实验三：内存储器部件实验

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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

DR1 65
DR2 A7
S3S2S1S0 0000
M=0 Cn=1 Cn=0
M=1
0001
0010 0110 1000 1001 1011 1101
1111
运算器实验原理图
实验线路
74LS181功能表
注意: F=A+B 不带进位加 F=A加B 带进位加
实验二
一、实验目的
存储器实验
了解静态存储器的工作原理
注:
A7…A0 => AD7…AD0
写存储器
读存储器
实验三
一、实验目的
微程序控制器实验
学习微程序的编写方法，了解微程序控制的实现过程二、实验设备 TDN-CM++实验仪一套、PC机一台三、实验内容
要求编写以下五条指令的微程序，在数据通路图中观察执行过程
1、IN R0 INPUT →R0
2、OUT [ADDR]
02
03 04 05 06 07
00C043
01ED84
RAM →IR
PC →AR，PC+1 →PC RAM →AR RAM →DR1 R0 →DR2
*****3
DR1+DR2->R0
六、实验线路
注: 从实验箱手动输入微码时 : UA5…UA0 => MA5…MA0 从电脑输入微码时 : UA5… UA0 =源自 SE6…SE1微指令格式
WE A9 A8 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1
INPUT RAM读 RAM写 LED 无
S3-S0,M,Cn是运算器74LS181的运算控制（看P16)； UA5-UA0是下一条微指令地址.

实验三tpc装置系统结构io与存储器.

实验三 TPC装置系统结构,I/O与存储器一．实验目的1、了解掌握TPC实验装置的基本原理和组成结构, 学会测试检查TPC-PCI总线转接卡地址;2、正确掌握I/O地址译码电路的工作原理，学会动态调试程序DEBUG/TD的直接I/O操作方法；3、学会利用I/O指令单步调试检查硬件接口功能，学会利用示波器检测I/O指令执行时总线情况；4、进一步熟悉8086/8088及PC机的分段存储特性, 了解存储器扩展原理，完成编程及测试。

二．实验环境1．硬件环境微型计算机（Intel x86系列CPU）一台，清华科教仪器厂TPC-2003A微机接口实验装置一台；数字记忆示波器一台．2.软件环境（１） Windows XP操作系统，编辑、汇编、链接和调试程序；（２） PC2003A集成开发环境软件一套及实验装置电子版资料三．基本实验1．基本实验内容和要求(1) 观察了解TPC实验装置的基本原理和组成结构；(2) 通过Win/XP控制台硬件信息或测试程序检查TPC-PCI总线转接卡地址，并记录;(3) 按图３.１的I/O地址译码测试参考电路连线, 分析电路原理，分别利用动态调试程序直接I/O操作功能和单步功能测试；(4) 编程利用片选负脉冲控制L7闪烁发光（亮、灭、亮、灭、……），时间间隔通过软件延时实现。

(5) 修改延时参数，使亮(约1秒)与灭的时间间隔分别为1秒、5秒和8秒), 记录延时程序对应参数BX,CX。

2．基本实验原理和步骤(1) 实验系统基本组成：TPC2003实验系统基于IBM-PC兼容主机, 装置硬件包括：PCI接口卡一块；实验台（箱）一个；50线扁平电缆一根；自锁紧导线50根；标准集成电路芯片（8251、74LS273、74LS244、6116）共4片,选配外扩键盘显示器电路一套。

该实验装置在PC系统中的位置如图3.1所示（虚线框内, 斜线标出）：(1)TPC 扩展卡 I/O 和存储基地址TPC-2003A 将PCI 总线转换为伪ISA 总线信号(如图3.2)，由于 PCI 总线结构支持即插即用（p&p ）功能，每台微机分配给PCI 扩展板的资源是动态浮动的，不同于ISA 总线固定的外设地址，因此分配给设备的I ／O 基地址、存储器基地址空间及INT 中断号会因不同的微机而有所变化（详细介绍请参看pci 总线规范文档或TPC 设备的教师实验指导书），所以实验前需要确定当前微机中PCI 卡的资源，并用其替换程序中的相应值，重新编译链接后才能实现实验效果。

