长：0=16位字操作，1=8位字节操作3 X2 K10(M10) 源部件定义译码端X2 三八译码 八中选一 低电平有效4 X1 K9(M9) 源部件定义译码端X15 X0 K8(M8) 源部件定义译码端X06 SI K19(M19) 源寄存器编址：0=CX ，1=DX ，定义到M197 XP K7(M7) 源寄存器奇偶位：0=偶寻址，1=奇寻址8 RXW K18(M18) 寄存器写使能，本例定义到M18位低电平有效9 DI K17(K17) 目标寄存器编址：0=CX ，1=DX ，定义到M17 10OPK16(M16) 目标寄存器奇偶位：0=偶寻址，1=奇寻址2. 寄存器的读写操作 1.目的通路当RXW=0时，由DI 、OP 编码产生目的寄存器地址，详见下表。
机综实验报告
一、实验模块计算机组成原理实验二、实验标题计算机组成原理实验报告三、实验内容本次实验主要围绕计算机组成原理展开，通过实际操作和理论分析，加深对计算机硬件组成和工作原理的理解。
四、实验目的1. 理解计算机硬件的基本组成，包括CPU、内存、I/O接口等。
2. 掌握计算机各组成部分之间的数据传输和通信方式。
3. 了解计算机的基本工作原理，包括指令的执行过程和中断处理等。
4. 通过实验，提高动手能力和问题解决能力。
五、实验环境实验地点：学校机房实验设备：计算机组成原理实验箱（EL-JY-II型）实验软件：相关实验软件六、实验步骤及实验结果1. CPU实验（1）实验连线：将CPU、内存、I/O接口等设备按照实验要求进行连接。
（2）写数据：向内存写入数据，通过CPU读取数据并输出。
（3）实验结果：观察数据是否正确传输，分析CPU的工作原理。
2. 内存实验（1）实验连线：将内存与CPU、I/O接口等设备连接。
（2）往存储器写数据：向内存写入数据。
（3）从存储器读数据：从内存读取数据，观察数据是否正确。
（4）实验结果：分析内存的工作原理，验证内存读写功能。
3. I/O接口实验（1）实验连线：将I/O接口与CPU、内存等设备连接。
（2）实验步骤：通过I/O接口进行数据传输。
（3）实验结果：观察数据是否正确传输，分析I/O接口的工作原理。
4. 中断实验（1）实验连线：将中断设备与CPU、内存等设备连接。
（2）实验步骤：模拟中断发生，观察CPU如何响应中断。
（3）实验结果：分析中断处理过程，理解中断在计算机中的作用。
七、实验结果的分析与总结1. 通过本次实验，我们深入了解了计算机硬件的基本组成和工作原理，掌握了CPU、内存、I/O接口等设备的工作方式。
2. 实验过程中，我们学会了如何进行实验连线、数据传输和中断处理等操作，提高了动手能力和问题解决能力。
3. 实验结果表明，计算机硬件各部分之间协同工作，共同完成指令的执行和数据的处理。
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。
指导-组成原理DICE-CP226实验一至五
实验指导DICE-CP226系统概述1.1 DICE-CP226特点1、采用总线结构DICE-CP226实验系统使用三组总线即地址总线ABUS、数据总线DBUS、指令总线IBUS和控制信号，CPU、主存、外设和管理单片机等部件之间通过外部数据总线传输，CPU内部则通过内部数据总线传输信息。
各部件之间，通过三态缓冲器作接口连接。
2、计算机功能模块化设计DICE-CP2226为实验者提供运算器模块ALU，众多寄存器模块（A，W，IA ，ST，MAR，R0…R3等），程序计数器模块PC，指令部件模块IR，主存模块EM，微程序控制模块〈控存〉uM，微地址计数器模块UPC，组合逻辑控制模块及I/O等控制模块。
各模块间的电源线、地线、地址总线和数据总线等已分别连通，模块内各芯片间数据通路也已连好，各模块的控制信号及必要的输出信号已被引出到主板插孔，供实验者按自己的设计进行连接。
3、智能化控制系统在单片机监控下，管理模型机运行和读写，当模型机停机时，实验者可通过系统键盘，读写主存或控存指定单元的内容，使模型机实现在线开发。
模型机运行时，系统提供单步一条微指令（微单步）、单步一条机器指令（程单步），连续运行程序及无限止暂停等调试手段，能动态跟踪数据，流向、捕捉各种控制信息。
4、提供两种实验模式①手动运行“Hand……”：通过拨动开关和发光二极管二进制电平显示，支持最底层的手动操作方式的输入/输出和机器调试。
②自动运行：通过系统键盘及液晶显示器或PC机，直接接输入或编译装载用户程序<机器码程序和微程序>，实现微程序控制运行。
5、开放性设计运算器采用了EDA技术设计，随机出厂时，已提供一套已装载的方案，能进行加、减、与、或、带进位加、带进位减、取反、直通八种运算方式，若用户不满意该套方案，可自行重新设计并通过JTAG 口下载。
用户还可以设计自己的指令/微指令系统。
系统中已带三套指令/微程序系统，用户可参照来设计新的指令/微程序系统。
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PLS 2孔
MD0
H0孔
MD1
H1孔
MD2
H2孔
MD3
H3孔
MD4
H4孔
MD5
H5孔
MD6
H6孔
MD7
H7孔
MLD
H23孔
