存储器扩展实验报告

一、实验目的1. 理解存储器扩展的基本原理和方法。

2. 掌握位扩展和字扩展的技巧。

3. 利用仿真软件实现存储器扩展，并验证其功能。

二、实验环境1. 仿真软件：Logisim2. 硬件设备：电脑三、实验原理1. 存储器扩展的基本原理存储器扩展是指将多个存储器芯片组合在一起，以实现更大的存储容量或更高的数据位宽。

存储器扩展主要有两种方式：位扩展和字扩展。

（1）位扩展：当存储芯片的数据位小于CPU对数据位的要求时，可以通过位扩展方式解决。

位扩展时，将所有存储芯片的地址线、读写控制线并联后与CPU的地址线和读写控制线连接，各存储芯片的数据总线汇聚成更高位宽的数据总线与CPU的数据总线相连。

（2）字扩展：当存储芯片的存储容量不能满足CPU对存储容量的要求时，可以通过字扩展方式来扩展存储器。

字扩展时，将所有存储芯片的数据总线、读写控制线各自并联后与CPU数据总线、读写控制线相连，各存储芯片的片选信号由CPU高位多余的地址线译码产生。

2. 存储器扩展的方法（1）位扩展：选择合适的存储芯片，将多个存储芯片的数据总线并联，连接到CPU的数据总线上。

（2）字扩展：选择合适的存储芯片，将多个存储芯片的数据总线、读写控制线分别并联，连接到CPU的数据总线和读写控制线上。

同时，使用译码器产生片选信号，连接到各个存储芯片的片选端。

四、实验步骤1. 创建一个新的Logisim项目。

2. 在项目中添加以下模块：（1）存储芯片模块：选择合适的存储芯片，如RAM或ROM。

（2）译码器模块：根据存储芯片的数量和地址线的位数，选择合适的译码器。

（3）数据总线模块：根据位扩展或字扩展的要求，设置数据总线的位数。

（4）地址线模块：根据存储芯片的数量和地址线的位数，设置地址线的位数。

3. 连接各个模块：（1）将存储芯片的数据总线连接到数据总线模块。

（2）将存储芯片的地址线连接到地址线模块。

（3）将译码器的输出连接到各个存储芯片的片选端。

（4）将存储芯片的读写控制线连接到CPU的读写控制线上。

计组实验报告范文-3存储器和IO扩展实验综合实验报告(2022--2022年度第一学期)名称：计算机组成原理综合实验题目：存储器和I/O扩展实验院系：计算机系班级：学号：学生姓名：指导教师：设计周数：一周成绩：日期年月一、目的与要求实验目的：（1）熟悉ROM芯片和RAM芯片在功能和使用方法等方面的相同和差异之处；学习用编程器设备向EEPROM芯片内写入一批数据的过程和方法。

（2）理解并熟悉通过字、位扩展技术实现扩展存储器系统容量的方案；（3）了解静态存储器系统使用的各种控制信号之间正常的时序关系；（4）了解如何通过读、写存储器的指令实现对58C65ROM芯片的读、写操作；（5）加深理解存储器部件在计算机整机系统中的作用；（6）学习串行口的正确设置和使用。

实验要求：（1）实验之前认真预习，明确实验目的和具体内容，设计好扩展8K字存储器容量的线路图，标明数据线和控制信号的连接关系，做好实验之前的必要准备；（2）想好实验步骤，明确通过实验到底可以学习哪些知识，想想怎么样有意识的提高教学实验的真正效果；（3）在教学实验过程中，要爱护教学实验设备和用到的辅助仪表，记录实验步骤中的数据和运算结果，仔细分析遇到的现象与问题，找出解决问题的办法，有意识的提高自己的创新思维能力；（4）实验之后认真写出实验报告，总结自己再实验过程中的收获，善于总结和发现问题。

