《计算机组成原理》实验二报告

计算机组成原理实验报告2上海大学计算机组成原理实验报告二姓名：学号：座位号：上课时间：教师：报告成绩：一、实验名称：运算器实验二、实验目的：1. 学习数据处理部件的工作方式控制。

2. 学习机器语言程序的运行过程。

三、实验原理：CP226实验仪的运算器由一片CPLD实现，包括8种运算功能。

运算时先将数据写到寄存器A和寄存器W中，根据选择的运算方式系统产生运算结果送到直通门D。

实验箱上可以向DBUS送数据的寄存器有：直通门D、左移门L、右移门R、程序计数器PC、中断向量寄存器IA、外部输入寄存器IN 和堆栈寄存器ST。

它们由138译码器的四、实验内容：1. 计算37H+56H后左移一位的值送OUT输出。

2. 把36H取反同54H相与的值送人R1寄存器。

五、实验步骤：实验内容(一):1. 关闭电源。

用8位扁平线把J2和J1连接。

2. 用不同颜色的导线分别把K0和AEN、K1和WEN、K2和S0、K3和S1、K4和S2、K6和X0、K7和X1、K8和X2、K9和OUT连接。

3. K15～K0全部放在1位，K23 ~K16放0位。

4. 注视仪器，打开电源，手不要远离电源开关，随时准备关闭电源，注意各数码管、发光管的稳定性，静待10秒，确信仪器稳定、无焦糊味。

5. 设置实验箱进入手动模式。

6. 设置K0=0，K8K7K6=000，K23 ~K16=0011 0111。

7. 按下STEP键，在A寄存器中存入37。

8. 设置K0=1，K1=0，K23 ~K16=0101 0110。

9. 按下STEP键，在W寄存器中存入56。

10. 设置K0=1，K1=1，K8K7K6=110，K4K3K2=000。

11. 按下STEP键，L寄存器显示1A。

12. 设置K9=0,其他保持不变。

13. 按下STEP键，OUT寄存器显示1A。

14. 关闭实验箱电源。

实验内容(二):1. 基本与实验内容(一)的前5个步骤相同(去掉连接OUT寄存器的导线)。

《计算机组成原理》学生实验报告（2011~2012学年第二学期）专业：信息管理与信息系统班级： A0922学号：10914030230姓名：李斌目录实验准备------------------------------------------------------------------------3 实验一运算器实验-----------------------------------------------------------7 实验二数据通路实验-------------------------------------------------------13 实验三微控制器实验--------------------------------------------------------18 实验四基本模型机的设计与实现------------------------------------------22实验准备一、DVCC实验机系统硬件设备1、运算器模块运算器由两片74LS181构成8位字长的ALU。

它是运算器的核心。

可以实现两个8位的二进制数进行多种算术或逻辑运算，具体由74181的功能控制条件M、CN、S3、S2、S1、S0来决定，见下表。

两个参与运算的数分别来自于暂存器U29和U30（采用8位锁存器），运算结果直接输出到输出缓冲器U33（采用74LS245，由ALUB信号控制，ALUB=0，表示U33开通，ALUB=1，表示U33不通，其输出呈高阻），由输出缓冲器发送到系统的数据总线上，以便进行移位操作或参加下一次运算。

进位输入信号来自于两个方面：其一对运算器74LS181的进位输出/CN+4进位倒相所得CN4；其二由移位寄存器74LS299的选择参数S0、S1、AQ0、AQ7决定所得。

