计算机组成与系统结构实验报告2
计算机体系结构实验报告
计算机体系结构实验报告实验目的：1.掌握计算机体系结构的基本概念和组成部分2.学会使用模拟器对计算机性能进行测试和优化3.理解计算机指令的执行过程和流水线工作原理4.掌握计算机性能指标的测量方法和分析技巧实验材料和工具：1.一台个人电脑2.计算机体系结构模拟器3.实验指导书和实验报告模板实验步骤：1.搭建计算机系统：根据实验指导书提供的指导，我们搭建了一个简单的计算机系统，包括中央处理器（CPU）、内存和输入输出设备。
2.编写测试程序：我们编写了一段简单的测试程序，用于测试计算机系统的性能。
3.运行测试程序：我们使用模拟器运行测试程序，并记录测试结果。
模拟器可以模拟计算机的执行过程，并提供各种性能指标的测量功能。
4.分析和优化：根据测试结果，我们对计算机系统的性能进行分析，并尝试优化系统设计和测试程序，以提高性能。
实验结果：通过测试程序的运行和性能指标的测量，我们得到了如下结果：1.计算机的时钟频率：根据模拟器显示的结果，我们得知计算机的时钟频率为1000MHz。
2. 指令执行时间：我们计算了测试程序的平均执行时间，得到了结果为5ms。
4.流水线效率：我们通过模拟器提供的流水线分析功能，得到了计算机流水线的平均效率为80%。
实验分析：根据测试结果1.提高时钟频率：通过增加时钟频率可以加快计算机的运行速度。
我们可以尝试调整计算机硬件的设计和制造工艺，提高时钟频率。
2.优化指令执行过程：我们可以通过优化指令的执行过程，减少执行时间。
例如，并行执行多个指令、增加指令缓存等。
3.提高流水线效率：流水线是提高计算机性能的关键技术，我们可以通过增加流水线级数和优化流水线结构，提高流水线效率。
4.增加并行计算能力：并行计算是提高计算机性能的重要途径，我们可以尝试增加计算机的并行计算能力，例如增加处理器核心的数量。
实验总结：通过本次实验，我们深入了解了计算机体系结构的工作原理和性能指标。
通过模拟器的使用，我们学会了对计算机性能进行测试和进行性能优化的方法。
计算机系统结构实验报告
计算机系统结构实验报告实验目的：掌握计算机系统的基本结构和工作原理，了解计算机系统的组成部分及其相互关系。
实验仪器和材料：计算机硬件设备（主机、硬盘、内存、显卡等）、操作系统、实验指导书、实验报告模板。
实验原理：实验步骤：1.搭建计算机硬件设备，将主机、硬盘、内存、显卡等组装连接好。
2. 安装操作系统，如Windows、Linux等。
3.启动计算机，进入操作系统界面。
4.打开任务管理器，查看CPU的使用情况。
5.打开任务管理器，查看内存的使用情况。
6.运行一些应用程序，观察CPU和内存的使用情况。
7.尝试使用输入输出设备，如键盘、鼠标等。
实验结果：通过实验，我们可以观察到计算机系统的硬件部分和软件部分的工作情况。
通过任务管理器，我们可以查看到CPU的使用情况和内存的使用情况。
在运行应用程序时，我们可以观察到CPU和内存的使用情况的变化。
通过使用输入输出设备，我们可以与计算机进行交互操作。
实验分析：从实验结果可以看出，计算机系统的硬件部分和软件部分都是相互关联的。
CPU作为计算机的核心部件，负责执行各种指令，通过数据传输和计算来完成各种操作。
而内存则用于存储数据和程序，通过读写操作来完成对数据的处理。
硬盘则用于长期存储数据。
操作系统则是计算机系统的管理者，通过调度CPU和内存的使用来实现对计算机资源的分配。
结论：计算机系统是由硬件和软件部分组成的，其中硬件部分包括CPU、内存、硬盘等，软件部分包括操作系统、应用程序等。
计算机系统通过CPU 的运算和数据传输来实现各种操作。
通过实验，我们可以观察到计算机系统的工作情况，并深入了解计算机系统的组成和工作原理。
实验总结：通过本次实验，我们对计算机系统的基本结构和工作原理有了更深入的了解。
实验中，我们搭建了计算机硬件设备，安装了操作系统，并通过观察和分析实验结果，进一步认识到计算机系统的组成部分和各部分之间的相互关系。
通过操作输入输出设备，我们还实践了与计算机进行交互操作的过程。
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。
计算机系统结构实验二
法 探 生 究 研 际 身 自 思 真 认 神 精 标 新 会 领 刻 深 论 理 育 教 的 关 有 习 学 复 反 我 ， 来 以 革 改 程 课 施 实 从
码”窗口）以及Байду номын сангаас钟周期图。
4）当执行到第 13 个时钟周期时，各段分别正在处理的指令是： IF：__BEQ $r1 $r0 ret______________________________ ID：_____LW $r4 60 ($r6)___________________________ EX：______ ADDI $R3 $R0 25__________________________ MEM：__ ADDI $r1 $r1 -1____________________________ WB：_____ ADDI $r6 $r0 8___________________________ 画出这时的时钟周期图。
总 结
通过此次实验，我对流水线以及流水线冲突有了一定的了解，对实验操作 的步骤也更加熟悉。
法 探 生 究 研 际 身 自 思 真 认 神 精 标 新 会 领 刻 深 论 理 育 教 的 关 有 习 学 复 反 我 ， 来 以 革 改 程 课 施 实 从
3）记录由结构冲突引起的停顿时钟周期数，计算停顿时钟周期数占总执 行周期数的百分比。
