计算机组成原理实验报告二
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
实验一：脱机运算器实验实验目的：了解AM2901运算器的功能与用法，2片AM2901的级连方式，深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识。
实验仪器：TEC-2000实验仪实验原理：脱机运算器实验，是让运算器从教学计算机整机中脱离出来，此时它的全部控制与操作均需通过两个12位的微型开关来完成，这就不能执行指令，只能通过开头、按键控制教学机的运算器完成指定的运算功能，并通过指示灯观察运算结果。
实验内容：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RESET 按键，再按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位的数据开结果分析：由结果可知，只要按AM2901芯片功能给出其相应的控制信号，即可完成相应的功能。
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）。
实验结论：通过此项实验使我们了解了AM2901运算器的功能与用法，熟悉了2片AM2901的级连方式，以及深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识，让我们加深了对AM2901运算器各项特性的认知程度。
实验二：控制器部件教学实验实验目的：通过教学计算机中已经设计好并正常运行的几条典型指令的功能、格式和执行流程后，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。
达到以下目的：1、理解计算机控制器的功能、组成知识2、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教学计算机实验原理：控制器设计是学习计算机总体组成的设计的重要部分，要在TEC-2000教学机上完成实验，要了解以下内容：1、TEC-2000的功能部件及其连接关系；2、TEC-2000的每个功能部件的功能和控制其运行办法；3、TEC-2000支持的指令格式和指令执行流程分组情况；4、TEC-2000中已经设计并正常运行的各类指令的功能、格式和执行流程，也包括控制器设计与实现中的具体线路和控制信号的组成；5、自己要实现的指令格式、功能、执行流程设计中必须遵从的约束条件。
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2
组成原理实验报告Computer Organization Lab Reports______________________________________________________________________________ 班级： ___ 姓名：__ _ 学号：_____ 实验日期：_____________学院： ___ _ 专业：_ _____实验顺序：_______ 原创：__ _____ 实验名称：_ ____实验分数：_______ 考评日期:________ 指导教师：______________________________________________________________________________一．实验目的1.熟悉和了解地址总线的组成结构、地址来源及集合原理。
2.掌握程序段与数据段的寻址规则及地址部件的运用技巧。
______________________________________________________________________________二．实验环境Dais-CMX16+达爱思教仪______________________________________________________________________________三．实验原理地址总线的作用是传递地址信息，输出当前数据总线上发送信息的源地址或接收信息的目的地址。
如下图所示本系统设有内存与外设两条地址总线，通过PC计数器提供内存（程序存储器）地址，并由地址寄存器AR传递内存（数据存储器）地址与外设地址。
另外堆栈寄存器SP亦可视为地址寄存器，它的堆顶指向数据与程序指针存取地址。
