计组实验报告--部分
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
计组实验报告实验目的：本实验旨在通过设计和实现一个简单的计算机指令系统，加深对计算机组成原理的理解，并掌握计算机组成原理的实际应用。
实验原理：计算机指令系统是指用于实现计算机操作和控制的指令集合。
通常包括机器指令的格式、指令的执行方式以及指令的功能。
在本实验中，我们将使用VHDL语言设计和实现一个基础的计算机指令系统，包括指令的译码、执行和存储等功能。
实验设备和材料：1. FPGA开发板2. 计算机软件仿真工具3. 计算机指令系统设计软件实验步骤：1. 设计计算机指令系统的指令格式：根据实际需求和要求，设计机器指令的格式，包括操作码和操作数等。
合理的指令格式能够简化译码和执行的操作，并提高计算机系统的效率。
2. 实现指令的译码功能：根据指令格式，设计并实现指令的译码功能。
译码过程将指令的二进制表示解析成实际的操作，包括操作类型、寄存器选择以及操作数等。
这一步骤是指令执行的关键，正确的译码能够保证指令的正确执行。
3. 设计指令的执行逻辑：根据指令的功能和操作，设计并实现指令的执行逻辑。
这包括算术逻辑单元(ALU)的实现以及数据传输和存储等操作。
指令的执行逻辑应该符合计算机组成原理的相关原理和规范，确保指令的正确执行和结果的准确性。
4. 进行指令系统的测试和调试：在设计和实现完成后，进行指令系统的测试和调试。
可以使用计算机软件仿真工具进行模拟测试，验证指令译码和执行的正确性。
根据测试结果进行必要的调试和优化，确保指令系统的稳定性和可靠性。
实验结果和分析：通过本次实验，我们成功设计和实现了一个简单的计算机指令系统。
在测试和调试过程中，我们发现指令系统的译码和执行逻辑是正确的，指令执行的结果符合预期。
指令系统能够完成基本的算术和逻辑运算，以及数据传输和存储等操作。
实验总结：本次实验通过设计和实现一个简单的计算机指令系统，加深了对计算机组成原理的理解。
通过实践操作，我们掌握了计算机组成原理的实际应用，包括指令的设计和实现、指令的译码和执行、以及指令系统的测试和调试等。
计组存储器实验实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解存储器的基本组成和工作原理；2. 掌握存储器的读写操作过程；3. 熟悉存储器芯片的引脚功能及连接方式；4. 了解存储器与CPU的交互过程。
二、实验环境1. 实验设备：TD-CMA计算机组成原理实验箱、计算机；2. 实验软件：无。
三、实验原理1. 存储器由地址线、数据线、控制线、存储单元等组成；2. 地址线用于指定存储单元的位置，数据线用于传输数据，控制线用于控制读写操作；3. 存储器芯片的引脚功能：地址线、数据线、片选线、读线、写线等；4. 存储器与CPU的交互过程：CPU通过地址线访问存储器，通过控制线控制读写操作，通过数据线进行数据传输。
四、实验内容1. 连线：按照实验原理图连接实验箱中的存储器芯片、地址线、数据线、控制线等；2. 写入操作：将数据从输入单元IN输入到地址寄存器AR中，然后通过控制线将数据写入存储器的指定单元；3. 读取操作：通过地址线指定存储单元，通过控制线读取数据，然后通过数据线将数据输出到输出单元OUT；4. 实验步骤：a. 连接实验一（输入、输出实验）的全部连线；b. 按实验逻辑原理图连接两根信号低电平有效信号线；c. 连接A7-A0 8根地址线；d. 连接13-AR正脉冲有效信号线；e. 在输入数据开关上拨一个地址数据（如00000001，即16进制数01H），拨下开关，把地址数据送总线；f. 拨动一下B-AR开关，实现0-1-0”，产生一个正脉冲，把地址数据送地址寄存器AR保存；g. 在输入数据开关上拨一个实验数据（如10000000，即16进制数80H），拨下控制开关，把实验数据送到总线；h. 拨动控制开关，即实现1-0-1”，产生一个负脉冲，把实验数据存入存储器的01H号单元；i. 按表2-11所示的地址数据和实验数据，重复上述步骤。
五、实验结果与分析1. 通过实验，成功实现了存储器的读写操作；2. 观察到地址线、数据线、控制线在读写操作中的协同作用；3. 理解了存储器芯片的引脚功能及连接方式；4. 掌握了存储器与CPU的交互过程。
