实验一
实验题目：运算器实验
实验目的：熟悉存储器和总线的硬件电路
实验要求：按照实验步骤完成实验项目,利用存储器和总线传输数据
实验器材：计算机组成原理实验仪
实验电路图/程序流程图:
实验步骤/程序源代码：
实验原理：实验中所用的运算器原理如图1所示。其中运算器由两片74LS181以并/川形式构成8位字长的ALU。运算器的输出经过有一个三态门(74LS245)和数据总线相连，运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器锁存，锁存器的输入已连至数据总线，数据开关用来给出参与运算的数据，经一三态门和数据总线相连，数据显示灯已和数据总线相连，用来显示数据总线内容。
实验连接：按上图实验线路作以下连接：
(1)八位运算器控制信号连接：位于实验装置左上方的控制信号(CTR-OUT UNIT)中的(S3、S2、S1、S0、M、/CN、LDDR1、LDDR2、LDCZY、C、B、A)与位于实验装置右中方的(CTR-IN UNIT)、位于实验装置左中方的(UPC UNIT)、位于右上方的(FL UNIT)做对应链接。
(2)完成上述连接，仔细检查无误后方可接通电源进入实验。
实验仪器工作状态设定
在闪动的“P”状态下按动“增址”命令键，使LED显示器自左向右第一位显示提示符“H”，表示本装置已进入手动单元实验状态。
实验项目：
1、算术运算实验
拨动二进制数据开关向DR1和DR2寄存器置数(置数灯亮表示它所对应的数据位为‘1’、反之为‘0’)。具体操作步骤图示如下：
检验DR1和DR2中存的数是否正确，具体操作为：关闭数据输入三态门，打开ALU输出三态门，当置S3、S2、S1、S0、M为11111时，总线指示灯显示DR1中的数，而置10101时总线指示灯将显示DR2中的数。
算术运算(不带进位加)的实验方法，置CBA=010，S3、S2、S1、S0、M、/CN状态为100101，LDCZY=0，此时数据总线上的显示灯应为00001100(0CH)。
2、进位控制实验
进位控制运算器的实验原理如图1右上下角所示，其中181的进位端进入LS74锁存器D端，该端的状态锁存由T4、/CN和LDCZY信号控制，T4是时序脉冲信号，在T4周期将本次运算的进位结果锁存到进位锁存器中，实验时按动“单步”命令键产生。/CN、LDCZY是电平控制信号，在/CN=0时实现强制性带进位运算且进位为1，/CN=1、LDCZY=0时实现不带进位控制运算；在/CN=1、LDCZY=1时可实现带进位控制运算。
(1)进位标志清零具体操作方法如下：
关闭数据输入三态(CBA=000),S3、S2、S1、S0、M的状态置为00000，/CN状态置为0，LDCZY状态置为1，(清零时DR1寄存器中的数应不等于FF)按动单步命令键。注：进位标志指示灯CY亮时表示进位标志为1，有进位；标志指示灯CY灭时表示进位标志为0，无进位。
(2)用二进制数码开关向DR1和DR2寄存器置数
首先关闭ALU输出三态门(CBA=000)，开启数据开关输入三态门(CBA=001)，设置数据开关。例如向DR1存入01010101，向DR2存入10101010。具体操作步骤同上。
(3)验证带进位运算及进位锁存功能，使/CN=1，LDCZY=1，来进行带进位算术运算。例如：做加法运算，首先向DR1、DR2置数，然后关闭数据输入三态门(CBA=000)、打开ALU输出三态门(CBA=010)，S3、S2、S1、S0、M状态为10010，此时数据总线上显示的数据为DR1加DR2加当前进位标志，这个结果是否产生进位，则要按动单步命令键，若进位标志(CY)灯亮，表示有进位；反之无进位。在给定DR1=65、DR2=A7的情况下，改变运算器的功能设置，观察运算器的输出，填入下表中，并和理论分析进行比较、验证。
3、逻辑运算实验
拨动二进制数据开关向DR1和DR2寄存器置数分别为65H、A7H(置数灯亮表示它所对应的数据为“1”、反之为0).具体操作步骤同上：
检验DR1和DR2中存的数是否正确，具体操作为：关闭数据输入三态(CBA=000),打开ALU 输出三态门(CBA=010)，当置S3、S2、S1、S0、M状态为11111时，总线指示灯显示DR1中的数，而置10101时总线指示灯显示DR2中的数。
逻辑或非运算的方法是置CBA=010，S3、S2、S1、S0、M状态为00011，此时数据总线上的显示灯应为00011000(18H).
实验结果分析：
图 1.1
图 1.2
图1.3
结果分析:图 1.1把00000110送总线,图 1.2把00010110送总线,图 1.3为运算结果:00011100.
实验日期：2018.05.11
成绩评定：
□优秀（100-90分）
□良好（89-80分）
□中等（79-70分）
□及格（69-60分）
□不及格（60-0分）
教师签名：
年月日
实验二
实验题目：移位寄存实验
实验目的：熟悉存储器和总线的硬件电路
实验要求：按照实验步骤完成实验项目,利用存储器和总线传输数据
实验器材：计算机组成原理实验仪
实验电路图/程序流程图:
实验步骤/程序源代码：
实验原理：上图所示，使用了一片74LS299作为移位发生器，其中八位输入/输出端已与总线单元连接好。由299-B信号控制其使能端，T4时序为其时钟脉冲，实验时按动“单步”
说明：令C、B、A=111时表中299-B=0。
在“H”实验状态下，C、B、A分别由位于实验装置左上方的二进制开关K9、K8、K7来模拟，M、S0、S1分别由二进制开关K21、K22、K23来模拟。
连接：
连接实验线路，把位于实验装置左上方的CTR-OUT UNIT(S0、S1、M、C、B、A、LDCZY)与实验装置右中央的(S0、S1、M)CTR-IN UNIT、左中央的(C、B、A)UPC-UNIT、右上方的(LDCZY)FL-UNIT中的控制信号作对应连接。
移位寄存器置数：
首先置CBA为000，然后按下面所列流程图操作：
寄存器移位：
首先置CBA为001输入数据，然后置CBA为111(299-B=0，打开移位寄存器三态门)，然后参照(移位寄存器控制特性表)改变S0、S1、M，按动“单步”命令键观察移位结果。
移位结果寄存：
把移位寄存器移位后的内容寄存到通用寄存器(以R0为例)，在移位操作后保持CBA=111(即299-B=0)及S0、S1=00状态，令LDR0=1,再按动“单步”命令键即可完成移位结果，保存到通用寄存器的操作。
