计算机组成原理实验(NEW)
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
实验一：数字逻辑——交通灯系统设计子实验1：7 段数码管驱动电路设计（1）理解利用真值表的方式设计电路的原理；（2）利用Logisim 真值表自动生成电路的功能，设计一个 7 段数码管显示驱动。
二、实验方案设计7 段数码管显示驱动的设计方案：（1）输入：4 位二进制（2）输出：7 段数码管 7 个输出控制信号（3）电路引脚：（4）实现功能：利用 7 段数码管显示 4 位二进制的 16 进制值（5）设计方法：由于该实验若直接进行硬件设计会比较复杂，而7 段数码管显示的真值表较容易掌握，所以我们选择由真值表自动生成电路的方法完成该实验。
先分析设计 7 段数码管显示驱动的真值表，再利用Logisim 中的“分析组合逻辑电路”功能，将真值表填入，自动生成电路。
（6）真值表的设计：由于是 4输入 7输出，真值表共有 16 行。
7输出对应 7个引脚，所以需要依次对照LED 灯的引脚顺序进行设计，如下图所示（注意LED 的引脚顺序）：三、实验步骤（1）在实验平台下载实验框架文件RGLED.circ；（2）在Logisim 中打开RGLED.circ 文件，选择数码管驱动子电路；（3）点击“工程”中的“分析组合逻辑电路”功能，先构建4输入和7输出，再在“真值表”中，将已设计好的真值表的所有数值仔细对照着填入表格中，确认无误后点击“生成电路”，自动生成的电路如下图所示：（4）将子电路封装为如下形式：（5）进行电路测试：·自动测试在数码管驱动测试子电路中进行测试；·平台评测自动测试结果满足实验要求后，再利用记事本打开RGLED.circ 文件，将所有文字信息复制粘贴到Educoder 平台代码区域，点击评测按钮进行测试。
四、实验结果测试与分析（1）自动测试的部分结果如下：（2）平台测试结果如下：综上，本实验测试结果为通过，无故障显示。
本实验的关键点在于：在设计时需要格外注重LED 灯的引脚顺序，保证0-9 数字显示的正确性，设计出正确的真值表。
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报告
实验一报告内容实验题目：运算器实验实验目的： 1、掌握简单运算器的数据传输方式 2、验证运算功能发生器( 74LS181)及进位控制的组合功能。
实验要求：完成不带进位及带进位算术运算实验、逻辑运算实验，了解算术逻辑运算单元的运用。
实验器材：电子试验箱运算器组成框图：ALU的功能图实验原理：实验中所用的运算器原理如图1-1所示。
其中运算器山两片74LS181以并／串形式构8位字长的ALU。
运算器的输出经过一个三态门(74LS245)和数据总线相连’运算器的两个数据输入端分别由-个锁存器(74LS273)锁存，锁存器的输入已连至数据总线，数据丌关(INPUT UNIT)用来给出参与运算的数据，经一三态门(74LS245)和数据总线相连，数据显示灯(BUS UNIT)已和数据总线相连，用来显示数据总线内容。
本实验装置的控制线(CTR-IN UNIT)应与(CTR-OUT UNIT)相连，数据总线、时序电路( TIME UNIT)产生的脉冲信号（T1-T4）、P(1)、P(2)、P(3)本实验装置已作连接， ( CLK UNIT)必须选择一档合适的时钟，其余均为电平控制信号(HC-UNIT)。
进行实验时，首先按动位于本实验装置右中则的复位按钮使系统进入初始待令状态，在LED显示器闪动出现“P．”的环境下，按动增址命令键使LED显示器自左向右第一位显示提示符H”，表示本装置已进入手动单元实验状态，在该状态下按动单步命令键，即可获得实验所需的单脉冲信号，而各电平控制信号用位于LED显示器左方的K25~KO二进制数据开关来模拟。
在进行手动实验时，必须先预置开关电平：，Load=l, /CE- 1，其余开关控制信号电平均置为0，这在以后手动实验时不再说明，敬请注意。
实验连接：按上图实验线路作以下连接：1、八付运算器控制信号连接：位于实验装置左上方的控制信号(CrR_OLff UNIT)中的(S3、S2. S1. SO.M、／CN. LDDRl. LDDR2. LDCZY. C、B.A)与位于实验装置右中方的(CTR-IN UNIT)、位于实验装置左中方的(UPC UNIT)、位于右J二方的（艮UNIT）作对应连接。
TEC-8实验(new)
把值送往 ALU 的 A 端口，同时也选中了能写入的寄存器。地址信号 RS1、RS0 选中的寄存器把值送往
ALU 的 B 端口。（都是 00 选 R0，01 选 R1，10 选 R2，11 选 R3）
3、8 位的 ALU 通过两片 74LS181 芯片实现。虚线框内的 4 个寄存器、两个 4 选 1 选择器、2：4
TEC-8 计算机组成原理 实验指导
计算机与信息工程学院 马辉
aymahui@
TEC-8 整体描述
1、电源安装在试验箱的下部，电源接口在后侧面，电源开关在右侧面，实验台上有一个+5V 的 电源指示灯。
2、实验台由一块印刷电路板构成，上面分模块实现了模型计算机和数字电路综合实验所需部分。
