(计算机组成原理)实验三示例

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三数据输出移位门

1
R-OE 右
(1) 按照下表 0 1 移门
连接线。
1
L-OE 左
1 0 移门
1
没有输
11 出
连信接接号孔入孔
作用
状态说明
J
J
将 K23-K26 接
实验模式：手
1
1 座 3 座入 DBUS[7:0]
动
X
K
寄存器输出选
2
0
5
择
X
K
寄存器输出选
3
1
6
择
X
K
寄存器输出选
4
2
7
择
A
K
5
EN 3
分析首先设置手动模式：按[TV/ME]键三次，进入"Hand......"手动状态。系统清零 K23-K16 开关置零，按[RST]钮。将 55H 写入 A 寄存器，二进制开关 K23-K16 依次置为：01010101，控制信号 K3，K2，K1，KO 依次为：0111。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
据总线 DBUS 上；观察移位门输出结果。
2、实验电路
CPTH 中有 7 个寄存器可以向数据总线输出数据，但在某一特定时刻
只能有一个寄存器输出数据，由 X2，X1，X0 决定那一个寄存器输出数据，
下表是 X2，X1，X0 与各个寄存器的关系表。图 8 是总线上的 7 个寄存器的
控制端原理图。
X
输出寄
寄存器。S2S1S0=111 时运算器结果为寄存器 A 内容。

湖南大学-计算机组成原理实验-实验3-bomblab

课程名称：计算机组成与结构实验项目名称：bomblab专业班级：姓名：学号：指导教师：完成时间：2016 年 4 月20 日信息科学与工程学院根据以上分析，我们发现，从键盘输入一个值，放到（新）ebp+8进行调用，把他传到esp中，接着，函数再从$0x804a15c这个地址取值，放到中，接着，程序对这两个参数进行函数调用，调用判断字符串是否相等的程序equal进行判断，如果二者相等，则返回值为0，不引爆炸弹，反之，只要二者不相等，则炸弹爆炸。

分析结论：此处的密码存在地址$0x804a15c中，我们只要查看该地址的值，即可完成该题。

打开gdb调试，运行x/s 0x804a15c，查看该处的值故第一题的答案为We have to stand with our North Korean allies.Phase_5内容如下：0x08048db8 <+0>: push %ebp0x08048db9 <+1>: mov %esp,%ebp0x08048dbb <+3>: push %esi0x08048dbc <+4>: push %ebx这是两个调用者保存寄存器，因为接下来的循环中使用到了这两个寄存器的值，所以要进行压栈保存。

0x08048dbd <+5>: sub $0x20,%esp esp-320x08048dc0 <+8>: lea -0x10(%ebp),%eax0x08048dc3 <+11>: mov %eax,0xc(%esp)ebp-160x08048dc7 <+15>: lea -0xc(%ebp),%eaxPhase_6内容如下：0x08048c89 <+0>: push %ebp0x08048c8a <+1>: mov %esp,%ebp 0x08048c8c <+3>: push %edi这<phase_6+93>之前的都表达了什么？其实很简单，就是输入的这1到6的，且相邻两数不相等，且相差值不为好，接下来看<phase_6+93>之后的内容<phase_6+93>～<phase_6+145>，又是一个类似的功能块，操作，不妨仍仿照以上述方法做一次分析。

计算机组成原理实验三移位器

实验报告成绩课程名称计算机组成原理指导教师实验日期院(系) 计算机科学与技术学院专业班级实验地点学生姓名学号同组人实验项目名称实验三移位器一、实验目的和要求实验目的：1.掌握移位器的结构及工作原理；2.掌握层次化设计方法。

实验要求：1.使用层次化设计方法（见1.3），将移位器生成部件。

2.生成部件时，注意引脚不要锁定，直接编译，引脚命名不要重名。

3.注意保存好该实验生成的移位器部件，实验五将调用它。

4.完成详细的实验报告。

二、实验原理设计一个4位二进制数的移位电路，可以实现左移1位、右移1位和直接传送功能。

在LM（左移）的控制下可实现左移1位，空位补0。

在RM（右移）的控制下可实现右移1位，空位补0。

在DM（直送）的控制下可实现直接传送。

三、主要仪器设备1. 操作系统为WINDOWS的计算机一台；2. 数字逻辑与计算机组成原理实验系统一台；3. 两输入与门7408、三输入或门74hc32。

四、实验方法与步骤1.用图形输入法完成移位器逻辑电路输入。

2.管脚锁定：将四位二进制数a3-a0定义在K3－K0上；将4位输出q3-q0定义在LD3－LD0上；将LM定义在K8上，高电位有效；将DM定义在K9上，高电位有效；将RM定义在K10上，高电位有效，完毕后下载。

