东北大学计算机组成原理实验报告

合集下载

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》实验报告一

《计算机组成原理》实验报告一一、实验目的:编写程序、上机调试、运行程序是进一步学习和掌握汇编语言程序设计的必要手段。

通过本次实验, 学习、掌握运行汇编程序的相关知识。

1、二、实验内容:2、熟悉实验用微机的软、硬件配置（1）硬件: Intel Celeron 500GHz CPU、128M内存（8M作共享显存）、intel810芯片主板、集成i752显卡、maxtro20G硬盘、ps/2接口鼠标、PS/2接口键盘。

（2）软件:DOS 操作系统Windows98 seMASM汇编语言程序3、熟悉运行汇编语言所需的应用程序汇编程序使MASM连接程序使用LINK程序调试程序使用DEBUG程序4、熟悉汇编语言源程序上机操作过程（1）编辑源文件(选择可使用的文本编辑器)（2）汇编源程序文件（3）连接目标文件（4）运行可执行文件5、汇编操作举例用edit编辑myprog.asm文件；（见下图）用MASM.exe编译myprog.asm生成myprog.obj文件；C:\masm\bin> masm.exe由图中可以看出:0 个警告错误0个严格错误汇编通过, 生成mygrog.obj目标文件（如果有严格错误, 汇编不能通过, 必须返回编辑状态更改程序。

）用link.exe命令链接myhprog.obj生成myprog.exe文件！C:\masm\bin> link.exeC:\masm\bin> myprog.exe运行程序结果为:屏幕显示“Hi! This is a dollar sign terminated string.”三、实验总结:1.可以在DOS或Windows状态编辑汇编源程序2.可以使用EDIT 或记事本编辑汇编源程序, 源程序必须以.asm为扩展名。

在记事本中保存文件时, 可以加双引号“myprog.asm”,文件名就不会出现myprog.asm.txt的错误3.熟悉相关的DOS 命令cd 进入子目录mkdir 建立子目录xcopy *.* /s 拷贝当前目录下所有文件及子目录format a: 格式化A盘4.在Windows 系统下运行汇编程序, 有时会有问题, 建议大家熟悉DOS命令,DOS编辑工具, 在DOS状态下运行汇编程序。

计算机组成原理实习报告

一、实习目的本次实习旨在通过实际操作，加深对计算机组成原理理论知识的理解，提高动手实践能力。

通过实习，使学生熟悉计算机系统的基本组成，了解计算机各部件的功能和相互关系，掌握计算机组成原理的基本实验方法和技能。

二、实习内容1. 计算机系统组成结构实验（1）实验目的：了解计算机系统的基本组成，熟悉各部件的功能和相互关系。

（2）实验内容：观察计算机硬件组成，包括主板、CPU、内存、硬盘、显卡等，了解各部件的功能和作用。

（3）实验步骤：1）观察计算机硬件组成，了解各部件的名称和功能。

2）了解主板、CPU、内存、硬盘、显卡等部件之间的连接关系。

3）分析计算机系统的工作原理。

2. 计算机组成原理实验（1）实验目的：加深对计算机组成原理理论知识的理解，提高动手实践能力。

（2）实验内容：1）静态随机存储器（RAM）实验：学习静态RAM的存储方式，并执行写数据和读数据的操作。

2）指令系统实验：掌握机器指令的编写与执行过程，了解算术运算指令、逻辑运算指令、标志位的作用等。

3）微程序控制器实验：了解微程序设计的方法，掌握微程序控制器的工作原理。

4）流水线CPU实验：理解流水CPU的工作原理，掌握流水线的基本概念和性能分析。

（3）实验步骤：1）按照实验指导书的要求，连接实验电路。

2）进行静态RAM的读写操作，观察实验结果。

3）编写汇编语言程序，执行算术运算、逻辑运算等指令，观察标志位的变化。

4）设计微程序控制器，实现简单指令的执行。

5）分析流水线CPU的时空图，计算吞吐率和加速比。

3. 计算机组成原理综合实验（1）实验目的：综合运用计算机组成原理知识，设计并实现一个简单的计算机系统。

（2）实验内容：1）设计一个简单的计算机系统，包括CPU、内存、输入输出设备等。

2）编写汇编语言程序，实现特定功能。

3）实现系统的输入输出操作。

（3）实验步骤：1）根据实验要求，设计计算机系统的硬件结构。

2）编写汇编语言程序，实现系统功能。

计算机组成原理实验报告实验一

计算机组成与结构实验报告一、实验题目：1、C51高级语言模型机的设计和实现2、基本逻辑单元实验二、实验目的与要求：实验一：1.学习手动实验环境的建立2.了解如何实现中断服务、控制流水灯的快慢等实验二：1.学习构成计算机硬件的基础数字逻辑电路的应用；2.了解74LS08逻辑与、74LS32逻辑或、74LS04逻辑非、74LS138三-八译码器的工作方式。

