计算机组成原理实验报告4-微程序计数器uPC实验

计算机组成原理实验报告

2）海明码的每一位码Hi（包括数据位和校验位本身）由多个校验位校验，其关系是被校验的每一位位号等于校验它的各校验位的位号之和。
3）在增大合法码的码距时，所有码的码距应尽量均匀增大，以保证对所有码的检错能力平衡提高。
下面具体看一下对一个字节进行海明编码的实现过程。
只实现一位纠错两位检错，由前面的表可以看出，8位数据位需要5位校验位，可表示为H13H12…H2H1。
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1
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S1
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1
由此可得校验后的数据位表达式为：
D1＝D1 (S1•S2• • •S5)
D2＝D2 (S1• •S3• •S5)
D3＝D3 ( •S2•S3• •S5)
D4＝D4 (S1•S2•S3• •S5)
D5＝D5 (S1• • •S4•S5)
D6＝D6 ( •S2• •S4•S5)
答：我们认为16位数据位的编码原理与8位数据位的hamming编码原理基本相同。即：，在k个数据位之外加上r个校验位，从而形成一个k+r位的新的码字，使新的码字的码距比较均匀地拉大。把数据的每一个二进制位分配在几个不同的偶校验位的组合中，当某一位出错后，就会引起相关的几个校验位的值发生变化，这不但可以发现出错，还能指出是哪一位出错,为进一步自动纠错提供了依据。
《计算机组成原理》
实验报告
实验室名称：S402
任课教师：邹洋
小组成员：王娜任芬
学号：2010212121 2010212119
实验一_Hamming码2
实验二_乘法器7

计算机组成原理--实验报告

实验一寄存器实验实验目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。

实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，将数据写入寄存器，这些寄存器包括累加器A，工作寄存器W，数据寄存器组R0..R3，地址寄存器MAR，堆栈寄存器ST，输出寄存器OUT。

实验电路：寄存器的作用是用于保存数据的CPTH 用74HC574 来构成寄存器。

74HC574 的功能如下：- 1 -实验1：A，W 寄存器实验原理图寄存器A原理图寄存器W 原理图连接线表：- 2 -系统清零和手动状态设定：K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入"Hand......"手动状态。

在后面实验中实验模式为手动的操作方法不再详述．将55H写入A寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H置控制信号为：按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。

放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。

将66H写入W寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据66H- 3 -置控制信号为：按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器W 的黄色选择指示灯亮，表明选择W寄存器。

放开STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据66H 被写入W 寄存器。

注意观察：１．数据是在放开STEP键后改变的，也就是CK的上升沿数据被打入。

２．WEN，AEN为高时，即使CK有上升沿，寄存器的数据也不会改变。

实验2：R0，R1，R2，R3 寄存器实验连接线表- 4 -将11H、22H、33H、44H写入R0、R1、R2、R3寄存器将二进制开关K23-K16，置数据分别为11H、22H、33H、44H置控制信号为：K11、K10为10，K1、k0分别为00、01、10、11并分别按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，这时寄存器R0、R1\R2\R3 的黄色选择指示灯分别亮，放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据被写入寄存器。

多思计算机组成原理实验四微程序控制器实验

实验四.. .微程序控制器实验。

1.-实验目的。

.(1)掌握微程序控制器的组成原理和工作过程。

(2)理解微指令和微程序的概念，理解微指令与指令的区别与联系。

(3)掌握指令操作码与控制存储器中微程序的对应方法，熟悉根据指令操作码从控制存储器中读出微程序的过程。

2.+实验要求。

(1)做好实验预习，看懂电路图，熟悉实验元器件的功能特性和使用方法。

u(2)按照实验内容与步骤的要求，认真仔细地完成实验。

(3)写出实验报告。

3.-实验电路。

. . ..本实验使用的主要元器件有: 4位数据锁存器74LS175,2KX8EPROM2716，时序发生器,或门、与门、开关、指示灯等。

芯片详细说明请见附录。

图1为实验电路图，其中3片EPROM2716构成控制存储器，1片74LS175为微地址寄存器，与74LS175数据输入引脚相连的输入信号线及6个门电路构成了地址转移逻辑。

