计算机组成与体系结构实验报告
- 格式:doc
- 大小:591.00 KB
- 文档页数:14
计算机体系结构实验报告实验目的:1.掌握计算机体系结构的基本概念和组成部分2.学会使用模拟器对计算机性能进行测试和优化3.理解计算机指令的执行过程和流水线工作原理4.掌握计算机性能指标的测量方法和分析技巧实验材料和工具:1.一台个人电脑2.计算机体系结构模拟器3.实验指导书和实验报告模板实验步骤:1.搭建计算机系统:根据实验指导书提供的指导,我们搭建了一个简单的计算机系统,包括中央处理器(CPU)、内存和输入输出设备。
2.编写测试程序:我们编写了一段简单的测试程序,用于测试计算机系统的性能。
3.运行测试程序:我们使用模拟器运行测试程序,并记录测试结果。
模拟器可以模拟计算机的执行过程,并提供各种性能指标的测量功能。
4.分析和优化:根据测试结果,我们对计算机系统的性能进行分析,并尝试优化系统设计和测试程序,以提高性能。
实验结果:通过测试程序的运行和性能指标的测量,我们得到了如下结果:1.计算机的时钟频率:根据模拟器显示的结果,我们得知计算机的时钟频率为1000MHz。
2. 指令执行时间:我们计算了测试程序的平均执行时间,得到了结果为5ms。
4.流水线效率:我们通过模拟器提供的流水线分析功能,得到了计算机流水线的平均效率为80%。
实验分析:根据测试结果1.提高时钟频率:通过增加时钟频率可以加快计算机的运行速度。
我们可以尝试调整计算机硬件的设计和制造工艺,提高时钟频率。
2.优化指令执行过程:我们可以通过优化指令的执行过程,减少执行时间。
例如,并行执行多个指令、增加指令缓存等。
3.提高流水线效率:流水线是提高计算机性能的关键技术,我们可以通过增加流水线级数和优化流水线结构,提高流水线效率。
4.增加并行计算能力:并行计算是提高计算机性能的重要途径,我们可以尝试增加计算机的并行计算能力,例如增加处理器核心的数量。
实验总结:通过本次实验,我们深入了解了计算机体系结构的工作原理和性能指标。
通过模拟器的使用,我们学会了对计算机性能进行测试和进行性能优化的方法。
计算机系统结构实验报告实验目的:掌握计算机系统的基本结构和工作原理,了解计算机系统的组成部分及其相互关系。
实验仪器和材料:计算机硬件设备(主机、硬盘、内存、显卡等)、操作系统、实验指导书、实验报告模板。
实验原理:实验步骤:1.搭建计算机硬件设备,将主机、硬盘、内存、显卡等组装连接好。
2. 安装操作系统,如Windows、Linux等。
3.启动计算机,进入操作系统界面。
4.打开任务管理器,查看CPU的使用情况。
5.打开任务管理器,查看内存的使用情况。
6.运行一些应用程序,观察CPU和内存的使用情况。
7.尝试使用输入输出设备,如键盘、鼠标等。
实验结果:通过实验,我们可以观察到计算机系统的硬件部分和软件部分的工作情况。
通过任务管理器,我们可以查看到CPU的使用情况和内存的使用情况。
在运行应用程序时,我们可以观察到CPU和内存的使用情况的变化。
通过使用输入输出设备,我们可以与计算机进行交互操作。
实验分析:从实验结果可以看出,计算机系统的硬件部分和软件部分都是相互关联的。
CPU作为计算机的核心部件,负责执行各种指令,通过数据传输和计算来完成各种操作。
而内存则用于存储数据和程序,通过读写操作来完成对数据的处理。
硬盘则用于长期存储数据。
操作系统则是计算机系统的管理者,通过调度CPU和内存的使用来实现对计算机资源的分配。
结论:计算机系统是由硬件和软件部分组成的,其中硬件部分包括CPU、内存、硬盘等,软件部分包括操作系统、应用程序等。
计算机系统通过CPU 的运算和数据传输来实现各种操作。
通过实验,我们可以观察到计算机系统的工作情况,并深入了解计算机系统的组成和工作原理。
实验总结:通过本次实验,我们对计算机系统的基本结构和工作原理有了更深入的了解。
实验中,我们搭建了计算机硬件设备,安装了操作系统,并通过观察和分析实验结果,进一步认识到计算机系统的组成部分和各部分之间的相互关系。
通过操作输入输出设备,我们还实践了与计算机进行交互操作的过程。
