_复杂模型机实验报告
复杂模型机实验报告
一、实验目的1. 了解复杂模型机的组成原理和结构特点；2. 掌握复杂模型机的操作方法和指令系统；3. 学会使用复杂模型机进行基本程序设计；4. 提高计算机组成原理和汇编语言的实际应用能力。
二、实验内容1. 复杂模型机简介复杂模型机是一种用于教学和研究的虚拟计算机系统，具有与真实计算机相似的硬件结构和指令系统。
它通常由运算器、控制器、存储器、输入输出设备等部分组成。
2. 实验步骤（1）熟悉复杂模型机的硬件结构1）了解运算器的组成和功能；2）了解控制器的组成和功能；3）了解存储器的组成和功能；4）了解输入输出设备的组成和功能。
（2）掌握复杂模型机的操作方法和指令系统1）学习复杂模型机的指令格式和寻址方式；2）掌握基本指令的使用方法，如数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移等；3）了解中断和异常处理机制。
（3）使用复杂模型机进行基本程序设计1）编写一个简单的程序，实现数据输入、处理和输出；2）使用复杂模型机的指令系统进行程序调试和优化。
（4）分析实验结果1）分析程序执行过程中的数据变化；2）分析程序执行过程中可能出现的问题及解决方法。
三、实验结果与分析1. 熟悉了复杂模型机的硬件结构，了解了运算器、控制器、存储器、输入输出设备等部分的功能。
2. 掌握了复杂模型机的操作方法和指令系统，能够使用基本指令进行程序设计。
3. 编写了一个简单的程序，实现了数据输入、处理和输出功能。
4. 分析了程序执行过程中的数据变化，发现了程序执行过程中可能出现的问题及解决方法。
四、实验总结1. 通过本次实验，加深了对计算机组成原理和汇编语言的理解，提高了实际应用能力。
2. 学会了使用复杂模型机进行基本程序设计，为今后学习计算机组成原理和汇编语言打下了基础。
3. 在实验过程中，遇到了一些问题，通过查阅资料和与同学讨论，最终解决了问题，提高了自己的解决问题的能力。
4. 建议在今后的实验中，进一步学习复杂模型机的更多指令和功能，提高自己的编程水平。
计算机组成原理实验报告基本模型机和复杂模型机的设计
计算机组成原理实验报告基本模型机和复杂模型机的设计文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]基本模型机设计一. 设计目的1. 在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统构造一台稍微复杂的模型计算机；2. 为其定义5条机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试掌握整机概念二. 设计内容部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能，这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。
三．概要设计为了向RAM中装入程序和数据,检查写入是否正确,并能启动程序执行,还必须设计三个控制台操作微程序.存储器读操作:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB,SWA 为”0 0”时,按START微动开关,可对RAM连续手动读操作.存储器写操作:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB SWA置为”0 1”时,按START微动开关可对RAM进行连续手动写入.启动程序:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB SWA置为“1 1”时,按START微动开关,既可转入到第01号“取址”微指令,启动程序运行.上述三条控制台指令用两个开关SWB SWA 的状态来设置,其定义如下表3-1读写变化根据以上要素设计数据通路框图,如图3-1：表3-2 微代码的定义表3-3 A，B，P字段内容A字段 B字段 P字段当拟定“取指令”微指令时，该微指令的判别测试字段为P1测试。
由于“取指”微指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P1测试结果出现多路分支。
本次课程设计用指令寄存器的前4位（I7-I4）作为测试条件，出现5路分支，占用5个固定微地址单元。
控制台操作为P4测试，它以控制台开关SWB，SWA作为测试条件，出现了3路分支，占用3个固定微地址单元。
实验六 复杂模型机的设计与实现
实验六复杂模型机的设计与实现本实验旨在介绍复杂模型机的设计与实现，包括硬件设计、软件开发以及测试等环节。
一、实验目的1、了解复杂模型机的原理和结构。
4、学会使用测试工具对复杂模型机进行测试和验证。
二、实验原理复杂模型机是一种灵活多变的系统，其结构和输入规则可以进行修改和扩充。
其原理是通过对输入的逐步处理和变换，获取到相应的输出结果。
复杂模型机的硬件设计包括电路结构和部件选择等方面，需要根据具体的应用场景进行选择和设计。
而软件开发则包括编程语言、算法设计以及接口设计等方面。
最终，测试是对复杂模型机进行验证的过程，通过测试可以发现系统中存在的问题，进行修改和优化。
三、实验内容1、硬件设计硬件设计是复杂模型机设计中一个非常重要的环节。
根据具体的应用场景，需要选择合适的器件和电路结构。
例如，在一些需要大量数据传输的应用场景中，需要选择高速缓存、高速总线等器件，以提升系统处理速度。
此外，还需要注意信号处理、干扰防护、热稳定性等问题。
2、软件开发软件开发包括编程语言的选择、算法设计、接口设计等方面。
在编程语言的选择方面，C、C++、Python等语言都有优缺点，需要根据实际情况进行选择。
算法的设计则是根据具体的应用场景来的。
例如，在图像处理领域中，常用的算法有人脸识别、图像增强等。
接口设计包括输入输出接口的设计，需要实现对多种交互方式的支持，如图形界面、脚本等。
3、测试和验证测试和验证是对复杂模型机进行验证的过程，通过测试可以发现系统中存在的问题，进行修改和优化。
常用的测试工具包括单元测试、集成测试、性能测试等。
四、实验步骤根据实际需求进行硬件设计，选择器件和电路结构。
最终进行硬件搭建和测试。
根据实际需求进行软件开发和实现，包括编程语言的选择、算法设计、接口设计等方面。