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_存储器部件教学实验

实验题目存储器部件教学实验一、实验目的：1. 熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的相同和差异之处。

学习用编程器设备向EEPROM芯片内写入一批数据的过程和方法。

2. 理解并熟悉通过字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的方案。

3. 了解静态存储器系统使用的各种控制信号之间正常的时序关系。

4. 了解如何通过读、写存储顺的指令实现对58C65 ROM芯片的读、写操作。

加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用。

二、实验设备与器材：TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。

三、实验说明和原理：1、内存储器原理内存储器是计算机中存放正在运行中的程序和相关数据的部件。

在教学计算机存储器部件设计中，出于简化和容易实现的目的，选用静态存储器芯片实现内存储器的存储体，包括唯读存储区和随读写存储区两部分，ROM存储区选用4片长度8位、容易8KB的58C65芯片实现，RAM存储区选用2片长度8位、容量2KB的6116芯片实现，每2个8位的芯片合成一组用于组成16位长度的内存字，6个芯片被分成3组，其地址空间分配关系是：0-1777h用于第一组ROM，固化监控程序，2000-2777h用于RAM，保存用户程序和用户数据，其高端的一些单元作监控程序的数据区，第二组ROM的地址范围可以由用户选择，主要用于完成扩展内存容量的教学实验。

地址总线的低13位送到ROM芯片的地址线引脚，用于选择芯片内的一个存储字。

用于实现存储字的高位字节的3个芯片的数据线引脚、实现低位字节的3个芯片的数据线引脚分别连接在一起接到数据总线的高、低位字节，是实现存储器数据读写的信息通路。

数据总线要通过一个双向三态门电路与CPU一侧的内部总线IB 相连接，已完成存储器、接口电路和CPU之间的数据通讯。

2、扩展教学机的存储空间四、实验内容：1) 要完成存储器容量扩展的教学实验，需为扩展存储器选择一个地址，并注意读写和OE等控制信号的正确状态。

计算机操作系统实验三存储器管理

计算机操作系统实验三存储器管理引言存储器管理是计算机操作系统中非常重要的一部分。

它负责管理计算机中的存储器资源，以便有效地分配和管理内存。

在操作系统的设计和实现中，存储器管理的性能和效率对整个系统的稳定性和性能有着重要的影响。

本文档将介绍计算机操作系统实验三中的存储器管理的实验内容及相关的知识点。

我们将从内存分区管理、页式存储管理和段式存储管理三个方面进行讨论。

内存分区管理内存分区管理是一种常见的存储器管理方法，旨在将物理内存分成若干个不同大小的区域，以便为不同的进程分配内存。

在实验三中，我们将学习和实现两种内存分区管理算法：首次适应算法和最佳适应算法。

首次适应算法是一种简单直观的算法，它从内存的起始位置开始查找第一个满足要求的空闲分区。

而最佳适应算法则是通过遍历整个内存空间，选择最合适的空闲分区来满足进程的内存需求。

通过实验，我们将学习如何实现这两种算法，并通过比较它们的性能和效果来深入理解内存分区管理的原理和实现。

页式存储管理页式存储管理是一种将物理内存分成固定大小的页框（page frame）和逻辑地址分成固定大小的页面（page）的管理方法。

在操作系统中，虚拟内存通过将进程的地址空间划分成大小相等的页面，并与物理内存中的页框相对应，实现了大容量的存储管理和地址空间共享。

在实验三中，我们将学习和实现页式存储管理的基本原理和算法。

我们将了解页表的结构和作用，以及如何通过页表将逻辑地址转换为物理地址。

此外，我们还将学习页面置换算法，用于处理内存不足时的页面置换问题。

段式存储管理段式存储管理是一种将逻辑地址分成不同大小的段并与物理内存中的段相对应的管理方法。

在操作系统的设计中，段式存储管理可以提供更灵活的地址空间管理和内存分配。

实验三将介绍段式存储管理的基本原理和实现方法。

我们将学习段表的结构和作用，以及如何通过段表将逻辑地址转换为物理地址。

同时，我们还将探讨段的分配和释放过程，并学习如何处理外部碎片的问题。

内存储器部件实验报告

内存储器部件实验报告实验名称：内存存储器部件实验实验目的：通过本实验，熟悉内存存储器的原理和部件，掌握内存存储器的组成结构和工作原理，能够进行内存存储器的基本操作和测试。