图2-1地址总线组成通路1.11位内存地址Addr如图2-1所示，本系统从提高信息存取效率的角度设计主内存地址通路，按现代计算机体系结构中最为典型的分段存取理念合成内存地址总线addr，在指令操作“时段”（取操作码与取操作数），以当前程序指针PC为址,遇主存数据传递“时段”以当前数据指针AR为址。
《计算机组成原理》学生实验报告
《计算机组成原理》学生实验报告（2011~2012学年第二学期）专业：信息管理与信息系统班级： A0922学号：10914030230姓名：李斌目录实验准备------------------------------------------------------------------------3 实验一运算器实验-----------------------------------------------------------7 实验二数据通路实验-------------------------------------------------------13 实验三微控制器实验--------------------------------------------------------18 实验四基本模型机的设计与实现------------------------------------------22实验准备一、DVCC实验机系统硬件设备1、运算器模块运算器由两片74LS181构成8位字长的ALU。
它是运算器的核心。
可以实现两个8位的二进制数进行多种算术或逻辑运算，具体由74181的功能控制条件M、CN、S3、S2、S1、S0来决定，见下表。
两个参与运算的数分别来自于暂存器U29和U30（采用8位锁存器），运算结果直接输出到输出缓冲器U33（采用74LS245，由ALUB信号控制，ALUB=0，表示U33开通，ALUB=1，表示U33不通，其输出呈高阻），由输出缓冲器发送到系统的数据总线上，以便进行移位操作或参加下一次运算。
进位输入信号来自于两个方面：其一对运算器74LS181的进位输出/CN+4进位倒相所得CN4；其二由移位寄存器74LS299的选择参数S0、S1、AQ0、AQ7决定所得。
触发器的输出QCY就是ALU结果的进位标志位。
QCY为“0”，表示ALU结果没有进位，相应的指示灯CY灭；QCY为“1”，表示ALU结果有进位，相应的指示灯CY点亮。
计算机组成原理实验报告二 半导体存储器原理实验
半导体存储器原理实验一、实验目的：1、掌握静态存储器的工作特性及使用方法。
2、掌握半导体随机存储器如何存储和读取数据。
二、实验要求：按练习一和练习二的要求完成相应的操作，并填写表2.1各控制端的状态及记录表2.2的写入和读出操作过程。
三、实验方案及步骤：1、按实验连线图接线，检查正确与否，无误后接通电源。
2、根据存储器的读写原理，按表2.1的要求，将各控制端的状态填入相应的栏中以方便实验的进行。
3、根据实验指导书里面的例子练习，然后按要求做练习一、练习二的实验并记录相关实验结果。
4、比较实验结果和理论值是否一致，如果不一致，就分析原因，然后重做。
四、实验结果与数据处理：（1）表2.1各控制端的状态（2）练习操作数据1：（AA）16 =（10101010）2写入操作过程：1)写地址操作：①应设置输入数据的开关状态：将试验仪左下方“INPUT DEVICE”中的8位数据开关D7-D0设置为00000000即可。
②应设置有关控制端的开关状态：先在实验仪“SWITCH UNIT”中打开输入三态门控制端，即SW-B=0，打开地址寄存器存数控制信号，即LDAR=1,关闭片选信号（CE），写命令信号（WE）任意，即CE=1,WE=0或1。
③应与T3脉冲配合可将总线上的数据作为地址输入AR地址寄存器中：按一下微动开关START即可。
④应关闭AR地址寄存器的存数控制信号：LDAR=0。
2）写内容操作：①应设置输入数据的开关状态：将试验仪左下方“INPUT DEVICE”中的8位数据开关D7-D0设置为10101010。
②应设置有关控制端的开关状态：在实验仪“SWITCH UNIT”中打开输入三态门控制端，即SW-B=0，关闭地址寄存器存数控制信号，即LDAR=0，打开片选信号（CE）和写命令信号（WE），即CE=0,WE=1。