二、实验正文1．主存储器实验内容1．1实验的教学计算机的存储器部件设计（说明只读存储器的容量、随机读写器的容量，各选用了什么型号及规格的芯片、以及地址空间的分布）答:ROM存储区选用4片长度8位、容量8KB的58C65芯片实现，RAM存储区选用2片长度8位、容量2KB的6116芯片实现，每2个8位的芯片合成一组用于组成16位长度的内存字，6个芯片被分成3组，其地址空间分配关系是：0-1777h用于第一组ROM，固化监控程序，2000-2777h用于RAM，保存用户程序和用户数据，其高端的一些单元作为监控程序的数据区，第二组ROM的地址范围可以由用户选择，主要用于完成扩展内存容量（存储器的字、位扩展）的教学实验1．2扩展8K字的存储空间，需要多少片58C65芯片，58C65芯片进行读写时的特殊要求答:第一，要扩展8K字的存储空间，需要使用2片（每一片有8KB容量，即芯片内由8192个单元、每个单元由8个二进制位组成）存储器芯片实现。

计算机组成原理扩展实验报告总结
一、实验目的
通过本次实验，旨在加深对计算机组成原理的理解，掌握计算机各个组件的工作原理及相互之间的联系。

同时，通过实验操作，提高动手能力和解决问题的能力。

二、实验内容
本次实验主要涉及计算机的五大部件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

实验内容包括：
1. 运算器实验：通过模拟运算器的运算过程，了解加法、减法、乘法和除法等基本运算的实现原理。

2. 控制器实验：通过模拟控制器的指令执行过程，了解指令的取指、解码、执行和回写等阶段的工作原理。

3. 存储器实验：通过观察存储器的读写过程，了解存储器的组织结构和访问机制。

4. 输入设备实验：通过实际操作不同类型的输入设备，了解键盘、鼠标、触摸屏等设备的工作原理。

5. 输出设备实验：通过观察打印机的打印过程，了解打印机的构造和工作原理。

三、实验过程
在实验过程中，我们按照实验指导书的步骤进行操作，并记录了实验数据和观察结果。

在遇到问题时，我们通过查阅资料和相互讨论，共同解决问题。

四、实验总结
通过本次实验，我们深入了解了计算机的组成和工作原理，掌握了五大部件的基本概念和工作方式。

同时，实验过程中我们遇到了一些问题，通过解决问题，提高了我们的动手能力和解决问题的能力。

此外，通过本次实验，我们认识到计算机组成原理在实际应用中的重要性，为我们后续的学习和工作中提供了坚实的基础。

实验二RAM扩展实验（请在实验课前写好预习报告，预习报告日期必在做实验课之前，预习报告中应该出现跟实验1内容相关的原理，电路图（可简画），流程图（或是程序，有程序就必带注释））实验仪器：pc机，8086k微机原理实验箱实验目的：1.掌握存储器芯片的特性及与CPU的连接方法。

2.掌握访问连续存储空间的方法。

注意实验报告中3个内容每人都要做，1通过实验课前仿真实验完成，2,3是实验课时完成。

每个具体实验内容包括：写出电路图，连线，流程图，程序（必须在关键地方加上注释），实验结果，问题分析和每个实验内容中的思考题。

0实验内容：（1必须在实验课前通过仿真实验完成，电路为EX2_1.DSN,程序为EX2_1.ASM）1.利用62256(32K×8bit)的静态SRAM芯片进行扩展，要求扩展的存储器容量为64KB，且要求和8086CPU相连接。

扩展后，利用此扩展的存储体进行读写访问，将内存0000H:4000H 地址开始的位置至0000H:4063H位置处依次写上0-99。

实验连线：提示：应该有哪三类线？实验流程图参考实验程序：assume cs:codecode segmentstart:mov ax,0000h ;设置DS的段地址值为0mov ds,axmov bx,4000H ;利用BX存放存储单元的偏移地址，从200H开始mov al,0 ;AL中为要写到存储单元中的数据。

初始值为1mov ds:[bx],al ;将1写入内存0000H:4000H地址处mov cx,100 ;设置循环次数为100次l1:mov ds:[bx],al ;循环体目的将AL中的值填入存储器inc bx ;偏移地址指针下移一个字节inc al ;待填充到存储单元的数据也自增1loop l1 ;根据CX的次数执行上面的循环体int 3 ;断点中断，目的是为了观察内存结果，用实验箱做实验时，不用这步code endsend start提示：如果仿真过程中把内存窗口关掉，可以按图中所示选择调试菜单中：即可出现思考问题：1）通过EX2_1.DSN仿真运行结果观察两块62256芯片写入的内容各有什么特点？为什么会产生这样的结果？2）停止运行，观察EX2_1.DSN仿真图，U7：62256芯片的片选段CE由那两个信号进行或运算获得？这两个信号都为哪种电平时才能选中这块U7：62256芯片。