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4）把浮点加法器的个数改为 4 个。 5）再次重复步骤①~③的工作。
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计算机结构与组成实验报告2
大连理工大学本科实验报告课程名称：计算机结构与组成原理实验报告学院（系）：软件学院专业：软件工程班级：0726学号：200792055学生姓名：李小梅2009年4月27日实验项目列表目录实验一部件实验存储器和总线传输实验一、实验目的二、实验原理三、实验要求四、实验设备五、实验步骤六、实验结果与分析七、实验体会实验二8位微程序控制计算机设计实验第一节预习报告一、8位微程序控制计算机的工作原理二、2位乘法程序的流程图第二节实验报告一、实验目的二、实验原理三、实验原理图四、实验步骤五、指令流程表六、微指令编码表七、指令集文件八、2位乘法程序流程图九、实验程序十、实验体会学院（系） 软件学院 专业 软件工程 班级 0726 姓名 李小梅 学号 200792055 组 实验时间 实验室 实验台 指导教师签字 成绩实验一 部件实验 存储器和总线传输实验一．实验目的 了解总线的作用及数据传输原理二．实验要求 把两个数据分别写入373、374中，在使用RAM 作为中间单元来交换这两个数据。
实验完成后，将以上两个寄存器中数据置零 三．实验原理1根据数据传输原理，需通过寄存器以及内总线从外设向控存写数据，同时根据脉冲信号的有效性来控制输入\输出以及交换操作的进行，并且以三态门来隔离总线对数据的干扰。
2.实验框图RAMDB244 373377A9……A0MCLKMENMWR MOECI(7) CI(0)OE374开关输入显示灯四．实验步骤1.下载busv1.bit文件到XC2S150中五．实验结果与分析1.第一次上拔s12时,灯L0-L7中L0-L4亮;说明数据11110000已送入373.2.第一次上拔s9时,灯L0-L7中L1,L2,L3,L7四个灯亮;说明01110001已送入374.3.第二次上拔s12时,灯L0-L7中L1,L2,L3,L7四个灯亮;第二次上拔s9时,灯L0-L7中L0-L4亮;说明373,374中的数据交换成功六．实验体会通过这次实验,我对计算机内部数据的存储,数据在总线上的传输有了进一步了解，以及对VHDL语言有了初步的了解。
计算机组成与体系结构实验
计算机组成与体系结构实验计算机组成与体系结构是计算机科学与技术中的重要基础课程，旨在让学生深入了解计算机内部的工作原理和组成结构。
通过实验的方式，学生可以亲自动手操作和观察，加深对计算机组成与体系结构的理解与认识。
本文将就计算机组成与体系结构实验的重要性、实验的设计与操作、实验结果与分析等方面进行探讨，希望能对读者有所启发。
1. 实验的重要性计算机组成与体系结构实验作为一门重要的实践课程，具有以下几个方面的重要性。
1.1 增强理论知识的实践运用通过实验，学生能够将书本上的理论知识应用于实际操作中，增强对计算机组成与体系结构的认识和理解。
只有亲身操作和实践，才能真正理解计算机内部的工作原理。
1.2 培养问题解决能力在实验中，学生常常会遇到各种问题和挑战，需要通过分析和解决来完成实验任务。
这不仅能够培养学生的问题解决能力，还可以提高他们的创新思维和实践能力。
1.3 提升实验技能实验的设计与操作需要学生掌握一定的实验技能，例如使用计算机硬件设备、调试程序等。
通过实验，学生可以提升自己的实验技能，为以后的学习和工作打下坚实的基础。
2. 实验的设计与操作在进行计算机组成与体系结构实验时，需要根据实验目的和要求，合理设计实验方案，并按照以下步骤进行实验操作。
2.1 实验前的准备工作在开始实验之前，需要进行充分的准备工作。
首先，确认实验所需的硬件和软件设备是否齐备，并检查它们的工作状态。
其次，了解实验的背景和目的，明确实验要求和操作步骤。
最后，阅读相关的实验指导书或教材，熟悉实验的理论知识和实验的操作要点。
2.2 实验过程的操作按照实验指导书或教师的要求，进行实验的操作。
在实验过程中，要注意以下几个方面。
2.2.1 实验环境的设置根据实验要求，设置好实验环境和实验参数。
例如，可以使用特定的软件模拟实验环境，或连接相应的硬件设备来进行实验操作。
2.2.2 实验步骤的执行按照实验指导书或教师的要求，按照实验步骤进行操作。
计算机组织与体系结构实验报告
实验一基本运算器实验一、实验目的（1）了解运算器的组织结构。
（2）掌握运算器的工作原理。
二、实验设备PC机一台，TD-CMA实验系统一套。
三、实验原理运算器含有三个独立运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件，要处理的数据存于暂存器A和暂存器B，三个部件同时接受来自A和B的数据，各部件对操作数进行何种运算有控制信号S3、S2、S1、S0和CN来决定，任何时候，多嘴选择开关只选择三部件中的一个部件的结果作为ALU的输出。
是影响进位的运算，还将置进位标志FC，在运算结果输出前，置ALU零标志。
ALU中多有模块集中成一片CPLD中。
运算器逻辑功能表：四、实验步骤1．连接实验电路并检查无误。
图中将用户需要连接的信号线用小圆圈标明（其它实验相同，不再说明）。
2．KK2设置为单拍，KK1和KK3为运行。
3. 开电源开关。
4．用输入开关向暂存器DR1 置数。
①拨动输入开关形成二进制数01100101（或其它数值）。
（数据显示灯亮为0，灭为1）。