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。
华工计组实验报告
实验名称：计算机组成原理实验实验目的：1. 理解计算机组成原理的基本概念和原理。
2. 掌握计算机各个组成部件的功能和相互关系。
3. 通过实验加深对计算机组成原理的理解和应用。
实验时间：2023年X月X日实验地点：计算机实验室实验器材：1. 计算机组成原理实验箱2. 计算机组成原理实验指导书3. 计算器4. 计算机组成原理实验数据记录表实验内容：一、实验一：计算机硬件系统结构1. 实验目的：了解计算机硬件系统的基本结构，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等。
2. 实验步骤：（1）观察实验箱的硬件组成，识别各个硬件部件。
（2）了解各个硬件部件的功能和相互关系。
（3）记录实验数据。
3. 实验结果与分析：实验结果显示，计算机硬件系统主要由CPU、存储器、输入输出设备等组成。
CPU负责处理数据，存储器负责存储数据，输入输出设备负责与用户进行交互。
二、实验二：CPU工作原理1. 实验目的：了解CPU的工作原理，包括指令周期、时钟周期、数据通路等。
2. 实验步骤：（1）观察实验箱的CPU模块，识别各个部件。
（2）了解CPU各个部件的功能和相互关系。
（3）进行指令周期和时钟周期的实验，记录实验数据。
3. 实验结果与分析：实验结果显示，CPU的工作原理包括指令周期和时钟周期。
指令周期是指执行一条指令所需的时间，时钟周期是指CPU中时钟信号的周期。
实验数据表明，CPU通过数据通路进行指令的执行，完成数据处理。
三、实验三：存储器工作原理1. 实验目的：了解存储器的工作原理，包括随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）等。
2. 实验步骤：（1）观察实验箱的存储器模块，识别各个存储器。
（2）了解存储器的功能和特点。
（3）进行存储器读写实验，记录实验数据。
3. 实验结果与分析：实验结果显示，存储器包括RAM和ROM。
RAM具有读写功能，而ROM只能读。
实验数据表明，存储器通过地址译码器进行寻址，实现数据的读写。
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。
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。
计算机组成原理实验
计算机组成原理实验计算机组成原理实验报告1. 引言计算机组成原理实验是计算机类专业学生进行的重要实践课程之一。
通过实验，学生可以深入了解计算机系统的各个组成部分以及它们的功能和工作原理。
2. 实验目的本次实验的主要目的是探究计算机中的主要组成部分，包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备以及硬盘等，并了解它们的相互连接与调度方式。
3. 实验装置和材料本实验使用了一台计算机，配备有Intel Core i7处理器、8GB 内存和500GB硬盘。
实验中还使用了键盘、鼠标和显示器等输入输出设备。
4. 实验过程及结果4.1 CPU实验在这个实验中，我们通过编写汇编语言程序来实现简单的数值运算。
实验结果显示，CPU能够根据程序逐条执行指令，并正确计算出结果。
4.2 内存实验通过编写C语言程序，我们对内存进行读写操作。
实验结果显示，内存可以正确存储和读取数据，并且能够保持数据的一致性。
4.3 输入输出设备实验在这个实验中，我们测试了键盘和鼠标的输入功能以及显示器的输出功能。
实验结果显示，输入设备能够正确识别用户的输入，而输出设备能够正确显示结果。
4.4 硬盘实验通过读写文件的操作，我们测试了硬盘的存储和检索功能。
实验结果显示，硬盘能够正确存储和读取文件，并且能够在短时间内进行大量的数据传输。
5. 结论通过本次实验，我们深入了解了计算机系统的各个组成部分以及它们的功能和工作原理。
实验结果表明，计算机的各个组件能够正常工作，并且能够协同工作以完成复杂的任务。
6. 参考文献[1] 《计算机组成原理实验指导书》[2] Smith, J.E., & Jones, P. 《Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface》. Morgan Kaufmann, 2014.。