三、实验步骤（阐述主要步骤）：实验一：①首先卸去实验连接，系统工作方式设为“微控／在线”。

②程序代码及微指令代码的装载③把I/O单元的S15~S0开关设置为“0FF01”。

④点击或按动连续运行命令键，进入程序的连续运行。

⑤结果观察⑥中断更新实验二：①首先卸去实验连接，系统工作方式设为“手动／搭接”。

②将I/O单元S15~S8开关置高电平（拨向上方）用作输出设备。

③分别进行逻辑与、逻辑非、逻辑或以及三八译码器的接线操作④结果观察四、实验结论：实验一：设计了一个死循环，S15-S8的对应发光管进入带进位左右移循环状态。

将S7~S0设置为“00h”，对应S7~S0的发光管处“暗”状态。

中断更新后，S15~S8所对应的发光管的移动速度明显变慢。

将S7~S0设置为“01h”，再按中断按钮，S15~S8的发光管移动速度明显加快。

实验二：1、逻辑与：当与门输入为全1时，其输出为1；否则输出为0。

2、逻辑或：当或门输入为全0时，其输出为0；否则输出为1。

3、逻辑非：当非门输入为0时，其输出为1；当非门输入为1时，其输出为0。

4、三八译码器：验证结果：C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70 0 0 0 1 1 1 1 1 1 10 0 1 1 0 1 1 1 1 1 10 1 0 1 1 0 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 0 1 1 1 11 0 0 1 1 1 1 0 1 1 11 0 1 1 1 1 1 1 0 1 11 1 0 1 1 1 1 1 1 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0五、心得体会：实验一：通过本次实验，我熟悉了试验箱的各个部件，以及学会了如何手动建立实验环境，简单的流水灯实验，让我学习到中断以及更新如何控制，同时，加深了二进制与十六进制之间的转换，学习到了输入输出端启动指令的操作。

计算机组成原理实验报告1

《计算机组成原理实验》报告1姓名学号教师时间地点机位实验名称:数据传送实验一、实验目的1. 理解自然语言形式命令的人工译码过程。

2. 学习系统部件和数据总线间传送数据的操作。

二、实验原理寄存器的作用是用于保存数据的。

CP226实验仪用74HC574（8D型上升沿触发器）构成各种寄存器。

74HC574 74HC574工作波形图表1：74HC574功能表寄存器A的原理图寄存器W的原理图寄存器组(R0-R3)的原理图三、实验内容1、将57H写入A寄存器。

2、将68H写入W寄存器。

3、将12H写入R0寄存器。

四、实验步骤1、将57H写入A寄存器。

①二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据57H。

表2（电平为：低高低高低高高高）置控制信号为选通寄存器A，置K0（AEN）为0。

②关闭机箱电源，用导线把K0 和AEN连接。

③检查连线和电键位置，确信无误。

④开启机箱电源，按下RST键复位，再按小键盘TV/ME键3次显示屏进入Hand…手动状态。

按下小键盘STEP脉冲键，CK由高变低，观察现象；放开小键盘STEP键，CK脉冲由低变高，产生一个上升沿，数据57H打入选通的寄存器A，观察现象。

2、将68H写入W寄存器。

①二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据68H。

置控制信号为选通寄存器W，置K1（WEN）为0，K0（AEN）为1。

②用导线把K1和WEN连接。

③检查连线和电键位置，确信无误。

④按下小键盘STEP脉冲键，CK由高变低，观察现象；放开小键盘STEP键，CK脉冲由低变高，产生一个上升沿，数据68H打入选通的寄存器W，观察现象。

3、将12H写入R0寄存器。

①二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据12H。

置控制信号为选通寄存器R0。

置K1(WEN)为1，K0(AEN)为1。

②用不同颜色的导线把K5和RRD连接,K4和RWR连接，K3和SB连接，K2和SA连接。

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。

计算机组成原理综合实验报告

计算机组成原理综合实验报告一、实验目的本次计算机组成原理综合实验旨在深入理解计算机组成的基本原理，通过实际操作和设计，巩固所学的理论知识，并培养实践动手能力和创新思维。