实验四存储系统设计实验一、实验目的本实训项目帮助大家理解计算机中重要部件—存储器，要求同学们掌握存储扩展的基本方法，能设计MIPS 寄存器堆、MIPS RAM 存储器。

能够利用所学习的cache 的基本原理设计直接相联、全相联，组相联映射的硬件cache。

二、实验原理、内容与步骤实验原理、实验内容参考：1、汉字字库存储芯片扩展设计实验1)设计原理该实验本质上是8个16K×32b 的ROM 存储系统。

现在需要把其中一个（1 号）16K×32b 的ROM 芯片用4个4K×32b 的芯片来替代，实际上就是存储器的字扩展问题。

a) 需要4 片4个4K×32b 芯片才可以扩展成16K×32b 的芯片。

b) 目标芯片16K个地址，地址线共14 条，备用芯片12 条地址线，高两位（分线器分开）用作片选，可以接到2-4 译码器的输入端。

c) 低12 位地址直接连4K×32b 的ROM 芯片的地址线。

4个芯片的32 位输出直接连到D1，因为同时只有一个芯片工作，因此不会冲突。

芯片内数据如何分配：a) 16K×32b 的ROM 的内部各自存储16K个地址，每个地址里存放4个字节数据。

地址范围都一样：0x0000～0x3FFF。

b) 4个4K×32b 的ROM，地址范围分别是也都一样：0x000～0xFFF，每个共有4K个地址，现在需要把16K×32b 的ROM 中的数据按照顺序每4个为一组分为三组，分别放到4个4K×32b 的ROM 中去。

HZK16_1 .txt 中的1～4096个数据放到0 号4K 的ROM 中，4097～8192 个数据放到 1 号4K 的ROM 中，8193～12288 个数据放到2 号4K 的ROM 中，12289～16384个数据放到3 号4K 的ROM 中。

c) 注意实际给的16K 数据，倒数第二个4K（8193～12288 个数据）中部分是0，最后4K（12289～16384 数据）全都是0。

华北电力大学
实验报告|
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实验名称存储器扩展及读写实验
课程名称微机原理
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图1
四、实验结果
五、
图二
六、第一次搭载得硬件电路图如图二所示,图二与图一得区别之处如红框
所示,在图一中,入口地址为８00０ｈ，则ＡL中内容可以成功写入扩展存储器内，在图二中，将入口地址改为0０00ｈ，则AL中内容不能成功写入扩展存储器,至今我也没能想明白这就是为什么，希望老师解答一下。

图三
在图三中，ＡL中没有成功写入存储器中得原因有：
１、我忘了将总线得引脚AD［0、、1５]与A［16、、１９］引出。

2、在设置引脚M/IO得lａbｅl时，将两个需要连接得引脚分别设置成了‘Ｍ/IO’与‘M/I0’。

一时得疏忽害我查了好久得错.
图四
正确结果如图四所示.采用两片6216芯片,采用全译码法，扩展存储器地址空间范围为000０:8０00Ｈ～0000：８FFFH,共４KＢ得内存空间。