②使SWITCH UNIT 单元中的开关SW-B=0（打开数据输入三态门）、ALU-B=1（关闭 ALU 输出三态门）、LDDR1=1、LDDR2=0。
③按动微动开关KK2，则将二进制数01100101 置入DR1 中。
5．用输入开关向暂存器DR2 置数。
①拨动输入开关形成二进制数10100111（或其它数值）。
②SW-B=0、ALU-B=1 保持不变，改变LDDR1、LDDR2，使LDDR1=0、LDDR2=1。
③按动微动开关KK2，则将二进制数10100111 置入DR2 中。
6．该变运算器的功能设置观察输出。
并将结果填入表中。
五、实验结果六、实验心得体会与收获通过本次实验我了解了运算器的组成结构并掌握了运算器的工作原理。
学习了运算器的输出跟数据总线相连，还有两个输入端通过两个锁存器也与数据总线相连。
实验总是不厌其烦的调试，认真地把每个数据记录下来，同时还需要仔细分析数据的准确性和实用性。
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的基础课程之一，通过实验可以更好地理解和掌握计算机的组成和工作原理。
本文将结合实验的过程和结果，详细论述计算机组成原理的一些关键概念和实际应用。
一、实验目的本次实验的目的是通过搭建一个简单的计算机系统，深入了解计算机的各个组成模块，如中央处理器(CPU)、存储器、输入输出设备等，并验证计算机的基本工作原理。
二、实验内容本次实验分为两个部分，第一部分是计算机系统的搭建，包括CPU的设计与实现、存储器的设计与实现等；第二部分是对已搭建的系统进行功能测试，包括寄存器的读写、指令的执行等。
1. CPU的设计与实现CPU是计算机的核心处理单元，它负责执行各种指令，并控制计算机的运行状态。
在本次实验中，我们采用了冯·诺依曼结构的单周期CPU设计，包括指令寄存器、算术逻辑单元、控制单元等组成部分。
通过在实验中的操作和执行，我们深入理解了指令的编码方式、运算的过程等。
2. 存储器的设计与实现存储器是计算机系统中的主要组成部分，用于存放指令和数据。
在本次实验中，我们设计了一个简单的存储器，采用了随机存取存储器（RAM）的结构。
通过实验中的存储器读写操作，我们了解了存储器的寻址方式、数据的存取过程等。
三、实验结果与分析经过实验的搭建和测试，我们成功完成了计算机系统的建设，并验证了其基本功能。
在测试过程中，我们发现了一些问题和改进之处，例如CPU的时钟频率过低导致指令执行速度较慢，存储器的容量不足等。
通过对这些问题的研究和分析，我们能够进一步优化和改进计算机系统的性能。
四、实验心得体会通过本次实验，我进一步加深了对计算机组成原理的理解和掌握。
实验中我不仅学到了理论知识，还通过动手搭建和操作实际的计算机系统，加深了对计算机组成原理的实际应用的理解。
同时，我也意识到计算机的设计和实现是一个综合性强的工程，需要考虑多方面的问题，如硬件的选择与优化、指令的设计与调度等。
计算机组织与体系结构实验报告
计算机组成原理实验报告班级：学号：姓名：地点：时间：实验一存储器实验1．FPGA中LPM_ROM定制与读出实验一．实验目的1、掌握FPGA中lpm_ROM的设置，作为只读存储器ROM的工作特性和配置方法。
2、用文本编辑器编辑mif文件配置ROM，学习将程序代码以mif格式文件加载于lpm_ROM中；3、在初始化存储器编辑窗口编辑mif文件配置ROM；4、验证FPGA中mega_lpm_ROM的功能。
二．实验原理ALTERA的FPGA中有许多可调用的LPM (Library Parameterized Modules)参数化的模块库，可构成如lpm_rom、lpm_ram_io、lpm_fifo、lpm_ram_dq的存储器结构。
CPU 中的重要部件，如RAM、ROM可直接调用他们构成，因此在FPGA中利用嵌入式阵列块EAB可以构成各种结构的存储器，lpm_ROM是其中的一种。
lpm_ROM有5组信号：地址信号address[ ]、数据信号q[ ]、时钟信号inclock、outclock、允许信号memenable，其参数都是可以设定的。
由于ROM是只读存储器，所以它的数据口是单向的输出端口，ROM中的数据是在对FPGA现场配置时，通过配置文件一起写入存储单元的。
图3-1-1中的lpm_ROM有3组信号：inclk——输入时钟脉冲；q[23..0]——lpm_ROM的24位数据输出端；a[5..0]——lpm_ROM的6位读出地址。
实验中主要应掌握以下三方面的内容：⑴ lpm_ROM的参数设置；⑵ lpm_ROM中数据的写入，即LPM_FILE初始化文件的编写；⑶lpm_ROM的实际应用，在GW48_CP+实验台上的调试方法。
三．实验步骤（1）用图形编辑，进入mega_lpm元件库，调用lpm_rom元件，设置地址总线宽度address[]和数据总线宽度q[]，分别为6位和24位,并添加输入输出引脚，如图3-1-1设置和连接。
计算机系统结构 实验报告
计算机系统结构实验报告计算机系统结构实验报告一、引言计算机系统结构是计算机科学中的重要领域，它研究计算机硬件和软件之间的关系，以及如何设计和优化计算机系统的组成部分。
本实验旨在通过实际操作和观察，深入了解计算机系统结构的原理和实践应用。
二、实验目的本次实验的主要目的是通过搭建一个简单的计算机系统，实践理论知识，加深对计算机系统结构的理解。
具体目标包括：1. 学习和掌握计算机系统的基本组成部分，如中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备等。