关于计算机实验报告的范文实验名称:计算机硬件组装与基础设置一、实验目的1. 了解计算机硬件基本组成和功能;2. 掌握计算机基础设置方法;3. 增强实际操作能力和理论知识的应用能力。
二、实验设备及环境1. 实验设备:计算机硬件(主板、CPU、内存、硬盘、显卡等)、电源、机箱、数据线、螺丝刀等;2. 实验软件:操作系统、驱动程序、系统设置软件等;3. 实验环境:干净的系统盘、稳定的电源和良好的实验台等。
三、实验步骤及要点1. 硬件组装:按照主板、CPU、内存、硬盘、显卡等顺序将硬件安装到机箱中;2. 数据线连接:将各个硬件之间的数据线连接好;3. 螺丝固定:用螺丝刀将各硬件固定在机箱上;4. 基础设置:通过BIOS和操作系统对计算机进行基本设置和启动测试。
四、实验结果及总结通过本次实验,我对计算机的硬件组成有了更深入的了解,掌握了硬件的安装、连接和固定等实际操作技能。
在基础设置过程中,我熟悉了BIOS的设置、硬盘的分区和格式化、操作系统的安装和基本设置等步骤。
实验过程中需要注意的事项很多,稍不注意就会导致硬件的损坏,因此,实际操作中需要格外小心。
实验名称:计算机系统优化与调整一、实验目的1. 了解计算机系统优化与调整的方法;2. 掌握使用工具软件进行系统优化与调整的操作;3. 增强实际操作能力和理论知识的应用能力。
二、实验设备及环境1. 实验设备:计算机硬件、操作系统及常用工具软件;2. 实验环境:稳定的网络环境、干净的操作系统盘。
三、实验步骤及要点1. 系统优化:使用工具软件对计算机系统进行性能优化,如关闭不必要的启动项、优化系统配置文件等;2. 系统调整:对计算机系统的参数进行调整,如内存分配、磁盘缓存大小等;3. 操作测试:对优化和调整后的系统进行操作测试,观察系统性能的变化。
四、实验结果及总结通过本次实验,我熟悉了使用工具软件对计算机系统进行优化和调整的操作方法。
实验过程中需要注意,一些操作可能会影响系统的稳定性,因此需要谨慎操作。
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)。
计算机组成与体系结构实验报告班级:物联网工程1311姓名:沈扬凯学号: 2013198145老师:项东升实验项目一一、实验目的通过了解高级语言源程序和目标机器代码的不同表示及其相互转换,深刻理解高级语言和机器语言之间的关系,以及机器语言和不同体系结构之间的关系。
二、实验要求:在VC6.0中创建下列源程序#include <stdio.h>void main(){int i=100;int j=-1;int k;k=i+j;printf("%d",k);}然后对该程序进行编译、链接,最终生成可执行目标代码。
三、实验报告1.给出做实验的过程.关键代码如下:2.给出源程序(文本文件)的内容(用十六进制形式表示)。
3.给出可执行目标文件(二进制文件)的内容(用十六进制形式表示)。
4.VC6.0调试环境:设置断点、单步运行、变量的值(十进制、十六进制)、变量的地址、变量的存储。
断点设置如下:变量的值十进制:变量的值十六进制:变量的地址:5.VC6.0反汇编:查看源程序对应的汇编程序、可执行目标程序的二进制编码、了解如何给变量分配内存、系统函数程序段的调用。
6.分析或回答下列问题。
(1)分析同一个源程序在不同机器上生成的可执行目标代码是否相同。
不相同。
因为不同的机器硬件的组成不同,因此同一个源程序在不同的机器上生成的目标文件不同。
(2)你能在可执行目标文件中找出函数printf()对应的机器代码段吗?能的话,请标示出来。
不能。
因为源程序中的printf函数在可执行文件中已转换为机器语言。
被翻译的机器语言中有printf函数,但是不知道是从哪一段开始翻译的。
(3)为什么源程序文件的内容和可执行目标文件的内容完全不同?源程序文件可以直接编写。
可执行文件是被言翻译过后的。
四、实验总结和体会:本次实验让我明白了通过vc6.0这个软件编写出来的高级语言源程序与目标机器代码的不同表示及其相互转换,深刻理解了内存的分配与机器码的相关知识,以及机器语言和不同体系结构之间的关系,使得课本上的知识与实验上的知识相结合。