③应与T3脉冲配合可将总线上的数据写入存储器6116的00000000地址单元中：再按一下微动开关START即可。
计算机组成原理实验报告微程序控制器实验
实验三微程序控制器实验一. 实验目的与要求：实验目的：1.理解时序产生器的原理，了解时钟和时序信号的波形；2.掌握微程序控制器的功能，组成知识；3.掌握微指令格式和各字段功能；4.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。
实验要求：1.实验前，要求做好实验预习，并复习已经学过的控制信号的作用；2.按练习一要求完成测量波形的操作，画出TS1,TS2,TS3,TS4的波形，并测出所用的脉冲Ф周期。
按练习二的要求输入微指令的二进制代码表，并单步运行五条机器指令。
二. 实验方案：按实验图在实验仪上接好线后，仔细检查无误后可接通电源。
1.练习一：用联机软件的逻辑示波器观测时序信号，测量Ф，TS1,TS2,TS3,TS4信号的方法如下：(1) TATE UNIT 中STOP开关置为“RUN”状态（向上拨），STEP开关置为“EXEC”状态（向上拨）。
(2) 将SWITCH UNIT 中右下角CLR开关置为“1”(向上拨）。
(3) 按动“START”按钮，即可产生连续脉冲。
（4）调试”菜单下的“显示逻辑示波器窗口，即可出现测量波形的画面。
（5）探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的Ф插座，即可测出时钟Ф的波形。
（6）探头一端接实验仪左上角的CH2，另一端接STATE UNIT中的TS1插座，即可测出TS1的波形；（7）探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的TS2插座，即可测出TS2的波形。
（8）将红色探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的TS3插座，即可测出TS3的波形。
（9）将红色探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的TS4插座，即可测出TS4的波形。
2.观察微程序控制器的工作原理：①关掉实验仪电源，拔掉前面测时序信号的接线；②编程写入E2PROM 2816A.将编程开关（MJ20）置为PROM（编程）状态；B.将实验板上STATE UNIT 中的STEP置为STEP状态，STOP置为RUN状态，SWITCH UNIT中CLR开关置为1状态；C.在右上角的SWITCH UNIT中UA5-UA0开关上置表3.2中某个要写的微地址；D.在MK24-MK1开关上置表3.2中要写的微地址后面的24位微代码，24位开关对应24位显示灯，开关置为1时灯亮，为0时灯灭；E.启动时序电路，即将微代码写入到E2PROM 2816的相应地址对应的单元中；F.重复C-E步骤，将表3.2的每一行写入E2PROM 2816。
计算机组成原理实验课 实验报告
3设置TH-union+实验机工作方式：将6个拨动开关置于正确位置，实现“分立电路CPU的16位联机工作、使用微程序控制其并从内存读指令”的状态。
4在pc机上启动PECE16.EXE
5练习TH-union+实验机各条指令的使用，掌握其功能。
6编写汇编程序段，实现任务要求的功能。
三、实验结果
三、实验过程
这是一个完成整数排序功能的程序，要求首先输入5个参加排序的整数数值，接下来完成对这5个整数的排序操作，并输出最终的排序结果。
<1>在命令行提示符：下输入下面程序：
10 for i=1 to 5
20 input a(i)
30 next i
40 for i=1 to 4
50 for j=i+1 to 5
2.7实验机存储器使用和扩展实验
一、实验目的
1.理解计算机主存储器芯片的读写和控制方法，学习ROM存储器和RAM存储器的使用
2.熟悉计算机主存储器的组成方法，掌握存储器扩展技术.地址分配
二、实验环境介绍
1.扩展芯片连接
TH-union+教学实验计算机机箱上，供实验中进行存储器扩展空间的只有2个芯片插槽，可插入2片8K*8位的58C65芯片，进行EEPROM存储空间的扩展。
2.58C65芯片应用
58C65芯片是电可擦除可编程的ROM器件，它既可以通过专用的编程软件和设备向芯片写入相应内容，也可以通过写内存的指令，向芯片的指定单元写入数据。