计组实验报告
计组实验报告实验报告题目：计算机组成原理实验实验目的：了解计算机组成原理的基本概念和实验操作，掌握计算机的基本运行机理和指令执行过程。
实验内容：在计算机实验室中完成以下实验内容：1. 运用计算机硬件工具，查看和了解计算机的CPU、存储器、I/O设备等部件的基本组成结构和工作机理。
2. 设计及编写简单的汇编语言指令，编译成机器码，并使用计算机的汇编语言编译器将机器码翻译成相应的汇编语言代码。
3. 查看和分析计算机的系统时钟、总线的工作状态和数据传输的过程，了解计算机的指令执行机制和处理器的运行方式。
实验步骤：1. 计算机硬件的基本组成结构介绍在实验室中，我们查看和了解计算机的CPU、存储器、I/O设备等部件的基本组成结构和工作机理。
通过硬件结构图、处理器的演示等方式，我们了解了这些硬件部件的基本原理和构造，也掌握了计算机硬件的基本工作机理。
2. 编写及编译简单的汇编语言指令接下来，我们开始了编写和编译简单汇编语言指令的实验内容。
我们使用计算机的汇编语言编译器，将指令编译成机器码，并使用反汇编工具将机器码翻译成相应的汇编语言代码。
3. 分析计算机系统的时钟、总线和数据传输的过程最后，我们分析了计算机的系统时钟、总线的工作状态和数据传输的过程。
通过查看计算机的指令执行过程和处理器的运行状态，我们掌握了计算机的指令执行机制和处理器的运行方式。
我们还通过硬件实验工具观察了实际的操作过程，深入了解了计算机的实际工作机理。
实验结果：通过这次实验，我们掌握了计算机组成原理的基本概念和实验操作，进一步加深了对计算机硬件的理解和认识，也提高了我们对计算机运行机理的把握。
结论：计算机组成原理实验是一次理论和实践相结合的计算机实验，通过这次实验，我们深入理解了计算机的基本组成和运行原理，也提高了我们的实验操作能力和数据分析能力。
我们相信，在今后的学习和研究中，这次实验对我们的帮助将会非常大。
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。
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
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
计算机组成原理学生实习报告
计算机组成原理学生实习报告第一篇：计算机组成原理学生实习报告温岭市职业技术学校学生实习(实验)报告班级学号姓名指导教师实习时间实习课题: 计算机组装实习目的:熟悉计算机硬件组装硬件组装流程实习器材与设备:旧电脑数据线螺丝刀等实习过程:1.准备机箱2.安装主板上的部件3.将主板装入机箱4.连接机箱至主板的控制线5.实习小结:(写实习报告要求:1.有图纸的请附在报告反面2.写出具体过程包括编程、步骤)第二篇：计算机组成原理《计算机组成原理》实验任务计识。
算机原理是计算机科学与技术及相关专业的一门专业基础课，是一门重点科，在计算机硬件的各个领域中运会用到计算计原理的有关知本实验课程的教学目的和要求是使学生通过实验手段掌握计算机硬件的组成与设计、制造﹑调试﹑制造﹑维护等多方面的技能同时训练动手的能力，也使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练. 第三篇：计算机组成原理上机实习报告总结经过这次课程设计我们了解了很多知识，也学到了一些课本中没有的知识点，实践给我们带来了很多快乐，但是在这快乐中我们有着艰辛，在我们接完线的时候，去运行机器总是出错，我们一步一步的检查，到最后一遍又一遍的重新连线，到最后终于成功了，心里有着一般人没有的喜悦。
计算机组成原理设计与实践实验课程不仅仅是对理论的验证，重要的是技术训练和能力培养，包括动手能力、分析问题和解决问题的能力、书写能力和表达能力、团队协作能力等的培养也就是要注重学生的工程能力，培养学生完成项目实践的能力，同时，要培养学生交流的能力，能够很好地表达自己的设计思想，这也是工程实践中必不可少的。
因此，在整个课程中，指导教师多次与学生交流设计方案，让学生在与老师的交流中逐渐理解处理器的工作原理。
同时，培养学生书写报告的能力，很多学生只注重编程序，而不重视课程报告的撰写，这需要老师的引导和成绩比例分配的导向，让学生真正理解报告不仅是写给老师看的，更重要的是真正通过报告的形式提交自己的设计思想。