一、实训目的本次计算机组成实训旨在通过实际操作,加深对计算机组成原理的理解,掌握计算机硬件各部件的安装、调试与维护方法,提高动手实践能力和解决问题的能力。
通过本次实训,使学生能够:1. 了解计算机硬件的基本组成和工作原理;2. 掌握计算机硬件的安装与调试技巧;3. 熟悉计算机系统故障的检测与排除方法;4. 提高团队协作和沟通能力。
二、实训时间2023年X月X日—2023年X月X日三、实训地点计算机实验室四、实训内容1. 计算机硬件认识与识别2. 计算机硬件组装3. 计算机系统启动与调试4. 系统故障检测与排除5. 计算机系统维护五、实训过程1. 计算机硬件认识与识别(1)了解计算机硬件的基本组成,包括CPU、内存、主板、硬盘、显卡、电源等;(2)认识各硬件部件的型号、规格和性能参数;(3)掌握各硬件部件的识别方法。
2. 计算机硬件组装(1)准备组装所需的工具和材料;(2)按照主板说明书,将CPU、内存、硬盘、显卡等硬件部件安装在主板上;(3)连接电源、数据线、音频线等;(4)检查各硬件部件的连接是否牢固。
3. 计算机系统启动与调试(1)连接显示器、键盘、鼠标等外设;(2)开机测试,检查系统是否正常启动;(3)进入BIOS设置,调整系统参数;(4)安装操作系统和驱动程序。
4. 系统故障检测与排除(1)观察系统启动过程中出现的错误信息;(2)根据错误信息,分析故障原因;(3)采取相应措施,排除系统故障。
5. 计算机系统维护(1)定期清理磁盘碎片;(2)检查系统更新,确保系统安全;(3)备份重要数据,防止数据丢失;(4)优化系统性能,提高计算机运行速度。
六、实训总结1. 通过本次实训,我对计算机硬件的基本组成和工作原理有了更深入的了解;2. 掌握了计算机硬件的安装与调试技巧,提高了动手实践能力;3. 学会了系统故障的检测与排除方法,为今后解决实际问题奠定了基础;4. 在实训过程中,与同学们互相学习、互相帮助,提高了团队协作和沟通能力。
随着计算机技术的飞速发展,计算机组成原理作为计算机科学与技术专业的基础课程,对于培养学生的计算机系统理解和设计能力具有重要意义。
为了使学生更好地掌握计算机组成原理的相关知识,提高实际操作能力,我校组织了计算机组成实训课程。
本次实训旨在通过实际操作,让学生深入了解计算机硬件系统,掌握计算机组成原理的基本概念和基本技术。
二、实训目的1. 使学生掌握计算机硬件系统的基本组成和功能。
2. 培养学生动手实践能力,提高计算机系统分析、设计和调试能力。
3. 加深学生对计算机组成原理理论知识的理解,提高理论联系实际的能力。
4. 增强学生的团队协作意识,培养良好的学习态度和职业道德。
三、实训内容1. 计算机硬件系统认识(1)计算机硬件系统的基本组成:中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出设备等。
(2)计算机硬件系统的工作原理:CPU的组成、工作原理;存储器的分类、工作原理;输入/输出设备的功能和特点。
2. 计算机组成原理实验(1)CPU实验:观察CPU的组成,学习CPU的工作原理;进行CPU的简单调试。
(2)存储器实验:观察存储器的组成,学习存储器的工作原理;进行存储器的读写操作。
(3)输入/输出设备实验:观察输入/输出设备的组成,学习输入/输出设备的工作原理;进行输入/输出设备的简单调试。
3. 计算机系统组成设计(1)设计计算机系统组成方案,包括CPU、存储器、输入/输出设备等。
(2)进行计算机系统组成方案的仿真实验,验证设计方案的正确性。
1. 认真学习计算机组成原理理论,为实训做好充分准备。
2. 在实训过程中,严格遵守实验室纪律,保持实验室整洁。
3. 认真观察实验现象,分析实验数据,总结实验规律。
4. 遇到问题,积极思考,主动请教老师,与同学讨论。
5. 完成实验报告,总结实训过程中的收获和体会。
五、实训成果1. 掌握了计算机硬件系统的基本组成和功能。