6、指示灯 µA5~µA0 显示 17H，这时指示灯 C 显示加法运算得到的进位 C，指示灯 Z 显示加法运 算得到的结果为 0 信号。指示灯 A7~A0 显示被减数 A（R0），指示灯 B7~B0 显示减数 B（R1），D7~D0 指示灯显示运算结果 A-B。按一次 QD 按钮，进入下一步。
7、指示灯 µA5~µA0 显示 18H，这时指示灯 C 显示减法运算得到的进位 C，指示灯 Z 显示减法运 算得到的结果为 0 信号。指示灯 A7~A0 显示数 A（R0），指示灯 B7~B0 显示数 B（R1），D7~D0 指示 灯显示运算结果 A and B。按一次 QD 按钮，进入下一步。
数据开关 SD7~SD0 上设置数 B，在数据总线 DBUS 指示灯 D7~D0 上可查看数据。然后按一次 QD，将 数据写入 R1，进入下一步。
5、指示灯 µA5~µA0 显示 16H，指示灯 A7~A0 显示被加数 A（R0），指示灯 B7~B0 显示加数 B（R1）， D7~D0 指示灯显示运算结果。按一次 QD 按钮，进入下一步。
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
《计算机组成原理》实验一、实验的性质、任务和基本要求(一)本实验课的性质、任务《计算机组成原理》是计算机科学与技术、网络工程专业的核心专业基础课，本课程旨在培养学生对计算机系统的分析、设计能力，同时为后续专业课程的学习打下坚实的基础。
实验是巩固课堂教学质量必不可少的重要手段。
本实验课的任务是通过实验进一步加深对计算机各部件组成以及工作原理的掌握，培养学生计算机硬件动手能力。
（二）基本要求1、掌握运算器的基本组成和工作原理；2、掌握半导体存储器的工作原理与使用方法，掌握半导体存储器如何存储和读取数据；3、掌握微程序控制器的组成以及工作过程，掌握用单步方式执行一段微程序以及如何检查每一条微指令正确与否的方法；4、掌握数据传送通路工作原理；5、能够将运算器、微程序控制器和存储器三个部件连机，形成一个基本模型机系统。
同时，掌握机器指令与微指令的关系。
（三）实验学时分配表（表格说明）二、实验教学内容实验一运算器实验一、实验目的：（1）结合学过的有关运算器的基本知识，掌握运算器的基本组成、工作原理。
特别是了解算术逻辑运算单元ALU的工作原理；（2）验证多功能算术单元74181、74182的运算功能；（3）熟悉掌握本实验中运算器的数据传输通路。
二、实验要求（1）预习74181、74182的工作原理及逻辑关系；（2）测量数据要求准确；（3）写出实验报告。
三、实验内容1、实验原理实验中的运算器由两片74LS181以并/串形成8位字长的ALU构成。
运算器的输出经过一个三态门74LS245到ALUO1插座，实验时用8芯排线和内部数据总线BUSD0~D7插座BUS1~6中的任一个相连，内部数据总线通过LZD0~LZD7显示灯显示；运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器74LS273锁存，两个锁存器的输入并联后连至插座ALUBUS，实验时通过8芯排线连至外部数据总线EXD0~D7插座EXJ1~EXJ3中的任一个；参与运算的数据来自于8位数据开关KD0~KD7，并经过一三态门74LS245直接连至外部数据总线EXD0~EXD7，通过数据开关输入的数据由LD0~LD7显示。
计算机组成原理实验报告
一、实验装置组成（一）硬件部分实验装置是为计算机组成原理的工作流程专门设计的。
它能够让学生通过手动和自动的操作弄清和掌握计算机工作的基本原理。
程序实验主要包括：数据传输程序各种运算程序控制转移程序数码转换程序(二)软件部分软件系统由编辑程序、编译程序、程序执行、调式程序几个部分组成，完成由源程序输入、语法分析排错、指令汇编、应用程序调试的全过程。
二、软件使用说明（一）界面说明软件系统采用集成化的窗口，各种软件功能分类设置在程序中，软件系统的主窗口界面如上图所示，现将界面各组成部位说明如下：1 ——寄存器在程序执行过程中，观察各寄存器的值2 ——存储器在程序执行过程中，观察各存储器的值3 ——信息显示当前指令对应的微程序4 ——编辑源程序从汇编状态或运行状态返回到编辑源程序状态5 ——汇编对编辑好的源程序进行汇编连接6 ——程序复位让程序指针指向程序的第一条指令7 ——运行运行已通过汇编连接的程序8 ——停止停止程序的运行9 ——单步单步运行程序（逐条指令执行）10 ——单拍单拍运行程序（逐条微指令执行）11 ——设置/取消断点设置/取消断点，调试程序时用12 ——连接/断开串行口连接/断开串行口，连通/断开程序和模型机通信13 ——源程序编辑区在该区域内编辑源程序14 ——寄存器/存储器显示区显示各寄存器/存储器的值15 ——微程序显示区显示当前指令对应的微程序（二）编辑程序编辑源程序采用文本的编辑方式，按照给定的模型机指令系统，用汇编语言格式编（三）汇编程序汇编程序先对源程序进行语法检查，排除源程序中的语法错误，再将源程序编译为机器码，在调试的窗口中显示指令行、机器码、助记符等信息。
（四）运行方式程序的运行有单拍、单步和连续执行三种方式。
单拍方式是逐条执行微程序中的微指令，屏幕显示信息（微指令、积存器和存储器状态）与实验板显示信息（微指令对应的数据流向以及相应的控制信号）互相配合，可以将单拍微指令执行的结果从不同角度显示出来，以便观察。