计组实验报告5
本次实验锁存器相当于寄存器，起到缓冲数据的作用。第一组实验中数据开关设置的
是（01H），使数据直接存入锁存器中。将数据开关设置成（02H），数据也直接存入锁存 器中，此时，数据总线和锁存输出显示(02H)。
七、实验总结
本次实验主要掌握了输入/输出的硬件电路，对锁存器的功能有了进一步的体会。实验 步骤简单易懂，实验过程顺利。
设置数据开关，具体操作步骤如下：
数据开关
（00000001）
三态门 CBA=000
CE=0 SW-B=1
寄存器ＤＲ２
（00000001）
LDDR1=0 LDDR2=1 按单步建
寄存器ＤＲ１
（00000001）
LDDR1=1 LDDR2=0 按单步建
结果分析：
运算单元的 DR1、DR2 与数据总线都显示（01H）。
（1）按单步键后，数据总线显示(00H)，内存显示(11H)，地址总线显示(00H)。 再按单步键后，数据总线显示(11H)。
（2）按单步键后，数据总线显示(01H)，内存显示(12H)，地址总线显示(01H)。 再按单步键后，数据总线显示(12H)。
（3）按单步键后，数据总线显示(02H)，内存显示(13H)，地址总线显示(02H)。
（４）寄存器判零
在保持带进位减法运算所设置的状态下，令ＡＲ＝１，按【单步】，若零标志灯Ｚ“亮”， 表示当前运算结果为零，反之表示结果不为零。
结果分析：
这个实验结果Ｚ灯亮。因为带进位减法运算的结果是（00H）。所以，当 Z 灯亮时结
果为零。
六、实验总结
（1）通过这个实验，熟悉了判零实验的硬件，基本了解了判零实验的原理，加深了 对寄存器判零的理解。
LDAR 为高电平有效，而 WE 为读/写(W/R)控制信号，当 WE=0 时进行读操作，当 WE=1 时进行写操作。
计组实验报告
计组实验报告《计算机组成原理实验报告：性能优化与测试分析》摘要：本实验报告旨在通过对计算机组成原理的实验，探讨性能优化与测试分析的相关内容。
实验过程中，我们对计算机组成原理的各个方面进行了深入研究和分析，通过实验数据和测试结果，得出了一些有益的结论和建议，为计算机组成原理的性能优化提供了一定的参考。
1. 实验背景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，它主要研究计算机硬件系统的组成和工作原理。
在实际应用中，如何优化计算机系统的性能并进行测试分析是非常重要的。
2. 实验内容本次实验主要包括以下内容：- 计算机组成原理的性能优化方法- 计算机系统的测试分析技术- 实验数据的收集和分析3. 实验过程在实验中，我们首先对计算机组成原理的性能优化方法进行了研究，包括指令级并行、流水线技术、超标量处理器等方面。
然后，我们针对计算机系统的测试分析技术进行了实验，包括性能测试、压力测试、负载测试等内容。
最后，我们进行了实验数据的收集和分析，得出了一些有益的结论和建议。
4. 实验结果通过实验数据和测试结果的分析，我们得出了一些结论和建议：- 在性能优化方面，指令级并行和流水线技术是非常有效的方法，可以显著提高计算机系统的运行速度和效率。
- 在测试分析方面，性能测试和压力测试是非常重要的，可以帮助我们了解计算机系统的性能状况和稳定性。
5. 结论与展望通过本次实验，我们对计算机组成原理的性能优化与测试分析有了更深入的了解，同时也为今后的研究和实践提供了一定的参考。
未来，我们将继续深入研究计算机组成原理的相关内容，不断提高计算机系统的性能和稳定性。
综上所述，本次实验对计算机组成原理的性能优化与测试分析进行了深入研究和分析，得出了一些有益的结论和建议，为计算机系统的性能优化提供了一定的参考。
希望本次实验能对相关领域的研究和实践有所帮助。
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2、设计报告
2、1实验方法
本实验要完成的工作主要包括：
1、指令系统的设计
2、利用VHDL语言完成实验CPU的设计，包括通用寄存器的设计、取值部分设计、指令译
码设计、执行设计、存储器设计、程序包设计和顶层设计设计
3、在Quatus II 平台上进行仿真，并下载到TEC-CA教学实验箱上进行调试。
这三大部分为并行关系，只有在完成上一部分的基础上才能继续进行下一步，而第二大部分可以同时并行进行。