二、实验设备本次实验所使用的设备包括计算机硬件实验平台、数字逻辑实验箱、示波器、万用表等。

三、实验内容1、运算器实验设计并实现一个简单的运算器，能够完成加法、减法、乘法和除法运算。

通过实验，深入理解运算器的工作原理，包括数据的输入、运算过程和结果的输出。

2、控制器实验构建一个基本的控制器，实现指令的读取、译码和执行过程。

了解控制器如何控制计算机的各个部件协同工作，以完成特定的任务。

3、存储系统实验研究计算机的存储系统，包括主存和缓存的工作原理。

通过实验，掌握存储单元的读写操作，以及如何提高存储系统的性能。

4、输入输出系统实验了解计算机输入输出系统的工作方式，实现与外部设备的数据传输。

四、实验步骤1、运算器实验步骤（1）确定运算器的功能和架构，选择合适的逻辑器件。

（2）连接电路，实现加法、减法、乘法和除法运算的逻辑。

（3）编写测试程序，输入不同的数据进行运算，并观察结果。

2、控制器实验步骤（1）分析控制器的工作流程和指令格式。

（2）设计控制器的逻辑电路，实现指令的译码和控制信号的生成。

（3）编写测试程序，验证控制器的功能。

3、存储系统实验步骤（1）连接存储单元，设置地址线、数据线和控制线。

（2）编写读写程序，对存储单元进行读写操作，观察数据的存储和读取情况。

（3）通过改变缓存策略，观察对存储系统性能的影响。

4、输入输出系统实验步骤（1）连接输入输出设备，如键盘、显示器等。

（2）编写程序，实现数据的输入和输出。

（3）测试输入输出系统的稳定性和可靠性。

五、实验结果1、运算器实验结果通过测试程序的运行，运算器能够准确地完成加法、减法、乘法和除法运算，结果符合预期。

2、控制器实验结果控制器能够正确地译码指令，并生成相应的控制信号，使计算机各个部件按照指令的要求协同工作。

东北大学计算机组成原理课设报告

计算机组成原理课程设计报告班级：计算机XX 班姓名：XX 学号：XXX完成时间：2017.1.6一、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基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系；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行设计的验证。

三、课程设计使用的设备（环境）1．硬件页脚内容1COP2000实验仪PC机2．软件COP2000仿真软件四、课程设计的具体内容（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：COP2000模型机的指令为8位，根据操作的内容，可以有0到2个操作数。

每个操作数支持5种寻址方式，包括累加器A寻址，寄存器R0~R3寻址，寄存器R0~R3间接寻址，内存直接寻址以及立即数寻址。

COP2000模型机指令的最低两位(IR0和IR1)用来寻址R0~R3四个寄存器；IR2和IR3与ELP微控制信号，Cy和Z两个程序状态信号配合，控制PC的置数即程序的转移。

各种转移的条件判断逻辑如下所示：PC 置数逻辑当ELP=1时，不允许PC被预置当ELP=0时当IR3=1时，无论Cy和Z什么状态，PC被预置当IR3=0时若IR2=0，则当Cy=1时PC被预置页脚内容2若IR2=1，则当Z=1时PC被预置本模型机时序控制采用不定长机器周期的同步控制方式，一条指令最多分四个节拍。

系统提供的默认指令系统包括以下7类指令：该模型机微指令系统的特点（包括其微指令格式的说明等）：COP2000 模型机的微指令字长为24 位，全部为操作控制部分，不含顺序控制字段。

东北大学计算机组成原理课程设计

计算机组成原理课程设计报告班级：班姓名：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基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系；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。

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、课程设计的具体内容（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总体概述：COP2000模型机包括了一个标准CPU所具备所有部件，这些部件包括：运算器ALU、累加器A、工作寄存器W、左移门L、直通门D、右移门R、寄存器组R0-R3、程序计数器PC、地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST、中断向量寄存器IA、输入端口IN、输出端口寄存器OUT、程序存储器EM、指令寄存器IR、微程序计数器uPC、微程序存储器uM，以及中断控制电路、跳转控制电路。

其中运算器和中断控制电路以及跳转控制电路用CPLD来实现，其它电路都是用离散的数字电路组成。

微程序控制部分也可以用组合逻辑控制来代替。

模型机为8位机，数据总线、地址总线都为8位，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寄存器，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。