3.设置K3－K0为任意4位数，在LM、DM、RM的作用下分别观察LD3－LD0的显示，并分析其正确性。

4.生成元件符号。

五、实验结果分析六、实验心得通过本次实验，掌握了移位器的结构以及工作原理；掌握了层次化设计方法。

对后续实验打下坚实的基础。

计算机组成原理实验三运算器

实验三：八位运算器组成实验一：实验目的：1：掌握运算器的组成原理、工作原理；2：了解总线数据传输结构；3：熟悉简单的运算器的数据通路与控制信号的关系；4：完成给定数据的算术操作、逻辑操作；二：实验条件：1：PC机一台；2：MAX+PLUSⅡ软件；三：实验内容（一）1：所用到的芯片74181：四位算术逻辑运算单元；74244：收发器（双向的三态缓冲器）74273：八位D触发器；74374：八位D锁存器；74163：八进制计数器；7449：七段译码器2:实验电路图（1）运算器电路图（A）数据输入电路由两个十六进制计数器连接成16*16=256进制的计数器，可以实现八位的输入。

（B）运算功能选择电路由一个十六进制计数器组成，可以实现16种不同运算的选择。

再加上逻辑运算器上的M位和Cn位的选择，一共可以实现16*3=48种运算功能。

内部由一个74163构成。

内部结构：（C）数码管扫描显示电路由一个扫描电路scan和一个七段译码器7449组成，scan 内部是一个二选一的多路复用器。

scan内部结构：（D）运算器电路图（2）波形仿真图（A）输入两个数A=05H,B=0AH,O5H DR1,0AH DR2,并通过经由74181在总线上显示。

（B ）对两个数进行各种数学运算和逻辑运算。

加法运算：输出控制：s4s3s2s1=0001,M=0,CN=0 输出使能：ALU_BUS=0 计算结果：05H+0AH=10H四：实验内容（二）给定A,B两个数，设A=05H,B=0AH,完成几种常见的算术运算和逻辑运算画出运算的波形和仿真图（1）逻辑运算：A and B,A or B,取反/A,A⊙B,A⊕B;（2）算术运算：A加B，A加B（带进位），A减B；（3）复合运算：A加B 减（（/A）〃B）加B；（/(A⊙B)减（A⊕B）））加1计算(A加B)减((/A)〃B)后需要重新送入数据B，存入R5并且装载到LDDR2中。

计算机组成原理实验报告(四个实验图)

福建农林大学计算机与信息学院计算机类实验报告课程名称：计算机组成原理姓名：周孙彬系：计算机专业：计算机科学与技术年级：2012级学号：3126010050指导教师：张旭玲职称：讲师2014年06 月22日实验项目列表序号实验项目名称成绩指导教师1 算术逻辑运算单元实验张旭玲2 存储器和总线实验张旭玲3 微程序控制单元实验张旭玲4 指令部件模块实验张旭玲福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系：计算机专业：计算机科学与技术年级： 2012级姓名：周孙彬学号： 3126010050 实验课程：实验室号：_______ 实验设备号：实验时间：指导教师签字：成绩：实验一算术逻辑运算单元实验实验目的1、掌握简单运算器的数据传输方式2、掌握74LS181的功能和应用实验要求完成不带进位位算术、逻辑运算实验。