触发器的输出QCY就是ALU结果的进位标志位。

QCY为“0”，表示ALU结果没有进位，相应的指示灯CY灭；QCY为“1”，表示ALU结果有进位，相应的指示灯CY点亮。

半导体存储器原理实验一、实验目的：1、掌握静态存储器的工作特性及使用方法。

2、掌握半导体随机存储器如何存储和读取数据。

二、实验要求：按练习一和练习二的要求完成相应的操作，并填写表2.1各控制端的状态及记录表2.2的写入和读出操作过程。

三、实验方案及步骤：1、按实验连线图接线，检查正确与否，无误后接通电源。

2、根据存储器的读写原理，按表2.1的要求，将各控制端的状态填入相应的栏中以方便实验的进行。

3、根据实验指导书里面的例子练习，然后按要求做练习一、练习二的实验并记录相关实验结果。

4、比较实验结果和理论值是否一致，如果不一致，就分析原因，然后重做。

四、实验结果与数据处理：（1）表2.1各控制端的状态（2）练习操作数据1：（AA）16 =（10101010）2写入操作过程：1)写地址操作：①应设置输入数据的开关状态：将试验仪左下方“INPUT DEVICE”中的8位数据开关D7-D0设置为00000000即可。

②应设置有关控制端的开关状态：先在实验仪“SWITCH UNIT”中打开输入三态门控制端，即SW-B=0，打开地址寄存器存数控制信号，即LDAR=1,关闭片选信号（CE），写命令信号（WE）任意，即CE=1,WE=0或1。

③应与T3脉冲配合可将总线上的数据作为地址输入AR地址寄存器中：按一下微动开关START即可。

④应关闭AR地址寄存器的存数控制信号：LDAR=0。

2）写内容操作：①应设置输入数据的开关状态：将试验仪左下方“INPUT DEVICE”中的8位数据开关D7-D0设置为10101010。

②应设置有关控制端的开关状态：在实验仪“SWITCH UNIT”中打开输入三态门控制端，即SW-B=0，关闭地址寄存器存数控制信号，即LDAR=0，打开片选信号（CE）和写命令信号（WE），即CE=0,WE=1。

③应与T3脉冲配合可将总线上的数据写入存储器6116的00000000地址单元中：再按一下微动开关START即可。

实验三微程序控制器实验一. 实验目的与要求：实验目的：1.理解时序产生器的原理，了解时钟和时序信号的波形；2.掌握微程序控制器的功能，组成知识；3.掌握微指令格式和各字段功能；4.掌握微程序的编制，写入，观察微程序的运行，学习基本指令的执行流程。

实验要求：1.实验前，要求做好实验预习，并复习已经学过的控制信号的作用；2.按练习一要求完成测量波形的操作，画出TS1,TS2,TS3,TS4的波形，并测出所用的脉冲Ф周期。

按练习二的要求输入微指令的二进制代码表，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：用联机软件的逻辑示波器观测时序信号，测量Ф，TS1,TS2,TS3,TS4信号的方法如下：(1) TATE UNIT 中STOP开关置为“RUN”状态（向上拨），STEP开关置为“EXEC”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”菜单下的“显示逻辑示波器窗口，即可出现测量波形的画面。

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

（6）探头一端接实验仪左上角的CH2，另一端接STATE UNIT中的TS1插座，即可测出TS1的波形；（7）探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的TS2插座，即可测出TS2的波形。

（8）将红色探头一端接实验仪左上角的CH1，另一端接STATE UNIT中的TS3插座，即可测出TS3的波形。

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

2.观察微程序控制器的工作原理：①关掉实验仪电源，拔掉前面测时序信号的接线；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STATE UNIT 中的STEP置为STEP状态，STOP置为RUN状态，SWITCH UNIT中CLR开关置为1状态；C.在右上角的SWITCH UNIT中UA5-UA0开关上置表3.2中某个要写的微地址；D.在MK24-MK1开关上置表3.2中要写的微地址后面的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的相应地址对应的单元中；F.重复C-E步骤，将表3.2的每一行写入E2PROM 2816。

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二八位寄存器一、实验目的和要求实验目的：1.了解寄存器的工作原理和构成；2.熟悉 EDA 工具软件的使用方法。