2. 理解计算机指令的执行过程，包括指令的获取、解码和执行。
3. 掌握计算机系统的性能评估方法，如时钟周期、吞吐量和响应时间等。
三、实验过程1. 搭建计算机系统首先，我们需要准备计算机系统的各个组成部分。
将中央处理器、内存、输入输出设备等逐一连接起来，确保它们能够正常工作。
然后，将操作系统安装到计算机系统中，以便后续的实验操作。
2. 执行指令在搭建好计算机系统后，我们可以开始执行指令了。
通过输入指令，计算机系统将按照指令的要求进行相应的操作。
我们可以观察指令的执行过程，包括指令的获取、解码和执行。
同时，我们还可以通过性能评估方法，如时钟周期、吞吐量和响应时间等，评估计算机系统的性能。
3. 优化计算机系统在观察和评估计算机系统的性能后，我们可以根据实验结果进行优化。
例如，我们可以调整计算机系统的硬件配置，提升计算机的运行速度和效率。
另外，我们还可以优化指令的执行顺序和算法，以提高计算机系统的整体性能。
四、实验结果与分析通过实验，我们可以得到计算机系统的性能数据，并进行相应的分析。
例如，我们可以计算计算机系统的时钟周期，以及每秒钟能够执行的指令数量。
通过对这些数据的分析，我们可以了解计算机系统的性能瓶颈，并采取相应的优化措施。
五、实验总结本次实验通过搭建计算机系统、执行指令、优化系统等步骤，深入了解了计算机系统结构的原理和实践应用。
通过实验，我们学习到了计算机系统的基本组成部分，以及指令的执行过程。
计算机体系结构实验报告3篇
计算机体系结构实验报告第一篇：计算机体系结构概述计算机体系结构是计算机学科中的一个重要分支，它研究的是计算机的硬件组成和工作原理，包括计算机的处理器、存储器、输入输出设备、总线等。
计算机体系结构的研究可以帮助我们理解计算机的工作原理，优化计算机的性能，提升计算机的能力。
计算机体系结构可以分为两个方面：指令集体系结构和微体系结构。
其中，指令集体系结构是指计算机的操作系统能够直接识别和执行的指令集合，它们是应用程序的编程接口；而微体系结构是指通过硬件实现指令集合中的指令，在底层支持指令集合的操作。
指令集体系结构和微体系结构是密切相关的，因为指令集体系结构会影响微体系结构的设计和实现。
目前，计算机体系结构主要有三种类型：单处理器体系结构、多处理器体系结构和分布式计算体系结构。
其中，单处理器体系结构是指所有的指令和数据都存放在同一台计算机中，这种体系结构的优点是操作简单、易于管理，但是主频存在瓶颈，无法很好地发掘多核的性能优势；多处理器体系结构是指多个计算机共享同一块物理内存，因此可以方便地实现负载均衡和任务协作，但是存在通信延迟和数据一致性问题；分布式计算体系结构则是指通过互联网将多个计算机连接成一个网络，可以在全球范围内共享计算资源，但是通信成本和数据安全问题需要考虑。
总之，计算机体系结构是计算机学科中的重要分支，它研究计算机的硬件组成和工作原理，帮助我们理解计算机的工作原理，优化计算机性能，提升计算机能力。
第二篇：计算机指令集体系结构计算机指令集体系结构，简称ISA（Instruction Set Architecture），是指计算机能够识别和执行的指令集合。
ISA是计算机指令的编程接口，定义了一组指令和地址模式，以及寄存器和内存的组织方式，它是计算机软件和硬件协同工作的关键接口之一。
ISA可以分为两类：精简指令集体系结构（RISC，Reduced Instruction Set Computer）和复杂指令集体系结构（CISC，Complex Instruction Set Computer）。
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。
计算机系统结构实验报告2
成绩：＿＿＿＿大连工业大学艺术与信息工程学院《计算机系统结构》实验报告实验二：熟悉 DLX 汇编语言编程专业名称：计算机科学与技术班级学号：学生姓名：指导老师：一、实验目的：通过本实验，熟悉DLX指令和编程。
二、实验内容：将C 代码例子（1）和（2）转化为DLX 汇编程序。
用WinDLX模拟器运行你自己的汇编程序，记录模拟的相关结果。
提交DLX 代码的汇编文件及其模拟结果。
1、计算两个无符号数和输入和输出格式为：输入第一个数：输入第二个数：和=C 代码例子：void main(){unsigned int num1, num2;scanf("\nEnter the 1st number: %d", &num1);scanf("\nEnter the 2nd number: %d", &num2);printf("The sum = %d", num1+num2);}2、两数相除输入和输出格式为：输入第一个数：输入第二个数：商=C 代码例子：void main(){int num1, num2;double num3;scanf("\nEnter the 1st number: %d", &num1);scanf("\nEnter the 2nd number: %d", &num2);if( num2 != 0){num3 = (double)num1/(double)num2;printf("\n(1st number) %g divided by (2nd number) %g = %g", (double)num1, (double)num2, num3 );}elseprintf("\n divide by 0 !!");}注意：商必须为双精度格式。
计算机组成与系统结构实验报告2
评语: 课中检查完成的题号及题数： 课后完成的题号与题数：成绩:自评成绩:95一、实验目的：(1) 掌握一个简单CPU 的组成原理。