三、实验步骤
用EEPROM芯片58C65扩展主存实验
（1）将扩展的AT58C65芯片插入标有“EXTROMH”和“EXTROML”的自锁紧插座，要注意芯片插入的方向。
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。
计组实验报告（共10篇）
计组实验报告(共10篇)计组实验报告计算机组成原理实验报告一一、算术逻辑运算器1. 实验目的与要求：目的：①掌握算术逻辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理。
②掌握简单运算器的数据传输通道。
③验算由74LS181等组合逻辑电路组成的运输功能发生器运输功能。
④能够按给定数据，完成实验指定的算术/逻辑运算。
要求：完成实验接线和所有练习题操作。
实验前，要求做好实验预习，掌握运算器的数据传送通道和ALU 的特性，并熟悉本实验中所用的模拟开关的作用和使用方法。
实验过程中，要认真进行实验操作，仔细思考实验有关的内容，把自己想得不太明白的问题通过实验去理解清楚，争取得到最好的实验结果，达到预期的实验教学目的。
实验完成后，要求每个学生写出实验报告。
2. 实验方案：1．两片74LS181（每片4位）以并/串联形式构成字长为8为的运算器。
2．8为运算器的输出经过一个输入双向三态门（74LS245）与数据总线相连，运算器的两个数据输入端分别与两个8位寄存器（74LS273）DR1和DR2的输出端相连，DR1和DR2寄存器是用于保存参加运算的数据和运算的结果。
寄存器的输入端于数据总线相连。
3．8位数据D7~D0（在“INPUT DEVICE”中）用来产生参与运算的数据，并经过一个输出三态门（74LS245）与数据总线相连。
数据显示灯（BUS UNIT）已与数据总线相连，用来显示数据总线上所内容。
4．S3、S2、S1、S0是运算选择控制端，由它们决定运算器执行哪一种运算（16种算术运算或16种逻辑运算）。
5．M是算术/逻辑运算选择，M＝0时，执行算术运算，M＝1时，执行逻辑运算。
6．Cn是算术运算的进位控制端，Cn=0(低电平)，表示有进位，运算时相当于在最低位上加进位1，Cn=1(高电平)，表示无进位。
逻辑运算与进位无关。
7．ALU-B是输出三态门的控制端，控制运算器的运算结果是否送到数据总线BUS上。
低电平有效。
计算机组成原理实验报告
计算机组成原理课程设计说明书计算机组成原理算法实现（二）1 课程设计目的本课程设计是在学完本课程教学大纲规定的全部内容、完成所有实践环节的基础上，旨在深化学生学习的计算机组成原理课程基本知识，进一步领会计算机组成原理的一些算法，并进行具体实现，提高分析问题、解决问题的综合应用能力。
2 课程设计内容与要求能够实现定点小数的机器数表示、定点小数的变形补码加减运算、定点小数的原码一位乘法运算和浮点数的加减运算。
3 功能模块详细设计3.1 main.java该Java文件为程序的主类在此界面上有口令输入框,用户必需要输入正确的口令才能正常使用.初始密码是123，用户若输入不正确，则会弹出警告对话框，用户用三次机会，若三次都不能正确输入，则直接退出，此时口令框变为不可用。
输入正确的密码点确定后即能直接使用。
3.2 jqbs.java该程序将一个二进制数转换成对应的原码、反码、补码、移码。
在上面的窗体中按“输入”按扭时，将输入焦点设置为最上面的一个文本框上。
输入一个带符号的二进制定点小数（如-0.11010101）后，按“原码”、“反码”、“补码”或“移码”按扭中的任一个后，将在第二个文本框中显示对应的机器数，同时要求将第二个标签中“原码”字样改成对应的编码字样。
选择“返回”按扭时回到主窗体。
比如，用户输入-0.11010101，执行相应的操作会出现相应的结果。
原码：原码的数值部分是该数的绝对值，最高位表示符号位，最高位为0是正数，最高位为1是负数。
反码：正数的反码等于原码，负数的反码等于除符号位外其余二进制数码0变成1，1变成0。
正数： [x]反 = [x]原 = x 负数：符号位不变，其余变反补码：正数的补码等于原码，负数的补码等于反码加1。
正数： [x]补= [x]原负数： [x]补= [x]反 +1反码补码移码实现定点小数的机器数表示，对于正数的定点小数，它的原码、补码、反码为它本身；移码为最高符号位变为1，其他位保持不变。