实验要求：1.电源选用+5V，注意D触发器的置0端和置1端必须接高电平，即+5V电源。

否则D触发器工作不正常。

2. D触发器可以选用 74LS74（7474 也可），其逻辑符号（图中SD为置1端，接低电平有效；图中CD为置0端，接低电平有效；CP为脉冲）。

二、实验原理设计一个八位寄存器,该寄存器具有一个时钟输入端CLK，一个复位端RE，八个并行数据输入端d7,d6,…d0和八个数据输出端q7,q6,…q0，当时钟脉冲到来时,并行数据输入端的数据被送入寄存器中。

寄存器框图如图所示。

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箱一台；3.基本D触发器7474。

四、实验方法与步骤1. 原理图输入：采用图形输入法在计算机上完成实验电路的原理图输入。

2. 管脚定义：根据硬件实验平台资源示意图和附录一“平台资源和FPGA引脚连接表”完成原理图中输入、输出管脚的定义。

将寄存器的输出q7－q0分别锁定在LD7－LD0上。

将寄存器的输入d7－d0分别锁定在K7－K0上。

将寄存器的输入脉冲CLK锁定在单脉冲(Pin 132引脚)上。

3.原理图编译、适配和下载：在QuartusⅡ环境中选择EP2C8Q208C8器件，进行原理图的编译和适配，无误后完成下载。

4.功能测试：改变K7－K0的状态，按动一次单脉冲键，LD7－LD0的显示将与K7－K0相对应，若有错则重新调试。

5.生成元件符号。

五、实验结果分析六、实验心得通过本次实验，了解了寄存器的工作原理和构成；熟悉了EDA工具软件的使用方法。

在实验中，用一个锁定在开关k8上的输入端用来控制置0端，我认为VCC也需要使用一个输入端表示，否则在引脚分配时无法对VCC进行分配。

2接通两台机器电源
3设置TH-union+实验机工作方式：将6个拨动开关置于正确位置，实现“分立电路CPU的16位联机工作、使用微程序控制其并从内存读指令”的状态。
4在pc机上启动PECE16.EXE
5练习TH-union+实验机各条指令的使用，掌握其功能。
6编写汇编程序段，实现任务要求的功能。
三、实验结果
三、实验过程
这是一个完成整数排序功能的程序，要求首先输入5个参加排序的整数数值，接下来完成对这5个整数的排序操作，并输出最终的排序结果。
<1>在命令行提示符：下输入下面程序：
10 for i=1 to 5
20 input a(i)
30 next i
40 for i=1 to 4
50 for j=i+1 to 5
2.7实验机存储器使用和扩展实验
一、实验目的
1.理解计算机主存储器芯片的读写和控制方法，学习ROM存储器和RAM存储器的使用
2.熟悉计算机主存储器的组成方法，掌握存储器扩展技术.地址分配
二、实验环境介绍
1.扩展芯片连接
TH-union+教学实验计算机机箱上，供实验中进行存储器扩展空间的只有2个芯片插槽，可插入2片8K*8位的58C65芯片，进行EEPROM存储空间的扩展。
2.58C65芯片应用
58C65芯片是电可擦除可编程的ROM器件，它既可以通过专用的编程软件和设备向芯片写入相应内容，也可以通过写内存的指令，向芯片的指定单元写入数据。
三、实验步骤
用EEPROM芯片58C65扩展主存实验
（1）将扩展的AT58C65芯片插入标有“EXTROMH”和“EXTROML”的自锁紧插座，要注意芯片插入的方向。