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：
本实验的目的是通过进行计算机组成原理实验，深入理解计算机的基本组成和工作原理，掌握计算机硬件与软件之间的协同工作方式。
实验设备：
1. 计算机主机
2. 键盘
3. 鼠标
4. 显示器
实验步骤：
1. 打开计算机主机，并接通电源。
2. 等待计算机启动完毕，进入操作系统界面。
3. 输入用户名和密码，登录系统。
4. 在桌面上打开文本编辑器，并新建一个文档。
5. 在文档中输入一段文字，并保存文件。
6. 打开浏览器，进入互联网页面。
7. 在浏览器中输入搜索词语，并点击搜索按钮。
8. 查看搜索结果，并点击其中一个链接。
9. 在打开的页面上点击按钮或链接，进行相应操作。
10. 关闭浏览器。
11. 关闭文本编辑器，保存文档。
12. 关闭计算机主机。
实验结果：
通过完成以上步骤，我们成功地进行了计算机组成原理实验。
在电脑启动后，我们登录系统并使用了各种软件和外部设备。
计算机可以顺利地接收我们的指令，并作出相应的操作。
我们也能够通过互联网浏览页面，并进行搜索和点击链接操作。
实验总结：
通过本次实验，我们更加深入地理解了计算机的组成和工作原理。
计算机是由硬件和软件组成，硬件包括主机、键盘、鼠标、显示器等，软件包括操作系统、文本编辑器、浏览器等。
计算机的各个组件通过协同工作，实现了我们对计算和信息的处理。
掌握计算机组成原理对于我们更好地使用计算机和理解计算机科学的发展趋势具有重要意义。
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之一，通过实验可以更好地理解和掌握计算机的组成原理。
本篇实验报告将介绍我们在计算机组成原理实验中所进行的实验内容和实验结果。
实验一：逻辑门电路设计在这个实验中，我们学习了逻辑门电路的设计和实现。
通过使用门电路，我们可以实现与门、或门、非门等基本逻辑运算。
我们首先学习了逻辑门电路的真值表和逻辑代数的基本运算规则，然后根据实验要求，使用逻辑门电路设计了一个简单的加法器电路，并通过仿真软件进行了验证。
实验结果表明，我们设计的加法器电路能够正确地进行二进制数的加法运算。
实验二：数字逻辑电路实现在这个实验中，我们进一步学习了数字逻辑电路的实现。
通过使用多路选择器、触发器等数字逻辑元件，我们可以实现更复杂的逻辑功能。
我们首先学习了多路选择器的原理和使用方法，然后根据实验要求，设计了一个4位二进制加法器电路，并通过数字逻辑实验板进行了搭建和测试。
实验结果表明，我们设计的4位二进制加法器能够正确地进行二进制数的加法运算。
实验三：存储器设计与实现在这个实验中，我们学习了存储器的设计和实现。
存储器是计算机中用于存储和读取数据的重要组成部分。
我们首先学习了存储器的基本原理和组成结构，然后根据实验要求，设计了一个简单的8位存储器电路，并通过实验板进行了搭建和测试。
实验结果表明，我们设计的8位存储器能够正确地存储和读取数据。
实验四：计算机硬件系统设计与实现在这个实验中，我们学习了计算机硬件系统的设计和实现。
计算机硬件系统是计算机的核心部分，包括中央处理器、存储器、输入输出设备等。
我们首先学习了计算机硬件系统的基本原理和组成结构，然后根据实验要求，设计了一个简单的计算机硬件系统，并通过实验板进行了搭建和测试。
实验结果表明，我们设计的计算机硬件系统能够正确地进行指令的执行和数据的处理。
结论：通过这些实验，我们深入学习了计算机组成原理的相关知识，并通过实践掌握了计算机组成原理的基本原理和实现方法。
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：本次实验旨在通过构建一个简单的计算机系统，了解和掌握计算机组成原理的基本知识和相关操作技能。
实验仪器和材料：1.计算机硬件：CPU、内存、硬盘、主板等。
2. 操作系统：Windows。
3. 实验软件：C++ 编程语言、IDE（如Visual Studio）。
4.实验文档：笔记本电脑。
实验原理：1.CPU：中央处理器，是计算机系统的核心组成部分，负责所有数据的处理和执行。
2.内存：主要用于存储计算机程序和数据，是计算机系统的临时存储器。
3.硬盘：主要用于长期存储计算机程序、数据和操作系统等。
4.主板：是计算机系统的主要组成部分，承载了CPU、内存、硬盘等主要硬件，并提供各种接口和插槽。
5.操作系统：是计算机系统的核心软件，负责管理和协调各种硬件和软件资源，为用户提供友好的界面和功能。
实验步骤：1.准备实验材料和工具，搭建计算机系统。
将CPU、内存、硬盘等硬件安装到主板上，连接好相应的电源线和数据线，确保硬件正常工作。
2. 启动计算机，在操作系统中打开C++编程语言的IDE（如Visual Studio）。
3. 编写一个简单的程序，例如输出"Hello, world!"。
4.进行编译和链接，生成可执行文件。
5.运行程序，观察计算机系统的运行情况。
6.分析程序的运行结果，查看计算机系统的资源占用情况。
7.修改程序，并再次进行编译、链接和运行，观察结果。
实验结果和分析：通过以上实验步骤，我们成功搭建了一个计算机系统，并在操作系统中编写、编译和运行了一个简单的程序。