按照实验步骤完成实验项目，了解算术逻辑运算单元的运行过程。

实验说明1、ALU单元实验构成（如图2-1-1）1、运算器由2片74LS181构成8位字长的ALU单元。

2、2片74LS374作为2个数据锁存器（DR1、DR2），8芯插座ALU-IN作为数据输入端，可通过短8芯扁平电缆，把数据输入端连接到数据总线上。

运算器的数据输出由一片74LS244（输出缓冲器）来控制，8芯插座ALU-OUT 作为数据输出端，可通过短8芯扁平电缆把数据输出端连接到数据总线上。

图2-1-1图2-1-22、ALU单元的工作原理（如图2-1-2）数据输入锁存器DR1的EDR1为低电平，并且D1CK有上升沿时，把来自数据总线的数据打入锁存器DR1。

同样使EDR2为低电平、D2CK有上升沿时把数据总线上的数据打入数据锁存器DR2。

算术逻辑运算单元的核心是由2片74LS181组成，它可以进行2个8位二进制数的算术逻辑运算，74LS181的各种工作方式可通过设置其控制信号来实现（S0、S1、S2、S3、M、CN）。

当实验者正确设置了74LS181的各个控制信号，74LS181会运算数据锁存器DR1、DR2内的数据。

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中的一门重要课程，通过实验学习可以更好地理解和掌握计算机的基本原理和结构。

本实验报告将介绍我在学习计算机组成原理课程中进行的实验内容和实验结果。

实验一：二进制与十进制转换在计算机中，数据以二进制形式存储和处理。

通过这个实验，我们学习了如何将二进制数转换为十进制数，以及如何将十进制数转换为二进制数。

通过实际操作，我更深入地了解了二进制与十进制之间的转换原理，并且掌握了转换的方法和技巧。

实验二：逻辑门电路设计逻辑门电路是计算机中的基本组成部分，用于实现不同的逻辑运算。

在这个实验中，我们学习了逻辑门的基本原理和功能，并通过电路设计软件进行了实际的电路设计和模拟。

通过这个实验，我深入理解了逻辑门电路的工作原理，并且掌握了电路设计的基本方法。

实验三：组合逻辑电路设计组合逻辑电路是由多个逻辑门组合而成的电路，用于实现复杂的逻辑功能。

在这个实验中，我们学习了组合逻辑电路的设计原理和方法，并通过实际的电路设计和模拟，实现了多个逻辑门的组合。

通过这个实验，我进一步掌握了逻辑电路设计的技巧，并且了解了组合逻辑电路在计算机中的应用。

实验四：时序逻辑电路设计时序逻辑电路是由组合逻辑电路和触发器组合而成的电路，用于实现存储和控制功能。

在这个实验中，我们学习了时序逻辑电路的设计原理和方法，并通过实际的电路设计和模拟，实现了存储和控制功能。

通过这个实验，我进一步了解了时序逻辑电路的工作原理，并且掌握了时序逻辑电路的设计和调试技巧。

实验五：计算机指令系统设计计算机指令系统是计算机的核心部分，用于控制计算机的操作和运行。

在这个实验中，我们学习了计算机指令系统的设计原理和方法，并通过实际的指令系统设计和模拟，实现了基本的指令功能。

通过这个实验，我深入了解了计算机指令系统的工作原理，并且掌握了指令系统设计的基本技巧。

实验六：计算机硬件系统设计计算机硬件系统是由多个模块组成的，包括中央处理器、存储器、输入输出设备等。

五邑大学计算机组成原理实验报告三：微程序控制器实验

《计算机组成原理》实验报告学院：计算机学院专业：计算机科学与技术班级学号：150801 3115000820学生姓名：黄家燊实验日期：2016.12.25指导老师：李鹤喜五邑大学计算机学院计算机组成原理实验室实验一一、实验名称：微程序控制器实验二、实验目的(1)掌握微程序控制器的功能、组成知识。

（2）掌握为程序的编制、写入、观察微程序的运行二、实验设备：PC机一台，TD-CM3+实验系统一套三、实验原理：微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行，即将当前指令的功能转换成可以控制的硬件逻辑部件的为命令序列，完成数据传送和个汇总处理操作，他的执行方法是将控制各部件的微命令的集合进行编码，即将微命令的集合仿照及其指令一眼，用数字代码的形式表示，这种表示陈伟微指令。