移位结果读出：
置CBA=100，总线指示灯(BUS-DISP UNIT)显示R0寄存器的内容，该内容与移位寄存器的内容一致。
实验结果分析：
图 2.1
图2.2
结果分析:如图2.1,,总线指示灯显示寄存器的内容“00001010”(绿灯显示).按下STEP
向左移一位变成”00010100”如图2.2
实验日期：2018.05.25
成绩评定：
□优秀（100-90分）
□良好（89-80分）
□中等（79-70分）
□及格（69-60分）
□不及格（60-0分）
教师签名：
年月日
实验三
实验题目：堆栈寄存器实验
实验目的：熟悉存储器和总线的硬件电路
实验要求：按照实验步骤完成实验项目,利用存储器和总线传输数据
实验器材：计算机组成原理实验仪
实验电路图/程序流程图:
实验步骤/程序源代码：
实验原理：实验中所用的堆栈寄存器数据通路如图3所示。由三片8位字长的LS374组成R0、R1、R2寄存器堆。三个寄存器的输入/输出已连至BUS总线。图中R0-B、R1-B、R2-B 经CBA二进制控制开关译码产生数据输出选通信号(详见表3-1)，LDR0、LDR1、LDR2为数据写入允许信号，由二进制控制开关来模拟，均为高电平有效；T4信号为寄存器数据写入脉冲，上升沿有效。在手动实验状态(即“H”状态)每按动一次“单步”命令键，产生一个T4
表3-1
实验内容：
堆栈寄存器的使用
拨动二进制数据开关(INPUT-UNIT)向R0和R1寄存器置数(置数灯亮表示它所对应的数据位
为“1”、反之为“0”)。具体操作步骤图示如下：
堆栈寄存器的读出
关闭数据输入三态门(CBA=000),分别打开通用寄存器R0、R1、R2输出控制位，当CBA=100时，总线指示灯显示R0中的数据01H；当CBA=101时，总线指示灯显示R1中的数据80H；当CBA=110时，总线指示灯显示R2中的数据(随机)。
实验结果分析：
图 3.1
图 3.2
图3.3
图 3.4
图3.5
结果分析:如图3.1,输入00000101，存入寄存器R0;图3.2,输入00000011，存入寄存器R1; 图3.3,将C置‘1’B置‘0’A置‘0’，显示R0中数据00000101;图3.4,将C置‘1’B 置‘0’A置‘1’，显示R1中数据00000011;图3.5,将C置‘1’B置‘1’A置‘0’，随机显示R2中数据.
实验日期：2018.06.05
成绩评定：
□优秀（100-90分）
□良好（89-80分）
□中等（79-70分）
□及格（69-60分）
□不及格（60-0分）
教师签名：
年月日
实验四
实验题目：缓存输入/锁存输出实验
实验目的：熟悉存储器和总线的硬件电路
实验要求：按照实验步骤完成实验项目,利用存储器和总线传输数据
实验器材：计算机组成原理实验仪
实验电路图/程序流程图:
实验步骤/程序源代码：
实验原理：实验中所用的输入/输出设备如图5所示。其中输入设备有8位数据开关经一个三态门(74LS245）已和数据总线相连，其输出端控制8个发光二极管以二进制方式显示输出结果(灯亮表示该输出位为1，灯灭表示该输出位为0)。
实验连接：
连接线路，把位于实验装置中下方的CS1(EXT UNIT)与/IOCS(OUTPUT-UNIT)相连用于片选
74LS273(OUTPUT-UNIT)，把位于实验装置左上方的C、B、A、LDARH、WE与位于实验装置左
中央的(UPC UNIT)、EXT UNIT中的控制信号作对应连接。
实验内容：
输入设备缓冲输入经输出设备锁存输出的实验步骤图示如下：
在下动实验状态(即I “1”状态)，打开数据输入三态门(CBA=001) ，二进制译
码模拟控制开关A9 0、A8=1 (即通过74LS139译码得CS1接到OUTPUT-UNIT的
/1OCS端，来片选74L.S273)然后数据开关设置为0000001H，再按“单步”键产
生单次触发脉冲，即把数据开关所设定的00000001锁存输出，8位输出数据灯
应显示0000001。改变数据开关的设置再按单少可把”前数据开关的内容锁存至
8位输出数据灯显示。
实验结果分析：
：
图 5.1
结果分析:如图5.1,将数据开关设定的“00000101”锁存输出(绿灯显示).
实验日期：2018.06.08
成绩评定：
□优秀（100-90分）
□良好（89-80分）
□中等（79-70分）
□及格（69-60分）
□不及格（60-0分）
教师签名：
年月日
实验五
实验题目：存储器和总线实验
实验目的：熟悉存储器和总线的硬件电路
实验要求：按照实验步骤完成实验项目,利用存储器和总线传输数据
实验器材：计算机组成原理实验仪
实验电路图/程序流程图:
实验步骤/程序源代码：
实验原理：实验所用的半导体静态存储器电路原理如图6所示，该静态存储器由一片6116(2K*8)构成，其数据线(D0-D7)已和数据总线(BUS-DISP UNIT)相连接，地址线由地址锁存器(74LS273)给出，该锁存器的输入已连至数据总线。地址A0-A7与地址总线相连，显示地址内容。数据开关经一三态门(74LS245)已连至数据总线，分时给出地址和数据。因为地址寄存器为8位，接入6116的地址A7-A0，而高三位A8-A10本实验装置已接地，其容量为256字节。6116有三根控制线：/CS(片选线)、OE(读线)、WE(写线)。当片选有效(/CS=0)时，同时OE=0时，WE=0时进行读操作。本实验中将OE引脚接地，在此情况下，当/CS=0、WE=1时进行写操作，/CS=0、WE=0时进行读操作，其写时间与T3脉冲宽度一致。实验时T3脉冲由“单步”命令键产生，其它电平控制信号由二进制开关模拟，其中/CE(存储器片选信号)为低电平有效，WE为写/读(W/R)控制信号，当WE=0时进行读操作、当WE=1时为写操作。实验步骤：
1、控制信号连接：位于实验装置右侧边缘的RAM片选端(/CE)、写/读线(WE)、地址锁存信号(LDAR)与位于实验装置左上方的控制信号(/CE、WE、LDAR)之间对应相连。位于实验装置左中方(C、B、A)与位于实验装置左上方的(C、B、A)对应相连。
2、完成上述连接，仔细检查无误后方可进入本实验。
在闪动的“P”状态下按动增址命令键，使LED显示器自左向右第一位显示提示符“H”,表示本装置已进入手动单元实验状态。(若当前处“H”状态，本操作可略).
