复杂模型机实验报告
复杂模型机实验报告
一、实验目的1. 了解复杂模型机的组成原理和结构特点；2. 掌握复杂模型机的操作方法和指令系统；3. 学会使用复杂模型机进行基本程序设计；4. 提高计算机组成原理和汇编语言的实际应用能力。
二、实验内容1. 复杂模型机简介复杂模型机是一种用于教学和研究的虚拟计算机系统，具有与真实计算机相似的硬件结构和指令系统。
它通常由运算器、控制器、存储器、输入输出设备等部分组成。
2. 实验步骤（1）熟悉复杂模型机的硬件结构1）了解运算器的组成和功能；2）了解控制器的组成和功能；3）了解存储器的组成和功能；4）了解输入输出设备的组成和功能。
（2）掌握复杂模型机的操作方法和指令系统1）学习复杂模型机的指令格式和寻址方式；2）掌握基本指令的使用方法，如数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移等；3）了解中断和异常处理机制。
（3）使用复杂模型机进行基本程序设计1）编写一个简单的程序，实现数据输入、处理和输出；2）使用复杂模型机的指令系统进行程序调试和优化。
（4）分析实验结果1）分析程序执行过程中的数据变化；2）分析程序执行过程中可能出现的问题及解决方法。
三、实验结果与分析1. 熟悉了复杂模型机的硬件结构，了解了运算器、控制器、存储器、输入输出设备等部分的功能。
2. 掌握了复杂模型机的操作方法和指令系统，能够使用基本指令进行程序设计。
3. 编写了一个简单的程序，实现了数据输入、处理和输出功能。
4. 分析了程序执行过程中的数据变化，发现了程序执行过程中可能出现的问题及解决方法。
四、实验总结1. 通过本次实验，加深了对计算机组成原理和汇编语言的理解，提高了实际应用能力。
2. 学会了使用复杂模型机进行基本程序设计，为今后学习计算机组成原理和汇编语言打下了基础。
3. 在实验过程中，遇到了一些问题，通过查阅资料和与同学讨论，最终解决了问题，提高了自己的解决问题的能力。
4. 建议在今后的实验中，进一步学习复杂模型机的更多指令和功能，提高自己的编程水平。
计算机组成原理实验报告 基本模型机和复杂模型机的设计
基本模型机设计一. 设计目的1. 在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统构造一台稍微复杂的模型计算机；2. 为其定义5条机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试掌握整机概念二. 设计内容部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能，这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。
三．概要设计为了向RAM中装入程序和数据,检查写入是否正确,并能启动程序执行,还必须设计三个控制台操作微程序.存储器读操作:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB,SWA 为”0 0”时,按START微动开关,可对RAM连续手动读操作.存储器写操作:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB SWA置为”0 1”时,按START 微动开关可对RAM进行连续手动写入.启动程序:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB SWA置为“1 1”时,按START微动开关,既可转入到第01号“取址”微指令,启动程序运行.上述三条控制台指令用两个开关SWB SWA 的状态来设置,其定义如下表3-1读写变化SWB SWA 控制台指令0 0 1 011读内存（KRD）写内存（KWE）启动程序（RP）根据以上要素设计数据通路框图,如图3-1：表3-2 微代码的定义微程序24 23 22 21 20- 19 18 17 16 15 14 13 控制信号S3S2 S1 S0 M CN RD M17 M16 A12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1P4BP uA5 uA4 uA3 uA2 uA1 uA0表3-3 A ，B ，P 字段内容A 字段B 字段 P 字段15 14 13 控制信号12 11 10 控制信号 987控制信号 0 0 0 .0 0 0 0 0 0 0 0 1 LDRI 0 0 1 RS_G 0 0 1 P1 0 1 0 LDDR1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 LDDR2 0 1 1 0 1 1 1 0 0 LDIR 1 0 0 1 0 0 P4 1 0 1 LOAD 1 0 1 ALU_G 1 0 1 11LDAR110 PC_G110 LDPC当拟定“取指令”微指令时，该微指令的判别测试字段为P1测试。
复杂模型机实验报告