从实验结果可以看出，计算机系统能够正常工作，在屏幕上正确地输出了"Hello, world!"。
根据程序的运行情况，我们可以观察到计算机系统的CPU占用率、内存占用率和硬盘读写速度等性能指标。
在修改程序并重新运行后，我们可以观察到不同的运行结果，进一步分析计算机系统的性能和资源占用情况。
计算机组成原理实验
计算机组成原理实验报告(一) 1.1基本运算器实验一、实验目的：运算器ALU的组成结构及工作原理二、实验内容：使用PC机一台，TD-CMA实验系统一套完成对算术逻辑单元ALU的验证实验三、实验步骤：1 、连线：按照实验电路连线，检查无误后，合上开关。
2、存数：分别向运算器A、B存入相应的二进制数（此数可以自定）。
3、置位：置ALU_B=0,LDA=0，LDB=0，准备验证。
4、验证：按照实验手册上的表格分别置位 S3、S2、S1、S0和控制位 CN，观察实验系统上验证结果（由CPU内总线显示运算结果），以及进位标志FC，零标志FZ的状态。
四、实验结果：1、实验连线图：2、实验数据：运算类型逻辑运算A B S3 S2 S1 S0 CNXXXXX结果65656565656565A7A7A7A7A7A7A71111111111F=（65）FC=（0）FZ=（0）F=（A7）FC=（0）FZ=（0）F=（25）FC=（0）FZ=（0）F=（E7）FC=（0）FZ=（0）F=（65）FC=（0）FZ=（0）F=（32）FC=（0）FZ=（0）F=（32）FC=（0）FZ=（0）移位运算165 65 A7A71111111F=（CA）FC=（0）FZ=（0）F=（CA）FC=（0）FZ=（0）65 65 65 A7A7A71111111XXXF=（0C）FC=（1）FZ=（0）F=（66）FC=（1）FZ=（0）F=（64）FC=（0）FZ=（0）算术运算图 1-1五：实验分析：原理分析：由于计算机算术逻辑单元ALU内嵌了相应的逻辑，移位，算是运算功能部件，并且控制型号位S3、S2、S1、S0和控制位CN共同决定ALU实现什么样的运算功能，任何时候，多路选择开关只选择三部件的结果作为ALU的输出，当中，若有影响进位的运算，还将置进位标志FC，爱运算结果输出前，我们需要置零标志位。
错误分析：在按照实验电路连线的时候，由于某些实线在输入输出没有相互对应，导致最终的CPU内总线显示运算结果与进位标志有些许的错误，经检查纠正过后，最终验证结果如上图1-1。
计算机组成原理的实验报告
计算机组成原理的实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解计算机组成原理中的关键概念和组件，通过实际操作和观察，增强对计算机硬件系统的认识和掌握能力。
具体包括：1、了解计算机内部各部件的工作原理和相互关系。
2、熟悉计算机指令的执行流程和数据的传输方式。
3、掌握计算机存储系统的组织和管理方法。
4、培养分析和解决计算机硬件相关问题的能力。
二、实验设备本次实验使用的设备包括计算机、逻辑分析仪、示波器以及相关的实验软件和工具。
三、实验内容1、运算器实验进行了简单的算术运算和逻辑运算，如加法、减法、与、或等操作。
观察运算结果在寄存器中的存储和变化情况。
2、控制器实验模拟了指令的取指、译码和执行过程。
分析不同指令对计算机状态的影响。
3、存储系统实验研究了内存的读写操作和地址映射方式。
考察了缓存的工作原理和命中率的计算。
4、总线实验观察数据在总线上的传输过程和时序。
分析总线竞争和仲裁的机制。
四、实验步骤1、运算器实验步骤连接实验设备，将运算器模块与计算机主机相连。
打开实验软件，设置运算类型和操作数。
启动运算，通过逻辑分析仪观察运算过程中的信号变化。
记录运算结果，并与预期结果进行比较。
2、控制器实验步骤连接控制器模块到计算机。
输入指令序列，使用示波器监测控制信号的产生和变化。
分析指令执行过程中各个阶段的状态转换。
3、存储系统实验步骤搭建存储系统实验电路。
进行内存读写操作，改变地址和数据，观察存储单元的内容变化。
分析缓存的替换策略和命中率的影响因素。
4、总线实验步骤连接总线模块，配置总线参数。
多个设备同时发送数据，观察总线的仲裁过程。
测量数据传输的时序和带宽。
五、实验结果与分析1、运算器实验结果加法、减法等运算结果准确，符合预期。
逻辑运算的结果也正确无误。
观察到在运算过程中，寄存器的值按照预定的规则进行更新。
分析：运算器的功能正常，能够准确执行各种运算操作，其内部的电路和逻辑设计合理。
2、控制器实验结果指令能够正确取指、译码和执行，控制信号的产生和时序符合指令的要求。
计算机组成原理实验报告
计算机组成原理实验报告一、实验目的通过本次实验，我们旨在深入了解计算机组成原理的相关知识，并通过实际操作，加深对计算机组成原理的理解。
具体目的如下：1.了解计算机的基本组成部件，包括CPU、内存、输入/输出设备等；2.学习计算机的基本工作原理，包括数据的输入、存储、处理和输出；3.熟悉计算机指令的执行过程，包括指令的取址、译码和执行；4.通过实验，巩固对计算机硬件及其工作方式的理解。