计算机组成原理第二次实验报告
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
K3
2
S0
K0
6
WEN
K4
3
S1
K1
7
CyIN
K5
4
S2
K2
8
ALUCK
CLOCK
注：CyIN为运算器进位输入。
（1）将运算数据输入A、W中
将XXH写入A寄存器：
拨设置开关K23—K16，使其为A寄存器要输入的数据：
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
0
0
0
0
0
0
1
置控制信号：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
K3
（MAREN）
K2
（EMEN）
K1
（EMRD）
K0
（EMWR）
1
1
1
0
1
1
1
按CLOCK键，将地址1写入MAR
读EM[1]：
置控制信号为：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
四、思考题
运算器
1、运算器在加上控制信号及数据（A、W）后，运算结果是否需CLOCK跳变才能给出？
答：不需要，结果会直接给出。
2、S2、S1、S0控制信号的作用。
答：通过控制信号S2、S1、S0来选择ALU的运算类型。
具体运算选择如下：
S2 S1 S0功能
计算机组成原理实验报告
1、根据实验方案框图，调用PC模块，选用适当元器件，画出实验电路逻辑图，并组装成电路。
2、在电路上实现下列手动单功能操作，（控制信息可用电平开关输出电平）。
→ 、
→RAM
RAM→Bus
→
设计提示：
1、利用实验箱中提供的总线接口搭接总线结构，各器件再分别挂到总线上。
2、用一片74LS273作为存贮器的地址寄存器。
一、实验目的
1、了解总线的工作原理
2、掌握总线的传送技术
3、熟悉建立总线的器件特性
二、实验内容
1、根据图2-2所示的实验方案，如果要通过“输出显示”观察到“RAM地址寄存器（AR）”中的数据，请选用适当元器件设计实现。画出实验电路逻辑图，并组装成电路。
2、在设计的电路上实现下列手动单功能操作，并写出操作步骤：
从图中可看出，地址信息及数据信息都是通过同一组数据开关经三态传输门挂上总线，再发送相应的部件的。要区分送入总线的信息是地址还是数据，可以通过对操作时序的控制来实现，本实验由于地址值及内容数据都是通过数据开关人工加载的，因此区分总线上的地址和数据信息也就是人为地操作总线上的某些芯片，打入或读出信息。
图2-2总线传送技术实验方案（例）
图3-2 1k×8位的M2114
五、实验步骤
按照实验内容设计并连接电路，
对单个存贮器地址的写操作如下：
1、 =1，CS=1
2、 =0
3、输入端D3D2D1D0输入地址（0H~15H），打入MAR
4、输入端D3D2D1D0输入数据
5、W/R=0
6、CS=1→0→1
7、返回3，写下一个数据
读操作如下：
1、 =1，CS=1
图1-6简单的节拍脉冲发生器一周期的波形
计算机组成原理第二次实验报告材料
W为写命令，W为低电平时，是写操作。EMWR和CK经或门后的输出作为W的输入，因此只有当EMWR为低电平，并且时钟脉冲到来时，在时钟脉冲的下降沿，W为低电平，将数据写入存储器。
（2）写使能有效时是将数据写入到存储器中，而读使能有效时是将数据从存储器送出到数据总线上。
实验报告
专业班级:
姓名:
机器号:
学号:
E-mail:
指导教师：
总成绩：
分步成绩：
出勤：
实验表现
实验报告：
实验三运算器及移位实验
一、实验目的
1、了解运算器模块如何连接以及数据通路；
2、通过实际设置控制信号、给出ALU的输入端数据、观察运算结果，领会课堂教学中关于ALU的功能特性；
3、认识一种较新的设计实现ALU功能的方法——用CPLD实现运算器。
2、观察EM地址的来源，EM的地址什么时候由PC提供，什么时候由MAR提供；
答：控制信号不同会导致EM地址来源不同：PCOE为0，MAROE为1时，EM的地址由PC提供；PCOE为1，MAROE为0时，EM的地址由MAR提供。
3、存储器进行读操作时，如果将EMRD置为1，能读出原来的写入数据吗？读EM单元内容需要CLK跳变吗？
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