实验器材：内存存储器、多媒体教学台、计算机、数据线实验原理：内存存储器是计算机中用于临时存储数据和程序的部件。

内存存储器的主要作用是为CPU提供数据和程序，并且数据的读写速度比硬盘快得多。

内存存储器的工作原理是通过将数据和程序存储在内存芯片中，CPU根据需要从内存中读取数据和程序，处理后再将结果写入内存。

实验内容：1.内存存储器的组成结构：内存存储器主要由存储单元、地址译码器、数据线和控制线等部件组成。

存储单元是内存中存储数据和程序的最基本单元，地址译码器负责将CPU发送的地址信号翻译成内存中的存储单元地址，数据线用于传输数据，控制线用于控制内存的读写操作。

2.内存存储器的工作原理：内存存储器的工作原理是通过地址信号和控制信号控制内存的读写操作。

当CPU需要访问内存中的数据或程序时，会发送地址信号给内存，地址译码器根据地址信号确定要访问的存储单元，数据线用于传输数据，控制线用于控制读写操作。

3.内存存储器的基本操作：内存存储器的基本操作包括读操作和写操作。

读操作是指CPU从内存中读取数据或程序到CPU中进行处理，写操作是指CPU将处理后的数据或程序写入内存中。

内存存储器的读写速度很快，可以满足CPU的数据读写需求。

实验步骤：1.将内存存储器安装在多媒体教学台上，并连接数据线和控制线。

2.打开计算机，进入系统。

3.运行内存存储器测试程序，测试内存存储器的读写速度和容量。

4.对内存存储器进行读操作和写操作，观察内存存储器的工作状态。

5.测试不同大小和型号的内存存储器，比较它们的读写速度和性能。

实验结果：1.经过测试，内存存储器的读写速度在20GB/s以上，容量为8GB。

2.内存存储器的读写速度快，可以满足CPU的数据读写需求。

3.不同大小和型号的内存存储器性能有所差异，需要根据具体需求选择适合的内存存储器。

(完整word版)广工计算机组成原理实验报告

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专业班级学号学生姓名指导教师张2017 年 6 月21计算机学院专业班学号姓名协作者教师评定_______________实验题目实验一基础汇编语言程序设计实验一：基础汇编语言程序设计实验1实验目的●学习和了解TEC-XP+教学实验监控命令的用法;●学习和了解TEC-XP+教学实验系统的指令系统;●学习简单的TEC-XP+教学实验系统汇编程序设计。

2实验设备及器材●工作良好的PC机;●TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC。

3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。

4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。

5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;8)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,主机上显示：6实验截图及思考题【例3】计算1到10的累加和。

计组实验报告

计算机组成原理实验报告课程名称计算机组成原理学院计算机学院专业班级学号学生姓名指导教师2016 年 6 月 8 日实验一、基础汇编语言程序设计一、实验目的：1、学习和了解TEC-XP+教学实验系统监控命令的用法；2、学习和了解TEC-XP+教学实验系统的指令系统；3、学习和了解TEC-XP+教学实验系统汇编程序设计。

......二、实验设备与器材：TEC-XP+教学实验系统和仿真终端软件PCEC；PC机三、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命令显示存储器内容、E命令修改存储器内容；4.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；四、实验步骤：1、准备一台串口工作良好的PC机；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、将黑色电源线一端接220V交流电源，另一端插在TEC--XP试验箱电源插座上；4、取出通讯线，将通信线的9芯插头接在试验箱的串口“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6个黑色控制器开关置为001100，，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；6、打开电源，船形开关和5v电源指示灯亮。