二、实验内容本次实验主要包括以下几个部分的内容：1.CPU的组成和工作原理2.存储器的组成和工作原理3.输入/输出设备的组成和工作原理4.计算机指令的执行过程三、实验装置和材料1.计算机主机2.显示器3.键盘4.鼠标5.实验板6.逻辑门集成电路7.示波器8.万用表四、实验步骤1.将计算机主机、显示器、键盘和鼠标连接好，并确保正常运行；2.连接实验板和逻辑门集成电路，搭建一个简单的逻辑电路；3.使用示波器和万用表测量逻辑电路的信号波形和电压；4.编写一个简单的汇编程序，包括输入、存储、处理和输出过程；5.使用计算机主机执行编写的汇编程序，并观察程序的执行过程。
五、实验结果与分析在本次实验中，我们成功地搭建了一个简单的逻辑电路，并使用示波器和万用表对其进行了测量。
通过测量，我们发现信号的电压和波形符合预期。
这说明逻辑电路的组成是正确的，能够正常工作。
在编写的汇编程序的执行过程中，我们观察到输入的数据被存储到内存中，并经过CPU的处理后，最终输出到显示器上。
这验证了计算机的基本工作原理，即数据的输入、存储、处理和输出。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了计算机组成原理的相关知识，对计算机的基本组成部件、工作原理和指令执行过程有了更深入的理解。
通过实际操作，我们学会了如何搭建一个简单的逻辑电路，并对其进行测量和观察。
总体而言，本次实验对于我们进一步学习和掌握计算机组成原理非常有帮助。
通过实际操作和实验结果的观察，我们对计算机的工作方式有了更加清晰的认识。
计算机组成原理 实验报告
ALU主要完成对二进制数据的定点算术运算（加减乘除）、逻辑运算（与或非异或）以及移位操作。在某些CPU中还有专门用于处理移位操作的移位器。
通常ALU由两个输入端和一个输出端。整数单元有时也称为IEU（Integer Execution Unit）。我们通常所说的“CPU是XX位的”就是指ALU所能处理的数据的位数。
置S3、S2、S1、S0和Cn的数值，并观察数据总线LED显示灯显示的结果。如置S3、S2、S1、
S0为0010加法运算。
如果实验箱和PC联机操作，则可通过软件中的数据通路图来观测实验结果（软件使用说明
请看附录一），方法是：打开软件，选择联机软件的“【实验】—【运算器实验】”，打开运算器
实验的数据通路图，如图1-1-6所示。进行上面的手动操作，每按动一次ST按钮，数据通路图
会有数据的流动，反映当前运算器所做的操作，或在软件中选择“【调试】—【单节拍】”，其作
用相当于将时序单元的状态开关KK2置为‘单拍’档后按动了一次ST按钮，数据通路图也会反
映当前运算器所做的操作。
重复上述操作，并完成表1-1-2。然后改变A、B的值，验证FC、FZ的锁存功能。
计算机组成原理实验报告
实验一 基本运算器实验
一、
1.了解运算器的组成结构
2.掌握运算器的工作原理
3.深刻理解运算器的控制信号
二、
PC机一台、TD-CMA实验系统一套
三、实验原理
1.(思考题)运算器的组成包括算数逻辑运算单元ALU（Arithmetic and Logic Unit）、浮点运算单元FPU（Floating Point Unit）、通用寄存器组、专用寄存器组。
计算机组成原理实验报告
实验1 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.了解通用寄存器的构成和运用。
二、实验要求掌握通用寄存器R3~R0的读写操作。
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R1 R0（CX）、R3 R2（DX）通用寄存器组。
图中X2 X1 X0定义输出选通使能，SI、XP控制位为源选通控制。
RWR为寄存器数据写入使能，DI、OP为目的寄存器写选通。
DRCK信号为寄存器组打入脉冲，上升沿有效。
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2.寄存器的读写操作①目的通路当RWR=0时，由DI、OP编码产生目的寄存器地址，详见下表。
通用寄存器“手动／搭接”目的编码②通用寄存器的写入通过“I/O输入输出单元”向R0、R1寄存器分别置数11h、22h，操作步骤如下：通过“I/O输入输出单元”向R2、R3寄存器分别置数33h、44h，操作步骤如下：③源通路当X2~X0=001时，由SI、XP编码产生源寄存器，详见下表。
通用寄存器“手动／搭接”源编码④通用寄存器的读出五、实验心得通过这个实验让我清晰的了解了通用寄存器的构成以及通用寄存器是如何运用的，并且熟悉了通用寄存器的数据通路，而且还深刻的掌握了通用寄存器R3~R0的读写操作。
实验2 运算器实验一、实验目的掌握八位运算器的数据传输格式，验证运算功能发生器及进位控制的组合功能。
二、实验要求完成算术、逻辑、移位运算实验，熟悉ALU运算控制位的运用。
三、实验原理实验中所用的运算器数据通路如图2-3-1所示。
ALU运算器由CPLD描述。
运算器的输出FUN经过74LS245三态门与数据总线相连，运算源寄存器A和暂存器B的数据输入端分别由2个74LS574锁存器锁存，锁存器的输入端与数据总线相连，准双向I/O输入输出端口用来给出参与运算的数据，经2片74LS245三态门与数据总线相连。
TEC-8实验(new)