复杂模型机实验报告篇一：复杂模型机实验报告信息学院篇二：复杂模型机的组成与运行实验报告内蒙古师范大学计算机与信息工程学院《计算机组成原理》课程设计报告题目十五:复杂模型机的组成与运行目录1[ 任务描述] ............................................... ................................................... (2)1.1 题目名称 ................................................ ................................................... ................................... 2 1.2 要求 ................................................ ................................................... ..................................... 2 1.3 实验目的 ................................................................................................... .................................. 2`2 [设计设备] ............................................... ................................................... ................ 2 3 [设计原理和方法] ............................................... ................................................... . (2)3.1 设计原理 ................................................ ................................................... ...................................3 ................................................ ................................................... ................................3 ................................................ ................................................... ................................3 ................................................ ...................................................................................3 ................................................ ................................................... ................................4 3.2 设计依据 ................................................ ................................................... ...................................5 3.2.1 详细设计 ................................................ ................................................... ...............................5 ................................................ ................................................... .. (8)4 [代码清单] ............................................... ................................................... . (9)4.1微程序流图 ................................................ ................................................... ................................ 9 4.2 机器指令代................................................... ......................... 10 4.3 微程序代码 ................................................ ................................................ 错误！未定义书签。
实验六 复杂模型机的设计与实现
实验六复杂模型机的设计与实现本实验旨在介绍复杂模型机的设计与实现，包括硬件设计、软件开发以及测试等环节。
一、实验目的1、了解复杂模型机的原理和结构。