计算机组成原理实验二报告
实验(二）存储器实验1、实验目得1 深入理解计算机内存储器得功能,组成知识。
２深入得学懂静态存储芯片得读写原理与用她们组成教学计算机存储系统得方法(即字,位扩展技术）,控制其运行方式2、实验内容1、完成存储器扩展得实验,需要为扩展内存选择一个地址,并注意读写与OE等控制得正确状态。
2、用监控程序得D，Ｅ命令对存储器进行读写,比较ＲAＭ,EＥＰROM，EPＲＯM在读写上得异同。
3、用A命令写一段程序，对RAM进行读写,用D命令查瞧结果就是否正确。
4、用A命令写一段程序,对扩展存储器ＥEPROM进行读写，用D命令查瞧结果就是否正确,如果不正确,分析原因,改写程序,重新运行。
3、实验步骤1、检查FＰＧＡ下方得插针要按下列要求短接:标有“/MWR”“RD”得插针左边两个短接,标有“/ＭＲD”“GND”得插针右边两个短接，标有ＲＯMLCS与RAMＬCS得插针短接。
2、RAＭ(6１16)支持即时读写，可直接用A、E命令向扩展得存储器输入程序或改变内存单元得值。
RＡM中得内容在断电后会消失,重新启动实验机后会发现内存单元得值发生了改变。
１>用E命令改变内存单元得值并用D命令观察结果。
<1>在命令行提示符状态下输入:Ｅ20２0<2>在命令行提示符状态下输入:D202０＜3>断电后重新启动教学实验机，用D命令观察内存单元202０～2023得值。
2>用A命令输入一段程序，执行并观察结果。
<1>在命令行提示符状态下输入:Ａ 2000<2＞在命令行提示符状态下输入：Ｔ 200０<3>在命令行提示符状态下输入:G 2０00＜4> 在命令行提示符状态下输入:ﻩＲ3、将扩展得ROM芯片(27或27系列得替代产品58C65芯片）插入标有“EＸTROＭＨ”与“EXTROMＰ”得自锁进插座,要注意芯片插入得方向，带有半圆形缺口得一方朝左插入。
如果芯片插入方向不对，会导致芯片毁坏,然后锁紧插座。
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_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。
计算机组成原理实验报告2范文
实验二一位全加器实验姓名：王雄学号：专业：数媒2班【实验环境】1. Windows 2000 或 Windows XP2. QuartusII、GW48-PK2或DE2-115计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。
【实验目的】1、熟悉原理图和VHDL语言的编写。
2、验证全加器功能。
【实验原理】设计一个一位全加器，能完成两个二进制位的加法操作，考虑每种情况下的进位信号，完成8组数据的操作。
【实验步骤】1.1建立工程项目1.1.4 原理图设计新建项目后，就可以绘制原理图程序了。
下面以一位全加器如图1-12所示为例，讲解原理图的编辑输入的方法与具体步骤。
图1-12 一位全加器原理图（1）执行菜单“File”→“New…”，或在工具栏中单击图标，弹出如图1-13所示的“New”对话框。
在此对话框的“Design Files”项中选择“Block Diagram/Schematic File”，在单击“OK”按钮，QuartusⅡ10.0的主窗口进入如图1-14所示的原理图工作环境界面。
图1-13 “New”对话框（2）在如图1-14所示的原理图工作环境界面中单击图标或在原理图编辑区的空白处双击鼠标或在原理图编辑区的空白处右键单击在弹出的菜单中选择“Insert”中的任意一个，弹出如图1-15所示的元件输入对话框，在“Name”栏中直接输入所需元件名或在“Libraries: ”的相关库中找到合适的元件，再单击“OK”按钮，然后在原理图编辑区中单击鼠标左键，即可将元件调入原理图编辑区中。
为了输入如图1-12所示的原理图，应分别调入and2、xor2、or3、input、output。
对于相同的器件，可通过复制来完成。
例如3个and2门，器操作方法是，调入一个and2门后，在该器件上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Copy”命令将其复制，然后在合适的位置上右键，在弹出的菜单中选择“Paste”命令将其粘帖即可。