数据开关 SD7~SD0 上设置数 B，在数据总线 DBUS 指示灯 D7~D0 上可查看数据。然后按一次 QD，将 数据写入 R1，进入下一步。
5、指示灯 µA5~µA0 显示 16H，指示灯 A7~A0 显示被加数 A（R0），指示灯 B7~B0 显示加数 B（R1）， D7~D0 指示灯显示运算结果。按一次 QD 按钮，进入下一步。
TEC-8 计算机组成原理 实验指导
计算机与信息工程学院 马辉
aymahui@
TEC-8 整体描述
1、电源安装在试验箱的下部，电源接口在后侧面，电源开关在右侧面，实验台上有一个+5V 的 电源指示灯。
2、实验台由一块印刷电路板构成，上面分模块实现了模型计算机和数字电路综合实验所需部分。
6、指示灯 µA5~µA0 显示 17H，这时指示灯 C 显示加法运算得到的进位 C，指示灯 Z 显示加法运 算得到的结果为 0 信号。指示灯 A7~A0 显示被减数 A（R0），指示灯 B7~B0 显示减数 B（R1），D7~D0 指示灯显示运算结果 A-B。按一次 QD 按钮，进入下一步。
7、指示灯 µA5~µA0 显示 18H，这时指示灯 C 显示减法运算得到的进位 C，指示灯 Z 显示减法运 算得到的结果为 0 信号。指示灯 A7~A0 显示数 A（R0），指示灯 B7~B0 显示数 B（R1），D7~D0 指示 灯显示运算结果 A and B。按一次 QD 按钮，进入下一步。
把值送往 ALU 的 A 端口，同时也选中了能写入的寄存器。地址信号 RS1、RS0 选中的寄存器把值送往
ALU 的 B 端口。（都是 00 选 R0，01 选 R1，10 选 R2，11 选 R3）
3、8 位的 ALU 通过两片 74LS181 芯片实现。虚线框内的 4 个寄存器、两个 4 选 1 选择器、2：4
计算机组成原理实验
1. 采用 Cache-Memory 存储层次。 2. 地址长度为 16 位，数据寄存器长度 16 位，存储字长是 8 位，采用小端存储模式。 3. Cache 采用二路组相联，Cache 大小为 1KB，每个字块 4 个字，字长为 2B。 4. 能根据有效地址读 Cache 和内存，把数据读入数据寄存器中；能根据有效地址把
1、 运算器由 ALU，状态寄存器，通用寄存器组成。 2、 ALU 能够进行加、减、乘、除等四则运算，与、或、非、异或等逻辑运算以及移
位求补等操作。其中乘除法要实现原码 1 位乘、补码 1 位乘（Booth）、原码加减 交替除法、补码加减交替除法 4 种算法。选作原码/补码 2 位乘算法。 3、 通用寄存器组用于保存参加运算的操作数和运算结果。 4、 状态寄存器用于记录算术、逻辑运算的结果状态。程序设计中，这些状态通常用 作条件转移指令的判断条件，所以又称为条件码寄存器。一般均设置如下几种状 态位：零标志位（Z），负标志位（N），溢出标志位（v），仅为或借位标志（C）。 【输入】从 ins_input.txt 读入。每行有一个操作码和两个操作数，用空格分开，操作数用原 码表示。 e.g. Add 0.110111 1.101110 Sub 0.100111 0.101011 Mul 1.101110 0.110111 【输出】将运算过程和结果输入到 output.txt 例如： ori_onebit_times [x]ori=1.101110 [y]ori=0.110111 x*=0.101110 y*=0.110111 0.000000 110111 + 0.101110 -------------------------------0.101110 0.010111 0 11011 + 0.101110 -------------------------------1.000101 0 0.100010 10 1101 + 0.101110 -------------------------------1.010000 10 0.101000 010 110 0.010100 0010 11 + 0.101110 -------------------------------1.000010 0010 0.100001 00010 1 + 0.101110 --------------------------------
- 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)。
时钟
ADDRESS CLOCK UNIT UNIT 手动开关控制器 MANUAL UNIT
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
实验一：实验台基本操作
实验要求:
把输入部件（INPUT）上的数据65送到总线(BUS)。
INPUT BUS
把总线(BUS)上的数据送到输出部件(OUT)。
BUS OUT
数据变换操作（clock单元代替开关）,OUT单元的数据随着INPUT 单元的数据变化而变化（连续脉冲？）。
1.实验日期，同组者实验等 1.实验日期， 实验日期 2.实验目的 2.实验目的 3.实验原理 简明) 实验原理( 3.实验原理(简明) 4.实验过程 实验过程: 4.实验过程: (1)连线 (1)连线 (2)操作过程 条理清晰) 操作过程( (2)操作过程(条理清晰) (3)实验数据 真实) 实验数据( (3)实验数据(真实) 5.实验结果和结论 5.实验结果和结论 6.自己的看法或者疑问 6.自己的看法或者疑问