最终进行软件测试和验证。
五、实验注意事项1、在进行实验前，需要对硬件和软件进行备份，以免因实验操作失误造成数据丢失或损坏。
2、在进行大规模测试前，需要对系统进行充分的测试和验证，以确保系统的稳定性和性能。
复杂模型机实验实验报告（共9篇）
复杂模型机实验实验报告(共9篇)_复杂模型机实验报告计算机组成原理实验报告实验题目：一台模型计算机的总体设计之复杂模型机设计实验目的：(1)在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统，构造一台复杂模型计算机，建立一台基本完整的整机。
(2)为其定义至少五条机器指令，并编写相应的微程序，通过联机调试，观察计算机执行指令：从取指令、指令译码、执行指令等过程中数据通路内数据的流动情况，进一步掌握整机概念。
实验设备TDN-CM+教学实验系统一套、微型计算机一台、排线若干。
实验原理：(1)数据格式及指令系统：①数据格式模型机规定数据采用定点整数补码表示，字长为8位，其格式如下：其中，第7位为符号位，数值表示范围是－27 ≤X≤27－1 ②指令格式模型机设计4大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令、I/O 指令、访问及转移指令和停机指令。
A．算术逻辑指令设计九条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：其中，OP－CODE为操作码，RS为源寄存器，RD为目标寄存器，并规定：九条算术逻辑指令的助记符、功能和具体格式见表5.2－1。
B.访问及转移指令：模型机设计两条访问指令，即存数(STA)、取数(LDA)，两条转移指令，即无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移(BZC)，指令格式如下：其中，OP－CODE为操作码，RD为目的寄存器地址(LDA、STA 指令使用)。
D为位移量(正负均可)，M为寻址模式，其定义如下：本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。
C．I/O指令：输入(IN)和输出(OUT)指令采用单字节指令，其格式如下：其中，addr=01时，选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为输入设备，addr=10时，选中“OUTPUT DEVICE”中的数码块作为输出设备。
D．停机指令：停机指令格式如下：HALT指令，用于实现停机操作。
③指令系统：本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令七条，移位指令两条，访问内存指令和程序控制指令四条，输入/输出指令两条，其它指令一条。
复杂模型机设课程设计报告
复杂模型机设课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握复杂模型机的结构组成及其工作原理；2. 学习并运用模型机的编程方法，实现对简单任务的执行；3. 掌握模型机的调试与优化方法，提高模型机的运行效率。
技能目标：1. 能够运用所学知识设计并搭建简单的复杂模型机；2. 能够运用编程语言对模型机进行编程，实现特定功能；3. 能够分析并解决模型机在运行过程中出现的问题，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的团队合作精神，学会在团队中分工合作，共同完成任务；2. 增强学生对工程技术的兴趣，激发创新意识，培养探究精神；3. 引导学生关注科技发展，认识到复杂模型机在现代科技领域的重要地位和价值。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，旨在通过理论与实践相结合的方式，帮助学生掌握复杂模型机的相关知识。
学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的学科基础和动手能力，对新技术充满好奇，喜欢探究和挑战。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强化实际操作训练，提高学生的综合运用能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 复杂模型机的基本概念与结构：介绍模型机的定义、分类及其工作原理，重点讲解复杂模型机的结构组成和功能。
教材章节：第一章 模型机概述2. 模型机的编程方法：学习编程语言，掌握模型机的编程技巧，实现基本指令的编写与执行。
教材章节：第二章 编程语言与编程方法3. 模型机的搭建与调试：讲解如何设计并搭建复杂模型机，学会使用调试工具，对模型机进行调试与优化。
教材章节：第三章 模型机的搭建与调试4. 实际案例分析：分析典型复杂模型机的应用案例，让学生了解模型机在现代科技领域的实际应用。
教材章节：第四章 复杂模型机应用案例5. 综合实践：组织学生进行小组合作，设计并搭建一个简单的复杂模型机，实现特定功能，提高学生的实际操作能力。
复杂模型机组成原理实验
内容摘要本实验利用EL-JY-Ⅱ型计算机组成原理实验系统组建电路，综合运用运算器、控制器、存储器、输入输出系统、总线等部件和辅助电路，完成一个较完整的模型计算机设计和实现，并构造一个指令系统，编写机器指令实现不同的具体功能，如实现数据的输入、输出、加法、减法、移位、自增、自减以及赋值等运算的功能。
关键词：模型机，指令系统，数据输入/输出，算术逻辑运算目录内容摘要 (1)第1章绪论 (4)1.1设计地点 (4)1.2设计目的 (4)1.3设计的意义 (4)1.4课程设计的主要内容和要求 (4)1.5实验的环境 (5)第2章系统设计与实现 (5)2.1模型机结构框图 (5)2.2工作原理 (6)2.2.1 数据格式 (6)2.2.2 指令格式 (6)2.2.3 指令系统 (7)2.2.4 设计微代码 (8)2.2.5 实验微代码 (11)2.3程序代码 (12)2.4实验内容介绍 (12)2.5系统实现步骤 (13)2.6测试用例 (15)2.7硬件连线图 (15)第3章总结 (16)参考文献 (17)课程设计任务书第1章绪论本实验实现的是对复杂模型机组成原理的研究。