内部总线数据写入存储器
给存储器的00、01、02、03、04地址单元中分别写入数据11、12、13、14、15，具体操作步骤如下：(以向00地址单元写入11数据为例，然后重复操作将数据分别写入各地址单元)。
(2)实验步骤
1，控制信号连接:位于实验装置右侧边缘的RAM片选端(ICE) 、写/读线(WE)、地址锁存信号(LDAR)与位于实验装置左上方的控制信号(ICE、 WB、LDAR)之间对应相连。位于实验装置左中方(C、B、A)与位于实验装置左上方的(C B、A)对应相连)
2，完成上述连接，仔细检查无误后方可进入本实验。
在闪动的“P.”状态下按动增址命令键，使LED显示器自左向右第一位品示提示符“H°，表示本装置已进入手动单元实验状态。 (若当前处“H”状态，本操作可略)。
3、内部总线数据写入存储器
给存储器的00、01、02、03、04地址单元中分别写入数据11、12、 13、14、15，具体操作步骤如下: (以向00地址单元写入11数据为例，然后重复操作将数据分别写入各
地址单元)。
实验结果分析：
图 6.1
图6.2
结果分析:如图 6.1,将内部总线数据“00000111”(红灯显示)写入了存储器;然后将存储器中的数据“00000111”读到总线上(绿灯显示).
实验日期：2018.06.12
成绩评定：
□优秀（100-90分）
□良好（89-80分）
□中等（79-70分）
□及格（69-60分）
□不及格（60-0分）
教师签名：
年月日
计算机组成原理上机实验指导
一、实验准备和实验注意事项 1．本课程实验使用专门的TDN-CM++计算机组成原理教学实验设备，使用前后均应仔细检查主机板，防止导线、元件等物品落入装置导致线路短路、元件损坏。 2．完成本实验的方法是先找到实验板上相应的丝印字及其对应的引出排针，将排针用电缆线连接起来，连接时要注意电缆线的方向，不能反向连接；如果实验装置中引出排针上已表明两针相连，表明两根引出线部已经连接起来，此时可以只使用一根线连接。 3．为了弄清计算机各部件的工作原理，前面几个实验的控制信号由开关单元“SWITCH UNIT”模拟输入；只有在模型机实验中才真正由控制器对指令译码产生控制信号。在每个实验开始时需将所有的开关置为初始状态“1”。 4．本实验装置的发光二极管的指示灯亮时表示信号为“0”，灯灭时表示信号为“1”。 5．实验接线图中带有圆圈的连线为实验中要接的线。 6．电源关闭后，不能立即重新开启，关闭与重启之间至少应有30秒间隔。 7．电源线应放置在机专用线盒中。 8．保证设备的整洁。
二、实验设备的数据通路结构 利用本实验装置构造的模型机的数据通路结构框图如下图。其中各单元部已经连接好，单元之间可能已经连接好，其它一些单元之间的连线需要根据实验目的用排线连接。 图0-2 模型机数据通路结构框图
实验一运算器实验：算术逻辑运算实验 一．实验目的 1．了解运算器的组成结构； 2．掌握运算器的工作原理； 3．掌握简单运算器的数据传送通路。 4．验证运算功能发生器(74LSl81)的组合功能。 二．实验设备 TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。 三．实验原理 实验中所用的运算器数据通路如图1-l所示。其中两片74LSl81以串行方式构成8位字长的ALU，ALU的输出经过一个三态门(74LS245)和数据总线相连。三态门由ALU-B控制，控制运算器运算的结果能否送往总线，低电平有效。 为实现双操作数的运算，ALU的两个数据输入端分别由二个锁存器DR1、DR2(由74LS273实现)锁存数据。要将数据总线上的数据锁存到DR1、DR2中，锁存器的控制端LDDR1和LDDR2必须为高电平，同时由T4脉冲到来。 数据开关(“INPUT DEVICE”)用来给出参与运算的数据，经过三态门(74LS245)后送入数据总线，三态门由SW-B控制，低电平有效。数据显示灯(“BUS UNIT”)已和数据总线相连，用来显示数据总线上的容。 图中已将用户需要连接的控制信号用圆圈标明(其他实验相同，不再说明)，其中除T4为脉冲信号外，其它均为电平信号。由于实验电路中的时序信号均已连至“W／R UNIT”的相应时序信号引出端，因此，在进行实验时，只需将“W／R UNIT”的T4接至“STATE UNIT”的微动开关KK2的输出端，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲。 ALU运算所需的电平控制信号S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B均由“SWITCH UNIT”中的二进制数据开关来模拟，其中Cn、ALU-B、SW-B为低电平有效，LDDRl、LDDR2为高电平有效。 对单总线数据通路，需要分时共享总线，每一时刻只能由一组数据送往总线。
作业解答 第一章作业解答 1.1 基本的软件系统包括哪些内容？ 答：基本的软件系统包括系统软件与应用软件两大类。 系统软件是一组保证计算机系统高效、正确运行的基础软件，通常作为系统资源提供给用户使用。包括：操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、分布式软件系统、网络软件系统、各种服务程序等。 1.2 计算机硬件系统由哪些基本部件组成？它们的主要功能是什么？ 答：计算机的硬件系统通常由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等五大部件组成。 输入设备的主要功能是将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入到计算机内。 输出设备的主要功能是将计算机处理的结果以人们所能接受的信息形式或其它系统所要求的信息形式输出。 存储器的主要功能是存储信息，用于存放程序和数据。 运算器的主要功能是对数据进行加工处理，完成算术运算和逻辑运算。 控制器的主要功能是按事先安排好的解题步骤，控制计算机各个部件有条不紊地自动工作。 1.3 冯·诺依曼计算机的基本思想是什么？什么叫存储程序方式？ 答：冯·诺依曼计算机的基本思想包含三个方面： 1) 计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。 2) 采用二进制形式表示数据和指令。 3) 采用存储程序方式。 存储程序是指在用计算机解题之前，事先编制好程序，并连同所需的数据预先存入主存储器中。在解题
过程（运行程序）中，由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行，直到获得所要求的结果为止。 1.4 早期计算机组织结构有什么特点？现代计算机结构为什么以存储器为中心？ 答：早期计算机组织结构的特点是：以运算器为中心的，其它部件都通过运算器完成信息的传递。 随着微电子技术的进步，人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一，集成到一个芯片里构成了微处理器。同时随着半导体存储器代替磁芯存储器，存储容量成倍地扩大，加上需要计算机处理、加工的信息量与日俱增，以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求，甚至会影响计算机的性能。为了适应发展的需要，现代计算机组织结构逐步转变为以存储器为中心。 1.5 什么叫总线？总线的主要特点是什么？采用总线有哪些好处？ 答：总线是一组可为多个功能部件共享的公共信息传送线路。 总线的主要特点是共享总线的各个部件可同时接收总线上的信息，但必须分时使用总线发送信息，以保证总线上信息每时每刻都是唯一的、不至于冲突。 使用总线实现部件互连的好处： ①可以减少各个部件之间的连线数量，降低成本； ②便于系统构建、扩充系统性能、便于产品更新换代。 1.6 按其任务分，总线有哪几种类型？它们的主要作用是什么？ 答：按总线完成的任务，可把总线分为：CPU内部总线、部件内总线、系统总线、外总线。 1.7 计算机的主要特点是什么？ 答：计算机的主要特点有：①能自动连续地工作；②运算速度快；③运算精度高；④具有很强的存储能力
图16 启停单元布局图 序电路由1片74LS157、2片74LS00、4个LED PLS2、PLS3、PLS4）组成。当LED发光时 图17