注.意，2716输出信号中带后缀“#"的信号为低电平有效信号，不带后缀“#”的信号为高电平有效信号。

为简化电路结构，本实验没有使用微命令寄存器，并且在虚拟实验系统中，将3片EPROM组合为-一个虚拟EPROM组件。

本实验使用的EPROM和时序发生器一-样，均为虚拟实验系统提供的虚拟组件。

（5）答：000001101000000111100001 000001100000010110100010 000001101000011101100011 000001001000100111111000 000001101100000110100010 000001101000011101100011 000001001000100111111000 000001101100000110100010 000001101000011101100011 000001001000100111111000（6）（7）04 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 105 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 006 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 007 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 014 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 015 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0。

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。

计算机组成原理课程设计报告实验报告书

计算机组成原理课程设计报告班级：：学号：完成时间：一、课程设计目的1．在实验机上设计实现机器指令及对应的微指令〔微程序〕并验证，从而进一步掌握微程序设计控制器的根本方法并了解指令系统与硬件构造的对应关系；2．通过控制器的微程序设计，综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整机系统的概念；3．培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。

二、课程设计的任务针对COP2000实验仪，从详细了解该模型机的指令/微指令系统入手，以实现乘法和除法运算功能为应用目标，在COP2000的集成开发环境下，设计全新的指令系统并编写对应的微程序；之后编写实现乘法和除法的程序进展设计的验证。

三、课程设计使用的设备〔环境〕1．硬件● COP2000实验仪● PC机2．软件●COP2000仿真软件四、课程设计的具体容〔步骤〕1．详细了解并掌握COP 2000模型机的微程序控制器原理，通过综合实验来实现该模型机指令系统的特点：1〕指令系统特点与设计模型机的指令码为8位，根据指令类型的不同，可以有0到2个操作数。

指令码的最低两位用来选择R0-R3存放器，在微程序控制方式中，用指令码做为微地址来寻址微程序存储器，找到执行该指令的微程序。

而在组合逻辑控制方式中，按时序用指令码产生相应的控制位。

在本模型机中，一条指令最多分四个状态周期，一个状态周期为一个时钟脉冲，每个状态周期产生不同的控制逻辑，实现模型机的各种功能。

模型机有24位控制位以控制存放器的输入、输出，选择运算器的运算功能，存储器的读写。

指令系统包括以下七类：23〕指令格式该模型机微指令系统的特点〔包括其微指令格式的说明等〕：微指令格式2.计算机中实现乘法和除法的原理〔1〕无符号乘法①实例演示〔即，列4位乘法具体例子演算的算式〕：被乘数为1001〔二进制〕，即为十进制的9；乘数为0110〔二进制〕，即为十进制的6。

那么，可以通过笔算得到：1001×0110=00110110即十进制运算结果为：9×6=54无符号乘法的实例演示如图1所示：1 0 0 1 ；被乘数× 0 1 1 0 ；乘数0 0 0 0 ；初始值〔零〕＋ 0 0 0 0 〔0〕；乘数最低位为0，局部积加0，被乘数左移一；位，乘数右移一位。

计算机组成原理实验报告4

上海大学计算机学院实验名称：指令系统实验一、实验目的1. 读出系统已有的指令，并理解其含义。

2. 设计并实现一条新指令。

二、实验原理微程序和机器指令，实验箱的机器指令系统，实验箱机器指令系统的布线，实验箱机器指令系统的工作原理，实验箱PC的打入原理，程序存储器模式下的操作。

三、实验内容1. 考察机器指令64的各微指令信号，确定该指令的功能。

(假设R0=77, A=11, 77单元存放56H数据,64指令的下一条指令为E8)2. 修改机器指令E8，使其完成“输出A＋W的结果左移一位后的值到OUT”操作。

3*. 修改机器指令F0，使其完成“A＋R2的结果右移一位的值到OUT”的操作四、实验步骤实验任务一：考察机器指令64的各微指令信号，确定该指令的功能。

实验步骤：1．初始化系统（Reset)，进入μEM，在Adr字段送入64,按NX键,可查看其对应的微指令：64: FF 77 FF65: D7 BF EF66：FF FE 9267：CB FF FF2．分析其二进制代码，分析其控制功能64: 1111 1111 0111 0111 1111 1111从寄存器R?中取出地址打入地址寄存器MAR。