五、遗留问题
1、上面两个程序块都有错误,我想把内容写入附加段内,但就是怎么也行
不通，我得程序中得段超越就是不就是用错了。

瞧了一下老师得硬件电路连接,
我发现入口地址改为8000h应该
也可以,可就是运行时发现内容写
不进去,我就是不就是哪里弄错了。

实验报告总结：计算机外扩存储器一、引言计算机外扩存储器是提升计算机性能和数据存储能力的重要手段之一。

本实验旨在通过实际操作和测试，深入探究外扩存储器的原理、作用以及与计算机系统的结合方式。

本文将对实验过程、结果及其意义进行总结和归纳。

二、实验过程1. 实验目标确定：明确实验目标，明确实验所需材料和设备。

2. 实验准备：检查所需材料和设备是否齐全，保证实验顺利进行。

3. 实验步骤：按照实验指导书的要求，依次完成外扩存储器的连接和设置。

4. 测试与记录：进行相应的测试，记录测试结果和相关数据。

5. 实验分析：对实验结果进行分析，验证实验目标是否达到。

三、实验结果通过实验，我们成功地实现了计算机外扩存储器的连接和设置，并进行了相应的测试。

以下是我们得到的主要实验结果：1. 存储容量扩展：通过外扩存储器，我们成功地扩展了计算机的存储容量，使其能够处理更多的数据和任务。

2. 数据传输速度提升：外扩存储器的使用可以显著提高计算机的数据传输速度，加快计算机的响应时间。

3. 数据备份和恢复：外扩存储器不仅可以作为计算机的扩展存储空间，还可以用于数据备份和恢复，提高数据的安全性和可靠性。

四、实验意义本次实验对我们深入了解计算机外扩存储器的原理和作用具有重要意义：1. 扩展计算机性能：通过外扩存储器，我们可以有效地扩展计算机的存储容量和数据处理能力，提高计算机的整体性能。

2. 提高数据存储效率：外扩存储器可以提供更大的存储空间，并且数据传输速度更快，可以加快数据读写的速度，提高数据存储的效率。

3. 增强数据安全性：外扩存储器可以作为数据备份和恢复的手段，保护数据免受损坏和丢失，增强数据的安全性和可靠性。

五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了计算机外扩存储器的原理和作用，并通过实际操作验证了其在计算机系统中的重要性。

以下是我们的主要总结：1. 外扩存储器是提升计算机性能和数据存储能力的有效手段，能够满足计算机处理大量数据和任务的需求。

实验一：扩展RAM及FLASH读写实验一、实验目的1. 理解F28335在硬件上如何扩展RAM内存。

2. 理解F28335在扩展RAM存储器上的编程。

二、实验设备1．装有CCS5.2的计算机一台。

2．ZQ28335开发板、XDS100V2 USB仿真器、USB接口线及5V电源。

三、实验原理F28335的片上存储器和片外存储器采用统一编址方式。

当片内RAM存储器不够用时，可外接芯片扩展。

扩展存储器只能在0x00 4000~0x00 5000的XINF 区域0、0x10 0000~0x20 0000的XINF 区域6和0x20 0000~0x70 0000的XINF 区域7，如图1所示。

1．外扩RAM电路选用的RAM型号为IS61LV25616AL，256K×16bit大小。

这里使用A17~A0，共18根地址线，最大为256K；数据线为D15~D0。

片选信号CE接F28335的XZCS7引脚，写WE 由XWE提供，RD（OE，Output Enable）信号均XRD提供。

有硬件电路可知，外扩的RAM 地址范围为0x20 0000~0x23 FFFF。

由于没有使用A19~A18地址线，在仿真时，凡低18位地址相同的单元，读出的内容都是同一个单元内容,如0x240000~0x27FFFF，0x280000~0x2BFFFF和0x2C0000~0x2FFFFF上读出的内容与0x200000~0x23FFF的内容相同。