4、学会使用测试工具对复杂模型机进行测试和验证。
二、实验原理复杂模型机是一种灵活多变的系统，其结构和输入规则可以进行修改和扩充。
其原理是通过对输入的逐步处理和变换，获取到相应的输出结果。
复杂模型机的硬件设计包括电路结构和部件选择等方面，需要根据具体的应用场景进行选择和设计。
而软件开发则包括编程语言、算法设计以及接口设计等方面。
最终，测试是对复杂模型机进行验证的过程，通过测试可以发现系统中存在的问题，进行修改和优化。
三、实验内容1、硬件设计硬件设计是复杂模型机设计中一个非常重要的环节。
根据具体的应用场景，需要选择合适的器件和电路结构。
例如，在一些需要大量数据传输的应用场景中，需要选择高速缓存、高速总线等器件，以提升系统处理速度。
此外，还需要注意信号处理、干扰防护、热稳定性等问题。
2、软件开发软件开发包括编程语言的选择、算法设计、接口设计等方面。
在编程语言的选择方面，C、C++、Python等语言都有优缺点，需要根据实际情况进行选择。
算法的设计则是根据具体的应用场景来的。
例如，在图像处理领域中，常用的算法有人脸识别、图像增强等。
接口设计包括输入输出接口的设计，需要实现对多种交互方式的支持，如图形界面、脚本等。
3、测试和验证测试和验证是对复杂模型机进行验证的过程，通过测试可以发现系统中存在的问题，进行修改和优化。
常用的测试工具包括单元测试、集成测试、性能测试等。
四、实验步骤根据实际需求进行硬件设计，选择器件和电路结构。
最终进行硬件搭建和测试。
根据实际需求进行软件开发和实现，包括编程语言的选择、算法设计、接口设计等方面。
最终进行软件测试和验证。
五、实验注意事项1、在进行实验前，需要对硬件和软件进行备份，以免因实验操作失误造成数据丢失或损坏。
2、在进行大规模测试前，需要对系统进行充分的测试和验证，以确保系统的稳定性和性能。
复杂模型机实验实验报告（共9篇）
复杂模型机实验实验报告(共9篇)_复杂模型机实验报告计算机组成原理实验报告实验题目：一台模型计算机的总体设计之复杂模型机设计实验目的：(1)在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统，构造一台复杂模型计算机，建立一台基本完整的整机。
(2)为其定义至少五条机器指令，并编写相应的微程序，通过联机调试，观察计算机执行指令：从取指令、指令译码、执行指令等过程中数据通路内数据的流动情况，进一步掌握整机概念。
实验设备TDN-CM+教学实验系统一套、微型计算机一台、排线若干。
实验原理：(1)数据格式及指令系统：①数据格式模型机规定数据采用定点整数补码表示，字长为8位，其格式如下：其中，第7位为符号位，数值表示范围是－27 ≤X≤27－1 ②指令格式模型机设计4大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令、I/O 指令、访问及转移指令和停机指令。
A．算术逻辑指令设计九条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：其中，OP－CODE为操作码，RS为源寄存器，RD为目标寄存器，并规定：九条算术逻辑指令的助记符、功能和具体格式见表5.2－1。
B.访问及转移指令：模型机设计两条访问指令，即存数(STA)、取数(LDA)，两条转移指令，即无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移(BZC)，指令格式如下：其中，OP－CODE为操作码，RD为目的寄存器地址(LDA、STA 指令使用)。
D为位移量(正负均可)，M为寻址模式，其定义如下：本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。
C．I/O指令：输入(IN)和输出(OUT)指令采用单字节指令，其格式如下：其中，addr=01时，选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为输入设备，addr=10时，选中“OUTPUT DEVICE”中的数码块作为输出设备。
D．停机指令：停机指令格式如下：HALT指令，用于实现停机操作。
③指令系统：本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令七条，移位指令两条，访问内存指令和程序控制指令四条，输入/输出指令两条，其它指令一条。
复杂模型机设课程设计报告
复杂模型机设课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握复杂模型机的结构组成及其工作原理；2. 学习并运用模型机的编程方法，实现对简单任务的执行；3. 掌握模型机的调试与优化方法，提高模型机的运行效率。
技能目标：1. 能够运用所学知识设计并搭建简单的复杂模型机；2. 能够运用编程语言对模型机进行编程，实现特定功能；3. 能够分析并解决模型机在运行过程中出现的问题，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的团队合作精神，学会在团队中分工合作，共同完成任务；2. 增强学生对工程技术的兴趣，激发创新意识，培养探究精神；3. 引导学生关注科技发展，认识到复杂模型机在现代科技领域的重要地位和价值。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，旨在通过理论与实践相结合的方式，帮助学生掌握复杂模型机的相关知识。