(2) 在掌握部件单元电路的基础上，进一步将其构造一台基本模型计算机。
(3) 为其定义五条机器指令，编写相应的微程序，并上机调试掌握整机概念。
二、实验内容：1、实验原理：本实验要实现一个简单的CPU ，并且在此CPU 的基础上，继续构建一个简单的模型计算机。
CPU 由运算器（ALU ）、微程序控制器（MC ）、通用寄存器（R0），指令寄存器（IR ）、程序计数器（PC ）和地址寄存器（AR ）组成,如图2-1-1 所示。
这个CPU 在写入相应的微指令后，就具备了执行机器指令的功能，但是机器指令一般存放在主存当中，CPU 必须和主存挂接后，才有实际的意义，所以还需要在该CPU 的基础上增加一个主存和基本的输入输出部件，以构成一个简单的模型计算机。
图1-4-1 基本CPU 构成原理图实验报告实验名称： 1.4 CPU 与简单模型机设计实验 日期： 2015.11.16 班级：10011303 学号： 2013302534 姓名：杨添文除了程序计数器（PC），其余部件在前面的实验中都已用到，在此不再讨论。
系统的程序计数器（PC）由两片74LS161 和一片74LS245 构成，其原理如图1-4-2 所示。
PC_B 为三态门的输出使能端，CLR 连接至CON 单元的总清端CLR，按下CLR 按钮，将使PC 清零，LDPC 和T2 相与后作为计数器的计数时钟，当LOAD 为低时，计数时钟到来后将CPU 内总线上的数据打入PC。
图1-4-2 程序计数器(PC)原理图本模型机和前面微程序控制器实验相比，新增加一条跳转指令JMP，共有五条指令：IN （输入）、ADD（二进制加法）、OUT（输出）、JMP（无条件转移），HLT（停机），其指令格式如下（高４位为操作码）：助记符机器指令码说明IN 0010 0000 IN→R0ADD 0000 0000 R0 + R0→R0OUT 0011 0000 R0→OUTJMP addr 1100 0000 ******** addr→ PCHLT 0101 0000 停机其中JMP 为双字节指令，其余均为单字节指令，********为addr 对应的二进制地址码。
计组实验报告 (2)
计算机组成原理实验报告课程名称计算机组成原理实验学院计算机学院专业班级计算机科学与技术学号学生姓名指导教师2015年 5 月19 日计算机学院学号：姓名教师评定实验题目基础汇编语言程序设计实验一、实验目的：1、学习和了解TEC-XP+教学实验监控命令的用法;2、学习和了解TEC-XP+教学实验系统的指令系统;3、学习简单的TEC-XP+教学实验系统汇编程序设计二、实验设备与器材：工作良好的PC机; TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。
三、实验说明和原理：实验原理在于汇编语言能够直接控制底层硬件的状态，通过简单的汇编指令查看、显示、修改寄存器、存储器等硬件内容。
实验箱正如一集成的开发板，而我们正是通过基础的汇编语言对开发板进行使用和学习，过程中我们不仅需要运用汇编语言的知识，还需要结合数字逻辑中所学的关于存储器、触发器等基本器件的原理，通过串口通讯，实现程序的烧录，实验箱与PC端的通讯。
四、实验内容：1、学习联机使用TEC－XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC；2、学习使用WINDOWS界面的串口通讯软件；3、使用监控程序的R命令显示/修改寄存器内容、D命令显示存储内容、E命令修改存储内容；4、使用A命令写一小段汇编程序，U命令反汇编输入的程序，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。
五、实验步骤：1、准备一台串口工作良好的PC机器;2、将TEC-XP+放在实验台上,打开实验箱的盖子,确定电源处于断开状态;3、将黑色的电源线一段接220V交流电源,另一端插在TEC-XP+实验箱的电源插座里;4、取出通讯线,将通讯线的9芯插头接在TEC-XP+实验箱上的串口"COM1"或"COM2"上,另一端接到PC机的串口上;5、将TEC-XP+实验系统左下方的六个黑色的控制机器运行状态的开关置于正确的位置,再找个实验中开关应置为001100(连续、内存读指令、组合逻辑、联机、16位、MACH),6、控制开关的功能在开关上、下方有标识;开关拨向上方表示"1",拨向下方表示"0","X"表示任意,其他实验相同;7、打开电源,船型开关盒5V电源指示灯亮;在PC机上运行PCEC16.EXE文件,根据连接的PC机的串口设置所用PC机的串口为"1"或"2",其他的设置一般不用改动,直接回车即可; （8）按一下"RESET"按键,再按一下"START"按键,六、思考题：思考题：若把IN 81，SHR R0，JRNC 2028三个语句换成4个MVRR R0，R0语句，该程序执行过程会出现什么现象？试分析并实际执行一次。
计算机组织体系与结构实验报告
计算机组织与体系结构实验报告1.1基本运算器实验1.1.1 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。
1.1.2 实验设备PC机一台，TD-CMA实验系统一套。
1.1.3 实验原理本实验的原理如图1-1-1所示。