65: 1110 0111 1011 1111 1110 1111把地址寄存器MAR的存储器值EM打入寄存器W。

66：1111 1111 1111 1110 1001 0010把寄存器A和寄存器W中的数据进行或运算后打入寄存器A和标志位C,Z。

67：1100 1011 1111 1111 1111 1111读出下一条指令并立即执行。

四条指令功能：把寄存器A和寄存器R?中地址内存的数据进行或运算，结果保存在寄存器A中，然后执行下一条指令。

实验任务二：1.分解任务：修改机器指令E8，使其完成“输出A＋W的结果左移一位后的值到OUT”操作的操作。

第一步完成A＋W；并把“左移一位的值送OUT”；第二步完成取指令。

2.编制微指令：由“控制总线功能对应表”，可确定这四步基本操作的微指令码为：① FFDFD8 ②CBFFFF ③FFFFFF ④FFFFFF3.操作：程序存储器EM模式下,将E8指令送入A0单元,则在Adr下打入A0, DB下打入E8。

计算机组成原理微程序系统实验总结

计算机组成原理微程序系统实验总结在计算机科学领域中，计算机组成原理是一门重要的课程，它涵盖了计算机硬件的各个方面，包括处理器、存储器、输入输出等。

而微程序系统则是计算机的重要组成部分，它负责控制计算机的指令执行过程，是计算机内部的一个重要的工作流程。

在本次计算机组成原理的微程序系统实验中，我深入学习了微程序系统的工作原理和设计方法，并通过实践了解了微程序的编写和调试过程。

下面是我对本次实验的总结：在实验中，我们通过学习微程序设计的原理和方法，了解了微程序的工作方式。

微程序是一种控制计算机指令执行的方式，它将指令的执行过程分解成一系列微操作，通过微指令的控制来完成指令的执行。

这种方式可以提高指令的执行效率和灵活性，使得计算机的指令集更加丰富和灵活。

在实验中，我们学习了微程序的编写和调试方法。

微程序的编写需要根据指令的执行过程和微操作的控制流程进行设计，然后将微操作编码成微指令。

在编写过程中，我们需要考虑指令的执行顺序、条件分支、循环等复杂情况，以保证微程序的正确性和高效性。

在调试过程中，我们通过观察微指令的执行结果和状态寄存器的变化，来检查微程序的正确性和性能。

然后，在实验中，我们还学习了微程序的优化方法。

微程序的优化可以通过减少微操作的数量和提高微操作的并行度来实现。

在编写过程中，我们可以通过合并相似的微操作、去除无效的微操作和重排微操作的顺序来减少微操作的数量。

而通过增加并行执行的微操作和优化微指令的编码方式，可以提高微程序的执行效率和速度。

在实验中，我们还进行了微程序系统的性能测试和评估。

通过测试不同指令序列的执行时间和资源消耗，我们可以评估微程序系统的性能和效率。

在评估过程中，我们可以通过调整微程序的设计和优化方法来改善系统的性能和效果。

总结起来，本次计算机组成原理微程序系统实验，我深入学习了微程序的工作原理和设计方法，通过实践了解了微程序的编写和调试过程，并掌握了微程序系统的优化方法和性能评估技巧。

计算机组成原理实验报告

1. 寄存器五、实验总结按照实验要求进行连接和操作，对通用寄存器组进行了数据的写入和读出，两组数据完全对照，得到了预期效果，说明了存入数据的正确性，在整个过程中也对寄存器组的构成和硬件电路有了更深层次的理解。

2. 运算器五、实验总结基本熟悉了整个实验系统的基本结构，了解了该实验装置按功能分成几大区，学会何时操作各种开关、按键。

最重要的是通过实验掌握了运算器工作原理，熟悉了算术/逻辑运算的运算过程以及控制这种运算的方法，了解了进位对算术与逻辑运算结果的影响，对时序是如何起作用的没太弄清楚，相信随着后续实验的进行一定会搞清楚的3. 存储器五、实验总结按照实验要求连接器材设备元件，按照给定步骤进行实验操作。

通过向静态RAM中写入数据并读出数据，在INPUT单元输入数并存入地址寄存器，再向相应的地址单元存入数，验证读出数据时，只需再INPUT单元输入想要读出单元的地址，再通过片选端CE读出存储单元的数据，其中We=0是控制写端，WE=1控制读，CE低电平有效。

实验过程遇到一些问题，对实验容不是很熟，有待提高。

4. CPU与简单模型机设计实验一、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、实验设备PC机一台，TD-CMA实验系统一套。

三、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5-1-1 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。

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_实验报告四(含答案)