2．启停单元中的停止按钮，置实验机为停机状态。通过键盘把数据写入微程序存储器中，例如微地址0H中输入11H、11H、11H三个字节，在05H中输入55H、55H、55H三个字节，在06H中输入66H、66H、66H三个字节。键盘监控输入方法详情可参见附录一。
3．24位微程序锁存器由3片74LS374组成。如图
图12微程序控制单元布局图
图13微程序控制单元原理图
1．由于本系统中指令系统规模不大、功能较简单，微指令可以采用全水平、不编码的方式，每一个微操作信号由1位微代码来表示，24位微代码至少可表示24个不同的微操作控制信号。如要实现更多复杂的操作可通过增加一些译码电路来实现。
数学与计算机学院
实验报告
（2013 / 2014学年第1学期）
课程名称
计算机组成原理
课程代码
实验时间
2013
年
12
月
1
日
指导单位
西华大学数学与计算机学院实验中心
指导教师
牟行军
学生姓名
徐千
年级
2011级
学号
312011080605334
专业
数计
成绩
实验名称
微程序控制单元实验
实验地点
6A-417
实验类型
五、指导教师评语
成绩
批阅人
日期
6．按脉冲单元中的PLS2脉冲按键，在MOCK上产生一个上升沿的脉冲，把当前微指令打入微指令锁存器。可在CPT-B上的微指令指示灯显示出当前微指令，应为55H、55H、55H。
1．置MLD＝1。
2．按启停单元中的运行按钮，置实验机为运行状态。
3．按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在MCK上产生一个上升沿，微地址寄存器自动+1。若原来微地址为05H，那么当前的微地址指示灯MA0～MA7将显示为06H，同时微程序存储器输出06H单元中的内容。
c)此处则应按“TAB”键切换到微代码处，输入11H、11H、11H三个字节，完毕后按“NEXT”键，直到地址为05H，相同方法输入55H、55H、55H三个字节，完毕后按“NEXT”键，在地址06H处输入66H、66H、66H三个字节，完毕后按“ENTER”键。输入完毕。
1．按启停单元中的停止按钮，置实验机为停机状态，此时微地址寄存器被请零。
4．置MLD＝1，微代码的地址MD0～MD7（对应二进制开关H0~H7）为05H（对应开关如下表）
H7
H6
H5
H4
H3
H2
H1
H0
H23
MD7
MD 6
MD 5
MD 4
MD 3
MD 2
MD 1
MD 0
MLD
0
0
0
0
0
1
0
1
0
5．按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在MCK上产生一个上升沿，把MD0～MD7打入74LS161，微地址指示灯MA0～MA7将显示为05H，微程序存储器把05H单元的内容输出。
6．在本系统内，MLD为置微地址的控制信号，MCK为工作脉冲。当MLD＝0、MCK有上升沿时，把MD0～MD7的值作为微程序的地址，打入微地址寄存器。当MLD＝1、MCK有上升沿时，微地址计数器自动加1。
实验步骤
1．将MD0～MD7、MLD接入二进制开关上，将MCK、MOCK分别接入脉冲单元上的PLS1、PLS2上。请按下表接线
3．键盘监控输入方法如下：
a)按键盘任意键进入键盘监控状态
b)自主菜单下选择“1”
屏幕上显示：ADDRMICROCODE
00xx xx xx
光标定位在地址处，按“TAB”键在地址与微代码之间切换，在光标所在处，按数字键即可对地址或者微代码进行修改；按“LAST”键，修改后的微指令写入相应单元后，地址减1；按“NEXT”键或者“ENTER”键，修改后的微指令写入相应单元后，地址加1。
4．按脉冲单元中的PLS2脉冲按键，在MOCK上产生一个上升沿，将微程序存储器输出的微指令打入微指令锁存器并输出。在CPT-B上的微指令指示灯应显示66H、66H、66H。
四、实验小结
通过这次实验，熟悉了微程序控制器的原理以及掌握了微程序编制、写入并观察运行状态。按照实验步骤以及老师讲解，同学的协助一起完成实验项目，熟悉设置微地址、微指令输出的方法。让我感到实验的重要性以及不是想象中的那么难。
验证
实验学时
8
实验日期
12月1日
实验目的
1．熟悉微程序控制器的原理
2．掌握微程序编制、写入并观察运行状态
实验要求
按照实验步骤完成实验项目，熟悉设置微地址、微指令输出的方法。
实验环境(实验设备)
CPT-A及CPT-B组成
实验原理
1．8位微地址寄存器由2片74LS161组成
2．3片6264为微程序存储器
2．按启停单元中的运行按钮，置实验机为运行状态。此时微程序存储器为读状态，微地址寄存器（74LS161）确定了当前微程序存储器的地址，并且输出24位微操作（M0～M23）。
3．按脉冲单元中的PLS2脉冲按键，在MOCK上产生一个上升沿，把当前微程序存储器输出的微指令打入微指令锁存器。可在CPT-B上的微指令指示灯显示出当前微指令，应为11H、11H、11H。
2．增量方式来控制微代码的运行顺序，每一条指令的微程序连续存放在微指令存储器连续的单元中。
3．每一指令的微程序的入口地址是通过对指令操作码的编码来形成的。在本系统指令码最长为8位，那么最多可形成256条指令。
4．在微程序存储器的0单元存放取指指令，在启动时微地址寄存器清0，执行取指指令。
5．每一段微程序都以取指指令结束，以取得下一条指令。