图17 时序单元布局图 （二）启停、脉冲单元的原理 1．启停原理：（如图18） 启停电路由1片7474组成，当按下RUN按钮，信号输出RUN=1、STOP=0，表示当前实验机为运行状态。当按下STOP 按钮，信号RUN=0、STOP=1，表示当前实验机为停止状态。当 系统处于停机状态时，微地址、进位寄存器都被清零，并且可 通过监控单元来读写内存和微程序。在停止状态下，当HALT 时有一个高电平，同时HCK有一个上升沿，此时高电平被打入 寄存器中，信号输出RUN=1、STOP=0，使实验机处于运行状态。
图18 启停单元原理图 2．时序电路： 时序电路由监控单元来控制时序输出（PLS1、PLS2、PLS3、PLS4）。实验所用的时序电路（如图19）可产生4个等间隔的时序信号PLS1、PLS2、PLS3、PLS4。为了便于监控程序流程，由监控单元输出PO信号和SIGN脉冲来实现STEP（微单步）、GO （全速）和HALT（暂停）。当实验机处于运行状态，并且是微单步执行，PLS1、PLS2、PLS3、PLS4分别发出一个脉冲，全速执行时PLS1、PLS2、PLS3、PLS4脉冲将周而复始的发送出去。在时序单元中也提供了4个按钮，实验者可手动给出4个独立的脉冲，以便实验者单拍调试模型机。
图19 时序电路图 实验步骤 1．交替按下“运行”和“暂停”，观察运行灯的变化（运行：RUN 亮；暂停：RUN灭）。 2．把HALT信号接入二进制拨动开关，HCK接入脉冲单元的PLS1。按下表接线 接入开关位号 信号定 义 HCK PLS1孔 HALT H13孔 3．按启停单元中的停止按钮，置实验机为停机状态，HALT=1。 4．按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在HCK上产生一个上升
计算机组成原理 一、单项选择题(本大题共20小题，每小题1分，共20分) 在每小题列出的备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。 1.[X]补＝1.000……0，它代表的真值是( )。 A.－0 B.－1 C.＋1 2.16. CPU响应中断的时间是( )。 A.一条指令结束； B.外设提出中断； C.取指周期结束。 3.存储字是指( )。 A．存放在一个存储单元中的二进制代码组合 B．存放在一个存储单元中的二进制代码个数 C．存储单元的集合。 4.下列说法中( )是正确的 A.指令周期等于机器周期； B.指令周期大于机器周期； C.指令周期是机器周期的两倍 5.计算机只懂机器语言，而人类熟悉高级语言，故人机通信必须借助( )。, A．编译程序； B．编辑程序； C．连接程序； D．载入程序。 6.补码10110110代表的是十进制负数( )。 A．-74
B．-54 C．-68 D．-48 7.设寄存器位数为8位，机器数采用补码形式(含一位符号位)。对应于十进制数-27，寄 器内容为( )。 A.27H B.9DH C.E5H。 8.堆栈指针SP的内容是( )。 A.栈顶单元内容 B.栈顶单元地址 C.栈底单元内容 D.栈底单元地址 9.单地址指令( )。 A.只能对单操作数进行加工处理 B.只能对双操作数进行加工处理 C.无处理双操作数的功能 D.既能对单操作数进行加工处理，也能在隐含约定另一操作数(或地址)时，对双操 作数进行运算 10.电子计算机的算术／逻辑单元、控制单元及存储器合称为( )。 A.CPU B.ALU C.主机； D.UP 11.挂接在总线上的多个部件（）。 A.只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据 B.只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据 C.可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据
计算机组成原理A形成性考核作业二(参考答案) 一、选择题： 1．计算机硬件能直接识别和运行的只能是_______程序。 A．机器语言B．汇编语言C．高级语言D．VHDL 答：A 2．指令中用到的数据可以来自_______（可多选）。 A．通用寄存器B．微程序存储器C．输入输出接口D．指令寄存器 E. 内存单元 F. 磁盘 答：A、C、E 3．汇编语言要经过_______的翻译才能在计算机中执行。 A．编译程序B．数据库管理程序C．汇编程序D．文字处理程序 答：C 4．在设计指令操作码时要做到_______（可多选）。 A．能区别一套指令系统中的所有指令 B．能表明操作数的地址 C．长度随意确定 D．长度适当规范统一 答：A、B、D 5．控制器的功能是_______。 A．向计算机各部件提供控制信号B．执行语言翻译 C．支持汇编程序D．完成数据运算 答：A 6．从资源利用率和性能价格比考虑，指令流水线方案_______，多指令周期方案_______，单指令周期方案_______。 A．最好B．次之C．最不可取D．都差不多 答：A、B、C 二、判断题：判断下列说法是否正确，并说明理由。 1．变址寻址需要在指令中提供一个寄存器编号和一个数值。√ 2．计算机的指令越多，功能越强越好。× 3．程序计数器PC主要用于解决指令的执行次序。√ 4．微程序控制器的运行速度一般要比硬连线控制器更快。× 三、简答题： 1．一条指令通常由哪两个部分组成？指令的操作码一般有哪几种组织方式？各自应用在什么场合？各自的优缺点是什么？ 答：一条指令通常由操作码和操作数两个部分组成。 指令的操作码一般有定长的操作码、变长的操作码两种组织方式。 定长操作码的组织方式应用在当前多数的计算机中；变长的操作码组织方式一般用在小型及以上的计算机当中。 定长操作码的组织方式对于简化计算机硬件设计，提高指令译码和识别速度有利。 变长的操作码组织方式可以在比较短的指令字中，既能表示出比较多的指令条数，又能尽量满足给出相应的操作数地址的要求。 2．如何在指令中表示操作数的地址？通常使用哪些基本寻址方式？ 答：是通过寻址方式来表示操作数的地址。 通常使用的基本寻址方式有：立即数寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址、间接寻址、堆栈寻址等。
计算机组成原理 一、8 位算术逻辑运算 8 位算术逻辑运算实验目的 1、掌握简单运算器的数据传送通路组成原理。 2、验证算术逻辑运算功能发生器74LS181的组合功能。 8 位算术逻辑运算实验内容 1、实验原理 实验中所用的运算器数据通路如图3－1所示。其中运算器由两片74LS181以并/串形成8位字长的ALU构成。运算器的输出经过一个三态门74LS245(U33)到ALUO1插座，实验时用8芯排线和内部数据总线BUSD0～D7插座BUS1～6中的任一个相连，内部数据总线通过LZD0～LZD7显示灯显示；运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器74LS273（U29、U30）锁存，两个锁存器的输入并联后连至插座ALUBUS，实验时通过8芯排线连至外部数据总线EXD0～D7插座EXJ1～EXJ3中的任一个；参与运算的数据来自于8位数据开并KD0～KD7，并经过一三态门74LS245（U51）直接连至外部数据总线EXD0～EXD7，通过数据开关输入的数据由LD0～LD7显示。 图中算术逻辑运算功能发生器74LS181（U31、U32）的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M并行相连后连至SJ2插座，实验时通过6芯排线连至6位功能开关插座UJ2，以手动方式用二进制开关S3、S2、S1、S0、CN、M来模拟74LS181（U31、U32）的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M；其它电平控制信号LDDR1、LDDR2、ALUB`、SWB`以手动方式用二进制开关LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB来模拟，这几个信号有自动和手动两种方式产生，通过跳线器切换，其中ALUB`、SWB`为低电平有效，LDDR1、LDDR2为高电平有效。 另有信号T4为脉冲信号，在手动方式下进行实验时，只需将跳线器J23上T4与手动脉冲发生开关的输出端SD相连，按动手动脉冲开关，即可获得实验所需的单脉冲。 2、实验接线 本实验用到4个主要模块：⑴低8位运算器模块，⑵数据输入并显示模块，⑶数据总线显示模块，⑷功能开关模块（借用微地址输入模块）。