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。

东北大学组成原理实验报告-组成原理第二次实验报告

ALU原理图
移位器由3个8位寄存器组成，能实现直通、左移、右移。直通门D将运算器的结果不移位送总线，右移门R将运算器的结果右移一位送总线，左移门L将运算器的结果左移一位送总线。用控制信号CN决定运算器是否带进位移位。
三、实验内容
1、运算器实验
按照下表连线
连接
信号孔
接入
连接
信号孔
接入
1
J1座
J3座
5
AEN
K4（S1）
K5（S0）
0
1
1
1
注：S21S1S0=111时，运算器输出为寄存器A的内容。
(2)将A中数据进行三种方式操作，并写出结果
CN
CyIN
L
D
R
0
X
54
AA
55
1
0
54
AA
55
1
1
55
AA
D5
实验四存储器实验
一、实验目的
1、掌握静态随机存储器的工作原理；
2、通过对6116SRAM芯片的实验体会存储芯片读写信号的作用；
6116是2K*8bit的SRAM，A0—A10是存储器的地址线，本实验电路中，只使用8条地址线A0—A7，而A8—A10接地。D0—D7是存储器的数据线。E是存储器的片选信号，当E为低电平时，存储器被选中，可以进行读写操作；当E为高电平时，存储器未被选中；本实验中E始终接地。W为写命令，W为低电平时，是写操作；G为读命令，G为低电平时，是读操作。
CyIN的使能控制信号，控制是否带进位。
4、移位与输出门是否打开无关，无论运算器结果如何，移位门都会给出移位结果。但究竟把哪一个结果送数据总线由哪些控制信号决定?
由直通门D，左移门L，右移门R来决定。

东北大学计算机组成原理实验报告

寄存器MAR原理图
寄存器ST原理图
寄存器OUT原理图
（二）寄存器组
寄存器组R原理图
74HC139含有两个独立的2—4译码器，其引脚与内部逻辑、功能表见实验指导书。
（三）数据输出实验
COP2000实验仪中有7个寄存器可以向DBUS输出数据，但在某一特定时刻只能有一个寄存器输出数据。由X0、X1、X2控制信号决定那一个寄存器向数据总线输出数据，而这三个控制信号为74HC138译码器的三个选择输入端。74HC138用于选片。
程序计数器原理图
当指令正常执行时，程序计数器完成加1操作；当执行转移指令时，74HC161用预置数功能，从数据总线接收要跳转的地址。当RES=0时，PC计数器被清0。当PC+1=1时，在CK的上升沿，PC计数器加一；当LDPC=0时，在CK的上升沿，预置数据被打入PC计数器；当PCOE=0时，PC值送地址总线。
写入R3：(59h)
置数据：
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
1
0
1
1
0
0
1
置控制信号：
K11（RRD）
K10（RWR）
K1（SB）
K0（SA）
1
0
1
1
给出CLOCK脉冲上升沿。
(2) R？的读出
自己设置RRD、RWR、SB及SA信号，观察R？的红色指示灯及液晶显示内容。
读R0：
置控制信号：
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
1
0
1
0
1
0
1
置控制信号：

计算机组成原理实验报告

计算机组成原理实验报告一、实验目的本次计算机组成原理实验的主要目的是深入理解计算机的内部结构和工作原理，通过实际操作和观察，巩固和拓展课堂上学到的理论知识，培养实践动手能力和解决问题的能力。

二、实验设备本次实验所使用的设备包括计算机主机、逻辑分析仪、示波器、面包板、各种芯片（如 74LS 系列、8255 芯片等）、导线若干。

三、实验内容1、算术逻辑运算单元（ALU）实验通过使用芯片搭建一个简单的算术逻辑运算单元，实现加法、减法、与、或等基本运算，并观察运算结果。

2、存储单元实验构建一个存储单元，了解存储器的读写操作和存储原理，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