7、在PC机上运行PCEC16.EXE文件，直接回车。

8、按一下“RESET”按键，再按一下“stat”按键在主机上显示：TEC—2000CRT MONITOR Version1.0April2001 Computer Architectur Lab,Tsinghua University Programmed by Jason He>五、实验结果：例一：例二：六、实验心得：学会了联机使用TEC-XP教学实验系统和仿真终端软件PCEC，教学实验系统监控命令的用法，了解了TEC-CP教学实验系统的指令系统，试着做汇编程序设计，在尝试中发现汇编程序设计的方法，理解指令代码的意义及程序所能实现的功能，并对基础汇编语言程序设计有了初步的了解，增加了自己学习的兴趣和提高了自己的动手操作的能力。

实验三：存储器读写实验

实验三存储器读写实验一、实验目的熟悉和了解存储器逻辑结构与总线组成的数据通路及其基本的工作原理。

理解AR地址寄存器与PC地址寄存器的各自的作用。

二、实验要求按照实验步骤完成实验项目，掌握存储部件在原理计算机中的运用。

三、实验原理存储器是计算机的存储部件，用于存放程序和数据。

存储器是计算机信息存储的核心，是计算机必不可少的部件之一，计算机就是按存放在存储器中的程序自动有序不间断地进行工作。

本系统从提高存储器存储信息效率的角度设计数据通路，按现代计算机中最为典型的分段存储理念把存储器组织划分为程序段、数据段等，由此派生了数据总线（DBus）、指令总线（IBus）、微总线（μBus）等与现代计算机设计规范相吻合的实验环境。

实验所用的存储器电路原理如图3-1所示，该存储器组织由二片6116构成具有奇偶概念的十六位信息存储体系，该存储体系AddBus由IP指针和AR指针分时提供，E/M控位为“1”时选通IP，反之选通AR。

该存储体系可随机定义总线宽度，动态变更总线结构，把我们的教学实验提高到能与现代计算机设计规范相匹配与接轨的层面。

图3-1 存储器数据通路四、存储器分类与寻址1. 存储器组织分类表本系统存储器由三个部分组成，详见下表：2. 程序存储器源与目的寻址程序段与数据段源寻址程序段与数据段目的寻址注：在【单拍】按钮下降沿写入3. 内部存储器源与目的寻址内存段源寻址内存段目的寻址注：在【单拍】按钮下降沿写入五、实验内容将实验系统设置为手动/搭接状态，按如下所示连接线路：2. 存储器数据段读写操作(1) 数据段写操作（字）在进行数据存储器字操作时，地址线A0必须为0（偶地址）。

向数据段的0~0005h 存储按照上述操作流程完成0002~0005h 单元分别写入33445566的操作。

(2) 数据段读操作（字）执行上述流程总线单元应显示1122h，若正确可按上述流程读出0002~0005h 单元的内容。

实验三：数据存取实验

一．实验目的1．了解TMS320C6713 的内部存储器空间的分配及指令寻址方式。

2．了解ICETEK-C6713-A 板扩展存储器空间寻址方法，及其应用。

3．了解ICETEK-C6713-EDU 实验箱扩展存储器空间寻址方法，及其应用。

4．学习用Code Composer Studio 修改、填充DSP 内存单元的方法。

5．学习操作TMS320C6x 内存空间的指令。

二．实验设备计算机，ICETEK-C6713-EDU 实验箱（或ICETEK 仿真器+ICETEK-C6713-A 系统板+相关连线及电源）。

三．实验原理1．TMS320C6713 DSP 内部存储器资源介绍：2．ICETEK-C6713-A 板对TMS320C6713 DSP 存储空间的扩展16M 字节SDRAM 在CE0 空间，起始地址为80000000h，16 位位宽；1M 字节FLASH 在CE1 空间，起始地址为90000000h，16 位位宽。

3．ICETEK-C6713-EDU 实验箱对TMS320C6713 DSP 存储空间的使用地址范围：901F0000h—901FFFFFh数据宽度：16 位901F0000h：ICETEK-CTR 全局控制寄存器写地址901F0002h：读取键盘扫描码地址，液晶命令写地址901F0004h：清除键盘缓冲区读地址，液晶控制写地址901F0006h：液晶左侧显示数据写地址901F0008h：液晶右侧显示数据写地址901F000Ah：发光二极管阵列数据写地址901F000Eh：发光二极管阵列使能、交通灯状态、PWM 状态写地址、直流电机使能位其它地址：保留4．MS320C56713 数据寻址方式介绍C6000 全部采用间接寻址，所有寄存器都可以做线性寻址的地址寄存器指针。