学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的学科基础和动手能力，对新技术充满好奇，喜欢探究和挑战。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强化实际操作训练，提高学生的综合运用能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 复杂模型机的基本概念与结构：介绍模型机的定义、分类及其工作原理，重点讲解复杂模型机的结构组成和功能。
教材章节：第一章 模型机概述2. 模型机的编程方法：学习编程语言，掌握模型机的编程技巧，实现基本指令的编写与执行。
教材章节：第二章 编程语言与编程方法3. 模型机的搭建与调试：讲解如何设计并搭建复杂模型机，学会使用调试工具，对模型机进行调试与优化。
教材章节：第三章 模型机的搭建与调试4. 实际案例分析：分析典型复杂模型机的应用案例，让学生了解模型机在现代科技领域的实际应用。
教材章节：第四章 复杂模型机应用案例5. 综合实践：组织学生进行小组合作，设计并搭建一个简单的复杂模型机，实现特定功能，提高学生的实际操作能力。
计算机组成原理实验报告-复杂模型机的组成与运行
内蒙古师范大学计算机与信息工程学院《计算机组成原理》课程设计报告题目五:复杂模型机的组成与运行目录1[ 任务描述] (2)1.1题目名称 (2)1.2要求 (2)1.3实验目的 (2)2 [设计设备] (2)3 [设计原理和方法] (2)3.1设计原理 (2)3.1.1数据格式 (2)3.1.2指令设计 (2)3.1.3指令格式 (3)3.1.4指令系统 (4)3.2设计依据 (5)3.2.1详细设计 (5)3.3.2实验操作 (7)4 [代码清单] (8)4.1微程序流图 (8)4.2机器指令代码 (9)4.3微程序代码 (10)5 [设计运行结果分析] (12)5.1实验结果： (12)5.2出错情况： ................................................................................................... 错误!未定义书签。
6 [设计小结] (12)7[致谢] (13)8[参考文献] (13)附录一：数据通路框图 (14)附录二：复杂模型机实验电路连线图 (15)题目五复杂模型机的组成与程序运行1[ 任务描述]1.1 题目名称：复杂模型机的组成与程序运行1.2 要求：基于TD-CMA计算机组成原理教学实验系统，设计一个复杂计算机整机系统—模型机，分析其工作原理。
根据模型机的数据通路以及微程序控制器的工作原理，设计完成以下几条机器指令和相应的微程序，输入程序并运行。
IN R0，00H ；从端口00H读入计数初值到R0LDI R2，50H ；读入数据始地址LDI R1，00H ；累加和初值00HSTART: LAD 10，00H，R3 ；从MEM 读入数据送R3，变址寻址，偏移量为00H ADD R1，R3 ；累加求和INC RI ；变址寄存加1，指向下一数据LDI R3, 01H ；送立即数入R3SUB R0, R3 ；R0-R3 ->R0，与上一条指令一起实现DEC R0BZC RESULT ；为0 则跳转JMP START ；跳转至STARTRESULT: OUT 40H，R1 ；和在OUT 单元显示HLT ；停机50H、51H、52H、53H、54H单元内容分别为02H、03H、04H、05H、06H。
复杂模型机组成原理实验
内容摘要本实验利用EL-JY-Ⅱ型计算机组成原理实验系统组建电路，综合运用运算器、控制器、存储器、输入输出系统、总线等部件和辅助电路，完成一个较完整的模型计算机设计和实现，并构造一个指令系统，编写机器指令实现不同的具体功能，如实现数据的输入、输出、加法、减法、移位、自增、自减以及赋值等运算的功能。
关键词：模型机，指令系统，数据输入/输出，算术逻辑运算目录内容摘要 (1)第1章绪论 (4)1.1设计地点 (4)1.2设计目的 (4)1.3设计的意义 (4)1.4课程设计的主要内容和要求 (4)1.5实验的环境 (5)第2章系统设计与实现 (5)2.1模型机结构框图 (5)2.2工作原理 (6)2.2.1 数据格式 (6)2.2.2 指令格式 (6)2.2.3 指令系统 (7)2.2.4 设计微代码 (8)2.2.5 实验微代码 (11)2.3程序代码 (12)2.4实验内容介绍 (12)2.5系统实现步骤 (13)2.6测试用例 (15)2.7硬件连线图 (15)第3章总结 (16)参考文献 (17)课程设计任务书第1章绪论本实验实现的是对复杂模型机组成原理的研究。
1.1 设计地点图书馆五楼机房。
1.2 设计目的本课程设计综合运用运算器、控制器、存储器、输入输出系统、总线等部件和辅助电路，完成一个较完整的模型计算机设计和实现（包括硬件和软件）。
通过课程设计对计算机组成和系统结构的基础知识进行全面的掌握，培养独立分析、研究、开发和综合设计能力。
1.3 设计的意义通过对复杂模型机组成的研究以及对微程序、微代码、机器指令的深入理解，进一步增强对计算机组成的学习，巩固以前所学知识，并对以后的学习打下坚实的基础。