3、控制器实验设计一个简单的控制器，实现指令的译码和执行，理解计算机如何按照指令序列进行工作。

4、总线结构实验研究计算机内部的总线结构，包括数据总线、地址总线和控制总线，了解它们在信息传输中的作用。

四、实验原理1、算术逻辑运算单元算术逻辑运算单元是计算机中进行算术和逻辑运算的核心部件。

它通常由加法器、减法器、逻辑门等组成。

通过对输入的操作数进行相应的运算操作，产生输出结果。

2、存储单元存储器用于存储程序和数据。

随机存储器（RAM）可以随时读写，但其数据在断电后会丢失；只读存储器（ROM）中的数据在制造时就已确定，只能读取不能修改，且断电后数据不会丢失。

3、控制器控制器是计算机的指挥中心，负责从存储器中取出指令，对指令进行译码，并产生控制信号，控制各个部件的操作。

4、总线结构总线是计算机内部各个部件之间传输信息的公共通道。

数据总线用于传输数据，地址总线用于传输地址信息，控制总线用于传输控制信号。

五、实验步骤（1）按照实验电路图，在面包板上正确连接 74LS 系列芯片，如74LS181 等，构建加法器和逻辑运算电路。

（2）通过改变输入信号的值，使用逻辑分析仪观察输出结果，验证运算的正确性。

2、存储单元实验（1）使用芯片搭建随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）电路。

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1

《计算机组成》实验报告
实验名称：运算器组成的实验
一实验目的
1、掌握算术逻辑运算加、减、乘、与的工作原理。 2、熟悉简单运算的数据传送通路。 3、验证实验台运算的 8 位加、减、与成几种指定的算术和逻辑运算。
二实验内容
图 6 示出了本实验所用的运算器数据通路图。ALU 由 1 片 ispLSI1024 构成。四片 4 位的二选一输入寄存器 74HC298 构成两个操作数寄存器 DR1 和 DR2，保存参与运算的数据。 DR1 接 ALU的 B数据输入端口，DR2 接 ALU的 A数据输入端口，ALU的输出在 ispLSI1024 内通过三态门发送到数据总线 DBUS7-DBUS0 上，进位信号 C 保存在 ispLSI1024 内的一个 D 寄存器中。当实验台下部的 IR/DBUS 开关拔到 DBUS 位置时，8 个红色发光二极管指示灯接在数据总线 DBUS 上，可显示运算结果或输入数据。另有一个指示灯 C 显示运算进位信号状态。由 ispLSI1024 构成的 8 位运算器的运算类型由选择端 S2，S1，S0 选择，功能如表 3 所示。
为了在实验中，每次只产生一组 T1，T2，T3，T4 脉冲，需将实验台上的 DP、DB、 DZ 开关进行正确设置。将 DP 开关置 1，将 DB，DZ 开关置 0，每按一次 QD 按钮，则顺序产生 T1，T2，T3，T4 各一个单脉冲。本实验中采用单脉冲输出。
三硬件电路设计图
四实验过程
（1）按图 6 所示，正确连接运算器模块与实验台上的电平开关 K0-K15。由于运算 C 指示
1
1
DR1（01010101），DR2（10101010） 0 1 0
DBUS 10101010 11111111

计算机组成原理实验项目及实验报告

计算机组成原理实验项目实验一运算器组成（2学时）验证性实验内容：使用181四位算术逻辑芯片实现八位算术逻辑运算实验。

基本要求：1、掌握简单运算器的数据传送通路；2、验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能。

实验二存储器原理（2学时）验证性实验内容：通过总线系统验证存储器的存储功能。

基本要求：1、掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法；2、掌握存储器读/写电路的设计方法。

实验三寄存器实验（2学时）验证性实验内容：使用八位寄存器验证寄存器的存储功能。

基本要求：1、掌握寄存器操作时序。

2、掌握寄存器电路的连接方法。

实验四时序生成电路实验（2学时）设计性实验内容：验证控制器所需要的T1~T4的生成。

基本要求：1、掌握模型机时序特征；2、设计时序生成电路。

3、通过示波器验证T1~T4的状态周期。

实验五微程序控制器（2学时）验证性实验内容：使用模型机验证微指令与微操作的关系，验证微程序执行时序。

基本要求：1、掌握时序产生器的工作原理和组成原理；2、掌握微程序的编制、写入、观察微程序的执行；3、掌握硬布线控制器的组成原理、设计方法；4、了解硬布线控制器和微程序控制器的各自优缺点。

掌握简单运算器的数据传送通路。

三、主要仪器设备计算机、Proteus仿真软件、模型机仿真软件计算机硬件实验室实验报告课程名称：姓名学号班级成绩设备名称及软件环境实验名称实验日期一．实验内容题目及要求二．理论分析或算法分析芯片功能以及芯片真值表三．实现方法（含实现思路、程序流程图、实验电路图和源程序列表等）电路图及相关说明四．实验结果分析（含执行结果验证、输出显示信息、图形、调试过程中所遇的问题及处理方法等）结果真值表，运行态抓图，以及相关的说明五．结论验证了什么？和题目要求对应报告提交日期（注意：内容写不下时可另附页。