A4-A7，B4-B7 等8 个寄存器还可作为循环寻址的地址指针。

四．实验步骤1．实验准备(1)连接设备：①关闭计算机和实验箱电源开关。

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。

组成原理实验内容

实验一：脱机运算器实验实验目的：深入了解AM2901运算器的功能与具体用法，2片AM2901的级连方式，深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等诸项知识。

实验仪器及药品：TEC-2000实验仪实验原理及内容：步骤：1、将教学机左下方的5个拨动开关置为1XX10（单步、8位、脱机）；先按一下RESET 按键，再按一下START按键，进行初始化。

2、按下表所列操作在8位机上进行运算器脱机实验，结果如表所示。

其中D1取为01H，D2取为10H；通过两个12位的红色微型开关向运算器提供控制倍，通过8位数据开关向运算器提供数据（高8位的数据开关），通过指示灯观察运算结果及状成相应的功能。

另AM2901操作周期如下：A、B口数据锁存通用寄存器接收即在下降沿时，A、B口数据锁存器锁存数据，在低电平时通用寄存器接收数据，因此在压START前，ALU输出为结果，压START后，产生高电平到低电平的变化，此时ALU输出的结果存入通用寄存器中，而ALU则输出操作再次被执行的结果，但该结果没有存入通用寄存器中，则下次操作时使用的寄存器值为存入值（表中表现为压START前值）。

实验二：控制器部件教学实验实验目的：通过看懂教学计算机中已经设计好并正常运行的几条典型指令（例如ADD、MOV、OUT、MVD、JRC、RET等指令）的功能、格式和执行流程后，然后自己设计几条指令的功能、格式和执行流程，并在教学计算机上实现、调试正确。

其最终要达到的目的是：1、深入理解计算机控制器的功能、组成知识2、深入地学习计算机各类典型指令的执行流程3、对指令格式、寻址方式、指令系统、指令分类等建立具体的总体概念4、学习组合逻辑控制器的设计过程和相关技术实验仪器：TEC-2000教学计算机实验内容：1、将教学机左下方的5个拨动开关置为11111（单步、手动置指令、组合逻辑、8位、联机）2、按RESET键3、通过高8位的数据开关SWH置入指令操作码，观察每组基本指令的节拍流程：A组指令：ADD R0，R1（1）置SWH=00000001（2）按RESET键，节拍指示灯T4-T0显示01100（3）按START键，节拍指示灯T4-T0显示01000（4）按START键，节拍指示灯T4-T0显示00000（5）按START键，节拍指示灯T4-T0显示00010（6）按START键，节拍指示灯T4-T0显示00110（7）按START键，节拍指示灯T4-T0显示00100B组指令：MVD R0，01H（1）置SWH=11010000（2）-（6）同A组指令（7）按START键，节拍指示灯T4-T0显示00111（8）按START键，节拍指示灯T4-T0显示00011（9）按START键，节拍指示灯T4-T0显示00001C组指令：JC（1）置SWH=11101010（2）─（6）同A组指令（7）按START键，节拍指示灯T4-T0显示00111（8）按START键，节拍指示灯T4-T0显示00011（9）按START键，节拍指示灯T4-T0显示00001（10）按START键，节拍指示灯T4-T0显示00100D组指令：JMP（1）置SWH=11111111（2）─（6）同A组指令（7）按START键，节拍指示灯T4-T0显示00101（8）按START键，节拍指示灯T4-T0显示00100分析：通过以上实验可以看到，复位后每条指令执行需5个公共节拍，即复位后指令寄存器PC（R5、R4）清零，送指令地址低8位，送指令地址高8位及取指令，除此之外，A组指令需一步完成，B组指令需三步完成，C组指令执行节拍不一致，需4步、6步或8步完成，D组指令需2步完成。

计算机组成原理实验(存储器)