河南农业大学 计算机组成原理实验报告 题目简单机模型实验 学院信息与管理科学学院 专业班级计算机科学与技术2010级1班 学生姓名张子坡（1010101029） 指导教师郭玉峰 撰写日期：二○一二年六月五日
一、实验目的： 1.在掌握各部件的功能基础上，组成一个简单的计算机系统模型机； 2．了解微程序控制器是如何控制模型机运行的，掌握整机动态工作过程； 3定义五条机器指令，编写相应微程序并具体上机调试。 二、实验要求： 1.复习计算机组成的基本原理； 2.预习本实验的相关知识和内容 三、实验设备： EL-JY-II型计算机组成原理试验系统一套，排线若干。 四、模型机结构及工作原理： 模型机结构框图见实验书56页图6-1. 输出设备由底板上上的四个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结构的数据送入数据管显示注：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、地址寄存器和程序寄存器时，只有低8位有效。 在本实验我们学习读、写机器指令和运行机器指令的完整过程。在机器指令的执行过程中，CPU从内存中取出一条机器指令到执行结束为一个指令周期，指令由微指令组成的序列来完成，一条机器指令对应一段微程序。另外，读、写机器指令分别由相应的微程序段来完成。
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，必须设计三个控制操作微程序。 存储器读操作（MRD）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“00”时，按“单步”键，可对RAM连续读操作。 存储器写操作（MWE）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“10”时，按“单步”键，可对RAM连续写操作。 启动程序（RUN）：拨动开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“11”时，按“单步”键，即可转入第01号“取指”微指令，启动程序运行。 注：CA1、CA2由控制总线的E4、E5给出。键盘操作方式有监控程序直接对E4、E5赋值，无需接线。开关方式时可将E4、E5接至控制开关CA1、CA2，由开关控制。 五、实验内容、分析及参考代码： 生成的下一条微地址 UA5 UA0 MS5 MS0 微地址
第1章计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？ 解： 计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。 2. 如何理解计算机的层次结构？ 答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。 （1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。 （2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。 （3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。 通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。 3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。 答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语
言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。 4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？ 答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么？ 解：冯?诺依曼计算机的特点是：P8 ●计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大 部件组成； ●指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访 问； ●指令和数据均用二进制表示； ●指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的 性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置； ●指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行； ●机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。
实验一基础汇编语言程序设计 一、实验目的： 1、学习和了解TEC-XP16教学实验系统监控命令的用法。 2、学习和了解TEC-XP16教学实验系统的指令系统。 3、学习简单的TEC-XP16教学实验系统汇编程序设计。 二、预习要求： 1、学习TEC-XP16机监控命令的用法。 2、学习TEC-XP16机的指令系统、汇编程序设计及监控程序中子程序调用。 3、学习TEC-XP16机的使用，包括开关、指示灯、按键等。 4、了解实验内容、实验步骤和要求。 三、实验步骤： 在教学计算机硬件系统上建立与调试汇编程序有几种操作办法。 第一种办法，是使用监控程序的A命令，逐行输入并直接汇编单条的汇编语句，之后使用G命令运行这个程序。缺点是不支持汇编伪指令，修改已有程序源代码相对麻烦一些，适用于建立与运行短小的汇编程序。 第二种办法，是使用增强型的监控程序中的W命令建立完整的汇编程序，然后用M命令对建立起来的汇编程序执行汇编操作，接下来用G命令运行这个程序。适用于比较短小的程序。此时可以支持汇编伪指令，修改已经在内存中的汇编程序源代码的操作更方便一些。 第三种办法，是使用交叉汇编程序ASEC，首先在PC机上，用PC机的编辑程序建立完整的汇编程序，然后用ASEC对建立起来的汇编程序执行汇编操作，接下来把汇编操作产生的二进制的机器指令代码文件内容传送到教学机的内存中，就可以运行这个程序了。适用于规模任意大小的程序。
在这里我们只采用第一种方法。 在TEC-XP16机终端上调试汇编程序要经过以下几步： 1、使教学计算机处于正常运行状态（具体步骤见附录联机通讯指南）。 2、使用监控命令输入程序并调试。 ⑴用监控命令A输入汇编程序 >A 或>A 主存地址 如：在命令行提示符状态下输入： A 2000↙；表示该程序从2000H（内存RAM区的起始地址）地址开始 屏幕将显示： 2000： 输入如下形式的程序： 2000: MVRD R0，AAAA ；MVRD 与R0 之间有且只有一个空格，其他指令相同 2002: MVRD R1，5555 2004: ADD R0，R1 2005: AND R0，R1 2006: RET ；程序的最后一个语句，必须为RET 指令 2007:（直接敲回车键，结束A 命令输入程序的操作过程） 若输入有误，系统会给出提示并显示出错地址，用户只需在该地址重新输入正确的指令即可。 ⑵用监控命令U调出输入过的程序并显示在屏幕上 >U 或>U 主存地址
实验七脱机方式下微代码装入与执行实 验 一、实验目的 （1）通过微程序的编制、装入、执行，验证微程序控制的工作方法。 （2）观察微程序的运行过程，未进行简单模型计算机实验作准备。 二、实验原理 （1）时序信号 （2）指令与微指令周期 （3）机器指令与机器指令周期 （4）微程序控制器逻辑结构 （5）微程令流程分析 （6）微程令译码分析 三、实验过程 （1）连线 ①把时钟单元（CLOCK UNIT）的T1-T4接到微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）的T1-T4。用另一根线把时钟单元（CLOCK UNIT）的T4接到微程序控制单元（MAIN CONTRO UNIR）的T4。 ②把手动控制开关单元（MANUAL UNIT）的MA6-MA0接到微程序 控制单元（MAIN CONTROL UNIT）的MA6-MA0。 （2）写入伪代码操作过程