运算器内部含有三个独立运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件，要处理的数据存于暂存器A 和暂存器B，三个部件同时接受来自A和B的数据（有些处理器体系结构把移位运算器放于算术和逻辑运算部件之前，如ARM），各部件对操作数进行何种运算由控制信号S3…S0和CN来决定，任何时候，多路选择开关只选择三部件中一个部件的结果作为ALU的输出。
如果是影响进位的运算，还将置进位标志FC，在运算结果输出前，置ALU零标志。
ALU中所有模块集成在一片FPGA中。
逻辑运算部件由逻辑门构成，较为简单，而后面又有专门的算术运算部件设计实验，在此对这两个部件不再赘述。
移位运算采用的是桶形移位器，一般采用交叉开关矩阵来实现，交叉开关的原理如图1-1-2所示。
图中显示的是一个4X4的矩阵（系统中是一个8X8的矩阵）。
每一个输入都通过开关与一个输出相连，把沿对角线的开关导通，就可实现移位功能，即：(1) 对于逻辑左移或逻辑右移功能，将一条对角线的开关导通，这将所有的输入位与所使用的输出分别相连,而没有同任何输入相连的则输出连接0。
(2) 对于循环右移功能，右移对角线同互补的左移对角线一起激活。
例如，在4位矩阵中使用‘右1’和‘左3’对角线来实现右循环1位。
(3) 对于未连接的输出位，移位时使用符号扩展或是0填充，具体由相应的指令控制。
使用另外的逻辑进行移位总量译码和符号判别。
运算器部件由一片FPGA实现。
ALU的输入和输出通过三态门74LS245连到CPU内总线上，另外还有指示灯标明进位标志FC和零标志FZ。
请注意：实验箱上凡丝印标注有马蹄形标记，表示这两根排针之间是连通的。
图中除T4和CLR，其余信号均来自于ALU单元的排线座，实验箱中所有单元的T1、T2、T3、T4都连接至控制总线单元的T1、T2、T3、T4，CLR都连接至CON单元的CLR按钮。
计算机组织与结构实验报告
计算机组织与结构实验报告实验一：学习计算机组成部件及主板结构一．实验目的1.了解计算机的主要部件2.掌握放置在主板中的器件的位置与结构特征二．实验内容1.根据老师的讲解与实物示意图，观察并确定各个放置在主板中的器件的名称，了解计算机内部的组织结构。
中央处理器，芯片组，主存储器，4个SerialATA接口，PCI-Express X16图形连接器，2个PCI-Express X1连接器，10/100网络接口，5.1环绕声音频接口，4个PCI连接器，８个高速USB２.０端口，ｉｎｔｅｌ超静冷却部件。
整体示意图：局部示意图：2.能够默记下各个器件的位置与名称。
3.了解各个器件的主要功能与应用。
1)中央处理器CPU由于大规模集成电路的发展，芯片制作可以将运算器与控制器集成在一个芯片之内，即中央处理器，它是计算机的核心组件，负责程序的执行。
它由完成算数及逻辑运算的单元ALU以及控制程序执行的控制单元CU构成。
2)芯片组由南桥与北桥共同构成，其中，北桥将CPU与高速部件如主存、显卡连接在一起，而南桥负责连接低速外设总线，如低速PCI总线设备。
3)主存储器保存正在执行的程序及所用的数据。
4)SerialATA接口用于连接高速外围存储器，如硬盘。
5)高速USB２.０端口连接USB设备6)ｉｎｔｅｌ超静冷却部件用于控制风扇速度，降低噪声级别。
三．实验小结我们不仅要从理论上理解计算机的组织结构与主要部件，还要从实践中加以巩固。
直观观察主板上的相关器件，并且动手操作拆装，有助于加深理解现代微型计算机的完美结构。
实验二：C程序的翻译与执行一．实验目的1.掌握从高级语言编写的程序源码到机器可执行的目标代码，需要经过的几个关键处理环节。
2.理解各个环节的相关原理。
二．实验内容1.打开Microsoft Visual C++ 6.0 新建一个源程序文件2.输入一个简单的源程序#include<stdio.h>#include<math.h>void main(){int a,b,c;float s,area;printf("input a,b,c:");scanf("%d,%d,%d",&a,&b,&c);if (a+b>c&&a-b<c){printf("they can make t\n");s=(a+b+c)/2.0;area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));printf("area=%f\n",area);}else printf("they can't make it\n");}3.编译、链接、运行此程序运行结果：三．实验小结1.编译，由C编译器对一个C程序源码进行编译，将其翻译成机器可懂得的符号形式，又成为汇编语言程序。
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评语: 课中检查完成的题号及题数： 课后完成的题号与题数：成绩:自评成绩:95一、实验目的：(1) 掌握一个简单CPU 的组成原理。
(2) 在掌握部件单元电路的基础上，进一步将其构造一台基本模型计算机。
(3) 为其定义五条机器指令，编写相应的微程序，并上机调试掌握整机概念。
二、实验内容：1、实验原理：本实验要实现一个简单的CPU ，并且在此CPU 的基础上，继续构建一个简单的模型计算机。
CPU 由运算器（ALU ）、微程序控制器（MC ）、通用寄存器（R0），指令寄存器（IR ）、程序计数器（PC ）和地址寄存器（AR ）组成,如图2-1-1 所示。
这个CPU 在写入相应的微指令后，就具备了执行机器指令的功能，但是机器指令一般存放在主存当中，CPU 必须和主存挂接后，才有实际的意义，所以还需要在该CPU 的基础上增加一个主存和基本的输入输出部件，以构成一个简单的模型计算机。