实验一存储器实验
• 实验接线 ⑴ MBUS连BUS2； ⑵ EXJ1连BUS3； ⑶ 跳线器J22的T3连TS3； ⑷ 跳线器J16的SP连H23； ⑸ 跳线器SWB、CE、WE、LDAR拨在左边（手动位置）。
实验一存储器实验
• 实验步骤给存储器的00地址单元中写入数据11 一．写存储器１.写地址：关掉存储器的片选（CE=1），打开地址锁存器门控信号（LDAR=1），打开数据开关三态门（SW-B=0），由开关给出要写入的存储单元地址，T3产生一正向脉冲将地址打入到地址锁存器中。此时总线地址显示灯应显示开关输入的数。 2. 写数据：关掉地址锁存器门控信号（LDAR=0），打开存储器的片选（CE=0），使之处于写状态（WE=1），由开关给出此单元要写入的数据，T3给一正向脉冲将数据写入到当前的地址单元中。此时总线数据显示灯应显示开关输入的数。
15H 0 1 0 1 0 0 1 1 53H
实验一存储器实验
• 对随机存储器的操作有写操作和读操作。 • CPU对存储器进行读/写操作，首先由地址总线给出地址信号，然后要发出读操作或写操作的控制信号，最后在数据总线上进行信息交流。因此，存储器同CPU连接时，要完成地址线的连接、数据线的连接和控制线的连接。
实验一存储器实验
• 存储器实验报告册要求：１．画出实验原理简图（其中八位线即用一根连接线表示即可）。２．要求写清实验步骤（最好用图示意）。３．要求写清实验结果。
•
• •
问题
• 从计算机体系结构的角度来看，计算机是由哪几部分组成的？ • 运算器是由哪些部件组成的？ • CPU是由哪几部分组成的？
解答
• 从计算机体系结构的角度来看，计算机是由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备组成。 • 运算器是由算术逻辑部件（ALU）和若干通用寄存器组成。 • 运算器和控制器合在一起称为CPU。

实验三数据存储实验

三、实验步骤：
1、在PROTEUS中画出原理图。
2、根据原理图确定片外数据存储器的地址。
3、根据要求画出程序流程图。
4、用C语言编写程序并在并在 KEIL中调试，编译生成HEX文件。
5、在PROTEUS中仿真查看实验结果。
6、修改完成思考
7、完成实验报告
四、画出实验程序流程图：
开始
R0=00
00送2000H
}
while(1) ;
}
六、思考：假使把地址中的内容改成FFH，如何修改程序？
*p=0xFF;
七、实验结果及说明：
DPTR+1 R0+1
R0=FF？
结束
五、写出程序清单和注释：
文件名：SW01.ASM
ORG 0000H
LJMP SE01
ORG 0640H
SE01:MOV R0,#00H
MOV DPTR,#1000H
MOV R1,#30H
LOO1:CLR A
MOVX @DPTR,A
INC DPTR
MOV A,#66H
INC R0
MOVX @DPTR,A
MOV A,#55H
MOVX @R1,A
INC DPTR
INC R1
CJNE R0,#00H,LOO1
LOOP:SJMP LOOP
END
C程序
#include <absacc.h>
unsigned int xdata *p;
unsigned char idata *p1;
实验三数据存储实验
一、实验目的：掌握C语言和汇编语言的调试方法,熟悉键盘操作和数据存储器的扩展。
重点：常用汇编符号指令格式或C语言的基本语句和编译方法，数据存储器的扩展。

计组实验报告

计算机组成原理实验报告实验一寄存器组成实验一、实验目的（1）熟悉D触发器的功能及使用方法。

（2）掌握寄存器文件的逻辑组成及使用方法。

二、实验内容（1）掌握Quartus II的使用方法，能够进行数字电路的设计及仿真。

（2）验证Quartus II所提供D触发器的功能及使用方法。

（3）设计具有1个读端口、1个写端口的寄存器文件，并进行存取操作仿真/验证。

三、实验原理及方案Quartus II提供了多种类型的触发器模块，如D触发器、T触发器等。

固定特性的触发器模块有不同的型号，参数化的触发器模块有lpm_ff、lpm_dff、lpm_tff等。

D触发器常来构建寄存器。

本次实验我们用Quartus II中提供的8为D触发器模块，实现了一个8×8bits 的寄存器组，因此，操作地址均为3位，数据均为8位。

由于要求读写端口分离，因此，读操作的相关引脚有地址raddr[2..0]、数据输出q[7..0]，写操作的相关引脚有地址waddr[2..0]、数据输入data[7..0]、写使能wen。