湖南科技学院电子与信息工程学院实验报告课程名称：姓名：学号：专业：班级：指导老师：实验四微程序控制组成实验一、实验目的及要求1．将微程序控制器同执行部件（整个数据通路）联机，组成一台模型计算机。

2．用微程序控制器控制模型计算机的数据通路。

3．执行给定的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，牢固建立计算机的整机概念。

二、实验电路本次实验将前面几个实验中的所模块，包括运算器、存储器、通用寄存器堆等同微程序控制器组合在一起，构成一台简单的模型机。

这是最复杂的一个实验，也将是最有收获的一个实验。

在前面的实验中，实验者本身作为“控制器”，完成了对数据通路的控制。

而在本次实验中，数据通路的控制将交由微程序控制器来完成。

实验机器从内存中取出一条机器指令到执行指令结束的一个指令周期，是由微程序完成的，即一条机器指令对应一个微程序序列。

实验电路大致如下面框图所示。

其中控制器是控制部件，数据通路是执行部件，时序发生器是时序部件。

需使用导线将各个部件控制信号与控制器相连。

三、实验主要仪器设备1.TEC-5计算机组成实验系统1台2.逻辑测试笔一支（在TEC-5实验台上）四、实验任务1.对机器指令组成的简单程序进行译码。

将下表的程序按机器指令格式手工汇编成二进制机器代码，此项任务请在预习时完成。

2.3.使用控制台命令将寄存器内容初始化为：R0=11H，R1=22H，R2=0AAH。

4.使用控制台命令将任务1中的程序代码存入内存中（注意起始地址为30H），以及将内存地址为11H的单元内容设置为0AAH。

5.用单拍（DP）方式执行一遍程序，执行时注意观察各个指示灯的显示并做好记录（完成实验表格），从而跟踪程序执行的详细过程（可观察到每一条微指令的执行过程）。

6.用连续方式再次执行程序。

这种情况相当于计算机正常的工作。

程序执行到STP指令后自动停机。

读出寄存器中的运算结果，与理论值比较。

五、实验步骤和实验结果记录1．程序译码。

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upc实验总结

计算机组成原理upc实验总结在计算机科学与技术专业中，计算机组成原理是一门重要的课程，它涉及到计算机系统的基本组成部分以及它们之间的相互关系。

在这门课程中，我参与了一系列与计算机组成原理相关的实验，以下是我对这些实验的总结。

首先，我们进行了cpu寄存器的设计与实现实验。

在这个实验中，我们学习了寄存器的概念和作用，了解了它们在计算机系统中的作用。

我们通过使用Verilog HDL语言设计和实现了一个简单的寄存器，然后进行了仿真和测试。

通过这个实验，我对寄存器的结构和工作原理有了更深入的理解。

其次，我参与了ALU（算术逻辑单元）设计实验。

ALU是计算机系统中负责执行算术和逻辑运算的核心组件之一。

在这个实验中，我们学习了ALU的基本原理和操作。

我们通过使用Verilog HDL语言设计和实现了一个简单的ALU，然后进行了仿真和测试。

通过这个实验，我不仅学会了如何设计一个ALU，还掌握了一些常见的算术和逻辑运算。

另外，我们还进行了控制器的设计与实现实验。

控制器是计算机系统中负责指挥和协调其他组件工作的关键部件。

在这个实验中，我们学习了控制器的基本概念和功能，了解了它们在计算机系统中的作用。

我们通过使用Verilog HDL语言设计和实现了一个简单的控制器，然后进行了仿真和测试。

通过这个实验，我对控制器的工作原理和设计方法有了更深入的理解。

最后，我们进行了存储器设计实验。

存储器是计算机系统中用于存储数据和指令的重要组件。

在这个实验中，我们学习了存储器的基本结构和操作。

我们通过使用Verilog HDL语言设计和实现了一个简单的存储器模块，然后进行了仿真和测试。

通过这个实验，我不仅学会了如何设计一个存储器，还了解了一些存储器相关的概念和技术。

总之，通过这些计算机组成原理的实验，我深入了解了计算机系统的基本组成部分以及它们之间的相互关系。

我学会了使用Verilog HDL语言设计和实现各种组件，并进行了仿真和测试。

计算机组成原理课程设计的实验报告