2．外扩FLASH电路FLASH存储器掉电后数据不会丢失，用于存放程序和需要保存的数据。

本实验板选用的FLASH型号为SST39VF800，512K×16bit大小。

这里使用A18~A0，共19根地址线，最大为512K；数据线为D15~D0。

片选信号CE接F28335的XZCS6引脚，写WE由XWE 提供，RD（OE，Output Enable）信号均XRD提供。

有硬件电路可知，外扩的FLASH地址范围为0x10 0000~0x17 FFFF。

一、实验目的1. 了解存储器的结构及其与CPU的连接方式。

2. 掌握存储器的位扩展、字扩展和字位扩展方法。

3. 通过实际操作，加深对存储器扩展原理的理解，提高动手实践能力。

二、实验原理存储器扩展是计算机硬件设计中常见的技术，目的是为了满足系统对存储容量的需求。

存储器扩展主要分为位扩展、字扩展和字位扩展三种方式。

1. 位扩展：当存储芯片的数据位小于CPU对数据位的要求时，可以通过位扩展来解决。

位扩展是将多个存储芯片的数据总线并联，形成一个更高位宽的数据总线，与CPU的数据总线相连。

2. 字扩展：当存储芯片的存储容量不能满足CPU对存储容量的要求时，可以通过字扩展来解决。

字扩展是将多个存储芯片的数据总线、读写控制线并联，形成一个更大容量的存储器，与CPU的数据总线、读写控制线相连。

3. 字位扩展：字位扩展是位扩展和字扩展的结合，既能扩展存储容量，又能扩展数据位宽。

三、实验设备1. 实验箱2. 逻辑分析仪3. 逻辑门电路4. 实验指导书四、实验步骤1. 搭建存储器扩展电路（1）根据实验要求，选择合适的存储芯片，如SRAM、ROM等。

（2）根据存储芯片的规格，确定存储器的容量、数据位宽和地址线位数。

（3）根据存储器的容量和位宽，计算所需的存储芯片数量。

（4）搭建存储器扩展电路，包括存储芯片、地址译码器、数据线、读写控制线等。

2. 仿真实验（1）使用逻辑分析仪观察存储器扩展电路的信号波形。

（2）通过实验指导书提供的测试程序，对存储器进行读写操作。

（3）观察逻辑分析仪的信号波形，分析存储器扩展电路的工作情况。

3. 分析实验结果（1）根据实验结果，验证存储器扩展电路是否满足实验要求。

（2）分析存储器扩展电路的优缺点，提出改进措施。

五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，搭建了存储器扩展电路，实现了存储器的位扩展、字扩展和字位扩展。

逻辑分析仪的信号波形显示，存储器扩展电路工作正常，满足实验要求。

2. 实验分析（1）位扩展：通过位扩展，实现了存储器数据位宽的增加，满足了CPU对数据位宽的要求。

实验RAM的扩展实验报告实验RAM的扩展实验报告一、引言随着计算机技术的不断发展，人们对于计算机存储器的需求也越来越高。

为了满足这一需求，研究人员不断努力开发新的存储器技术。

在本次实验中，我们将探究实验RAM的扩展实验，以探索如何提高计算机的存储器性能。

二、实验目的本次实验的主要目的是通过扩展实验RAM来提高计算机的存储器性能。

我们将通过增加RAM的容量，以及优化数据访问方式来实现这一目标。

三、实验步骤1. 扩展RAM容量：我们首先将原有的RAM容量扩大两倍，以增加计算机的存储空间。

通过增加RAM的容量，可以提高计算机处理大量数据的能力。

2. 优化数据访问方式：我们将尝试使用不同的数据访问方式，以提高计算机的存储器性能。

例如，我们可以使用缓存技术来减少数据访问的延迟时间。

此外，我们还可以尝试使用预取技术，提前将可能需要的数据加载到RAM中，以减少数据访问的等待时间。

3. 实验数据收集：在实验过程中，我们将记录不同数据访问方式下的存储器性能指标，如访问延迟时间、数据吞吐量等。

通过对比不同数据访问方式下的性能指标，我们可以评估扩展RAM对计算机性能的影响。

四、实验结果与分析根据我们的实验数据，我们发现扩展RAM的容量可以显著提高计算机的存储器性能。

当RAM容量增加时，计算机可以存储更多的数据，从而减少了数据的交换和加载时间，提高了计算机的运行速度。

此外，通过优化数据访问方式，我们也取得了一定的性能提升。

使用缓存技术可以减少数据访问的延迟时间，提高数据的读取速度。

使用预取技术可以提前将可能需要的数据加载到RAM中，减少了数据访问的等待时间。

这些优化措施都对计算机的存储器性能产生了积极的影响。

然而，我们也发现在实验过程中存在一些挑战。

扩展RAM的容量需要更高的成本投入，而且对于某些应用场景来说，并不一定能够带来明显的性能提升。

此外，优化数据访问方式也需要考虑到不同的应用需求，选择合适的优化策略。

五、结论通过本次实验，我们深入探究了实验RAM的扩展实验。