1.1 设计地点图书馆五楼机房。
1.2 设计目的本课程设计综合运用运算器、控制器、存储器、输入输出系统、总线等部件和辅助电路，完成一个较完整的模型计算机设计和实现（包括硬件和软件）。
通过课程设计对计算机组成和系统结构的基础知识进行全面的掌握，培养独立分析、研究、开发和综合设计能力。
1.3 设计的意义通过对复杂模型机组成的研究以及对微程序、微代码、机器指令的深入理解，进一步增强对计算机组成的学习，巩固以前所学知识，并对以后的学习打下坚实的基础。
1.4 课程设计的主要内容和要求掌握计算机五大功能部件的组成及功能，熟悉完整的单台计算机基本组成原理，掌握计算机中数据表示方法、运算方法、运算器的组成、控制器的实现、存储器子系统的结构与功能、输入/输出系统的工作原理与功能。
计算机硬件课程设计报告——复杂模型机设计
计算机硬件课程设计报告复杂模型机设计一、实验目的经过一系列硬件课程的学习及相关实验后，做一个综合的系统性的设计，这在硬件方面是一个提高，进一步培养实践能力。
二、实验原理搭建一台8位模型机，指令系统要求有10条以上，其中包括运算类指令、传送类指令、控制转移类指令、输入输出指令、停机指令等。
三、实验思路1、确定设计目标：确定所设计计算机的功能和用途。
2、确定指令系统：确定数据的表示格式、位数、指令的编码、类型、需要设计哪些指令及使用的寻址方式。
3、确定总体结构与数据通路：总体结构设计包含确定各部件设置以及它们之间的数据通路结构，列出各种信息传送路径以及实现这些传送所需要的微命令。
4、设计指令执行流程：数据通路确定后，就可以设计指令系统中每条指令的执行流程。
根据指令的复杂程度。
每条指令所需要的机器周期数。
对于微程序控制的计算机，根据总线结构，需要考虑哪些微操作可以安排在同一个微指令中。
5、确定微程序地址：根据后续微地址的形成方法，确定每条微程序地址及分支转移地址。
6、根据微指令格式，将微程序流程中的所有微操作进行二进制代码化，写入到控制存储器中的相应单元中。
7、组装、调试：在总装调试前，先按功能模块进行组装和分调，因为只有功能模块工作正常后，才能保证整机的运行正确。
四、实验原理1.指令系统及指令格式：指令系统应包括：算术逻辑运算指令、访存指令、控制转移指令、I/O指令、停机指令。
一般指令格式：指令系统如: ADD RS,RD MOV DATA,RD MOV RS,[ADDR] JZ ADDRIN RD HALT其中RS 、RD为R0、R1、R2中之一，DATA为立即数，ADDR为内存地址。
2.指令微操作流程3.微指令格式299-b s1 s0 m 功能0 0 0 任意保持0 1 0 0 循环右移0 1 0 1 带进位循环右移0 0 1 0 循环左移0 0 1 1 带进位循环左移任意 1 1 任意装数4.微程序入口地址形成寄存器地址译码电路5.模型机的时序6.模型机数据通路7.微程序装载格式机器指令格式: $Pxxxx 微指令格式: $Mxxxxxxxx8.模型机组装电路图五、实验步骤：1、按照给定模型机组装电路图连接电路;2、连通实验箱与PC机，打开CMP软件，测试实验箱是否正常;3、设计微指令，画出其微操作流程图，并翻译成相应的微指令格式;4、设计包含这些微指令的机器指令程序，并翻译成相应机器指令格式;5、把设计好微指令和机器指令保存为TXT文件，然后装载入CMP;6、打开复杂模型机，然后用单步机器指令运行程序并调试;7、检查LED数码管输出结果是否正确，最后撰写实验报告。
复杂模型机实验
5.3 复杂模型机设计实验5.3.1 实验目的综合运用所学计算机组成原理知识，设计并实现较为完整的计算机。
5.3.2 实验设备PC机一台，TD-CMA实验系统一套。
5.3.3 实验原理下面讲述一下模型计算机的数据格式及指令系统。
1．数据格式模型机规定采用定点补码表示法表示数据，字长为８位，8位全用来表示数据（最高位不表示符号），数值表示范围是：0≤X≤28－1。
2．指令设计模型机设计三大类指令共十五条，其中包括运算类指令、控制转移类指令，数据传送类指令。
运算类指令包含三种运算，算术运算、逻辑运算和移位运算，设计有6条运算类指令，分别为：ADD、AND、INC、SUB、OR、RR，所有运算类指令都为单字节，寻址方式采用寄存器直接寻址。
控制转移类指令有三条HLT、JMP、BZC，用以控制程序的分支和转移，其中HLT为单字节指令，JMP和BZC为双字节指令。
数据传送类指令有IN、OUT、MOV、LDI、LAD、STA共6条，用以完成寄存器和寄存器、寄存器和I/O、寄存器和存储器之间的数据交换，除MOV指令为单字节指令外，其余均为双字节指令。
3．指令格式所有单字节指令（ADD、AND、INC、SUB、OR、RR、HLT和MOV）格式如下：其中，OP-CODE为操作码，RS为源寄存器，RD为目的寄存器，并规定：其中括号中的1表示指令的第一字节，2表示指令的第二字节，OP-CODE为操作码，RS 为源寄存器，RD 为目的寄存器，P 为I/O 端口号，占用一个字节，系统的I/O 地址译码原理见图5-3-1（在地址总线单元）。
A1B1A2B2G1N G2NY10N Y20N Y13N Y12N Y11N Y23NY22N Y21N 74L S 139G N DA6A7IOY0IOY1IOY2IOY3图5-3-1 I/O 地址译码原理图由于用的是地址总线的高两位进行译码，I/O 地址空间被分为四个区，如表5-3-1所示：表5-3-1 I/O 地址空间分配系统设计五种数据寻址方式，即立即、直接、间接、变址和相对寻址，LDI 指令为立即寻址，LAD 、STA 、JMP 和BZC 指令均具备直接、间接、变址和相对寻址能力。
模型机实验报告范文
模型机实验报告范文实验报告：模型机引言模型机是一种能够模拟真实飞行原理的飞行模拟器设备。
它具有模拟真实飞行环境的能力，并用电子方式提供各种飞行动作的控制和监测。
本实验报告旨在介绍模型机的原理和应用，并通过实验来验证模型机的飞行能力和准确性。
一、模型机的原理1.动力系统：模型机的动力系统由电动机、电调器和螺旋桨组成。
电动机提供动力，电调器控制电机的转速，螺旋桨则产生推力。
通过调节电机的转速和螺旋桨的角度，可以控制模型机的飞行状态和动作。
2.飞行姿态控制系统：模型机的姿态控制系统由陀螺仪和加速度计组成。