计算机组成原理课程设计的实验报告实验报告：计算机组成原理课程设计摘要：本实验报告旨在介绍计算机组成原理课程设计的实验过程和结果。

该实验旨在深入理解计算机的组成和工作原理，并通过设计和实现一个简单的计算机系统来加深对计算机组成原理的理解。

本实验报告将包括实验的目的、实验环境、实验步骤、实验结果以及实验的分析和讨论。

1. 实验目的：本实验的目的是通过设计和实现一个简单的计算机系统，加深对计算机组成原理的理解。

具体目标包括：- 理解计算机的基本组成和工作原理；- 掌握计算机硬件的设计和实现方法；- 学习使用计算机组成原理相关的软件工具。

2. 实验环境：本实验所需的硬件和软件环境如下：- 硬件环境：一台支持计算机组成原理课程设计的计算机；- 软件环境：计算机组成原理相关的软件工具，如Xilinx ISE、ModelSim等。

3. 实验步骤：本实验的步骤主要包括以下几个部分：3.1 系统需求分析在设计计算机系统之前，首先需要明确系统的需求和功能。

根据实验要求，我们需要设计一个简单的计算机系统，包括指令集、寄存器、运算单元等。

3.2 系统设计根据系统需求分析的结果，进行系统设计。

设计包括指令集的设计、寄存器的设计、运算单元的设计等。

3.3 系统实现在系统设计完成后，需要进行系统的实现。

具体步骤包括使用硬件描述语言（如VHDL）进行电路设计，使用Xilinx ISE进行逻辑综合和布局布线，最终生成bit文件。

3.4 系统测试在系统实现完成后，需要进行系统的测试。

测试包括功能测试和性能测试。

功能测试主要是验证系统是否按照设计要求正常工作；性能测试主要是测试系统的性能指标，如运行速度、吞吐量等。

4. 实验结果：经过实验，我们成功设计和实现了一个简单的计算机系统。

该系统具有以下特点：- 指令集：支持基本的算术运算和逻辑运算；- 寄存器：包括通用寄存器、程序计数器、指令寄存器等；- 运算单元：包括算术逻辑单元（ALU）和控制单元。

计算机组成原理实验总报告

计算机组成原理实验报告班级：0411202学号：2012211xxx姓名: kelory_lee2014年12月7日目录1.实验一Hamming码2.实验二乘法器3.实验三时序部件4.实验四CPU_算术逻辑单元5.实验五CPU_指令译码器6.实验六CPU_微程序控制器7.实验七-八CPU_无流水无cache实验1 Hamming码一.实验目的（1）对容错技术有初步了解，理解掌握海明码的原理（2）掌握海明码的编码以及校验方法二.实验内容（1）先连接JTAG线和USB线（CPU实验时才用接此线），然后接实验箱电源线，最后才可以打开电源。

（切记：不能带电插拔Jtag口，否则会损坏实验设备）（2）安装ByteBlaster：Quartus→tools→>programmer→HardwareSetup(在打开programmer窗口的左上角或从Edit菜单—> HardwareSetup 亦可打开)→选Hardware Settings→点击Add Hardware→Hardware type →Altera ByteBlaster→ok即可；Mode选Jtag。

（3）打开Quartus→tools→programmer→AddFile，将hamming.sof（在C盘的相应目录下）下载到FPGA中。

注意进行programmer时，应在program/configure下的方框中打勾，然后下载。

（4）在实验台上通过模式开关选择FPGA独立调试模式010。

首先输入的8位操作数对应开关SD15~SD8，编码后的hamming码在灯A0～A12上体现。

其次开关SA0是控制位，待校验的13位数据对应SD7～SD0与SA5～SA1。

最后比较的结果在灯R4～R0上体现。

观察实验现象并记录相应数据如对8位数据10101100进行hamming编码和校验。

第一，先手工计算校验位P5～P1＝_10111__，编码后的hamming码为__1101001101011。

uPC实验报告

uPC实验报告一、实验目的本次实验的目的是了解UPC（Unified Parallel C）编程模型，掌握UPC程序的编写方法，理解UPC中的数据共享和分布式内存管理方式，并了解UPC性能优化的方法。