2. 提高了动手实践能力,掌握了计算机系统分析、设计和调试方法。
第1篇一、实践背景随着计算机技术的飞速发展,计算机组成原理作为计算机科学的基础课程,对于计算机专业的学生来说至关重要。
为了更好地理解和掌握计算机组成原理的知识,我们组织了一次计算机组成实践课程。
本次实践旨在通过实际操作,加深对计算机组成原理的理解,提高动手能力。
二、实践目的1. 掌握计算机组成原理的基本概念和原理;2. 熟悉计算机各部件的结构和功能;3. 提高动手能力,培养团队合作精神;4. 通过实践,加深对计算机组成原理的理解,为后续课程打下坚实基础。
三、实践内容1. 计算机硬件认识:认识计算机的各个部件,如CPU、内存、硬盘、主板等,了解其功能和作用。
2. 硬件搭建:根据计算机组成原理,搭建一台简易的计算机系统,包括CPU、内存、硬盘、主板等。
3. 系统调试:对搭建的计算机系统进行调试,确保其正常运行。
4. 系统优化:根据实际需求,对计算机系统进行优化,提高其性能。
5. 项目实践:结合所学知识,完成一个小型项目,如设计一个简单的计算机程序。
四、实践过程1. 认识计算机硬件:通过查阅资料和教师讲解,了解计算机硬件的基本知识,如CPU、内存、硬盘、主板等。
2. 硬件搭建:在教师指导下,根据计算机组成原理,搭建一台简易的计算机系统。
首先,准备所需的硬件材料,如CPU、内存、硬盘、主板等。
然后,按照一定的顺序,将硬件连接到主板上,确保连接正确无误。
3. 系统调试:在硬件搭建完成后,对计算机系统进行调试。
首先,检查硬件连接是否牢固,确保各部件正常工作。
然后,通过BIOS设置,调整计算机启动顺序,使系统能够从硬盘启动。
最后,检查操作系统是否正常安装,确保计算机能够正常运行。
4. 系统优化:根据实际需求,对计算机系统进行优化。
例如,调整内存分配、提高硬盘读写速度等。
5. 项目实践:结合所学知识,设计一个简单的计算机程序。
通过编写程序,了解计算机程序的基本结构和运行原理。
五、实践成果1. 掌握计算机组成原理的基本概念和原理;2. 熟悉计算机各部件的结构和功能;3. 提高动手能力,培养团队合作精神;4. 通过实践,加深对计算机组成原理的理解,为后续课程打下坚实基础。
计算机组成原理实验报告班级:学号:姓名:地点:时间:实验一存储器实验1.FPGA中LPM_ROM定制与读出实验一.实验目的1、掌握FPGA中lpm_ROM的设置,作为只读存储器ROM的工作特性和配置方法。
2、用文本编辑器编辑mif文件配置ROM,学习将程序代码以mif格式文件加载于lpm_ROM中;3、在初始化存储器编辑窗口编辑mif文件配置ROM;4、验证FPGA中mega_lpm_ROM的功能。
二.实验原理ALTERA的FPGA中有许多可调用的LPM (Library Parameterized Modules)参数化的模块库,可构成如lpm_rom、lpm_ram_io、lpm_fifo、lpm_ram_dq的存储器结构。
CPU 中的重要部件,如RAM、ROM可直接调用他们构成,因此在FPGA中利用嵌入式阵列块EAB可以构成各种结构的存储器,lpm_ROM是其中的一种。
lpm_ROM有5组信号:地址信号address[ ]、数据信号q[ ]、时钟信号inclock、outclock、允许信号memenable,其参数都是可以设定的。
由于ROM是只读存储器,所以它的数据口是单向的输出端口,ROM中的数据是在对FPGA现场配置时,通过配置文件一起写入存储单元的。
图3-1-1中的lpm_ROM有3组信号:inclk——输入时钟脉冲;q[23..0]——lpm_ROM的24位数据输出端;a[5..0]——lpm_ROM的6位读出地址。
实验中主要应掌握以下三方面的内容:⑴ lpm_ROM的参数设置;⑵ lpm_ROM中数据的写入,即LPM_FILE初始化文件的编写;⑶lpm_ROM的实际应用,在GW48_CP+实验台上的调试方法。
三.实验步骤(1)用图形编辑,进入mega_lpm元件库,调用lpm_rom元件,设置地址总线宽度address[]和数据总线宽度q[],分别为6位和24位,并添加输入输出引脚,如图3-1-1设置和连接。
