计算机组成原理实验报告(4个)
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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。
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。
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。
一、实验模块计算机组成原理实验二、实验标题计算机组成原理实验报告三、实验内容本次实验主要围绕计算机组成原理展开,通过实际操作和理论分析,加深对计算机硬件组成和工作原理的理解。
四、实验目的1. 理解计算机硬件的基本组成,包括CPU、内存、I/O接口等。
2. 掌握计算机各组成部分之间的数据传输和通信方式。
3. 了解计算机的基本工作原理,包括指令的执行过程和中断处理等。
4. 通过实验,提高动手能力和问题解决能力。
五、实验环境实验地点:学校机房实验设备:计算机组成原理实验箱(EL-JY-II型)实验软件:相关实验软件六、实验步骤及实验结果1. CPU实验(1)实验连线:将CPU、内存、I/O接口等设备按照实验要求进行连接。
(2)写数据:向内存写入数据,通过CPU读取数据并输出。
(3)实验结果:观察数据是否正确传输,分析CPU的工作原理。
2. 内存实验(1)实验连线:将内存与CPU、I/O接口等设备连接。
(2)往存储器写数据:向内存写入数据。
(3)从存储器读数据:从内存读取数据,观察数据是否正确。
(4)实验结果:分析内存的工作原理,验证内存读写功能。
3. I/O接口实验(1)实验连线:将I/O接口与CPU、内存等设备连接。
(2)实验步骤:通过I/O接口进行数据传输。
(3)实验结果:观察数据是否正确传输,分析I/O接口的工作原理。
4. 中断实验(1)实验连线:将中断设备与CPU、内存等设备连接。
(2)实验步骤:模拟中断发生,观察CPU如何响应中断。
(3)实验结果:分析中断处理过程,理解中断在计算机中的作用。
七、实验结果的分析与总结1. 通过本次实验,我们深入了解了计算机硬件的基本组成和工作原理,掌握了CPU、内存、I/O接口等设备的工作方式。
2. 实验过程中,我们学会了如何进行实验连线、数据传输和中断处理等操作,提高了动手能力和问题解决能力。
3. 实验结果表明,计算机硬件各部分之间协同工作,共同完成指令的执行和数据的处理。
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,通过学习该课程,我们可以深入了解计算机的工作原理和内部结构。
本次实验旨在通过实际操作,加深对计算机组成原理的理解,并掌握一些基本的计算机硬件知识。
实验目的:1. 理解计算机的基本组成部分,包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出设备等;2. 掌握计算机的运行原理,了解指令的执行过程;3. 学习使用计算机组成原理实验箱,进行实际的硬件连接和操作。
实验过程:1. 实验一:组装计算机本次实验中,我们需要从零开始组装一台计算机。
首先,我们按照实验指导书的要求,选择合适的硬件组件,包括主板、CPU、内存、硬盘等。
然后,我们将这些硬件组件逐一安装到计算机箱中,并连接好电源线、数据线等。
最后,我们将显示器、键盘、鼠标等外设连接到计算机上。
2. 实验二:安装操作系统在计算机组装完成后,我们需要安装操作系统。
本次实验中,我们选择了Windows 10作为操作系统。
首先,我们将Windows 10安装盘插入计算机的光驱中,并重启计算机。
然后,按照安装向导的指引,选择安装语言、时区等相关设置。
最后,我们根据自己的需求选择安装方式,并等待操作系统安装完成。
3. 实验三:编写并执行简单的汇编程序在计算机组装和操作系统安装完成后,我们需要进行一些简单的编程实验。
本次实验中,我们选择了汇编语言作为编程工具。
首先,我们编写了一个简单的汇编程序,实现两个数相加的功能。
然后,我们使用汇编器将程序翻译成机器码,并将其加载到计算机的内存中。
最后,我们通过调试器来执行这个程序,并观察程序的执行结果。