1.4 课程设计的主要内容和要求掌握计算机五大功能部件的组成及功能，熟悉完整的单台计算机基本组成原理，掌握计算机中数据表示方法、运算方法、运算器的组成、控制器的实现、存储器子系统的结构与功能、输入/输出系统的工作原理与功能。
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复杂模型机实验报告篇一：复杂模型机实验报告信息学院篇二：复杂模型机的组成与运行实验报告内蒙古师范大学计算机与信息工程学院《计算机组成原理》课程设计报告题目十五: 复杂模型机的组成与运行目录1[ 任务述] (2)1.1 .........题目称................................... 2 1.2 求.2 1.3 实验目的........................... (2)2［设计设备]....................2 3［设计原理和方法].................... (2)3.1设计原理...........................3 ..............................................3 ...................................................3 ...................................................3 ................................................... ................................4 3.2 设计依据...................................5 3.2.1 详细设计5 ................................................... (8)4 [ 代码单] (9)4.1 微程序图...........................9 4.2 机器指令代码 ................................................... 10 4.3 微 程 序 代 码........................... 错 误！未定义书签。
5 [ 设 计 运 行 结 果 分 析 ] (13)13 5.2 出 错 情况 ： ..........................错误！未定义书签。
6 [ 结 ] .............. 14 谢 ] ................................................. 15 8[ 参 考 文 献 ]............... 16 附 录 一 ： 数 据 通 路 框 图............................................. 17 附 录二：复杂模型机实验电路连线 图 ......................5.1果 ： ..........................实验结 设计小7[ 致 (17)题目五复杂模型机的组成与程序运行1[ 任务描述]1.1 题目名称：复杂模型机的组成与程序运行1.2要求：基于TD-CMA计算机组成原理教学实验系统，设计一个复杂计算机整机系统—模型机，分析其工作原理。
根据模型机的数据通路以及微程序控制器的工作原理，设计完成以下几条机器指令和相应的微程序，输入程序并运行。
START:IN R0,00H ；从IN 单元读入计数初值LDI R1,0FH ；立即数0FH 送R1 AND R0,R1 ；得到R0 低四位LDI R1,00H ；装入和初值00H BZC RESULT;计数值为0贝U跳转LDI R2,60H ;读入数据始地址LOOP: LAD R3,[RI],00H ;从MEM读入数据送R3,变址寻址，偏移量为00H ADD R1,R3 ；累加求和INC RI ;变址寄存加1，指向下一数据LDI R3,01H ;装入比较值SUB R0,R3BZC RESULT;相减为0,表示求和完毕JMP LOOP;未完则继续RESULT: STA 70H,R1 ;和存于MEM的70H 单元OUT40H,R1 ;和在OUT 单元显示JMP START ;跳转至START HLT ;停机1.3 实验目的：该实验通过从端口00H 读入一个计数初值，以该计数初值为基准从MEM勺50H单元开始的连续的计数初值个数的累加和，最后将求得的累加和从端口40H 输出显示。
2 [ 设计设备]实验设备：西安唐都科教仪器公司生产的TD-CMA实验系统一套，PC机一台，数据连接导线若干，电源。
3 [ 设计原理和方法]通过已经学过的计算机组成原理知识，在TD-CMA实验系统上设计一个复杂模型机。
3.1 设计原理模型机规定采用定点补码表示法表示数据，字长为8位，8 位全用来表示数据（最高位不表示符号），数值表示范围是：0 < X W 28 - 1。
该复杂模型机设计包含运算类指令、控制类指令、数据传输类指令三大类指令。
运算类指令仅用到了算术运算，算术运算设计有3条运算类指令，分别为：ADD（两寄存器值加法）、INC （寄存器值自加1）、SUB（两寄存器值减法）。
所有运算类指令都为单字节，寻址方式采用寄存器直接寻址。
控制转移类指令有三条HLT （停机）、JMP （无条件跳转到指定的指令地址）、BZC（判断寄存器内容是否为0,为0则跳转到指定的指令地址），用以控制程序的分支和转移，其中HLT 为单字节指令，JMP和BZC为双字节指令。