计算机组成原理实验二乘法器实验目的1、掌握乘法器以及booth乘法器的原理实验步骤1、如果未安装byteblaster，参照实验一的配置文件的安装。

2、连接jtag和usb通信线，打开电源。

3.打开quartus->tools->programmer并设置booth_uu乘法器。

软件下载到FPGA上。

请注意，编程时，请选中program/configure下的复选框，然后下载。

4、在实验台上通过模式开关选择fpga独立调试模式010。

5.短路DZ3，断开短路DZ4，使FPGA CPU所需时钟采用正单脉冲时钟。

2.4、实验现象本实验实现了4位Booth乘法（有符号数乘法）。

相应的输入和输出规则如下：1、输入的4位被乘数（multiplicand）md3～md0对应开关sd11～sd8。

2、输入的4位乘数（multiplier）mr3～mr0对应开关sd3～sd0。

3、按单脉冲按钮，输入脉冲，也即节拍。

4.产品（8位）p7~p0对应于灯A8~A1和辅助位A0。

5.计算结束时，最终信号为1，对应于灯R7。

如表2.5的booth算法举例，一共需要0～8九个小步骤计算出结果。

本实验也是通过九个小步骤实现的，通过按单脉冲按钮输入脉冲，观察积寄存器的变化，掌握booth乘法器的原理。

1.切换开关sd11~SD8以输入4位乘法器（MD3~md0）0010，切换开关SD3~sd0以输入4位乘法器（mr3~mr0）1101。

2、按动单脉冲按钮，输入脉冲，对照表2.5观察积寄存器即灯a8～a0的变化情况，当灯r7亮时，说明计算结束，灯a8～a1为最后相乘结果。

根据上述操作细节，按照表2.5中的步骤操作。

进行新的乘法运算时，或者说当上一次运算结束即灯r7亮时，输入新的被乘数、乘数（拨动开关），然后按动单脉冲开关即可观察正确的寄存器结果。

00：0的中间，无任何操作；重复01初始值步骤。

乘法器（MD）是（-4）10110011001100乘积（P）乘法器是（-5）100000110011001011000101100101100101100101101100010111011101000101000101000001 0011:10→ 乘积=乘积-乘法器2：乘积向右移动1位21:11→ 空操作2：产品向右移动1位31:01→ 乘积=乘积+乘法器2：乘积向右移动1位41:10→ 乘积=乘积-乘法器2：乘积向右移动1位2.5、思考题试着解释一下布斯乘法器的原理，也就是说，为什么可以用两个相邻位之间的差来确定加法和减法运算booth算法的关键在于把1分类为开始、中间、结束三种。

按所画连线图接线。
操作步骤
接线图中OO1、OO2、OOE1、OOE2是四个观察记数的 指示灯，其中OO1、OO2是写信号记数，OOE1、OOE2 是读信号记数。FULL及EMPTYy是满和空标志灯。
实验时，先拨动CLR开关使FIFO清空。然后给INPUT DEVICE单元中置一个数，按动START，此时将此数写入 到FIFO中，依次写四次后，FULL满标志置位。此时再也 写不进去，然后连续按动KK2-读信号，将顺序读出所存 的四个数，从总线显示灯检查结果是否与理论值一致。
C3=FIFOWR&O2&!O1; C4=FIFOWR&O2&O1; EMPTY=(OE==O)&!FLAGG; FULL=(OE==O)&FLAGG; END
25
26
3.LS273模块（ls273.abl）
MODULE LS273
"INPUT
CLK
PIN ;
I7,I6,I4,I3,I2,I1,I0 PIN ;
OE.CLK=FIFORD;
O.CLK=!FIFOWR;
24
OE.AR=!RST; O.AR=!RST; FLAGG.CLK=FIFOWR; FLAGG.AR=(!FIFORD)#(!RST); FLAGG:=1; WHEN OE==3 THEN OE:=0 ELSE OE:=OE+1; WHEN O==3 THEN O:=0 ELSE O:=O+1; C1=FIFOWR&!O2&!O1; C2=FIFOWR&!O2&O1;
7
三．实验内容
实验时将T3脉冲接至实验板上时序电路模块的TS3 相应插孔中，其脉冲宽度可调，其它电平控制信号 由“SWITCH UNIT”单元的二进制开关模拟，其中 SW-B为低电平有效，LDAR为高电平有效。