陀螺仪可以感知模型机的倾斜和转动，加速度计可以感知模型机的加速度。
通过对陀螺仪和加速度计的信号进行处理，可以对飞行姿态进行控制。
3.遥控系统：模型机的遥控系统包括遥控器和接收机。
遥控器由飞行员通过手柄进行控制，接收机接收遥控信号并将其转化为模型机动作。
遥控器可以控制模型机的方向、高度和速度等参数。
二、实验方法本实验使用一架模型机进行飞行模拟实验。
实验过程包括以下步骤：1.检查模型机的动力系统，确保电动机和螺旋桨工作正常。
2.检查模型机的姿态控制系统，确保陀螺仪和加速度计的正常工作。
3.进行遥控系统的校准，确保遥控信号的准确传输。
4.在开阔的空地上进行飞行实验。
首先以低速起飞，然后在空中进行一系列动作，如直线飞行、转弯、盘旋等。
通过遥控器控制模型机的动作，并通过观察和记录模型机的运动轨迹来验证模型机的飞行能力和准确性。
三、实验结果通过实验观察和记录，我们发现模型机在飞行过程中表现出良好的飞行能力和准确性。
它能够根据遥控器的指令进行各种飞行动作，如上升、下降、前进、后退、左转、右转等。
模型机的姿态控制系统能够保持模型机的水平飞行，并根据遥控信号进行相应的调整。
同时，模型机的动力系统能够提供足够的动力，使模型机能够在空中稳定飞行。
四、实验讨论1.模型机的飞行性能受到多种因素的影响，如风速、湿度、温度等。
在实际飞行中，飞行员需要根据实际情况进行相应的调整和控制。
复杂模型机组成原理实验
复杂模型机组成原理实验复杂模型机组成原理实验是一种实验方法，旨在研究和探索复杂模型机的组成原理。
该实验通常包括以下步骤：实验目的确定、实验装置和材料准备、实验过程、数据处理和结果分析、结论与讨论。
以下是一个1200字以上的实验报告。
一、实验目的本实验的目的是通过实验研究和分析复杂模型机的组成原理，了解不同组件的作用和相互关系，提高对复杂模型机的认识和理解。
二、实验装置和材料实验装置包括复杂模型机的组成部分，例如主控制器、传感器、执行器等。
实验材料包括复杂模型机的各种组件和相关文献资料。
三、实验过程1.确定实验步骤和流程：根据复杂模型机的组成结构和原理，确定实验步骤和流程，制定实验计划。
2.实验装置搭建：根据实验计划，准备实验装置和材料，进行实验装置的搭建和连接。
3.调试实验装置：将各个组件按照实验计划连接到主控制器上，并进行相应的参数调试和校正。
4.执行实验：根据实验计划，进行实验操作，记录实验数据。
5.数据处理和结果分析：对实验数据进行整理和分析，计算各个组件的性能参数和相互关系。
6.结论与讨论：根据实验数据和结果，得出结论并进行讨论，探讨复杂模型机组成原理的相关问题。
四、数据处理和结果分析根据实验数据，对各个组件的性能参数和相互关系进行分析和计算，并绘制相应的图表和曲线。
通过分析数据和图表，可以得出以下结论：1.不同组件的作用：通过实验发现，主控制器是复杂模型机的核心组件，负责控制和调节各个传感器和执行器的工作状态和参数。
传感器用于检测外界环境的信号，并将其转化为电信号。
执行器通过接收主控制器发送的指令，执行相应的任务和动作。
2.相互关系的影响：实验结果表明，不同组件之间的相互关系对复杂模型机的性能和工作效果有着重要影响。
例如，传感器的灵敏度和精度会直接影响到主控制器对外界环境的感知和响应能力。
执行器的速度和力矩则会影响到复杂模型机的动作效果和执行能力。
3.参数优化和调整：通过对实验数据的分析，可以调整和优化各个组件的参数和性能，以提高复杂模型机的工作效率和响应能力。
实验六：复杂模型机的设计与实现精编版
实验六：复杂模型机的设计与实现精编版MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】实验五复杂模型机的设计与实现一、实验目的综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。
二、实验设备Dais-CMX16+计算机组成原理教学实验系统一台，实验用导线若干。
三、数据格式及指令系统1.数据格式其中第7。
2.指令格式模型机设计四大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问及转移指令和停机指令。
⑴算术逻辑指令设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：其中，OP-CODE其中9条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表5-1。
⑵访问指令及转移指令模型机设计2条访问指令，即存数（STA）、取数（LDA），2条转移指令，即无条件转移（JMP）、结果为零或有进位转移指令（BZC指令使用）。
D为十⑶I/O指令输入（IN）和输出（⑷停机指令 指令格式如下：HALT 3. 指令系统本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令9条，访问内存指令和程序控制指令4条，输入输出指令2条，其它指令1条。
下表列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。
表5-1图5-1复杂模型机微程序流程图按照系统建议的微指令格式，参照微指令流程图，将每条微指令代码化，译成二进制代四、实验方法㈠键盘操作⑴首先卸去实验连接，然后按如下操作，把系统工作方式设为“微控／在线”。
在待命状态0下按【减址】键，LCD 显示器显示工作模式选项：按【增址】键，将光标移到“MUD ”微程序模式，按【减址】键确定后，系统先询问用户是否使用搭接方式，按【增址】键选择“y ”（搭接）或“n ”（在线），按【减址】键确定：接着系统询问用户是否使用扩展I/O 方式，按【增址】键选择“y ”（扩展I/O ）或“n ”（微控制器关联），按【减址】键确定：确定设置后，系统返回待命状态0。
硬件课设-微型复杂模型机
南京理工大学硬件课程设计（I）实验报告学院：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术姓名：姜茜学号：912106840208姓名：付艳荣学号：912106840109一、课程设计目的综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。