二、实验环境硬件设备：Windows 10操作系统，Intel(R)Xeon(R)********************处理器，16GB内存。

软件工具：Visual Studio 2019，UPC编译器，UPC运行时环境。

三、实验内容本次实验分为两个小实验，分别为UPC程序的编写和UPC程序性能优化。

（一）UPC程序的编写UPC程序的编写和测试分为三个步骤，分别是编写UPC程序，编译UPC程序和运行UPC 程序。

编写UPC程序时需要注意：1）UPC程序需要用#include "upc.h"头文件导入UPC运行时库。

2）需要使用upc_all_alloc函数在所有进程之间共享内存，并使用upc_free函数释放内存。

3）使用upc_barrier函数进行同步，确保所有进程在执行相同的代码时处于同一时间点。

1.2 编译UPC程序在编写UPC程序之后，需要使用UPC编译器将UPC程序将其编译为可执行文件。

1）编译UPC程序需要使用UPC编译器，如，upc-gcc、upc-pgcc。

3）为了使用UPC的共享和分布式内存管理方式，需使用UPC运行时库，如：libupc.a、libupcr.a等。

1）使用upcxx-run工具来执行UPC程序。

2）需要指定运行UPC程序的进程数。

3）可使用UPC程序输出值检查程序的正确性。

2.1 代码重构在代码重构中，通过优化代码结构和算法，在不改变程序功能的前提下，提高UPC程序效率。

代码重构需要注意以下三个方面：1）减少共享内存的访问次数，如尽量在本地内存中进行运算，减少进程之间的通信。

2）尽量避免同步操作，如使用异步操作替代阻塞操作。

3）使用合适的数据分布方式，使得数据可以在进程之间平衡分布。

计算机组成原理实验报告4-微程序计数器uPC实验

千里之行，始于足下。

计算机组成原理实验报告4-微程序计数器uPC实验计算机组成原理实验报告4-微程序计数器uPC实验一、实验目的本次实验的目的是通过设计和实现微程序计数器uPC，加深对计算机组成原理中微程序控制的理解和掌握。

二、实验原理微程序控制是一种使用微操作指令来实现指令解码和控制的方法。

其基本原理是将指令的每个微操作独立编码，并存放在存储器中，再通过微程序计数器uPC逐步读取并执行这些微操作指令，从而实现对硬件的控制。

本次实验中，我们设计的微程序计数器uPC采用基于有限状态机的方式。

其工作流程如下：1. 在上升沿时，根据当前状态和输入，更新下一个状态。

2. 在状态更新完成后，判断是否需要进行微指令计数器的更新，如果需要，则计数器自增。

3. 根据计数器的值，从微指令存储器中读取相应的微指令。

4. 执行微指令。

三、实验步骤本次实验的主要步骤如下：第1页/共3页锲而不舍，金石可镂。

1. 设计微指令的编码对应的控制信号，并将其存储在微指令存储器中。

2. 设计并实现基于有限状态机的微程序计数器uPC。

3. 将uPC与微指令存储器、数据通路、输入设备等连接起来，以实现对硬件的控制。

四、实验结果在实验过程中，我们完成了微指令的编码，并将其存储在微指令存储器中，设计并实现了基于有限状态机的微程序计数器uPC，并将uPC与其他模块连接起来。

经过测试，我们发现uPC能够正确地执行微指令，并能够对硬件进行正确的控制。

五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了微程序控制的原理和工作方式，加深了对计算机组成原理中微程序控制的理解和掌握。

在实验过程中，我们通过设计和实现微程序计数器uPC，对于掌握微程序控制有了更深入的认识，并且锻炼了自己的设计和调试能力。

虽然在实验过程中遇到了一些困难和问题，但通过思考和团队合作，我们最终成功地完成了实验并取得了满意的结果。

通过本次实验，我们不仅提高了对计算机组成原理的理论理解，也增强了自己的动手实践能力。

计算机组成原理--实验报告

实验一寄存器实验实验目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。

实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，将数据写入寄存器，这些寄存器包括累加器A，工作寄存器W，数据寄存器组R0..R3，地址寄存器MAR，堆栈寄存器ST，输出寄存器OUT。

实验电路：寄存器的作用是用于保存数据的CPTH 用74HC574 来构成寄存器。

74HC574 的功能如下：--实验1：A，W 寄存器实验原理图寄存器A原理图寄存器W 原理图连接线表：--系统清零和手动状态设定：K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入"Hand......"手动状态。

在后面实验中实验模式为手动的操作方法不再详述．将55H写入A寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H置控制信号为：按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。

放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。

将66H写入W寄存器--二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据66H置控制信号为：按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器W 的黄色选择指示灯亮，表明选择W寄存器。