实验二算术逻辑运算实验一、实验目的（1）了解运算器芯片（74LS181）的逻辑功能。

（2）掌握运算器数据的载入、读取方法，掌握运算器工作模式的设置。

（3）观察在不同工作模式下数据运算的规则。

二、实验原理1.运算器芯片（74LS181）的逻辑功能74LS181是一种数据宽度为4个二进制位的多功能运算器芯片，封装在壳中，封装形式如图2-3所示。

5V A1 B1 A2 B2 A3 B3 Cn4 F3BO A0 S3 S2 S1 S0 Cn M F0 F1 F2 GND图2-374LS181封装图主要引脚有：（1）A0—A3：第一组操作数据输入端。

（2）B0—B3：第二组操作数据输入端。

（3）F0—F3：操作结果数据输入端。

（4）F0—F3：操作功能控制端。

（5）：低端进位接收端。

（6）：高端进位输出端。

（7）M：算数/逻辑功能控制端。

芯片的逻辑功能见表2-1.从表中可以看到当控制端S0—S3为1001、M为0、为1时，操作结果数据输出端F0—F3上的数据等于第一组操作数据输入端A0—A3上的数据加第二组操作数据输入端B0—B3上的数据。

当S0—S3、M 、上控制信号电平不同时，74LS181芯片完成不同功能的逻辑运算操作或算数运算操作。

在加法运算操作时，、进位信号低电平有效；减法运算操作时，、借位信号高电平有效；而逻辑运算操作时，、进位信号无意义。

2.运算器实验逻辑电路试验台运算器实验逻辑电路中，两片74LS181芯片构成一个长度为8位的运算器，两片74LS181分别作为第一操作数据寄存器和第二操作数据寄存器，一片74LS254作为操作结果数据输出缓冲器，逻辑结构如图2-4所示。

途中算术运算操作时的进位Cy判别进位指示电路；判零Zi和零标志电路指示电路，将在实验三中使用。

第一操作数据由B-DA1(BUS TO DATA1)负脉冲控制信号送入名为DA1的第一操作数据寄存器，第二操作数据由B-DA2(BUS TO DATA2)负脉冲控制信号送入名为DA2的第二操作数据寄存器。

《计算机组成原理》实验报告
一、实验目的
1.搭建并操作一个最基本的模型计算机。

2.建立对计算机组成及其原理的基本认识。

二、实验设备
1.TDN-CM+教学实验系统一套。

2.排线31条：8芯8条，6芯3条，4芯3条，2芯17条。

3.PC 机一台。

三、实验内容
1.一台简单模型计算机的结构
我们将算术逻辑运算器、控制器、寄存器、内部总线等部件搭接起来构
成一个CPU，然后再加上存储器、输入设备、输出设备即构成一台完
整的模型计算机。