计算机系统结构实验报告计算机系统结构实验报告引言:计算机系统结构是计算机科学领域中的重要课题,它研究计算机硬件和软件之间的关系,以及如何优化计算机系统的性能和效率。
本实验报告旨在介绍我们小组在计算机系统结构实验中的设计和实现过程,以及所获得的实验结果和经验。
一、实验目的计算机系统结构实验的目的是通过设计和实现一个简单的计算机系统,加深对计算机硬件和软件之间关系的理解,以及掌握计算机系统的组成和工作原理。
具体目标包括:1. 理解计算机系统的层次结构和组成部分。
2. 理解指令集架构和微指令集架构的区别。
3. 设计和实现一个简单的计算机系统,包括处理器、存储器和输入输出设备。
4. 测试和验证计算机系统的功能和性能。
二、实验设计与实现1. 计算机系统结构设计我们设计了一个基于冯·诺依曼体系结构的计算机系统,包括中央处理器(CPU)、存储器和输入输出设备。
CPU由控制单元和算术逻辑单元组成,控制单元负责指令的解码和执行,算术逻辑单元负责数据的运算和逻辑操作。
存储器用于存储指令和数据,我们选择了静态随机存储器(SRAM)作为主存储器。
输入输出设备包括键盘、显示器和磁盘。
2. 指令集架构设计我们选择了经典的冯·诺依曼指令集架构作为基础,定义了一套简单的指令集,包括算术运算、逻辑运算和数据传输等指令。
我们还设计了一套微指令集架构,用于实现指令的执行过程。
微指令集中包含了各种控制信号和操作码,用于控制CPU的工作。
3. 硬件设计与实现我们使用硬件描述语言(HDL)进行硬件设计和实现。
通过使用HDL,我们可以描述和模拟计算机系统的各个组成部分,并进行功能验证和性能分析。
我们使用Verilog HDL进行设计和实现,借助Verilog仿真器进行功能验证。
4. 软件设计与实现除了硬件设计和实现,我们还编写了一些软件程序,用于测试和验证计算机系统的功能和性能。
我们编写了一些简单的程序,包括算术运算、逻辑运算和数据传输等,用于测试CPU的指令执行和数据处理能力。
《计算机组成与体系结构》实验报告专业:计算机科学与技术班级:计姓名:学号:1.1 基本运算器实验1.1.1 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。
1.1.2 实验设备PC机一台,TD-CMA实验系统一套。
1.1.3 实验原理本实验的原理如图1-1-1所示。
运算器内部含有三个独立运算部件,分别为算术、逻辑和移位运算部件,要处理的数据存于暂存器A和暂存器B,三个部件同时接受来自A和B的数据(有些处理器体系结构把移位运算器放于算术和逻辑运算部件之前,如ARM),各部件对操作数进行何种运算由控制信号S3…S0和CN来决定,任何时候,多路选择开关只选择三部件中一个部件的结果作为ALU的输出。
如果是影响进位的运算,还将置进位标志FC,在运算结果输出前,置ALU零标志。
ALU中所有模块集成在一片FPGA 中。
逻辑运算部件由逻辑门构成,较为简单,而后面又有专门的算术运算部件设计实验,在此对这两个部件不再赘述。
移位运算采用的是桶形移位器,一般采用交叉开关矩阵来实现,交叉开关的原理如图1-1-2所示。
图中显示的是一个4X4的矩阵(系统中是一个8X8的矩阵)。
每一个输入都通过开关与一个输出相连,把沿对角线的开关导通,就可实现移位功能,即:(1) 对于逻辑左移或逻辑右移功能,将一条对角线的开关导通,这将所有的输入位与所使用的输出分别相连,而没有同任何输入相连的则输出连接0。
(2) 对于循环右移功能,右移对角线同互补的左移对角线一起激活。
例如,在4位矩阵中使用‘右1’和‘左3’对角线来实现右循环1位。
(3) 对于未连接的输出位,移位时使用符号扩展或是0填充,具体由相应的指令控制。
使用另外的逻辑进行移位总量译码和符号判别。
1.1.4 实验步骤(1) 按图1-1-5连接实验电路,并检查无误。
图中将用户需要连接的信号用圆圈标明(其它实验相同)。
图(2) 将时序与操作台单元的开关KK2置为‘单拍’档,开关KK1、KK3置为‘运行’档。