经过一系列硬件课程的学习及相关实验后，做一个综合的系统性的设计，这在硬件方面是一个提高，进一步培养实践能力。
二、课程设计要求搭建一台8位模型机，指令系统要求有10条以上，其中包括运算类指令、传送类指令、控制转移类指令、输入输出指令等，并且有各种不同的寻址方式。
数据格式及指令系统1、数据格式模型机规定采用定点补码表示法表示数据，且字长为8位，其格式如下：其中第7位为符号位，数值表示范围是：－1≤X＜1。
2、指令格式模型及设计三大类指令共十五条，其中包括运算类指令、控制转移类指令、数据传送类指令。
指令系统应包括：算术逻辑运算指令、访存指令、控制转移指令、I/O指令。
指令格式如下：所有单字节指令（ADD、AND、INC、SUB、OR、RR、HLT 和 MOV）格式如下：其中，OP-CODE 为操作码，RS为源寄存器，RD为目的寄存器，并规定：IN和 OUT 的指令格式为：其中括号中的 1 表示指令的第一字节，2 表示指令的第二字节，OP-CODE 为操作码，RS为源寄存器，RD 为目的寄存器，P 为 I/O 端口号，占用一个字节。
系统设计五种数据寻址方式，即立即、直接、间接、变址和相对寻址。
其中M 为寻址模式，具体见下表，以 R2 做为变址寄存器 RI。
三、课程设计内容1、指令系统列表2、微操作流程图序号 汇编指令OP-CODERS RD P/D 功能1 IN R0,P 0000 / 00 P 从端口P 输入数据到R02 MOV R0，R2 0001 00 10 / 将R0寄存器值移动至R1寄存器3 ADD R1，R0 0010 01 00 / R0+R1值送到R14 SHL R0 0011 / 00 / R0值左移一位5LOAD R0,[R2+5] 0100 00 [R2+15] /将R0的值放到[R2+15]的内存地址空间6 AND R0,R1 0101 00 02 / R0，R1逻辑与送到R17 JMP 0BH 0110 / / / 跳转指令，跳到0BH 处8 OUT P,R0 0111 00 / P 把R0数据输出到端口P9 INC R1 1000 / 01 / R1寄存器值自增110 STORE [40H],R0100100[40H]/将R0的值存入内存的40H 单元3、微程序列表//** Start Of MicroController Data **//$M 00 000001 $M 01 006D42 $M 02 107050 //IN 指令$M 03 106004 $M 04 183001 //MOV 指令$M 06 00B401 //ADD 指令$M 08 002409 $M 09 04B201 //SHL 指令$M 0B 03B201NOPPA-〉AR PC+1-〉ARMEM-〉P<1>P->A RI/O-> R0R0->R2R0-.>ALU -AA+B->R 1A+B->R 1左移一位R0-.AL U-APC->AR PC+1->MEM-.>AL U-A R1->ALU-BR0-.>ALU -AA+B->R1MEM->R0PC->AR PC+1->R1->ALU-P->A RMEM->PCPC->AR PC+1->PR0->I/OA+1->R1MEM->ARR0->MEM$M 0C 002413//LOAD指令$M 0D 00980E$M 0E 006D4F$M 0F 10A020$M 20 04E221$M 21 10B001//AND指令$M 23 002424$M 24 013201$M 25 200626//JMP指令$M 26 105141//OUT指令$M 28 106029$M 29 280401//INC指令$M 2B 06B201//STORE指令$M 2D 006D6E$M 2E 10602F$M 30 006D44$M 31 001606$M 32 001607$M 33 001609$M 34 001410$M 35 001612$M 36 006C14$M 37 006C15$M 38 006D57$M 39 006D5A$M 3A 006D60$M 3B 006D50$M 3C 006D5C$M 3D 006D5E$M 3E 006D68$M 3F 006D6C; //** End Of MicroController Data **// 4、验证程序//***** Start Of Main Memory Data *****// $P 00 00(1)IN R0,P 从端口P输入数据到R0$P 01 00(2)MOV R0，R2 将R0寄存器值移动至R2寄存器$P 02 12(3)ADD R0，R1 R0+R1值送到R1$P 03 21(4)SHL R0 R0值左移一位$P 04 30(5)LOAD [R2+5] ，R0 将[R2+5]的值放到R0的内存地址空间$P 05 40$P 06 0F(6)AND R0,R1 R0，R1逻辑与送到R1$P 07 51(7)JMP 0BH 跳转指令，跳到0BH处$P 08 60$P 09 0B(8)OUT P,R0 把R0数据输出到端口P$P 0B 70$P 0C 47(9)INC R1 R1寄存器值自增1$P 0D 85(10)STORE [40H],R0 将R0的值存入内存的40H单元$P 0E 90$P 0F 40; //***** End Of Main Memory Data *****//四、课程设计总结从最开始做实验，我们就逐渐体会到了硬件课设的魅力所在，首先接线方面稍不留意就会造成打错，所以对我们严谨求实的态度有了新的要求，同时也对计算机这门学科有了新的认识：软件与硬件的统一、程序与电路的融合。
复杂模型机组成原理实验
复杂模型机组成原理实验一、引言复杂模型机组是一种用于模拟真实机组运行的实验装置，通过对机组的组成原理进行实验研究，可以深入理解机组的工作原理和相互关系，为机组的设计、维护和优化提供科学依据。
本文将详细介绍复杂模型机组的组成原理实验。
二、实验目的本实验的目的是通过构建复杂模型机组，研究机组的组成原理，了解各个部件之间的工作原理和相互关系，并通过实验数据分析和处理，验证理论模型的准确性。
三、实验装置和仪器1. 复杂模型机组：由压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器、冷却水循环系统等组成。
2. 传感器：用于测量机组各个部件的温度、压力、流量等参数。