①拨动一下开关，即实现“1—0—1”，产生一个清除脉冲，使微 程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）初始化。 ②把微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）右上角的编程开关置 于“READ”状态 ③把时钟单元（CLOCK UNIT）的RUN/STEP开关置于“STEP”状态。 ④在手动控制单元（MANUAL UNIT）的MA6-MA0开关上拨入微控 制存储器地址开关MA6—MA0，按表2-15从00H开始。 ⑤在微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）的微指令代码开关 MK23-MK0上按表2-15的内容拨入24位的微指令，微指令代码显示灯上显示拨入的微指令代码。 ⑥按动时钟单元（CLOCK UNIT）的“START”按键，产生一组时序信 号（T1—T4），作用是把微指令代码开关MK23-MK0上的24位的微指令代码希尔与MA6—MA0指定的微程序控制存储器（2816）单元中，并显示MA6—MA0微程序控制存储器地址。 ⑦把MA6—MA0开关上微控至存储器地址加1，变成01H， 02H，………，重复上面第（5）、第（6）两步直接把表2-15中微指令代码全部写入微程序控制储存器（2816）中。 （3）校验微代码操作过程 ①拨动一下开关，即实现“1—0—1”，产生一个清除脉冲，使微 程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）初始化。 ②把微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）右上角的编程开关置 于“READ”状态，确保RUN/STEP开关置于“STEP”状态。
一、填空题 1.按IEEE754规范，一个浮点数由、、三 个域组成，其中的值等于指数的加上一个固定。 2.在进行浮点加法运算时，需要完成为、、、、 和等步骤。 3.对阶时，使阶向阶看齐，使阶的尾数向移位， 每移一位，其阶码加一，直到两数的阶码相等为止。 4.提高加法器运算速度的关键是。先行进位的含义是。 5.现代计算机的运算器一般通过总线结构来组织。按其总线数不同，大体有、 和三种形式。 6.浮点运算器由和组成，它们都是运算器。只要求能 执行运算，而要求能进行运算。 7.两个BCD码相加，当结果大于9时，修正的方法是将结果，并产生进位输出。 8.设有七位二进制信息码0110101，则低位增设偶校验码后的代码为。 二、单项选择题 1.某数在计算机中用8421BCD码表示为0111 1000 1001，其真值是 A．789D B．789H C．1887D D．11110001001B 2.若某数x的真值为-0.1010，在计算机中该数表示为1.0110，则该数所用的编码方法 是码 A．原B．补C．反D．移 3.一个8位二进制整数，采用补码表示，且由3个“1”和5个“0”组成，则其最小 值是 A．-127 B．-32 C．-125 D．-3 4.下列数中最小的数为 A．101001B B．52Q C．29D D．233H 三、简答题 1.说明定点运算器的主要组成 2.说明双符号位法检测溢出的方法 四、计算与分析题 1.将十进制数（24/512）表示成浮点规格化数，要求阶码4位（含符号），移码表示； 尾数6位（含符号），用补码表示 2.写出十进制数-5的IEEE754编码 3.教材P69-5.1：已知x和y，用变形补码计算x+y，同时指出结果是否溢出 1)X=0.11011，y=0.00011 4.教材P70-7.1：试用原码阵列乘法器、补码阵列乘法器、直接补码并行乘法计算x ×y 1)X=0.11011，y=-0.11111 5.教材P70-8.1：用原码阵列除法器计算x÷y 1)X=0.11000，y=-0.11111 6.教材P70-9.1：设阶码3位，尾数6位，按浮点运算方法，完成以下取值的[x+y]、 [x-y]运算 1)X=2-011×0.100101，y=2-010×（-0.011110） 一、填空题 1.符号位S，阶码E，尾数M，阶码E，真值e，偏移值 2.零操作数检查，对阶，尾数求和，结果规格化，舍入处理，溢出处理 3.小，大，小，右，右 4.降低进位信号的传播时间，低有效位的进位信号可以直接向最高位传递 5.单总线结构，双总线结构，三总线结构
实验七综合设计 一．实验目的： 1、掌握程序的结构。 2、掌握程序的设计、调试方法。 二．实验内容： 假设有一组数据：5，-4，0，3，100，-51，请编一程序，判断：每个数大于0，等于0，还是小于0；并输出其判断结果。 即： 1 当x>0 y= 0 当x=0 -1 当x<0 DA TA SEGMENT X DB -25 Y DB ? DA TA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DA TA START:MOV AX,DA TA MOV DS,AX ;初始化 MOV AL,X ;X取到AL中 CMP AL,0 ;AL中的内容和0比较 JGE BIG ;大于等于0，转BIG MOV BL,-1 ;否则为负数，-1送BL JMP EXIT ;转到结束位置 BIG: JE EE ;AL中的内容是否为0，为0转EE MOV BL,1 ;否则为在于0，1送BL JMP EXIT ;转到结束位置 EE: MOV BL,0 ;0送BL中 EXIT: MOV Y,BL ;BL中内容送入Y单元 MOV AH,4CH INT 21H ;程序结束 CODE ENDS END START ;汇编结束
三．实验要求： 实验前要做好充分准备，包括汇编程序清单、调试步骤、调试方法，以及对程序结果的分析等。 四．编程提示： 1、首先将原始数据装入起始地址为XX的字节存储单元中。 2、将判断结果以字符串的形式存放在数据区中，以便在显示输出时调用。 3、其中判断部分可采用CMP指令，得到一个分支结构，分别输出“y=0”, “y=1”, “y=-1”。 4、程序中存在一个循环结构，循环6次，调用6次分支结构后结束。 五．思考题： 程序中的原始数据是以怎样的形式存放在数据区中的？请用DEBUG调试程序观察并分析。 六．实验报告： 1、程序说明。说明程序的功能、结构。 2、调试说明。包括上机调试的情况、上机调试步骤、调试所遇到的问题是如何解决的，并对调试过程中的问题进行分析，对执行结果进行分析。 3、画出程序框图。 4、写出源程序清单和执行结果。 5、回答思考题。
计算机组成原理_在线作业_2 交卷时间：2016-06-11 14:27:15 一、单选题 1. (5分) 用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为（）寻址。 ? A. 间接 ? B. 寄存器直接 ? C. 寄存器间接 ? D. 直接 纠错 得分：5 知识点：4.4 典型指令 展开解析 答案B 解析 2. (5分) 程序查询方式的接口电路中应该包括（）。 ? A. 设备选择电路、设备控制电路、设备状态标志 ? B. 设备选择电路、数据缓冲寄存器、设备控制电路
? C. 设备选择电路、数据缓冲寄存器、设备状态标志 ? D. 设备控制电路、数据缓冲寄存器、设备状态标志 纠错 得分：0 知识点：8.2 程序查询方式 展开解析 答案C 解析 3. (5分) 1946年研制成功的第一台电子数字计算机称为（），1949年研制成功的第一台程序内存的计算机称为（）。 ? A. ENIAC , UNIVACI ? B. EDVAC ，MARKI ? C. ENIAC , MARKI ? D. ENIAC , EDSAC 纠错 得分：5 知识点：1.1 计算机发展概述 展开解析 答案D 解析 4. (5分) 以下四种类型的半导体存储器中，以传输同样多的字为比较条件，则读出数据传输
率最高的是（）。 ? A. 闪速存储器 ? B. SRAM ? C. EPROM ? D. DRAM 纠错 得分：5 知识点：3.4 高速存储器 展开解析 答案A 解析 5. (5分) 一个存储单元是指能够存放（）的所有存储单元的集合。 ? A. 两个字节 ? B. 一个字节 ? C. 一个二进制信息位 ? D. 一个机器字 纠错 得分：5 知识点：1.3 计算机的基本组成 展开解析 答案D 解析 6.