其中，省略读使能信号可以简化控制，即数据输出不受限制。

寄存器文件通过写地址waddr[2..0]、写使能wen信号来实现触发器的写入控制，通过读地址raddr[2..0]信号来控制触发器的数据输出选择。

其连接电路原理如图所示。

寄存器文件的组成则由此，可在Quartus II中连接原理图：四、实验结果仿真波形如下：五、小结通过此次实验，我们学会了Quartus II的原理图的构造方法，以及仿真方法，并且使用lpm_dff作为三态门，控制数据的输入，并且在输出时，用lpm_mux选择每个寄存器的数据输出。

最后，在本次实验中，我们重新巩固了课堂学习的内容，也对寄存器加深了了解，相信我们会通过实验在计组的学习道路上越走越远。

实验二运算器组成实验一、实验目的（1）熟悉加/减法器的功能及使用方法。

（2）掌握算术逻辑部件(ALU)的功能及其逻辑组成。

计算机组成原理实验

整机仿真整机是将所有模块通过总线连接在一起，成为一台完整的计算机。设计需求：该部分将各子模块综合，通过输入/输出设备实现汇编语言的编辑和编译，生成二进制代码；将二进制代码存入主存，顺序执行，经过“指令模块”实现全速、单步或微单步运行程序，完成程序功能。各步程序结果，各寄存器变量通过显示输出实时查看。
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 --------------------------------

计算机组成原理全部实验

计算机科学技术系王玉芬2012年11月3日基础实验部分该篇章共有五个基础实验组成，分别是：实验一运算器实验实验二存储器实验实验三数据通路组成与故障分析实验实验四微程序控制器实验实验五模型机CPU组成与指令周期实验实验一运算器实验运算器又称作算术逻辑运算单元（ALU），是计算机的五大基本组成部件之一，主要用来完成算术运算和逻辑运算。

运算器的核心部件是加法器，加减乘除运算等都是通过加法器进行的，因此，加快运算器的速度实质上是要加快加法器的速度。

机器字长n位，意味着能完成两个n位数的各种运算。

就应该由n个全加器构成n位并行加法器来实现。

通过本实验可以让学生对运算器有一个比较深刻的了解。

一、实验目的1．掌握简单运算器的数据传输方式。

2．掌握算术逻辑运算部件的工作原理。

3. 熟悉简单运算器的数据传送通路。

4. 给定数据，完成各种算术运算和逻辑运算。

二、实验内容：完成不带进位及带进位的算术运算、逻辑运算实验。

总结出不带进位及带进位运算的特点。

三、实验原理：1.实验电路图图4-1 运算器实验电路图2.实验数据流图图4-2 运算器实验数据流图3.实验原理运算器实验是在ALU UNIT单元进行；单板方式下，控制信号，数据，时序信号由实验仪的逻辑开关电路和时序发生器提供，SW7－SW0八个逻辑开关用于产生数据，并发送到总线上；系统方式下，其控制信号由系统机实验平台可视化软件通过管理CPU来进行控制，SW7－SW0八个逻辑开关由可视化实验平台提供数据信号。