实验结果与分析:通过本次实验,我们成功地组装了一台计算机,并安装了操作系统。
在编写并执行汇编程序的实验中,我们也成功地实现了两个数相加的功能。
通过观察程序的执行结果,我们发现计算机能够按照指令的顺序逐条执行,并得到正确的结果。
这进一步加深了我们对计算机的工作原理的理解。
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。
实验一寄存器实验一、实验目的1、了解CPTH模型机中寄存器的结构、工作原理及其控制方法.2、熟悉CPTH实验仪的基本构造及操作方法。
二、实验电路寄存器的作用是用于保存数据的,因为CPTH模型机是8位的,因此模型机中大部寄存器是8 位的,标志位寄存器(Cy, Z)是二位的.CPTH 用74HC574 (8—D触发器)来构成寄存器。
74HC574 的功能如表1—1所示:图1-1 74HC574的引脚图1. 在CLK的上升沿将输入端的数据打入到8 个触发器中2. 当OC = 1 时触发器的输出被关闭,当OC=0 时触发器的输出数据表1-1 74HC574功能表图1—2 74HC574工作波形图三、实验内容(一)proteus仿真平台1、proteus仿真平台简介Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件.它的主界面如图1-3所示:图1—3 proteus仿真平台主界面2、在proteus平台上运行电路:寄存器_1.DSN。
拨动开关,观察灯的亮灭,回答思考题1。
思考题1:先使OC=1,拨D0~D7=00110011,按下CK提供CLK上升沿;再拨D0~D7=01000100,OC=0,此时Q0~Q7为多少?3、CPTH模型机上,寄存器A的电路组成如图1-4所示。
在proteus平台上运行电路:寄存器_2.DSN,回答思考题2。
图1-4 寄存器A原理图思考题2:数据从D端传送到Q端,相应的控制端如何设置?3、CPTH模型机上,寄存器组R0~R3的电路组成如图1-5所示。
在proteus平台上运行电路:寄存器_3。
DSN,回答思考题3。
图1—5 寄存器组R0~R3 原理图74LS139是2—4线译码器,由A、B两个输入端选择控制4个输出端Y0~Y3,使能端E低电平有效,允许译码输出。
74HC32是或门,两个输入端同时为低电平,输出为低电平.具体的控制方式见表1-2。
上海建桥学院本科实验报告课程名称:计算机组成原理学号:姓名:专业:班级:指导教师:课内实验目录及成绩序号实验名称页码成绩1 八位算术逻辑运算 12 静态随机存取存储器实验63 数据通路114 微程序控制器的实现16总成绩信息技术学院2014年03 月20 日上海建桥学院实验报告课程名称:计算机组成原理实验类型:验证型实验项目名称:八位算术逻辑运算实验地点:实验日期:年月日一、实验目的和要求1、掌握运算器的基本组成结构;2、掌握运算器的工作原理。
二、实验原理和内容实验采用的运算器数据通路如图1-1所示,ALU逻辑功能表如表1-1所示。
图1-1运算器原理图ALU部件由一片 CPLD实现,内部含有三个独立的运算部件,分别为算术、逻辑和移位运算部件。
输入数据IN[7..0](由插座JP22引出)通过拨动开关sK7..sK0产生(开关由插座JP97引出)。
数据存于暂存器A或暂存器 B中(暂存器A和B的数据可在 LED灯上实时显示),三个部件可同时接受来自暂存器 A和 B的数据。
各部件对操作数进行何种运算由控制信号S3…S0和CN_I来决定(S3…S0由插座JP18引出;CN_I由插座JP19引出),可通过拨动开关sK23..sK20和sK12设置(开关由插座JP89、JP19引出)。
运算结果由三选一多路开关选择,任何时候,多路开关只选择三个部件中的一个部件的运算结果作为ALU的输出。
ALU的输出ALU_D7..ALU_D0通过三态门74LS245送至CPU内部数据总线(iDBus)上(由插座JP25引出),并通过扩展区单元的的二位数码管和DS94..DS101LED灯显示(LED灯由插座JP62引出)。
如果运算影响进位标志FC、零标志FZ、正负标志FS,则在T3状态的下降沿,相应状态分别锁存到FC、FZ、FS触发器中,实验仪设有LED灯显示各标志位状态。