计算机科学技术系王玉芬2012年11月3日
基础实验部分该篇章共有五个基础实验组成，分别是： 实验一运算器实验 实验二存储器实验 实验三数据通路组成与故障分析实验 实验四微程序控制器实验 实验五模型机CPU组成与指令周期实验
实验一运算器实验 运算器又称作算术逻辑运算单元（ALU），是计算机的五大基本组成部件之一，主要用来完成算术运算和逻辑运算。 运算器的核心部件是加法器，加减乘除运算等都是通过加法器进行的，因此，加快运算器的速度实质上是要加快加法器的速度。机器字长n位，意味着能完成两个n位数的各种运算。就应该由n个全加器构成n位并行加法器来实现。通过本实验可以让学生对运算器有一个比较深刻的了解。 一、实验目的 1．掌握简单运算器的数据传输方式。 2．掌握算术逻辑运算部件的工作原理。 3. 熟悉简单运算器的数据传送通路。 4. 给定数据，完成各种算术运算和逻辑运算。 二、实验内容： 完成不带进位及带进位的算术运算、逻辑运算实验。 总结出不带进位及带进位运算的特点。 三、实验原理： 1.实验电路图
图4-1 运算器实验电路图
2.实验数据流图 图4-2 运算器实验数据流图 3.实验原理 运算器实验是在ALU UNIT 单元进行；单板方式下，控制信号，数据，时序信号由实验仪的逻辑开关电路和时序发生器提供，SW7－SW0八个逻辑开关用于产生数据，并发送到总线上；系统方式下，其控制信号由系统机实验平台可视化软件通过管理CPU 来进行控制，SW7－SW0八个逻辑开关由可视化实验平台提供数据信号。 （1）DR1，DR2：运算暂存器， （2）LDDR1：控制把总线上的数据打入运算暂存器DR1，高电平有效。 （3）LDDR2：控制把总线上的数据打入运算暂存器DR2，高电平有效。 （4）S3，S2，S1，S0：确定执行哪一种算术运算或逻辑运算（运算功能表见附录1或者课本第49页）。 （5）M ：M ＝0执行算术操作；M ＝1执行逻辑操作。 （6）/CN ：/CN ＝0表示ALU 运算时最低位加进位1；/CN ＝1则表示无进位。 （7）ALU －BUS ：控制运算器的运算结果是否送到总线BUS ，低电平有效。 （8）SW －BUS ：控制8位数据开关SW7－SW0的开关量是否送到总线，低电平有效。 四、实验步骤： 实验前首先确定实验方式（是手动方式还是系统方式），如果在做手动方式实验则将方式选择开关置手动方式位置（31个开关状态置成单板方式）。实验箱已标明手动方式和系统方式标志。所有的实验均由手动方式来实现。如果用系统方式，则必须将系统软件安装到系统机上。将方式标志置系统模式位置。学生所做的实验均在系统机上完成。其中包括高 ALU DR1 DR2 LDDR1 T4 LDDR2 T4 S1 S2 M0 S0 CN S3
第六节 CPU组成与机器指令执行实验 一、实验目的 （1）将微程序控制器同执行部件（整个数据通路）联机，组成一台模型计算机； （2）用微程序控制器控制模型机数据通路； （3）通过CPU运行九条机器指令（排除中断指令）组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，牢固建立计算机的整机概念。 二、实验电路 本次实验用到前面四个实验中的所有电路，包括运算器、存储器、通用寄存器堆、程序计数器、指令寄存器、微程序控制器等，将几个模块组合成为一台简单计算机。因此，在基本实验中，这是最复杂的一个实验，也是最能得到收获的一个实验。 在前面的实验中，实验者本身作为“控制器”，完成数据通路的控制。而在本次实验中，数据通路的控制将由微程序控制器来完成。CPU从内存取出一条机器指令到执行指令结束的一个机器指令周期，是由微指令组成的序列来完成的，即一条机器指令对应一个微程序。 三、实验设备 （1）TEC-9计算机组成原理实验系统一台 （2）双踪示波器一台 （3）直流万用表一只 （4）逻辑测试笔一支 四、实验任务 （1）对机器指令系统组成的简单程序进行译码。 （2）按照下面框图，参考前面实验的电路图完成连线，控制器是控制部件，数据通路（包括上面各模块）是执行部件，时序产生器是时序部件。连线包括控制台、时序部分、数据通路和微程序控制器之间的连接。其中，为把操作数传送给通用寄存器组RF，数据通路上的RS1、RS0、RD1、RD0应分别与IR3至IR0连接，WR1、WR0也应接到IR1、IR0上。 开关控制 控制台时序发生器 时序信号 开关控制指示灯信号控制信号时序信号 控制信号 微程序控制器数据通路 指令代码、条件信号
计算机组成原理第二版课后习题答案全唐朔飞第1章计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？解：P3 计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么？解：冯?诺依曼计算机的特点是：P8 ? ? ? ? ? ? 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问；指令和数据均用二进制表示； 指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置； 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。 7. 解释下列概念： 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、
存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。解：P9-10 主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。 存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。 存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。 存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。指令字长：一条指令的二进制代码位数。 8. 解释下列英文缩写的中文含义： CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS 解：全面的回答应分英文全称、中文名、功能三部分。