这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令，这种为指令序列称作为程序。

微程序存储在一种专用的存储器中，成为控制储存器四、实验步骤1.对为控制器进行读写操作：（1）手动读写：①按图连线：②将MC单元编程开关置为“编程”档，时序单元状态开关置为“单步”档，ADDR 单元状态开关置为“置数”档③使用ADDR单元的低六位SA5…SA0给出微地址MA5…MA0，微地址可以通过MC 单元的MA5…MA0微地址灯显示④CON单元SD27…SD20，SD17…SD10，SD07…SD00开关上置24位微代码，待写入值由MC单元的M23…M024位LED灯显示⑤启动时序电路（按动一次TS按钮），即将微代码写入到E2PROM2816的相应地址对应单元中⑥重复③④⑤三步，将下图微代码写入2816芯片中二进制代码表（2）联机读写：①将微程序写入文件，联机软件提供了微程序下载功能，以代替手动读写微控制器，但微程序得以指定的格式写入本次试验的微程序如下：：//************************************************************// :// // :// 微控器实验指令文件 // ：// // ：//************************************************************// ：//***************Start Of MicroController Data****************//$M 00 000001;NOP$M 01 007070;CON(INS)->IR,P<1>$M 04 002405;R0->A$M 05 04B201;R0->B$M 30 001404;A加B->RO$M 32 183001;IN->R0$M 33 280401;R0->OUT$M 35 000035;NOP;//***************End Of MicroController Data*******************// ②写入微程序用联机软件的“【转存】-【装载数据】”功能将改格式文件装载入试验系统。

计算机组成原理实验3

实验3通用寄存器实验一、实验目的1.熟悉通用寄存器的数据通路。

2.掌握通用寄存器的构成和运用。

二、实验要求在掌握了AX、BX运算寄存器的读写操作后，继续完成CX、DX通用寄存器的数据写入与读出。

三、实验原理实验中所用的通用寄存器数据通路如下图所示。

由四片8位字长的74LS574组成CX（R1 R0）、DX（R3 R2）通用寄存器组。

图中X2 X1 X0定义输出选通使能，SI、XP控制位为源选通选择。

RXW为寄存器数据写入使能，OP、DI为目的寄存器选择。

DRCK信号为寄存器写脉冲，下降沿有效。

准双向I/O输入输出端口用于置数操作，经2片74LS245三态门与数据总线相连。

图2-3-3通用寄存器数据通路四、实验内容五、实验过程 & 实验结果1.寄存器组写操作(1)(2)寄存器组的字写入通过“I/O单元”把CX的地址00打入IR，然后向CX写入2211h，操作步骤如下：按【单拍】按钮通过“I/O单元”把DX的地址02打入IR，然后向DX写入4433h，操作步按【单拍】按钮(3)寄存器组的字节写入通过“I/O单元”把CX的地址00打入IR，然后向CL写入55h，操作步骤按【单拍】按钮按【单拍】按钮K21 K16 K2=000 K21 K6 K2=111在IR保持为“XX00”的条件下，可省略打地址环节，按下流程向CH写入AAh2.寄存器读操作(1)(2)寄存器组字读(3)寄存器组字节读CH。

K7=1K10~K6=00101准双向I/O口实验一、实验目的熟悉与了解准双向I/O口的构成原理。

二、实验要求掌握准双向I/O口的输入／输出特性的运用。

三、实验原理Dais-CMX16+向用户提供的是按准双向原理设计的十六位输入/输出I/O口，当该位为“1”时才能用作输入源，上电或复位（手动态按【返回】键），该十六位I/O口被置位（即为“0FFFFh”）。

通常情况下，在用作输入的时候就不能再有输出定义。

电路结构如图2-3-4所示。

计算机组成原理实验报告精品9篇

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20年月日实验一：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。

中山大学计算机组成原理实验单周期CPU设计

《计算机组成原理实验》实验报告（实验三）学院名称：数据科学与计算机学院专业（班级）：学生姓名：学号：时间：2019 年11 月8 日成绩:实验三：单周期CPU设计与实现一.实验目的(1) 掌握单周期CPU数据通路图的构成、原理及其设计方法；(2) 掌握单周期CPU的实现方法，代码实现方法；(3) 认识和掌握指令与CPU的关系；(4) 掌握测试单周期CPU的方法。