操作控制信号wA(允许写暂存器A)、wB(允许写暂存器B)、rALU(允许ALU结果输出到内部数据总线(iDBus)上)由JP19引出,都为低电平有效,实验时可通过连接开关sK15..sK13设置(开关由插座JP92引出)。
实验所需的时序信号T1、T2、T3,以及复位信号nRST均已与控制台(CON)相连。
表1-1 ALU逻辑功能表运算类型S3 S2 S1 S0 CN_I 功能逻辑运算00000 F = A (直通)1 F = B (直通)0001 X F = A + B (或)(FZ)0010 X F = A * B (与)(FZ)0011 X F=A⊕B (异或)(FZ)0100 X F=/A (取反)(FZ)移位运算0101F=A 不带进位循环右移移位位数由暂存器B的低3位决定(FZ)1 F=A 算术右移一位(FZ)01100 F=A 逻辑右移一位(FZ)1 F=A 带进位循环右移一位(FC,FZ)01110 F=A 逻辑左移一位(FZ)1 F=A 带进位循环左移一位(FC,FZ)算术运算10000 F=A+B (FC,FZ,FS)1 F=A+B+FC (FC,FZ,FS)10010 F=A-B (FC,FZ,FS)1 F=A-B-FC (FC,FZ,FS)10100 F=A+1 (FZ)1 F= NEG A (取补) (FZ)1011 X F=A-1 (FZ)其它1100 X 置FC=CN_I (FC)1101 X 置EI=CN_I (EI) 1110 (保留)1111 (保留)* 表中:功能栏内的FC、FZ、FS表示当前运算会影响到该标志(状态信息显示发生在T3下降沿);EI为允许中断标志;‘X’表示任意态,下同。
实验要求完成:1、在暂存器A中设置操作数A=65H; 在暂存器B中设置操作数B=A7H。
2、通过对ALU操作控制码S3、S2、S1、S0、CN的设置,完成两操作数的算术、逻辑和移位运算,并将运算结果填入表1-2中。
最后将运算结果同实验台ALU逻辑功能表(表1-1)对比分析,判断运算结果是否正确。
3、改变 A、B的值,验证 FC、FZ和FS的锁存功能。
将结果填入表1-3中。
三、主要仪器设备STAR COP2018实验仪一套四、实验步骤1、实验接线(1)关闭实验台电源。
(2)完成如下实验电路连线,并检查无误。
ALU单元:S3..S0(JP18) ——开关区单元:K23..K20(JP89)ALU单元:wA、wB、rALU、CN_I(JP19) ——开关区单元:K15..K12(JP92)ALU单元:IN7..IN0(JP22) ——开关区单元:K7..K0(JP97)ALU单元:ALU_D7..ALU_D0(JP25) ——扩展区单元:7..0 (JP62)2、实验操作(1)打开实验仪电源,完成初始化①按CON单元的nRST键,将ALU的暂存器A和B,以及FC、FZ、FS清零。
②按CON单元的EXEC键,置实验仪为运行状态,此时按键上方的DS111 LED指示灯亮。
③按ALU单元的Select键,直至DS77 LED指示灯亮,此时 R_7..R_0 LED 指示灯显示的是暂存器B的内容。
(2)拨动开关,向暂存器A输入数据①拨动开关区单元的sK7..sK0开关,形成二进制数01100101,此时开关相应的DS129..DS136 LED指示灯亮,表示该位为‘1’,灭为‘0’。
②置开关区单元的开关sK15(wA)=0、sK14(wB)=1、sK13(rALU)=1、sK12(CN_I)=0。
③按CON单元的uSTEP+1键,在T1下降沿,将二进制数01100101写入暂存器A中,暂存器A的值可通过ALU单元的8位 LED灯A_7…A_0显示。
④ A暂存器写入关闭:置开关区单元的开关sK15(wA)=1。
注: uSTEP+1键为节拍按键,每按一次完成一个节拍,由CON单元的LED指示灯DS169、DS168显示所处节拍。
DS169 DS168节拍0 1 T11 0 T21 1 T3(3)拨动开关,向暂存器B输入数据①拨动开关区单元的sK7..sK0开关,形成二进制数10100111,此时开关相应的DS129..DS136 LED指示灯亮,表示该位为‘1’,灭为‘0’。
②置开关区单元的开关sK14(wB)=0。