计算机组成原理_在线作业_3 交卷时间：2016-06-11 14:32:52 一、单选题 1. (5分) 系统总线中控制线的功能是（）。 A. 提供主存、I / O接口设备的响应信号 B. 提供数据信息 C. 提供主存、I / O接口设备的控制信号响应信号 D. 提供时序信号 纠错 得分： 0 知识点：总线的概念和结构形态 展开解析 答案C 解析 2. (5分) 双端口存储器在（）情况下会发生读/写冲突。 A. 左端口与右端口的地址码不同 B. 左端口与右端口的数据码不同 C. 左端口与右端口的地址码相同 D. 左端口与右端口的数据码相同
纠错 得分： 5 知识点： CACHE存储器 展开解析 答案C 解析 3. (5分) 在计算机中字符采用（）表示。 A. 原码 B. ASCII码 C. 补码 D. 反码 纠错 得分： 5 知识点：数据表示(数据与文字表示方法) 展开解析 答案B 解析 4. (5分) 某寄存器中的值有时是地址，因此只有计算机的（）才能识别它。 A. 译码器 B. 指令 C. 判别程序 D. 时序信号 纠错
得分： 5 知识点：指令格式 展开解析 答案B 解析 5. (5分) 某计算机字长16位，它的存贮容量是64K，若按半字编址，那么它的寻址范围是（）。 A. 32K B. 64KB C. 32KB D. 64K 纠错 得分： 0 知识点： RAM 展开解析 答案D 解析 6. (5分) CPU 中通用寄存器的位数取决于（）。 A. 存储容量 B. 指令的长度 C. 机器字长 D. CPU的管脚数 纠错 得分： 5
知识点： CPU 的功能和组成 展开解析 答案C 解析 7. (5分) 中断向量地址是（）。 A. 中断返回地址 B. 中断服务例行程序入口地址 C. 子程序入口地址 D. 中断服务例行程序入口地址的指示器纠错 得分： 0 知识点：程序中断方式 展开解析 答案D 解析 8. (5分) DRAM利用（）作为一个存储元。 A. 触发器 B. MOS晶体管和电容 C. 储存器 D. MOS晶体管 纠错 得分： 5 知识点： ROM和 FLASH ROM
计算机组成原理实验报告 学院信息与管理科学学院 专业班级计算机科学与技术2010级2班学生姓名毛世均 1010101046 指导教师郭玉峰 撰写日期：二○一二年六月四日
SA4=1 1.根据上边的逻辑表达式，分析58页图6-2的P1测试和P4测试两条指令的微地址转移方向。 P1测试:进行P1测试时，P1为0，其他的都为1, 因此SA4=1， SA3=I7，SA2=I6，SA1=，SA0=I4 微地址011001，下址字段为001000下址字段001000译码后，高两位不变，仍然为00，低四位受到机器指令的高四位I7-I4的影响。 机器指令的高四位为0000时，下一条微指令地址为001000，转到IN 操作。机器指令高四位0010时，下一条微指令地址为001010，转到MOV 操作。机器指令高四位为0001时，下一条微指令地址为001001，转到ADD 操作。机器指令高四位为0011时，下一条微指令地址为001011，转到OUT 操作。机器指令高四位为0100时，下一条微指令地址001100，转到JMP 操作 P4测试:进行P4测试时，P4为0，其他的都为1. 因此SA4=SA3=SA2=1，SA1=CA2，SA0=CA1 微地址000000，下址字段为010000. 010000被译码之后，高四位不变，0100低两位由CA2和CA1控制。CA2和CA1的值是由单片机的键盘填入控制的。 当实验选择CtL2=1时，CA2和CA1被填入0和1，这时低两位被译码电路翻译成01，所以下一条微地址就是010001，然后进入写机器指令的状态。当实验选择CtL2=2时，CA2和CA1被填入1和0，这时低两位被译码电路翻译成10，所以下一条微地址就是010010，然后进入读机器指令的状态。当实验选择CtL2=2时，CA2和CA1被填入1和1，这时低两位被译码电路翻译成 11，所以下一条微地址就是010011，然后进入运行机器指令的状态。 2.分析实验六中五条机器指令的执行过程。
计算机组成原理蒋本珊第二版答案【篇一：计算机组成原理(蒋本珊)第六章】 有哪几种控制方式？各有何特点？ 解：控制器的控制方式可以分为３种：同步控制方式、异步控制方 式和联合控制方式。 同步控制方式的各项操作都由统一的时序信号控制，在每个机器周 期中产生统一数目的节拍电位和工作脉冲。这种控制方式设计简单，容易实现；但是对于许多简单指令来说会有较多的空闲时间，造成 较大数量的时间浪费，从而影响了指令的执行速度。异步控制方式 的各项操作不采用统一的时序信号控制，而根据指令或部件的具体 情况决定，需要多少时间，就占用多少时间。异步控制方式没有时 间上的浪费，因而提高了机器的效率，但是控制比较复杂。联合控 制方式是同步控制和异步控制相结合的方式。 ２．什么是三级时序系统？ 解：三级时序系统是指机器周期、节拍和工作脉冲。计算机中每个 指令周期划分为若干个机器周期，每个机器周期划分为若干个节拍，每个节拍中设置一个或几个工作脉冲。 ３．控制器有哪些基本功能？它可分为哪几类？分类的依据是什么？ 解：控制器的基本功能有： （１）从主存中取出一条指令，并指出下一条指令在主存中的位置。（２）对指令进行译码或测试，产生相应的操作控制信号，以便启 动规定的动作。 （３）指挥并控制cpu 、主存和输入输出设备之间的数据流动。控 制器可分为组合逻辑型、存储逻辑型、组合逻辑与存储逻辑结合型 ３类，分类的依据在于控制器的核心———微操作信号发生器（控 制单元cu）的实现方法不同。 ４．中央处理器有哪些功能？它由哪些基本部件所组成？ ５．中央处理器中有哪几个主要寄存器？试说明它们的结构和功能。解：cpu 中的寄存器是用来暂时保存运算和控制过程中的中间结果、最终结果及控制、状态信息的，它可分为通用寄存器和专用寄存器 两大类。通用寄存器可用来存放原始数据和运算结果，有的还可以 作为变址寄存器、计数器、地址指针等。专用寄存器是专门用来完 成某一种特殊功能的寄存器，如程序计数器pc 、