）。

计算机组成原理实验报告_2

计算机组成原理实验报告——微程序控制器实验1.一. 实验目的:2.能看懂教学计算机（TH-union）已经设计好并正常运行的数条基本指令的功能、格式及执行流程。

并可以自己设计几条指令, 并理解其功能, 格式及执行流程, 在教学计算机上实现。

3.深入理解计算机微程序控制器的功能与组成原理4.深入学习计算机各类典型指令的执行流程5.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6.学习微程序控制器的设计过程和相关技术二. 实验原理:微程序控制器主要由控制存储器、微指令寄存器和地址转移逻辑三大部分组成。

其工作原理分为:1.将程序和数据通过输入设备送入存储器；2.启动运行后从存储器中取出程序指令送到控制器去识别, 分析该指令要求什么事；3.控制器根据指令的含义发出相应的命令（如加法、减法）, 将存储单元中存放的操作数据取出送往运算器进行运算, 再把运算结果送回存储器指定的单元中；4、运算任务完成后, 就可以根据指令将结果通过输出设备输出三. 微指令格式:1）微地址形成逻辑TH—UNION 教学机利用器件形成下一条微指令在控制器存储器的地址.下地址的形成由下地址字段及控制字段中的CI3—SCC控制.当为顺序执行时,下地址字段不起作用.下地址为当前微指令地址加1;当为转移指令(CI3—0=0011)时,由控制信号SCC提供转移条件,由下地址字段提供转移地址.2）控制字段控制字段用以向各部件发送控制信号,使各部件能协调工作。

控制字段中各控制信号有如下几类:①对运算器部件为了完成数据运算和传送功能, 微指令向其提供了24位的控制信号, 包括：4位的A、B口地址, 用于选择读写的通用积存器３组３位的控制码I８－I６、I５－I３、I２－I６, 用于选择结果处置方案、运算功能、数据来源。

３组共７位控制信号控制配合的两片GAL20V83位SST, 用于控制记忆的状态标志位2位SCI, 用于控制产生运算器低位的进位输入信号2位SSH, 用于控制产生运算器最高, 最地位（和积存器）移位输入信号②对内存储器I/O和接口部件, 控制器主要向它们提供读写操作用到的全部控制信号, 共3位, 即MRW③对CPU内部总线数据来源的控制, 主要通过3位编码标记为DCD, 来选择把哪一组数据发送到内部总线（IB）上。

计算机组成原理实践报告

计算机组成原理实践报告1.实践目的计算机组成原理是计算机专业的一门基础课程，通过学习这门课程，可以了解计算机系统的各个组成部分及其功能。

本次实践旨在通过实际操作加深对计算机组成原理知识的理解，学习计算机系统的基本构成，了解计算机的各个部件之间的配合和功能。

2.实践内容在实践中，我们使用了一个由多个部件组成的计算机组成模型，包括CPU、存储器、输入输出设备等部分。

通过对这些部件的连接和操作，我们可以模拟真实计算机系统的一些基本特性，例如指令集、运算速度、访问存储器等。

以下是具体的实践内容：（1）组装计算机模型首先，我们需要将各个计算机部件组装在一起，组成一个完整的计算机模型。

这个过程包括将CPU和存储器连接起来，以及将输入输出设备连接到计算机模型的接口上。

在这个过程中，我们需要对各个部件的功能和作用有一个清晰的了解，以确保组装的计算机模型能够正常工作。

（2）运行指令集接着，我们可以使用计算机模型来运行一些基本的指令集，例如加法、减法、移位等。

在这个过程中，我们可以观察计算机的运算速度、指令执行流程等特点，并了解计算机是如何进行数据处理的。

（3）访问存储器我们还可以通过计算机模型访问存储器，了解存储器的基本结构和存储方式。

在这个过程中，我们可以观察存储器访问的速度、容量等特点，并了解计算机是如何进行数据存储和读取的。

（4）使用输入输出设备最后，我们还可以通过输入输出设备对计算机进行控制和交互。

例如，我们可以使用键盘输入数据，并通过显示器输出计算结果。

在这个过程中，我们可以了解计算机输入输出的基本原理和操作方法。

3.实践收获通过这次实践，我对计算机组成原理有了更深入的理解。

在组装计算机模型的过程中，我更加清晰地了解了各个部件的功能和作用，以及它们之间的配合和协作。

通过运行指令集和访问存储器，我深入了解了计算机数据处理的基本原理和方法。

通过使用输入输出设备，我了解了计算机与人交互的基本原理和应用场景。

总之，这次实践让我对计算机组成原理这门课程有了更深刻的认识，也让我对计算机的工作原理和应用有了更加具体和实际的体验和了解。