图1-4-1 基本CPU 构成原理图实验报告实验名称： 1.4 CPU 与简单模型机设计实验 日期： 2015.11.16 班级：10011303 学号： 2013302534 姓名：杨添文除了程序计数器（PC），其余部件在前面的实验中都已用到，在此不再讨论。
系统的程序计数器（PC）由两片74LS161 和一片74LS245 构成，其原理如图1-4-2 所示。
PC_B 为三态门的输出使能端，CLR 连接至CON 单元的总清端CLR，按下CLR 按钮，将使PC 清零，LDPC 和T2 相与后作为计数器的计数时钟，当LOAD 为低时，计数时钟到来后将CPU 内总线上的数据打入PC。
图1-4-2 程序计数器(PC)原理图本模型机和前面微程序控制器实验相比，新增加一条跳转指令JMP，共有五条指令：IN （输入）、ADD（二进制加法）、OUT（输出）、JMP（无条件转移），HLT（停机），其指令格式如下（高４位为操作码）：助记符机器指令码说明IN 0010 0000 IN→R0ADD 0000 0000 R0 + R0→R0OUT 0011 0000 R0→OUTJMP addr 1100 0000 ******** addr→ PCHLT 0101 0000 停机其中JMP 为双字节指令，其余均为单字节指令，********为addr 对应的二进制地址码。
微程序控制器实验的指令是通过手动给出的，现在要求CPU 自动从存储器读取指令并执行。
根据以上要求，设计数据通路图，如图1-4-3 所示。
本实验在前一个实验的基础上增加了三个部件，一是PC（程序计数器），另一个是AR （地址寄存器），还有就是MEM（主存）。
因而在微指令中应增加相应的控制位，其微指令格式如表1-4-1 所示。
图1-4-3 数据通路图表1-4-1 微指令格式系统涉及到的微程序流程见图1-4-4 所示，当拟定“取指”微指令时，该微指令的判别测试字段为P<1>测试。
指令译码原理见图1-3-3 所示，由于“取指”微指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P<1> 的测试结果出现多路分支。
本机用指令寄存器的高6 位（IR7—IR2）作为测试条件，出现５路分支，占用５个固定微地址单元，剩下的其它地方就可以一条微指令占用控存一个微地址单元随意填写，微程序流程图上的单元地址为16 进制。
当全部微程序设计完毕后，应将每条微指令代码化，表1-4-2 即为将图1-4-2 的微程序流程图按微指令格式转化而成的“二进制微代码表”。
图1-4-4 简单模型机微程序流程图表1-4-2 二进制微代码表设计一段机器程序，要求从IN 单元读入一个数据，存于R0，将R0 和自身相加，结果存于R0，再将R0 的值送OUT 单元显示。
根据要求可以得到如下程序，地址和内容均为二进制数。
地址内容助记符说明00000000 00100000 ; START: IN R0 从IN 单元读入数据送R0 00000001 00000000 ; ADD R0,R0 R0 和自身相加，结果送R0 00000010 00110000 ; OUT R0 R0 的值送OUT 单元显示00000011 11100000 ; JMP START 跳转至00H 地址00000100 0000000000000101 01010000 ; HLT 停机2、实验步骤：1. 按图1-4-5 连接实验线路。
图1-4-5 实验接线图2.写入实验程序，并进行校验，分两种方式，手动写入和联机写入，本次实验采用联机写入。
联机软件提供了微程序和机器程序下载功能，以代替手动读写微程序和机器程序，但是微程序和机器程序得以指定的格式写入到以TXT 为后缀的文件中，微程序和机器程序的格式如下：本次实验程序如下，程序中分号‘；’为注释符，分号后面的内容在下载时将被忽略掉：; //*************************************//; // //; // CPU与简单模型机实验指令文件 //; // //; //*************************************//; //***** Start Of Main Memory Data *****//$P 00 20 ; START: IN R0 从IN单元读入数据送R0$P 01 00 ; ADD R0,R0 R0和自身相加，结果送R0$P 02 30 ; OUT R0 R0的值送OUT单元显示$P 03 E0 ; JMP START 跳转至00H地址$P 04 00 ;$P 05 50 ; HLT 停机; //***** End Of Main Memory Data *****//; //** Start Of MicroController Data **//$M 00 000001 ; NOP$M 01 006D43 ; PC->AR,PC加1$M 03 107070 ; MEM->IR, P<1>$M 04 002405 ; R0->B$M 05 04B201 ; A加B->R0$M 1D 105141 ; MEM->PC$M 30 001404 ; R0->A$M 32 183001 ; IN->R0$M 33 280401 ; R0->OUT$M 35 000035 ; NOP$M 3C 006D5D ; PC->AR,PC加1; //** End Of MicroController Data **//选择联机软件的“【转储】—【装载】”功能，在打开文件对话框中选择上面所保存的文件，软件自动将机器程序和微程序写入指定单元。