③按CON单元的uSTEP+1键,在T2下降沿,将二进制数10100111写入暂存器B中,暂存器B的值可通过ALU单元的8位 LED灯R_7…R_0显示。
④ B暂存器写入关闭:置开关区单元的开关sK14(wB)=1。
(4)拨动开关控制ALU的S3、S2、S1、S0和Cn功能设置,完成相应运算①置开关区单元的开关sK13(rALU)=0。
②拨动开关区单元的开关sK23(S3)..sK20(S0)=1000,以及sK12(Cn)=0。
③按CON单元的uSTEP+1键,在T3时刻完成A+B算术运算,运算结果显示于扩展区的左两位数码管和DS94..DS101 LED指示灯上。
同时,ALU单元的LED指示灯FZ、FC、FS显示相应状态信息(状态信息显示发生在T3下降沿)。
(5)改变ALU的S3、S2、S1、S0和Cn功能设置,观察并记录运算器的输出按表1-1设置sK23..sK20(S3..S0)和sK12(CN_I),观察扩展区的左两位数码管或LED 指示灯DS94..DS101的显示结果,以及ALU单元的LED状态指示灯FZ、FC、FS的显示结果,并将运算结果记录在表1-2中。
(6)按照表1-3重新设置A、B暂存器数据,完成加法运算,观察并记录运算器的输出结果。
①按表1-3输入操作数A[如前述步骤(2)];输入操作数B[如前述步骤(3)]。
②设置sK23..sK20(S3..S0)=1000和sK12(CN_I)=0。
观察扩展区的左两位数码管或LED指示灯DS94..DS101的显示结果,以及ALU单元的LED状态指示灯FZ、FC、FS的显示结果,并将运算结果记录在表1-3中。
五、实验数据记录1、完成实验步骤(5),将运算结果记录在表1-2中。
表1-2运算类型 A B S3 S2 S1 S0 CN_I 结果逻辑运算65H A7H 00000 F=( )1 F=( )0001 X F=( ) FZ=() 0010 X F=( ) FZ=() 0011 X F=( ) FZ=() 0100 X F=( ) FZ=()移位运算0101 0 F=( ) FZ=()0101 1 F=( ) FZ=()0110 0 F=( ) FZ=()0110(FC=0)1F=( ) FZ=() FC=() 0110(FC=1) F=( ) FZ=() FC=() 0111 0 F=( ) FZ=()0111(FC=0)1F=( ) FZ=() FC=() 0111(FC=1) F=( ) FZ=() FC=()算术运算1000 0 F=( ) FZ=() FC=() FS=()1000(FC=0)1 F=( ) FZ=() FC=() FS=()1000(FC=1) F=( ) FZ=() FC=() FS=() 1001 0 F=( ) FZ=() FC=() FS=()1001(FC=0)1 F=( ) FZ=() FC=() FS=()1001(FC=1) F=( ) FZ=() FC=() FS=()1010 0 F=( ) FZ=()1 F=( ) FZ=()1011 X F=( ) FZ=()其它1100 X FC=( )2、完成实验步骤(6),改变 A、B的值,验证 FC、FZ、FS的锁存功能,并将结果填入表1-3中。
表1-3运算类型 A B S3 S2 S1 S0 CN 结果F=A+B C0H 35H10000 F=( ) FZ=( ) FC=( ) FS=( ) FEH 02H 0 F=( ) FZ=( ) FC=( ) FS=( ) FBH 17H 0 F=( ) FZ=( ) FC=( ) FS=( )六、实验结果分析1、对比分析表1-1和表1-2,判断运算结果是否正确,并分析原因。
2、暂存器A置数完成后,如果操作控制信号 wA仍保持有效电平(wA=0),在对暂存器B置数时会出现什么情况?3、为什么在读取ALU的输出结果时,要使输出三态门(74LS 245)的控制端rALU 为有效电平(rALU=0)?4、为什么在初始化时要进行总清?即按动CON单元的nRST按键,将ALU的暂存器A和B,以及FC、FZ、FS清零?上海建桥学院实验报告课程名称:计算机组成原理实验类型:验证型实验项目名称:静态随机存取存储器实验实验地点:实验日期:年月日一、实验目的和要求1、掌握RAM存储器的基本组成结构;2、掌握RAM存储器的数据读写方法。