实验类型 验证 验证 验证 验证 验证 设计 设计 设计 设计 设计 设计 设计
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
教学进度安排(信电)
周次 1 2 3 4 5 6 7 8
实验名称 实验台基本操作 算术逻辑运算实验 移位控制实验 存储器读写实验 简单模型计算机实验1 简单模型计算机实验2 机器指令设计实验1 机器指令设计实验2
IN(01) AR MEM DA1 IN(02) AR MEM DA2 IN(03) AR ALU(加) MEM MEM OUT
IN(01) AR MEM R0 R0 AR MEM DA1 IN(02) AR MEM R0 MEM DA2 IN(03) AR MEM R0 R0 AR ALU(加) MEM MEM OUT
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
实验三：进位与判示。 给定进位标志CY，判零标志CZ，规定操作方式。自己取数据，填 写P47表2-4。
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
实验要求： 实现3465H和12A7H相加结果保存到两个通用寄存器中并读出。 实现3465H和12A7H相减结果保存到两个通用寄存器中并读出。 微操作 控制信号 INPUT DA1 INPUT DA2 ALU(加) RO 判断cy INPUT DA1 INPUT DA2 ALU(加) R1 OUT R0 OUT R1 IO-R#,B-DA1 IO-R#,B-DA2 ALU-B#, S3-S0,M,CI=100101 ,B-R0 CYCN#或CYNCN#,T4 IO-R#,B-DA1 IO-R#,B-DA2 CYCN#,ALU-B#, S3-S0,M,CI=100101 ,B-R1 R1-B#,IO-W R0-B#,IO-W
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
实验四：移位控制实验
实验内容： FOH*3/4 OUT 实验步骤 IN(F0H) DA1 IN(F0H) 299 299(右移2次) DA2 ALU（减） OUT 对应控制信号 IO-R#，B-DA1 IO-R#，S1,S0=11，T4 299-B#，S1,S0=10，T4，T4，B-DA2 ALU-B#，S3~S0,M,CI=011000，IO-W
实验类型 验证 验证 验证 验证 设计 设计 设计 设计
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
实验台基本结构
运算器 ALU UNIT 寄存器 REG UNIT 报警 ALARM UNIT 中断 INT UNIT 总线 BUS UNIT 微程序控制器 MAIN CONTROL UNIT 指令 INS UNIT 地址 输入/输出 INPUT/OUTPUT UNIT 主存储器 MEM UNIT
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
PC AR PC+1 RAM IR 1，定义指令RR（DR右移 DR） 指令格式：D4 DR 299 35H DR-B#，S1,S0=11 40H 定义指令过程： 299-B#，S1,S0,M=100 1、先确定RR的操作码， 如11010100。 R299-B#，B-DR 2、根据操作码，可知微指 令入口地址为35H（参考 J(1)散转规则）。 3、画微操作流程图（如左 图）。
课程性质
电路分析 数字电子技术 计算机组成原理 微机与接口技术 系统结构 单片机应用 计算机网络 DSP 芯片应用 通信原理 ……
------技术基础课 ------技术基础课 ------专业基础课 ------专业基础课
---专业课 ---专业课
本课程是专业基础课，是一门承上启下的课程。 本课程是专业基础课，是一门承上启下的课程。 专业基础课
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
SUB ADDR（ [ADDR]- R0 RO）
35 PC AR PC+1 40 RAM AR 41 RAM DA1 42 DR DA2 43 DA1-DA2 DR
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
实验名称:带移位模型机的设计与实现
简单模型机基础上定义四条指令 RR,RL,RRC,RLC 操作码自己定义(书上p89,定义的微地址有冲突) 例如RR操作码为11010100,则入口地址为35H. RR(功能：DR循环右移 DR) 改变RR指令功能如下之一 RR addr(功能：[addr]循环右移 DR) RR addr1,addr2(功能：[addr1]循环右移 [addr2]) 编程序实现输出指示灯”00000001”(来源于input 单元)从左往右或从右往左循环移动。