选择联机软件的“【转储】—【刷新指令区】”可以读出下位机所有的机器指令和微指令，并在指令区显示，对照文件检查微程序和机器程序是否正确，如果不正确，则说明写入操作失败，应重新写入，可以通过联机软件单独修改某个单元的指令，以修改微指令为例，先用鼠标左键单击指令区的‘微存’TAB 按钮，然后再单击需修改单元的数据，此时该单元变为编辑框，输入6 位数据并回车，编辑框消失，并以红色显示写入的数据。
3.运行程序将MC 单元的编程开关置为‘运行’档，MEM 单元的编程开关也置为‘运行’档，进入软件界面，选择菜单命令“【实验】—【简单模型机】”，打开简单模型机数据通路图。
按动CON 单元的总清按钮CLR，然后通过软件运行程序，选择相应的功能命令，即可联机运行、监控、调试程序，当模型机执行完JMP 指令后，检查OUT 单元显示的数是否为IN 单元值的2 倍。
在数据通路图和微程序流中观测指令的执行过程，并观测软件中地址总线、数据总线以及微指令显示和下位机是否一致。
三、项目要求及分析：1. 试修改现有的指令系统，将加法指令的功能修改为R0的内容和某个存储单元的内容相加;增加存数、取数和减法三条机器指令，指令助记符分别为 STA、LAD 和SUB，指令操作码分别为十六进制的60、70和80。
2. 利用修改后的指令系统编写一段程序，完成十六位二进制数的加减法运算。
分析：（1）根据ADD指令：R0 + R0→R0，就是将寄存器中的数加两次，现在题目要求将两个不同的数A与B进行相加减，可以另外设计一个方案：A的值还是来自寄存器，但B的值可以设计来自于存储器，即增加存数、取数指令，从存储器中取数，将取出的数存入运算单元。
即：1、将R0的值送入ALU的A端；2、将另一个数B存入内存中；具体内容为：①从IN单元读取要存储的数据地址；②将地址送到地址寄存器AR；③从IN单元读取要存储的数据；④将数据送到内存中的相应存储单元。
3、计算另一个数B的内存地址；4、利用取数指令取出相应数B：具体内容为：①从IN单元读入数据的存储地址；②将存储地址送至地址寄存器AR；③将取出的数送至RO。
5、寄存器R0中的数送到ALU的B；6、进行加减法运算，结果送回R0；7、连接OUT单元，显示结果输出。
（2）要进行两个16位的二进制数加减，可以先将两个二进制数的高八位与低八位分别存入不同的地址中，接着取出两个数的低八位相加，送到OUT 单元显示，进位要进行存储；然后进行两个数的高八位相加，结果在数据总线显示，其中，最高位的进位忽略。
具体操做：1、根据已经构思好的指令变化具体步骤（要添加的指令有STA 、LAD 、SUB 以及需更新的ADD ），变化微指令，微指令结构为其中，S3-S0为控制信号，1010表示A+B+CN ，1011表示A-B ，0000为直通；MA5-MA0为后续微地址；A 、B 、C 字段分别如下表示：指令译码原理图如下，操做码00、60、70、80分别映射成微地址为30、36、37、38。
SE3T2P<1>I[7]SE2T2P<1>I[6]改变后的二进制微代码表为：四、具体实现：由设计的微程序流程图，可以很容易写出以下两个16位二进制数的加法程序： ; //***** Start Of Main Memory Data *****//$P 00 60 ; STA A0 存储A的低八位$P 01 60 ; STA B0 存储B的低八位$P 02 60 ; STA A1 存储A的高八位$P 03 60 ; STA B1 存储B的高八位$P 04 70 ; LDA A0 取出A的低八位存入R0中$P 05 00 ; ADD R0,A0,B0 A和B的低八位相加$P 06 30 ; OUT 低八位相加的结果在OUT单元输出显示$P 07 70 ; LDA 取出A的高八位存入R0中$P 08 00 ; ADD R0,A1,B1 A和B的高八位相加$P 09 50 ; HLT 停机; //***** End Of Main Memory Data *****//; //** Start Of MicroController Data **//$M 00 000001 ; NOP$M 01 006D42 ; PC->AR,PC+1$M 02 107073 ; MEM->IR, P<1>$M 03 053201 ;$M 11 006412 ; R0->AR$M 12 183013 ; IN->R0$M 13 200401 ; R0->MEM$M 15 006416 ; R0->AR$M 16 103001 ; MEM->R0$M 17 183018 ; IN->R0$M 18 006419 ; R0->AR$M 19 102005 ; MEM->B$M 1D 105141 ; MEM->PC$M 2C 18302D ; IN->R0$M 2D 00642E ; R0->AR$M 2E 10202F ; MEM->B$M 2F 05B201 ; A-B->R0$M 30 001417 ; R0->A$M 32 183001 ; IN->R0$M 33 280401 ; R0->OUT$M 35 000035 ; NOP$M 36 183011 ; IN->R0$M 37 183015 ; IN->R0$M 38 00142C ; R0->A$M 3C 006D5D ; PC->AR,PC+1; //** End Of MicroController Data **//需要注意的是，OUT单元显示的是低八位相加的结果，高八位相加以及进位（如果有的话）的结果在数据总线中显示，最高位的进位不考虑，减法类似。