实验的主要流程图为图2.1所示。
图2.1
在指令系统和CPU逻辑设计时，主要的方法是先根据老师给的指令要求，确定CPU所要实现的功能，根据寄存器等的情况划分指令格式，然后根据功能写出指令，根据不同指令的特点将它们分组并确定操作码；接下来设想每条指令的执行过程，需要哪些硬件支持，最后确定整个CPU的逻辑结构图。
2、2总体说明
2.2.1 CPU组成部件
实验CPU由5部分组成：取指部分instru_fetch、指令译码部分decoder_unit、执行部分exe_unit、存储器部分memory_unit和通用寄存器组fegile.另外，还有一个程序包exe_cpu_components，将各底层设计实体作为元件存储，供各设计实体使用。
顶层设计实体exe_cpu完成5个组成部分的链接。
GR（8位，4个寄存器），ALU（8位），时序节拍发生器timer,AR(8位)，IR（8位），PC(8位)、PC(8位)，RAM(8位)，组合期间T1，T2，T3。
逻辑控制器件controller，地址总线（8位），数据总线（8位）。
2、2、2整机原理实验图
图2.2.1
图2.2.2
2、2、3指令系统
1)下表2.2.3为指令格式说明
表2.2.3
指令的功能应该包括简单的算术和逻辑运算，移位操作，数据传送，跳转，读写内存，另外还可能包括一些其他功能如置条件码等。
为了指令的规整性和便于译码，我们主要采用了定长的操作码组织方案，操作码为4位。
寻址方式包括了寄存器寻址、立即数寻址、直接地址和相对寻址。
2)指令节拍分组说明
由于没有中断操作，本机指令的执行步骤可概括如下：
读取指令：地址寄存器<-指令地址，修改PC内容使其指向下一条将要执行的指令；
读内存，指令寄存器<-读出的内容。
分析指令
执行指令：通用寄存器之间的运算或传送，可1步完成；
读写内存，通常要两步完成。
根据指令的执行步骤不同，可以把全部指令分为A、B两组。
其中A组指令完成的是通用寄存器之间的数据运算或传送，或其他一些特殊操作，在取指之后可一步完成括：ADD,SUB,ADC,SBB,INC,DEC,CLC,STC,MVRR,LDRR,STRR；B组指令完成的是一次内存读写操作，在取指之后可两步完成，包括：MVRD,JMP,JRZ,JRC,JRS。
流程如图2.2.4所示
图2.2.4
图2.2.5
说明：本CPU含有4个通用寄存器，用R0，R1，R2，R3表示，源寄存器用SR表示，目的寄存器用DR表示。
输出设置了4个标志位：C——进位标志位，Z——是否为0标志位，V ——溢出标志位，S——是否为负标志位，保存在标志寄存器内。
4)指令格式说明
1、ADD SR,DR
功能：DR←DR+SR,将DR，SR寄存器中存的数据相加送到DR寄存器中，影响C和
Z标志。
2、SUB SR,DR
功能：DR←DR-SR,将DR寄存器中的数据作为被减数减去SR寄存器中的数据，将
两数之差送至DR寄存器中，影响C和Z标志。
3、ADC DR,SR
功能：DR←DR+SR+C，将DR,SR寄存器中的数据和进位数据相加得到的值送到DR 寄存器中。
4、SBB DR,SR
功能：DR←DR-SR-C，将DR中的数据减去SR中的数据减去进位值，将差送到DR 寄存器中。
5、INC DR
功能：DR←DR+1，将DR寄存器中的数据+1送入DR寄存器，影响C和Z标志
6、DEC DR
功能：DR←DR-1，将DR寄存器中的数据-1送入DR寄存器，影响C和Z标志
7、CLC
功能：C←0，将进位标志位C置为0
8、STC
功能：C←1，将进位标志位C置为1
9、MVRR DR,SR
功能：DR←SR，将SR中的数据送入DR寄存器，不影响标志位
10、MVRD DR,DATA
功能：DR←DATA，将立即数送入DR寄存器中。
11、LDRR DR,[SR]
功能：DR←[SR]，SR寄存器中存放着数据的地址，将该地址中存储的数据送往DR
寄存器。
12、STRR [DR],SR
功能：[DR]←SR将SR中所存放的数据送往DR寄存器中的地址中。
13、JMP ADR
功能：PC←ADR，将立即数作为PC的值
14、JRZ ADR
功能：PC←PC+ADR Z=1
15、JRC ADR
功能：PC←PC+ADR C=1
16、JRS ADR
功能：PC←PC+ADR S=1。