其逻辑框图如下。

2.构造一台模型计算机
将组成一台计算机的基本模块组合起来。

在TDN-CM+实验系统中使用
连接导线（排线）将模型计算机的各个部件连接在一起，构成一台完整
的模型计算机。

连线图如下。

四、模型计算机的运行操作
1.打开实验系统的电源开关，点击图标CMP运行软件。

2.联机正常后，可测试连线是否正确。

先选择“【运行】--【通路图】”，再
选“【测试】--【开始】”（否则该菜单呈灰色显示），即弹出“系统测试
对话框”。

三、实验内容
1、运算器实验
按照下表连线
连接
信号孔
接入
连接
信号孔
接入
1
J1座
J3座
5
AEN
K3
2
S0
K0
6
WEN
K4
3
S1
K1
7
CyIN
K5
4
S2
K2
8
ALUCK
CLOCK
注：CyIN为运算器进位输入。
（1）将运算数据输入A、W中
将XXH写入A寄存器：
拨设置开关K23—K16，使其为A寄存器要输入的数据：
K23
K22
K21
K20
K19
K18
K17
K16
0
0
0
0
0
0
0
1
置控制信号：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
K4
（MAROE）
K3
（MAREN）
K2
（EMEN）
K1
（EMRD）
K0
（EMWR）
1
1
1
0
1
1
1
按CLOCK键，将地址1写入MAR
读EM[1]：
置控制信号为：
K6
（IREN）
K5
（PCOE）
四、思考题
运算器
1、运算器在加上控制信号及数据（A、W）后，运算结果是否需CLOCK跳变才能给出？
答：不需要，结果会直接给出。
2、S2、S1、S0控制信号的作用。
答：通过控制信号S2、S1、S0来选择ALU的运算类型。
具体运算选择如下：
S2 S1 S0功能

算术逻辑ALU是由两片74181(U17、U18)构成，它是运 算器的核心。它可以对两个8位二进制数进行多种算术或逻辑 运算，具体由74181的功能控制条件M，S3，S2，S1，S0决 定。两个参加运算的数分别来自ACT和TMP(或Ri)，运算结果 可以直接送到累加器A或经BUFFER送到累加器A，以便进行 移位操作或参加下次运算。
表6-1 累加器A使用法
图6-2是累加器A判零线路
图6-2 累加器A判零线路
此线路利用内存模块中的与门7411(U21) 对或非门7427(U22)的三个输出组合，产生 ZD信号。ZD为1表示累加器A当前的内容为 零。当ZC电平正跳时ZD状态被存人触发器 7474(U19)，信号Z是它的输出。
图6-3是进位发生线路
计算机提供了一系列功能模块，这里逐一 介绍它们的组成和使用。
6.2 运算器模块
运算器模块(ALU)主要由累加器A(74198)运算器 ALU(74181x2)、累加器暂存器ACT(74377)、暂 存器TMP(74373)、输出缓冲器BUFFER(74245)， 以及进位产生线路、累加器判零线路等构成。
运算器模块上的开关KA、KB、KC以及寄存器堆 模块上的开关KR的不同组合，决定了实验计算机的 运算器结构。
从理论上讲， KA、KB、KC和KR可有16种不同 组合，但有实际逻辑意义的组合为以下几种(L表示 置左、R表示置右): (1).KA、KB、KC 、KR置为R、L、L、R，这种组 合的运算器结构如图6-5(a)。如果不使用寄存器堆， 则它简化为如图6-5(e)。
IR2(U10)是三态输出的8位寄存器。当它的接 数控制脉冲端CL出现电平正跳变时接数，当它的输 出控制OI为低电平输出，OI为高电平时IR2输出呈 高阻。

G为读命令，G为低电平时，是读操作，EMRD信号作为G的输入，因此当EMRD为低电平时，存储器进行读操作。
W为写命令，W为低电平时，是写操作。EMWR和CK经或门后的输出作为W的输入，因此只有当EMWR为低电平，并且时钟脉冲到来时，在时钟脉冲的下降沿，W为低电平，将数据写入存储器。
（2）写使能有效时是将数据写入到存储器中，而读使能有效时是将数据从存储器送出到数据总线上。
实验报告
专业班级:
姓名:
机器号:
学号:
E-mail:
指导教师：
总成绩：
分步成绩：
出勤：
实验表现
实验报告：
实验三运算器及移位实验
一、实验目的
1、了解运算器模块如何连接以及数据通路；
2、通过实际设置控制信号、给出ALU的输入端数据、观察运算结果，领会课堂教学中关于ALU的功能特性；
3、认识一种较新的设计实现ALU功能的方法——用CPLD实现运算器。
2、观察EM地址的来源，EM的地址什么时候由PC提供，什么时候由MAR提供；
答：控制信号不同会导致EM地址来源不同：PCOE为0，MAROE为1时，EM的地址由PC提供；PCOE为1，MAROE为0时，EM的地址由MAR提供。
3、存储器进行读操作时，如果将EMRD置为1，能读出原来的写入数据吗？读EM单元内容需要CLK跳变吗？
ALU原理图
移位器由3个8位寄存器组成，能实现直通、左移、右移。直通门D将运算器的结果不移位送总线，右移门R将运算器的结果右移一位送总线，左移门L将运算器的结果左移一位送总线。用控制信号CN决定运算器是否带进位移位。
三、实验内容
1、运算器实验
按照下表连线
连接
信号孔
接入
连接