二.实验内容设计一个单周期CPU，该CPU至少能实现以下指令功能操作。

指令与格式如下：==> 算术运算指令加“加”运算。

加“加”运算。

==> 逻辑运算指令加“与”运算。

功能：GPR[rt] ←GPR[rs] or zero_extend(immediate)。

==>移位指令==>比较指令==> 存储器读/写指令==> 分支指令else pc ←pc + 4特别说明：offset是从PC+4地址开始和转移到的指令之间指令条数。

offset符号扩展之后左移2位再相加。

为什么要左移2位？由于跳转到的指令地址肯定是4的倍数（每条指令占4个字节），最低两位是“00”，因此将offset放进指令码中的时候，是右移了2位的，也就是以上说的“指令之间指令条数”。

else pc ←pc + 4（16）bltz rs, offsetelse pc ←pc + 4。

==>跳转指令（17）j addr说明：由于MIPS32的指令代码长度占4个字节，所以指令地址二进制数最低2位均为0，将指令地址放进指令代码中时，可省掉！这样，除了最高6位操作码外，还有26位可用于存放地址，事实上，可存放28位地址，剩下最高4位由pc+4最高4位拼接上。

==> 停机指令功能：停机；不改变PC的值，PC保持不变。

三.实验原理单周期CPU指的是一条指令的执行在一个时钟周期内完成，然后开始下一条指令的执行，即一条指令用一个时钟周期完成。

电平从低到高变化的瞬间称为时钟上升沿，两个相邻时钟上升沿之间的时间间隔称为一个时钟周期。

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_3_不恢复余数阵列除法器

河北大学计算机组成原理实验报告学院年级专业学号姓名实验日期实验地点指导老师实验项目不恢复余数阵列除法器成绩一、实验目的：理解除法器的原理。

二、实验原理：这次实验实现原码不恢复余数法的阵列除法器算法（余数左移除数固定），详细计算过程如下。

例题：X=0.10110，y=0.111，求[x/y]原。

则[x]补=0.10110，[y*]补=0.111，[-y*]补=1.001由于除数被除数都为正，因此最后结果为正，直接在最后的结果加上“+”，商为+0.110，但是由于除数在计算的过程中被逻辑左移了3次，所以要乘以2^-5进行恢复，故余数为0.000 010 000。

原码不恢复余数法原理说明：①符号位单独处理，参加运算的是除数和被除数的绝对值的补码，除数的绝对值用y*表示；②合法的除法运算中，被除数必须小于除数，因此第一次上商肯定是r6=0，否则溢出，停止运算；③原码恢复余数法来源于手算的竖式除法。

若余数为正，表示够减，商上1，左移一位，减去[y*]补，也就是加上[-y*]补；若余数为负，表示不够减，商上0，恢复余数（加上除数），变成减去除数之前的结果，继续左移一位，加上[-y*]补。

④原码不恢复余数法建立在原码恢复余数法的基础之上，假设当前的余数为R。

当余数大于0时，下一步余数是先左移一位再减去除数，即下一步余数应该为R’=2R-y*；当余数小于0时先恢复余数，然后再左移一位再减去除数，假设当前余数为R，那么下一步余数应该为R’=2(R+y*)-y*=2R+y*。

以上两个式子将恢复余数法的步骤定量化了，也就是说，要么左移一位加上y*，要么左移一位减去y*，这就是加减交替的含义。

⑤除数和被除数具有3位尾数的合法的除法，需要逻辑移位3次，上商3+1=4次。

可以设置一个计数器count来控制循环次数，达到3次就停止。

⑥若最后一步为负，表示不够减，商上0，需要恢复余数，即加上除数，否则不需要。

接下来介绍原码不恢复余数阵列除法器①可控加法/减法(CAS)单元原理是利用一个可控加法／减法 CAS 单元所组成的流水阵列来实现的它有四个输出端和四个输入端。

《计算机组成原理》实验3存储器试验

实验三存储器实验
实验目的：
了解静态随机存取存储器的工作原理；掌握读写存储器的方法。

实验内容：
连接线路，并完成对存储器不同单元的读写操作。

实验原理：
其中M_nRD和M_nWR由CBUS区的nM_RD和nM_WR提供，而nM_RD和nM_WR 的控制逻辑如下图所示：
有效
有效
实验步骤：
连接线表
1、打开实验仪电源，按CON单元的nRST按键，复位
2、给存储器的01H、02H地址单元写入数据11H、22H。