3. 数据采集系统：用于采集传感器测量到的数据，并进行存储和分析处理。
四、实验步骤1. 搭建复杂模型机组：按照设计要求，将压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器等部件按照一定的顺序连接起来，并接入冷却水循环系统。
2. 连接传感器：将温度传感器、压力传感器、流量传感器等连接到机组的各个部件上，并确保传感器的准确度和稳定性。
3. 启动机组：将机组的电源接通，启动压缩机，并调整膨胀阀的开度，使机组进入正常工作状态。
4. 数据采集：通过数据采集系统对机组各个部件的温度、压力、流量等参数进行实时采集，并记录下来。
5. 实验数据分析：根据采集到的数据，进行实验数据分析，包括温度-压力关系曲线、功率-效率关系曲线等。
6. 结果讨论：根据实验数据分析的结果，与理论模型进行对比和验证，并进行结果讨论和分析。
五、实验结果与讨论通过实验数据分析，我们得到了复杂模型机组各个部件的温度-压力关系曲线和功率-效率关系曲线。
与理论模型进行对比后发现，实验数据与理论模型基本吻合，验证了理论模型的准确性。
同时，我们还发现了一些与机组运行相关的问题，如温度过高、压力过低等，可以通过调整机组的工作参数进行优化。
六、结论通过本次复杂模型机组成原理实验，我们深入了解了机组的组成原理和相互关系，验证了理论模型的准确性，并发现了一些优化机组运行的问题。
《计算机组织结构》实验报告-之-复杂模型机设计实验
《计算机组织结构》实验报告
学号姓名专业、班
实验地点指导教师时间
一、实验目的
综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。
二、实验原理
运用各种指令，模拟计算机设计复杂模型机。
三、实验内容与步骤
1.按图连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。
2.联机读／写程序用联机软件的“【转储】—【装载】”功能将该实验对应的文件载入实验系统即可。
3. 联机运行程序时，进入软件界面，装载机器指令及微指令后，选择“【运行】－【通路图】－【连续】”功能菜单打开相应动态数据通路图，按相应功能键即可联机运行、监控、调试程序。
四、实验结果
实验结果如图所示：
五、分析与讨论
实验按照上图所示的指令完成。
08实验八复杂模型机组成原理实验王伟
实验八、复杂模型机组成原理实验一、实验目的:在实验七的基础上，构造一个指令系统，实现比较完整的模型机功能。
二、预习要求:认真预习本实验的相关知识和内容。
三、实验设备:EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。
四、模型机结构：Air-G-p 图中所有檢制信号gwH——I眛沖源及时序1指今寄存孫ICP叮净再器ITl］層存器LT卑LMti ftLR)LE]L12 IT十LDEHD-&A-LPCnoPC-1I 地址寄仔器IM SI SOsjaLr存储器aii6她睫总陵(kDDPLaPSlD-J图8-1模型机结构框图图中运算器 ALU 由U7 — U10四片74LS181构成，暂存器1由U3、U4两片74LS273 构成，暂存器 2由U5、U6两片74LS273构成。
微控器部分控存由U13 — U15三片2816构成。
除此之外，CPU 的其它部分都由EP1K10集成（其原理见系统介绍部分）。
1）算术逻辑指令设计9条单字长算术逻辑指令，寻址方式采用寄存器直接寻址。
其格式如下:2）存储器访冋及转移指令存储器的访问有两种，即存数和取数。
它们都使用助记符 MOV ，但其操作码不同。
）。
指令格式如下:存储器部分由两片6116构成16位存储器，地址总线只有低八位有效, 因而其存储空间为 00H — FFH 。
输出设备由底板上的四个 LED 数码管及其译码、驱动电路构成，当 D-G 和W/R 均为低电平时将数据总线的数据送入数码管显示。
在开关方式下，输入设备由 16位电平开关及两个三态缓冲芯片74LS244构成，当DIJ-G 为低电平时将16位开关状态送上数据总线。
在键盘方式或联机方式下，数据可由键盘或上位机输入，然后由监控程序直接送上 数据总线，因而外加的数据输入电路可以不用。
注：本系统的数据总线为 16位，指令、地址和程序计数器均为 8位。
当数据总线上 的数据打入指令寄存器、地址寄存器和程序计数器时，只有低8位有效。
复杂模型机实验报告-
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: 自评分: 92实验报告实验名称：基于复杂模型机两个8位二进制数乘法的实现日期：2012/1/9班级：学号：姓名：班级：学号：姓名：一、实验目的：1. 综合运用所学计算机组成原理知识，设计并实现较为完整的计算机2. 锻炼动手能力，实践排错能力3. 进一步理解计算机运行的原理以及微指令架构二、实验内容：1. 根据实验指导书提供的复杂模型机电路图连接电路，并校验电路2. 装载示例程序并运行，分析理解所增加的微指令3. 根据复杂模型机现有条件设计两个8位二进制相乘的程序三、项目要求及分析：实验内容1、2按照实验指导书进行，略。
实验内容3分析：要求利用复杂模型机现有的指令系统以及硬件电路设计一段实现八位二进制数相乘的程序。
因为乘法在计算机中有多种算法实现，包括整数乘、小数乘、原码乘、补码乘等等，因为此次实验并不要求给出一个完整的实用乘法程序段，故实验程序只实现两个八位二进制整数无符号相乘运算。
采用算法如下：乘数 A A7A6A5A4A3A2A1A0被乘数B乘积 C = B·A0 +2（B·A1+2（B·A2+ ……2·B·A7））））））其中A i为0或者1，在机器中使用原码表示2*X是使X左移1位。
若不采用循环模式而是直接使用指令将该算法的乘积等式直接表示出来，需要A,B,RL（结果低位）,RH（结果高位）四个通用寄存器；而若使用循环模式，则需要除A、B、RL、RH外的CX（控制循环次数以及高低位相与寄存器）和AD（取中间结果高低位）的辅助。
此次实验为了充分的接触指令系统，采用循环模式。
由于复杂模型机中只有R0、R1、R2、R3四个通用寄存器，故一些原来计划使用的寄存器改为使用主存。
另外，因为低位结果相加可能进位，所以修改原微指令ADD为带进位加法。