实验(二）存储器实验1、实验目得1 深入理解计算机内存储器得功能,组成知识。

２深入得学懂静态存储芯片得读写原理与用她们组成教学计算机存储系统得方法(即字,位扩展技术）,控制其运行方式2、实验内容1、完成存储器扩展得实验,需要为扩展内存选择一个地址,并注意读写与OE等控制得正确状态。

2、用监控程序得D，Ｅ命令对存储器进行读写,比较ＲAＭ,EＥＰROM，EPＲＯM在读写上得异同。

3、用A命令写一段程序，对RAM进行读写,用D命令查瞧结果就是否正确。

4、用A命令写一段程序,对扩展存储器ＥEPROM进行读写，用D命令查瞧结果就是否正确,如果不正确,分析原因,改写程序,重新运行。

3、实验步骤1、检查FＰＧＡ下方得插针要按下列要求短接:标有“/MWR”“RD”得插针左边两个短接,标有“/ＭＲD”“GND”得插针右边两个短接，标有ＲＯMLCS与RAMＬCS得插针短接。

2、RAＭ(6１16)支持即时读写，可直接用A、E命令向扩展得存储器输入程序或改变内存单元得值。

RＡM中得内容在断电后会消失,重新启动实验机后会发现内存单元得值发生了改变。

１>用E命令改变内存单元得值并用D命令观察结果。

<1>在命令行提示符状态下输入:Ｅ20２0<2>在命令行提示符状态下输入:D202０＜3>断电后重新启动教学实验机，用D命令观察内存单元202０～2023得值。

2>用A命令输入一段程序，执行并观察结果。

<1>在命令行提示符状态下输入:Ａ 2000<2＞在命令行提示符状态下输入：Ｔ 200０<3>在命令行提示符状态下输入:G 2０00＜4> 在命令行提示符状态下输入:ﻩＲ3、将扩展得ROM芯片(27或27系列得替代产品58C65芯片）插入标有“EＸTROＭＨ”与“EXTROMＰ”得自锁进插座,要注意芯片插入得方向，带有半圆形缺口得一方朝左插入。

如果芯片插入方向不对，会导致芯片毁坏,然后锁紧插座。

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。

《计算机组成原理实验》实验报告（实验二）学院名称：专业（班级）：学生姓名：学号：时间：2017 年11 月25 日成绩: 实验二：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；(5) 掌握单周期CPU的实现方法。

二.实验内容设计一个单周期的MIPSCPU，使其能实现下列指令：==> 算术运算指令==> 逻辑运算指令功能：rd←rs | rt；逻辑或运算。

==>移位指令==>比较指令==> 存储器读/写指令将rt寄存器的内容保存到rs寄存器内容和立即数符号扩展后的数相加作为地址的内存单元中。

即读取rs寄存器内容和立即数符号扩展后的数相加作为地址的内存单元中的数，然后保存到rt寄存器中。

==> 分支指令功能：if(rs=rt) pc←pc + 4 + (sign-extend)immediate <<2 else pc ←pc + 4特别说明：immediate是从PC+4地址开始和转移到的指令之间指令条数。

immediate 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immediate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”。

12特别说明：与beq不同点是，不等时转移，相等时顺序执行。

功能：if(rs>0) pc←pc + 4 + (sign-extend)immediate <<2 else pc ←pc + 4==>跳转指令==> 停机指令三.实验原理1.时间周期：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。