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
实验二：算术逻辑运算实验
实验要求：
把输入部件（INPUT）的数据送到DA1和DA2
INPUT DA1;INPUT DA2
将运算器（ALU）运算结果输出到总线指示灯显示。填写P44表2-2
ALU BUS。 验证:S3-S0,M,CI=101001 101101 四个运算结果数据 9A 65 66 9A 101000 101100
计算机组成原理 实验
实验指导：倪金龙 信息楼401 Tel：28008271 nijl@
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
前言 实验课注意事项
一、实验预习。 实验预习。 实验过程，不带电连线和拆线，真实记录实验数据。 二、实验过程，不带电连线和拆线，真实记录实验数据。 实验完毕后，清理实验台。 三、实验完毕后，清理实验台。 实验报告要求： 四、实验报告要求：
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
算术逻辑运算实验
BUS D7-D0 锁存器(245) D7-D4 S3-S0 M,Ci 运算器(181) D7-D4 B-DA1 DA1(274) D7-D0 BUS D3-D0 运算器(181) D3-D0 DA2(274) D7-D0 B-DA2 S3-S0 M,Ci ALU-B
MEM DA1 IN(02) AR MEM R0 R0 AR
MEM DA2 IN(03) AR MEM R0
要求：写出每步微操作，及每步微操作所需控 制信号。 R0
AR
ALU(加) MEM MEM OUT
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
IN(01) AR IN(80) MEM IN(02) AR IN(40) MEM IN(03) AR IN(20) MEM …… IN(01) AR MEM BUS(读操作) IN(02) AR MEM BUS(读操作) IN(03) AR MEM BUS(读操作) ……
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
J（1）
299循环右 移
299 DR
41H
4、将微操作转化为微指令 写入微存储器
思考：
再定义一条乘5指令：Five （功能：DR*5 DR） 编程序实现输出指示灯”00000001”(来源于 input单元)循环乘5输出。
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
PC AR PC+1 FIVE 指令格式：D8 功能：DR*5 DR 36H DR DA1 40H DR 299 41H 299循环左移 RAM 299 299循环左移 299循环左移 299 DA2 DA1+DA2 DR 299循环左移 299 DA2
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
课程内容
高级语言`
汇编语言`
指令代码`
微指令代码
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
课程内容
总 线
输 入 输
输入设备
输 设备
设备
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
教学进度安排(正常)
周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
实验名称 实验台基本操作 算术逻辑运算实验 进位与判零控制实验(多位数运算) 移位控制实验 存储器读写实验 脱机方式下微代码装入与执行实验 简单模型计算机实验1 简单模型计算机实验2 带移位模型计算机实验1 带移位模型计算机实验2 机器指令设计实验1 机器指令设计实验2
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
前言 成绩比例及考试方式
平时成绩50分 平时成绩50分 50 实验操作情况30 实验操作情况30 实验报告20 实验报告20 期末考试成绩50分 期末考试成绩50分 50 实验理论考试25 实验理论考试25 实验操作考试25 实验操作考试25
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
T1T2T3T4 时序信号
24位微代码开关
7位微地址开关
浙江工商大学 计算机与信息工程学院
简单模型机
1、根据简单模型机已经定义的5条指令，编程实现以下功 能： 输入单元（20H）加上内存[20H]，存放到地址为 20H的内存中，并在OUT显示。循环累加。 2、在已有的简单模型机的5条指令的基础上，再自己定义 一条减法指令：SUB RO ADDR（ [ADDR]- R0 RO），编程 实现以下功能： 内存[20H]减去输入单元（20H），存放到地址为 20H的内存中，并在OUT显示。循环累减。 注：[20H]中数据预置为80H。 软件下载地址：FTP：//10.21.202.2/113