数据传送类指令有IN、OUT、LDI 、LAD、STA 共5 条，用以完成寄存器和寄存器、寄存器和I/O 、寄存器和存储器之间的数据交换，均为双字节指令。
A、算术逻辑运算指令格式如下格式如下其中RS为源操作数寄存器，RD为目的操作数寄存器。
并且规定了用两位二进制数来表示R0 R1、R2、R3寄存器，规定其表示方式如下表所示：B、I/O指令格式（IN和OUT指令）如下其中括号中的1 表示指令的第一字节，2 表示指令的第二字节，RS 为源寄存器，RD 为目的寄存器，I/O 端口号占用一个字节。
C 、访问指令及控制转移指令格式如下：a、LDI 的指令格式如下，第一字节同前一样，第二字节为立即数。
b、LAD、STA、JMP 和BZC 指令格式如下表所示：其中M 为寻址模式，具体见表3-1-1 所示，以R2 做为变址寄存器RI 。
D停机指令格式如下本模型机共有11 条基本指令，其中算术逻辑运算单元3 条，分别为SUB、ADD、INC. 控制转移指令两条，分别为JMP、BZC.输入输出指令两条，分别为IN和OUT寻址数据转移指令两条，分别为LDI 、LAD停机指令一条，为HALT.表3-1-2列出了各条指令的汇编符号、指令格式及指令功能说明。
详细说明见表篇三：复杂模型机课程设计报告课程设计说明书设计名称：计算机组成原理课程设计题目：复杂模型机设计学生姓名：专业：班级：10网络工程 2 班学号：指导教师：日期：XX 年10 月7 日目录课程设计题目.................................... 02课程设计目的 .................................... 02 主要内容 ........................................ 求 ........................................ 02 设计要02 进度安排 ........................................ 03 完成后应上父的材料............................... 03 数据格式及指令系统............................... 03 总体设计 ........................................ 05 复杂模型机数据通路图............................. 06 微程序流程图 .................................... 08 实验步骤 ........................................ 09 复杂模型机实验接线图............................. 10 实验程序 ........................................ 11 课程设计总结以及心得体会.........................12课程设计任务书一、课程设计题目复杂模型机设计计算机科学与技术专业10 年级网络2 班__ _二、课程设计目的1 .在掌握“ TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统” 部件单元电路的基础上，通过对一个简单计算机的设计，以达到对计算机的基本组成、部件的设计、部件间的连接、微程序控制器的设计、微指令和微程序的编制与调试等过程有更深的了解，加深对理论课程的理解。
2．通过模型机的设计和调试，连贯运用计算机组成原理课程学到的知识，建立计算机整机概念，加深计算机“时空”概念的理解。
3．培养独立工作和创新思维的能力，取得设计与调试的实践经验。
三、主要内容综合运用所学计算机原理知识，利用TDN-CM+教学实验系统设计并实现的模型机。
设计总体结构及机器指令、微指令。
根据设计的接线图搭好模型机电路，利用设计的指令编写程序并在机器上运（本文来自：小草范文网: 复杂模型机实验报告）行。
四、设计要求在掌握“ TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统”原理的基础上，以此实验系统为平台，设计一台微程序控制的模型计算机1.设计模型机硬件（需含计算机基本组成，即CPU内存、I/O 接口、输入设备、输出设备、总线等，CPU 为微程序控制器类型），设计总体结构及数据通路框图。
2．设计模型机指令系统（含设计机器指令、微指令格式、每条指令所对应的微程序等）。
3．利用模型机指令系统，编写汇编语言程序，分别完成下列功能：（1）将数据输入开关上的数据在LED上显示出来。
（2）编程序完成功能：LED上的数从1以步长1往上递增。
（3）编程序完成功能：S=1+2+3+4+5+?要求在LED上循环显示结果1、3、6、0A、？。
调试、运行通过后将程序写在下面。
4 .根据以上软硬件设计，在“TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统”上调试，检测实现的功能是否达到设计要求。
5．撰写课程设计报告（文件名：学号姓名.doc ），课程设计报告中所规定的图文齐全、符合要求、结构合理、文章通顺；能对实验中出现的问题提出改进意见并加以分析说明。
五、进度安排本学期第17-18 周。
6 月11 日-6 月12 日：资料查找、设计总体结构及数据通路框图。
6 月13 日-6 月14 日：设计模型机指令系统。
6 月15 日-6 月20 日：搭建模型机、整机调试。