四、具体实现：1.画出算法流程图说明：该流程图使用了以下6个寄存器CX, AD,A,B,RL,RH；其中CX作为计数以及辅助生成AD的，CX变化为1000 0000 初始值0000 00010000 0010……1000 0000 程序结束AD作为被乘数的高低位划分数据, 其中被乘数B中高位对应的AD的位置1，低位置0:0000 0000 初始值0000 0001 CX OR AD -> AD0000 0011……1111 1111另流程图中所用6个寄存器在实现中使用MEM代替，CX,AD,A,B使用R2作RL，R3作RH。
计算机组成原理实验报告基本模型机和复杂模型机的设计
计算机组成原理实验报告基本模型机和复杂模型机的设计1.引言2.设计目标本次实验的设计目标是实现一个满足基本要求的计算机模型，了解计算机的基本组成结构和工作原理。
然后我们将设计一个更复杂的模型，通过增加功能模块和优化设计，实现更高级的计算能力和更好的性能。
3.实验方法基本模型机的设计主要包括五个核心模块：输入模块、中央处理器（CPU）、存储器、控制器和输出模块。
我们将使用VHDL语言来实现这些模块，并使用FPGA来实现整个基本模型机。
复杂模型机的设计在基本模型机的基础上进行扩展和优化。
我们将对CPU进行升级，加入多核处理器和并行计算能力，增加存储器容量和传输速率，优化控制器的运行效率。
通过这些优化，我们可以提高复杂模型机的计算性能和运行效率。
4.实验结果4.1基本模型机的实验结果基本模型机的实验结果显示，我们成功实现了输入输出功能，能够将用户的输入数据送入存储器，并通过CPU进行计算后将结果输出。
虽然这个模型的计算能力和性能较低，但是它对于初学者来说是一个良好的实践项目。
4.2复杂模型机的实验结果复杂模型机的实验结果显示，我们成功实现了多核处理器和并行计算的功能，并大幅提升了计算性能和运行效率。
存储器的容量和传输速率的提升也带来了更高的数据处理能力。
控制器的优化使得整个模型机的运行更加稳定和高效。
5.实验总结通过设计和实现基本模型机和复杂模型机，我们加深了对计算机组成原理的理解，并掌握了相关的设计和实践技巧。
实验结果表明，我们的设计能够满足计算机的基本要求，并具有一定的性能和计算能力。
通过进一步优化和扩展，我们可以设计出更高级的计算机模型，满足更多应用需求。
[1]《计算机组成原理》李文新，清华大学出版社，2024年。
实验六：复杂模型机的设计与实现
实验六：复杂模型机的设计与实现实验五复杂模型机的设计与实现一、实验目的综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。
二、实验设备Dais-CMX16+计算机组成原理教学实验系统一台，实验用导线若干。
三、数据格式及指令系统1.数据格式模型机规定采用定点补码表示数据，且字长为8位，其格式如下：其中第7位为符号位，数值表示范围是：-1≤X＜1。
2.指令格式模型机设计四大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问及转移指令和停机指令。
⑴算术逻辑指令设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：其中，OP-CODE其中9条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表5-1。
⑵访问指令及转移指令模型机设计2条访问指令，即存数（STA）、取数（LDA），2条转移指令，即无条件转移（JMP）、结果为零或有进位转移指令（BZC），指令格式为：其中“0 0 M ”为源码段，2OP-CODE为目的码段（LDA、STA 指令使用）。
D为十六位地址段（低八在前，高八随后），M为源寻址模式，其定义如下：⑶ I/O指令输入（IN）和输出（OUT⑷停机指令指令格式如下：HALT指令，用于实现停机操作。
3.指令系统本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令9条，访问内存指令和程序控制指令4条，输入输出指令2条，其它指令1条。
下表列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。
图5-1复杂模型机微程序流程图按照系统建议的微指令格式，参照微指令流程图，将每条微指令代码化，译成二进制代码，并将二进制代码表转换成十六进制格式文件。
源编码目的编码实验所用的机器指令程序：四、实验方法㈠键盘操作⑴首先卸去实验连接，然后按如下操作，把系统工作方式设为“微控／在线”。
在待命状态0下按【减址】键，LCD 显示器显示工作模式选项：按【增址】键，将光标移到“MUD ”微程序模式，按【减址】键确定后，系统先询问用户是否使用搭接方式，按【增址】键选择“y ”（搭接）或“n ”（在线），按【减址】键确定：Dais-CMX16+ ’XXX KLD MUD PLD选择手动模式接着系统询问用户是否使用扩展I/O 方式，按【增址】键选择“y ”（扩展I/O ）或“n ”（微控制器关联），按【减址】键确定：确定设置后，系统返回待命状态0。
复杂模型机实验报告
复杂模型机实验报告复杂模型机实验报告一、引言复杂模型机是一种用于模拟和研究复杂系统行为的工具。
本实验旨在通过对复杂模型机的实际操作和观察，探索其在解决实际问题中的潜力和应用价值。
二、实验目的1. 了解复杂模型机的基本原理和工作方式；2. 掌握复杂模型机的操作方法；3. 运用复杂模型机解决实际问题。
三、实验装置和方法实验中使用的复杂模型机是一台由多个模块组成的系统，包括中央处理器模块、存储器模块、输入输出模块等。
实验过程中，我们通过连接各个模块，构建一个复杂系统，并通过编程控制其运行。
四、实验步骤1. 搭建实验平台：根据实验要求，选择并连接相应的模块，确保系统正常运行。
2. 编写程序：根据实际问题的需求，编写相应的程序代码，包括输入输出控制、数据处理等。
3. 调试程序：在编写完成后，通过调试程序，确保程序运行无误。
4. 运行实验：将编写好的程序加载到复杂模型机中，观察系统的运行状态和结果。
五、实验结果与分析通过实验，我们得到了一系列的实验结果。
根据实验目的的不同，我们可以对这些结果进行不同的分析和解读。
以一个简单的实例来说明。
我们设计了一个用于模拟城市交通流量的复杂模型机系统。