（1）DR1，DR2：运算暂存器，（2）LDDR1：控制把总线上的数据打入运算暂存器DR1，高电平有效。

（3）LDDR2：控制把总线上的数据打入运算暂存器DR2，高电平有效。

（4）S3，S2，S1，S0：确定执行哪一种算术运算或逻辑运算（运算功能表见附录1或者课本第49页）。

（5）M：M＝0执行算术操作；M＝1执行逻辑操作。

（6）/CN ：/CN＝0表示ALU运算时最低位加进位1；/CN＝1则表示无进位。

存储器组成实验心得体会

存储器组成实验心得体会计算机是现代社会发展的重要工具，存储器作为计算机中最关键的部件之一，其重要性不言而喻。

为了更好地理解存储器的结构和工作原理，我进行了一次存储器组成实验，并在其中获得了一些重要的心得体会。

实验中，我们通过一个简单的存储器电路来理解存储器的原理和操作。

这个电路由若干个触发器和多路选择器组成，并由一个时钟信号来驱动。

实验中我学习到了存储器的两种主要类型：静态和动态存储器。

静态存储器使用触发器实现，因此在不加时钟信号的情况下也能够维持其状态。

而动态存储器则需要定期刷新以保持其数据不丢失。

在实验中，我还学习到了存储器的两个重要参数：存储器容量和访问时间。

存储器容量指的是存储器能够存储的数据量，而访问时间则是指从存储器读取一个数据所需的时间。

这两个参数对存储器性能的影响极大。

当我们需要处理大量数据时，需要使用更大容量的存储器，以保证所有数据都能被存储。

而当我们需要高效地读取大量数据时，我们需要使用访问时间更短的存储器。

除了理论知识外，实验还让我了解了一些实际操作上的技巧。

例如，在实验中我学习到了如何使用示波器进行信号分析。

示波器可以帮助我们观察电路中的信号波形，并通过对波形的分析来判断电路是否正常工作。

此外，实验还让我更好地理解了数字电路的设计和实现。

通过对存储器电路的模拟设计，我逐渐掌握了数字电路设计的基本原理和操作方法。

在实验完成后，我对存储器结构和操作原理有了更深刻的理解和认识。

我认识到，存储器作为一种重要的计算机组成部分，不仅需要具备高容量和高速度的特点，还需要具有高可靠性和低功耗的特点。

这些特点也成为了当前存储器领域开发和创新的重要目标。

同时，我还发现存储器作为计算机的核心组件之一，在当前人工智能、云计算等领域中具有着不可替代的重要作用。

综上所述，存储器组成实验让我更好地了解了存储器的结构、原理、参数和实际应用。

通过这次实验，我不仅获得了更深刻的理论知识，还学习到了实际操作中的技巧和方法。

电容和电能存储实验

电容和电能存储实验电容和电能存储是电学领域中非常重要的实验之一。

通过这些实验，我们可以深入了解电容器和电能存储器的工作原理以及其在电路中的应用。

本文将介绍电容和电能存储实验的基本原理、实验步骤以及实验结果的分析。

一、电容实验1. 基本原理电容器是一种能够储存电能的器件，它由两块导体板和之间的绝缘材料组成。

在电容器中，当施加电压时，正极板上会聚集正电荷，负极板上聚集负电荷，从而在两板之间形成电场。

电容器的储能能力与其电容大小有关，电容的计量单位为法拉(F)。

2. 实验步骤首先，准备一个电容器、一个直流电源和一块电阻。

将电容器连接到电源的正负极，电阻连接到电容器的一个极板上。

然后，打开电源，使电容器充电。

通过测量电流和电压的变化，可以计算出电容器的电容大小。

3. 实验结果的分析根据实验结果，我们可以得到电容器的充电曲线。

在开始充电时，电容器的电流是最大的，随着时间的推移，电流逐渐减小。

同时，电容器的电压逐渐上升，直到达到电源电压。

根据充电曲线的形状，可以判断电容器的充电速度以及其储能能力。

二、电能存储实验1. 基本原理电能存储器是一种能够储存电能并在需要时释放电能的设备。

常见的电能存储器有电池和超级电容器。

电能存储器的储能能力与其容量有关，容量的计量单位为安培时(Ah)。

2. 实验步骤选择一个电池或超级电容器作为电能存储器，将其连接到电路中。

然后，将电源转换成恒定电流源，通过一段时间的充电，使电能存储器储存一定量的电能。

接着，断开电路连接，通过测量电能存储器的电压变化，可以计算出其储能能力。

3. 实验结果的分析通过实验结果，我们可以得到电能存储器的放电曲线。

在初始阶段，电能存储器的电压是最高的，随着时间的推移，电压逐渐下降。

通过分析放电曲线的形状，可以了解电能存储器在不同负载下的储能能力和放电性能。

总结：电容和电能存储实验是电学领域中重要的实验之一。

通过这些实验，我们可以深入了解电容和电能存储器的工作原理以及其在电路中的应用。