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实验二存储器实验
一、实验目的
熟悉和了解存储器组织与总线组成的数据通路。
二、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（ BUS）等与现代计算机设计规范相吻合的实验环境。
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PC指针和AR 指针分时提供，E/M控位为“0”时选通PC，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。
连线信号孔接入孔作用有效电平
1 DRCK CLOCK 单元手动实验状态的时钟来源下降沿打入
2 W K6(M6) 总线字长：1=16位字操作，0=8位字节操作
3 XP K7(M7) 源部件奇偶标志：1=偶寻址，0=奇寻址
4 X2 K10(M10) 源部件定义译码端X2 三八译码
八中选一5 X1 K9(M9) 源部件定义译码端X1
四、实验过程
1. 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0000~0005h 存储单元写入11 22 33 44 55 66一串数据，以0000h 地址单元写入数据1122h 为例表述操作流程。
置地址I/O=0000h AR 地址写入(0000h)置数据I/O=1122h 存储器写入(1122h)关存储器写X2 X1 X0=011XP W=11
LDAR(K17)=0
MWR(K21)=1按[单拍]
E/M(K23)=1LDAR(K17)=1按[单拍]
MWR(K21)=0
(2) 数据段读操作（字）
依次读出数据段0~0005h 单元的内容，这里以0000h 地址单元读出为例阐述操作流程。
置地址I/O=0000h AR 地址写入(0000h)关AR 写使能存储器读出(1122h)数据总线显示存储器值
X2 X1 X0=011XP W=11
LDAR(K17)=0
E/M(K23)=1LDAR(K17)=1按
[单拍]
X2 X1 X0=100W=1
2. 存储器程序段读写操作 (1) 程序段字节写操作
计算机规范的取指操作均以字节为单位。
所以本实验以字节操作方式展开。
程序段写入必须从定义地址入手，然后再进入程序存储器的写入。
PC 指针是带预置加法计数器，因此在输入起始地址后一旦后续地址为PC+1的话就不需重装PC ，用PC+1指令完成下续地址的读写操作。
PC 地址装载写入与PC+1写入流程
置地址I/O=0000h PC 地址写入(0000h)I/O=1234h 12h →[PC]地址增量PC+1关存储器写X2 X1 X0=011XP W=11
E/M(K23)=0LDPC(K22)=0MWR(K21)=1W=0，按[单拍]
LDPC(K22)=1MWR(K21)=0
E/M(K23)=1LDPC(K22)=1按[单拍]
LDPC(K22)=0MWR(K21)=1XP=0,按[单拍]
(2) 程序段字节读操作
PC 地址装载读出及PC+1读出流程
X2 X1 X0=011XP W=11
E/M(K23)=0LDPC(K22)=0X2 X1 X0=100XP=1, W=0
LDPC(K22)=1按[单拍]
E/M(K23)=1LDPC(K22)=1按[单拍]
按[单拍]
五、结果分析
1).数据段写操作
I/O置数1122h，开启AX地址存储写使能，按单拍按钮，AX显示1122h数据总线DBUS显示1122h，E/M显示2211h。
2).数据段读操作
I/O置数0000h，开启AX地址存储写使能，数据总线AX及DBUS值（0000h）关闭AR写令，DBUS显示1122h。
3).程序段字节写操作
I/O置数3412h，存储器定义PC指针，开启存储器写使能，按单拍按钮，12写入PC，关闭存储器写功能，按单拍按钮，34写入PC。
4).程序段字节读操作
I/O置数0000h，存储器定义PC指针，关闭PC装载和PC+1，K22=0，开启PC装载和PC+1，按单拍按钮，存储器读PC+1到总线，再按单拍按钮，存储器读PC+1到总线。
六、实验总结
按照存储器的实验步骤完成这些实验项目，使我熟练的掌握了存储部件在原理计算机中的运用，熟悉和了解存储器组织与总线组成的数据通路。