存储器写入的过程图为：
3、从存储器的01H、02H地址单元读出数据，观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。

存储器读出的过程图为：
请将从存储器的01H地址单元读出数据过程中的信号写在实验报告上。

注意：
无论对存储器进行读还是写，都要先提供地址信号。

计算机组成原理实验报告3 微程序控制器实验

实验三微程序控制器实验一.实验目得与要求:实验目得:1.理解时序产生器得原理，了解时钟与时序信号得波形;2.掌握微程序控制器得功能,组成知识;3.掌握微指令格式与各字段功能；4.掌握微程序得编制,写入,观察微程序得运行，学习基本指令得执行流程.实验要求：1.实验前，要求做好实验预习，并复习已经学过得控制信号得作用;2.按练习一要求完成测量波形得操作，画出TS1,TS２,TＳ3，TS4得波形,并测出所用得脉冲Ф周期。

按练习二得要求输入微指令得二进制代码表，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：用联机软件得逻辑示波器观测时序信号，测量Ф，TS1，ＴS2，TS３,TS4信号得方法如下：(1）TATＥUNIT 中ＳTOP开关置为“ＲUN”状态（向上拨)，STEＰ开关置为“EX ＥＣ”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"菜单下得“显示逻辑示波器窗口,即可出现测量波形得画面。

（５)探头一端接实验仪左上角得CH1,另一端接STAＴE UＮＩT中得Ф插座,即可测出时钟Ф得波形。

（6）探头一端接实验仪左上角得CH2，另一端接STＡＴE UNIT中得TS1插座，即可测出TS1得波形;(7)探头一端接实验仪左上角得CH1，另一端接ＳTA TE UＮＩT中得TＳ2插座，即可测出TＳ2得波形.（8)将红色探头一端接实验仪左上角得CH１，另一端接STAＴE ＵNIＴ中得ＴS3插座，即可测出TＳ３得波形。

(9）将红色探头一端接实验仪左上角得ＣH1，另一端接ＳTATE UNＩT中得TＳ4插座，即可测出TS4得波形。

2.观察微程序控制器得工作原理：①关掉实验仪电源，拔掉前面测时序信号得接线;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ＳTA TE UＮIT 中得STＥP置为STＥP状态，STOP置为RUN状态，SWIＴＣＨUNＩＴ中CLＲ开关置为1状态；C.在右上角得ＳWITＣＨUNIＴ中UＡ5—UＡ０开关上置表３、2中某个要写得微地址；D.在MK24-MK1开关上置表3、2中要写得微地址后面得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得相应地址对应得单元中；F.重复Ｃ—E步骤,将表３、2得每一行写入E2PＲOM 2816。

计算机组成原理实验三多功能ALU设计实验

3'b010:LED <= F[23:16];
3'b011:LED <= F[31:24];
default: begin LED[7] <= ZF;LED[0] <= OF;LED[6:1] <= 6'b0;end
endcase
end
endmodule
二、仿真波形
三、电路图
四、引脚配置（约束文件）
//引脚配置
(3)通过本实验，无法得出：slt操作中的“A<B”是对有符号数的比较还是无符号数的比较，这个结论。若A=32’b0,B=32’bFFFF_FFFF,则所得到的答案是F=0000_0001.
这个问题应该再设置一个变量SIGctr信号，控制ALU是执行“带符号整数比较小于置于1”还是“无符号数比较小于置1”功能，当SIGctr=0，则执行“无符号数比较小于置1”，当SIGctr=1，则执行“带符号整数比较小于置1”。
endcase
end
always@(*)
begin
if(F===32'h0000_0000)
ZF<=1;
else
ZF<=0;
end
assign OF=C32^F[31]^A[31]^B[31];
always @(*)
begin
case(F_LED_SW)
3'b000:LED <= F[7:0];
3'b001:LED <= F[15:8];
3'b011: begin A<=32'h7FFF_FFFF; B<=32'h7FFF_FFFF; end
3'b100: begin A<=32'hFFFF_FFFF; B<=32'hFFFF_FFFF; end