通过输入不同的参数，我们可以模拟不同时间段内的交通流量变化情况。
实验结果显示，在高峰时段，交通流量明显增加，而在低峰时段，交通流量则相对较低。
这个实验结果可以为城市交通管理部门提供重要的参考，帮助他们制定更合理的交通规划和管理措施。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了复杂模型机的原理和应用，掌握了其操作方法，并通过实际问题的解决，验证了其在实践中的潜力和价值。
复杂模型机作为一种强大的工具，可以帮助我们更好地理解和解决复杂系统中的问题。
然而，我们也发现了一些问题。
复杂模型机的搭建和调试需要一定的技术和时间投入，对于初学者来说可能存在一定的难度。
此外，复杂模型机的应用范围还有待进一步扩展和深化，需要更多的实践和研究。
综上所述，复杂模型机是一种有着广阔应用前景的工具。
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计算机组成原理实验报告
实验题目：
一台模型计算机的总体设计
之复杂模型机设计
实验目的：
(1)在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统，构造一台复杂模型计算机，建立一台基本完整的整机。
(2)为其定义至少五条机器指令，并编写相应的微程序，通过联机调试，观察计算机执行指令：从取指令、指令译码、执行指令等过程中数据通路内数据的流动情况，进一步掌握整机概念。
实验设备
TDN-CM+教学实验系统一套、微型计算机一台、排线若干。
实验原理：
(1)数据格式及指令系统：
①数据格式
模型机规定数据采用定点整数补码表示，字长为8位，其格式如下：
其中，第7位为符号位，数值表示范围是－27 ≤X≤27－1
②指令格式
模型机设计4大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问及转移指令和停机指令。
A．算术逻辑指令
设计九条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：
其中，OP－CODE为操作码，RS为源寄存器，RD为目标寄存器，并规定：
九条算术逻辑指令的助记符、功能和具体格式见表5.2－1。
B.访问及转移指令：
模型机设计两条访问指令，即存数(STA)、取数(LDA)，两条转移指令，即无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移(BZC)，指令格式如下：
其中，OP －CODE 为操作码，RD 为目的寄存器地址(LDA 、STA 指令使用)。
D 为位移量(正负均可)，M 为寻址模式，其定义如下：
本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。
C．I/O指令：
输入(IN)和输出(OUT)指令采用单字节指令，其格式如下：
其中，addr=01时，选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为输入设备，addr=10时，选中“OUTPUT DEVICE”中的数码块作为输出设备。
D．停机指令：
停机指令格式如下：
HALT指令，用于实现停机操作。
③指令系统：
本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令七条，移位指令两条，访问内存指令和程序控制指令四条，输入/输出指令两条，其它指令一条。
表5.2－1列出了各条指令的格式、助记符和功能。
实验要求
(1)设计的复杂模型机要实现：加法运算、减法运算、加减混合运算、乘法运算和输出结果、循环的功能。
(2)设计的机器指令程序可参考以下实例：
程序助记符
$P0044 IN 01, R0
$P0146 IN 01, R2
$P0298 ADC R2, R0
$P0381 MOV R0, R1
$P04F5 RLC R1, R1
(3)设计总体结构(模型机各部件连接图)及数据通路框图。
(4)设计机器指令程序(减法运算、加减混合运算、乘法运算)。
(5)设计每条机器指令对应的每一段微程序。
(6)根据机器指令系统要求，设计微程序流程图及确定微地址。
(7)参照微指令流程图，将每条微指令代码化，译成二进制代码表，并将二进制代码表转换成联机操作时的十六进制格式文件。
(8)根据实验接线图(模型机各部件连接图：可参考提供资料)搭好模型机电路。
(9)先按功能模块进行组装和分调。
(10)整机调试，在内存中装入一段机器指令，联机调试程序并进行其它的运行方式等功能调试及执行指令的正确性验证，检测实现的功能是否达到设计要求。
实验主要步骤：
1.如上图，联接器件
2.打开TangDu CMP
3.测试连线情况，并修正
4.连线通过后装载EXE3文件
5.打开通路图，开始单步运行观察实验结果。
实验结果：
1.取指令过程，将指令取到寄存器并送到控制器。
过程中pc进行自加1运算。
2.具体执行的指令
a）$P0044 IN 01, R0
这条指令是从input读一个数读到R0中,具体实验中是01H b）$P0146 IN 01, R2
从input 读一个数到R2，其值也是01H
c) $P0298 ADC R2, R0
R2+R0 得02H 并保存到R0中
d)$P0381 MOV R0, R1
将R0的数据（02H）复制到R1中
e）$P04F5 RLC R1, R1
R1的数据进行一次左移运算，并再次存到R1（实验中02H得到04H）心得体会：
本次实验是计算机组成原理实验中完成最接近普通计算机的整机实验。
由本次实验可以了解到计算机实际的取指令计算等过程，强化了在书本上学的的计算机原理的知识。
此次实验也是对耐心和认真度的一个考验，因为本实验有着大量的线路联接，如果某一跟线接线错误或者接触不良将影响整个实验结果。
至此本学期的计算机组成原理实验全部结束了。
通过本学期的实验，辅助了课堂书本的学习。
更直观生动的为我们展示了计算机内部究竟是怎样的结构，程序是如何运行的。
通过本实验，使我们知道，计算机的内部组织结构并不是想象中那么艰深。
简单的了解其原理是可能的。
这对我们以后的学习和工作中底层的程序设计有着很大的帮助，同时也是个人知识的一个很有益的补充。