放开STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据66H 被写入W 寄存器。

注意观察：１．数据是在放开STEP键后改变的，也就是CK的上升沿数据被打入。

２．WEN，AEN为高时，即使CK有上升沿，寄存器的数据也不会改变。

实验2：R0，R1，R2，R3 寄存器实验连接线表--将11H、22H、33H、44H写入R0、R1、R2、R3寄存器将二进制开关K23-K16，置数据分别为11H、22H、33H、44H置控制信号为：K11、K10为10，K1、k0分别为00、01、10、11并分别按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，这时寄存器R0、R1\R2\R3 的黄色选择指示灯分别亮，放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据被写入寄存器。

计算机组成原理微程序控制器实验报告

计算机组成原理实验报告三：微程序控制器实验2011-05-06 01:00:09|分类：实验报告| 标签：实验微程序字段微指令信号|字号大中小订阅实验三：微程序控制器实验一、实验目的与要求：实验目的：1、掌握时序产生器的原理和具体操作。

2、掌握微程序控制器的功能、组成知识。

3、掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行，学习基本指令的执行流程。

要求：做好实验预习，掌握进位控制运算器的原理。

实验之前，应认真准备，写出实验步骤和具体分析内容，否则实验效率会特别低，一次实验时间根本无法完成实验任务，即使基本做对了，也很难说学懂了些什么重要教学内容。

二、实验方案：【1】、连接好实验线路，检查无误后接通电源。

【2】、编程：（1）将编程开关（MJ20）置为PROM（编程）状态；（2）将STATE UNIT中的STEP置为"STEP"状态，STOP置为"RUN"状态；（3）在UA5-UA0开关上置要写的某个微地址（八进制）；（4）在MK24-MK1开关上置要写的微地址相应的24位微代码，24位开关对应24位显示灯，开关量为"1"灯亮，为"0"灯灭；（5）启动时序电路（按动启动按钮START），即将微代码写入到E2PROM2816的相应地址对应的单元中；（6）重复（3）～（5）步骤将每一条微指令写入E2PROM2816。

【3】、校验：(1)将编程开关置为READ状态；（2）将STEP开关置为"STEP"状态，STOP开关置为"RUN"状态；（3）在开关UA5~UA0上置好要读的某个微地址；（4）按动START键，启动时序电路，观察显示灯MD24-MD1的状态，检查读出的微代码是否已写入的相同。

如果不同在将开关置于PROM编程状态，重新执行编程步骤；（5）重复（3）、（4）步骤将每一条微指令从E2PROM2816中读出。

计算机组成原理实验报告4-微程序计数器uPC实验

2.4 微程序计数器uPC实验姓名：孙坚学号：134173733 班级：13计算机日期：2015.5.15一．实验要求：利用CPTH实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS的数据，其它开关做为控制信号，实现微程序计数器uPC的写入和加1功能。

二．实验目的：1、了解模型机中微程序的基本概念。

2、了解uPC的结构、工作原理及其控制方法。

三．实验电路：74HC161 是一片带预置的4 位二进制记数器。

功能如下：当RST = 0 时，记数器被清0当IREN = 0 时，在CK的上升沿，预置数据被打入记数器当IREN = 1 时，在CK的上升沿，记数器加一TC为进位，当记数到F（1111）时，TC=1CEP，CET 为记数使能，当CEP，CET=1 时，记数器工作，CEP，CET=0 时，记数器保持原记数值uPC原理图uPC工作波形图在CPTH 中，指令IBUS[7:0]的高六位被接到uPC 预置的高六位，uPC 预置的低两位被置为0。

一条指令最多可有四条微指令。

微程序初始地址为复位地址00，微程序入口地址由指令码产生，微程序下一地址有计数器产生。

连接线表四．实验数据及步骤：实验1：uPC 加一实验置控制信号为：按一次STEP脉冲键，CK产生一个上升沿，数据uPC 被加一。

实验2：uPC 打入实验二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据12H置控制信号为：当EMWR，EMEN=0时，数据总线（DBUS）上的数据被送到指令总线（IBUS）上。

按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器uPC的黄色预置指示灯亮，表明uPC被预置。

放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据10H被写入uPC寄存器。

五．心得体会：通过这次实验，我们更好的掌握了微程序计数器uPC的结构，工作原理和控制方法。