计算机组成原理实验报告3

计算机组成原理实验报告3上海⼤学计算机组成原理实验报告三姓名：学号：座位号：上课时间：教师：报告成绩：⼀．实验⽬的1. 读出系统已有的微指令，并理解其含义。

2. 设计并实现微指令系统。

⼆．实验原理1.微指令构造①译码器：前两次实验的每⼀项操作都是通过⼈⼯设置电键ki的位置——Ki编码，然后给出⼀个CK脉冲来完成。

如果有⼀个器件能给出对应与每个操作的ki编码，这个器件就可以代替我们来为操作译码——产⽣控制信号，这个器件就是指令译码器，也叫控制器。

常见的控制器有两种：⽤组合逻辑电路实现控制信号的逻辑电路结构和⽤存储器实现控制信号的微程序结构。

前者将在《在系统编程技术及应⽤》课程中学习。

这⾥学习后者。

②微指令：把⼀个操作的控制总线编码放在⼀个存储单元中，同时给出调⽤这个单元的⽅法（例如：这个单元的地址），则对使⽤者⽽⾔，这个调⽤⽅法等价于控制总线编码本⾝，⼆者都称为微指令（不同场合具体指向不同或没有区别）。

对于操作：“ACH送⼊寄存器A”有ki编码：1111 11110，假定将其存⼊⼀个地址为F3H的随意选取的存储器单元中，且可以⽤“读F3”的⽅式取出这个内容并送上控制总线，则“读F3”和1111 11110是这个操作的微指令，这两个表达形式等价。

③操作序列的形式化表述：同理：把操作“BDH送⼊寄存器W”的ki编码1111 11101存⼊随意选取的FDH地址单元；操作“A－W”的ki编码1111 00111存⼊随意选取的B2H地址单元；操作“直通门D的内容送OUT寄存器”的编码0100 111111存⼊DCH地址单元。

④实验箱的微指令系统：制造⼚的⼯程师根据这个实验箱的功能、部件数量、必须的基本操作等要求，给它安排了24条控制线——控制总线宽度为24。

相应地，每条微指令有24位、微程序存储器的每个地址也必须是24位的存储单元。

于是⼚家把3⽚8位存储器的对应地址并接在⼀起，构成⼀个24位的存储器。

具体连接见下图1。

计算机组成原理多路选择器实验报告

计算机组成原理实验三多路选择器实验．．．．．．．．．．．．．．．姓名：陈衍席学号:1205110125 网工1202实验环境】1. Windows 2000 或Windows XP2. QuartusII9.1 sp2、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】本次实验要求掌握各种多路选择器的设计与实现。

【实验要求】可以利用原理图设计并实现1位、8位和32位2选1多路选择器、32位4选1、32位32选1多路选择器。

其中32位4选1和32位32选1多路选择器，可以借用系统自带的元件库LPM_MUX元件。

【实验原理】多路选择器（Multiplexer）又称数据选择器或多路开关，是一种多个输入、一个输出的器件。

其功能是在选择控制码（地址）电位的控制下从几路数据输入中选择一路并将其送到一个公共输出端，也就是经过多路选择把多个通道的数据传输到唯一的公共数据通道上。

因此，实现数据选择功能的逻辑电路称为多路选择器。

如图所示，为4选1多路选择器示意图：多路选择器的功能类似于一个多掷开关。

如果它有两路数据A0和A1，则选择控制信号S，从两路数据中选中某一路数据送至输出端Y。

此时，其功能相当于多个输入的单刀多掷开关。

2选1多路选择器真值表如下所示；由上表可以推出2选1多路选择器输入、输出逻辑关系式为：【实验步骤】3.1 1位2选1多路选择器的设计由逻辑关系式可知，当S为0时，Y的值由A0确定；当S为1时，Y的值由A1确定，由此可以创建1位2选1多路选择器的原理图。

（1）创建如图所示1位2选1多路选择器的原理图文件：（2）文件编译（3）功能仿真仿真及结果分析：在65s--80ns之间，A0=0，A1=1，当S=1时，Y=1；S=0时，Y（4）生成原理图元器件如图，点击【File】-->【Create/Update】-->【Create Symbol Files for Current File】，完成元件封装。

(计算机组成原理)实验三示例