(3) 打开电源开关,如果听到有‘嘀’报警声,说明有总线竞争现象,应立即关闭电源,重新检查接线,直到错误排除。
然后按动CON单元的CLR按钮,将运算器的A、B和FC、FZ清零。
(4) 用输入开关向暂存器A置数。
①拨动CON单元的SD27…SD20数据开关,形成二进制数01100101(或其它数值),数据显示亮为‘1’,灭为‘0’。
②置LDA=1,LDB=0,连续按动时序单元的ST按钮,产生一个T4上沿,则将二进制数01100101置入暂存器A中,暂存器A的值通过ALU单元的A7…A0八位LED灯显示。
(5) 用输入开关向暂存器B置数。
①拨动CON单元的SD27…SD20数据开关,形成二进制数10100111(或其它数值)。
②置LDA=0,LDB=1,连续按动时序单元的ST按钮,产生一个T4上沿,则将二进制数10100111置入暂存器B中,暂存器B的值通过ALU单元的B7…B0八位LED灯显示。
(6) 改变运算器的功能设置,观察运算器的输出。
置ALU_B=0、LDA=0、LDB=0,然后按表1-1-1置S3、S2、S1、S0和Cn的数值,并观察数据总线LED显示灯显示的结果。
如置S3、S2、S1、S0为0010,运算器作逻辑与运算,置S3、S2、S1、S0为1001,运算器作加法运算。
重复上述操作,并完成表1-1-2。
然后改变A、B的值,验证FC、FZ的锁存功能。
运算类型 A B S3 S2 S1 S0 CN 结果逻辑运算65 A7 0000 X F=(65)FC=(0)FZ=(0)65 A7 0001 X F=(A7)FC=(0)FZ=(0)65 A7 0010 X F=(25)FC=(0)FZ=(0)65 A7 0011 X F=(9A)FC=(0)FZ=(0)A7 65 0100 X F=(E7)FC=(0)FZ=(0)移位运算65 A7 0101 X F=(CA)FC=(0)FZ=(0)65 A7 01100 F=(32)FC=(0)FZ=(0)1 F=(B2)FC=(0)FZ=(0)A7 65 01110 F=(4E)FC=(1)FZ=(0)1 F=(4F)FC=(0)FZ=(0)算术运算65 A7 1000 X F=(65)FC=(0)FZ=(0)65 A7 1001 X F=(OC)FC=(0)FZ=(0)65 A71010(FC=0)X F=(OC)FC=(0)FZ=(0)1010(FC=1)X F=(OD)FC=(1)FZ=(0)A7 65 1011 X F=(42)FC=(0)FZ=(1)A7 65 1100 X F=(46)FC=(0)FZ=(0)A7 65 1101 X F=(A8K)FC=(0)FZ=(0)1.1.5 实验感想:这个实验电路连接比较简单,没有遇到接线问题。
本实验关键在于对实验过程的理解,时间主要花在对实验箱熟悉上面,包括输入端口和输出端口对应指示灯的位置的熟悉。
2.1 静态随机存储器实验2.1.1 实验目的掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。
2.1.2 实验设备PC机一台,TD-CMA实验系统一套。
2.1.3 实验原理实验所用的静态存储器由一片6116(2K×8bit)构成(位于MEM单元),如图2-1-1所示。
6116有三个控制线:CS(片选线)、OE(读线)、WE(写线),其功能如表2-1-1所示,当片选有效(CS=0)时,OE=0时进行读操作,WE=0时进行写操作,本实验将CS常接地。
由于存储器(MEM)最终是要挂接到CPU上,所以其还需要一个读写控制逻辑,使得CPU能控制MEM的读写,实验中的读写控制逻辑如图2-1-2所示,由于T3的参与,可以保证MEM的写脉宽与T3一致,T3由时序单元的TS3给出(时序单元的介绍见附录2)。
IOM用来选择是对I/O还是对MEM进行读写操作,RD=1时为读,WR=1时为写。
实验原理图如图2-1-3所示,存储器数据线接至数据总线,数据总线上接有8个LED灯显示D7…D0的内容。
地址线接至地址总线,地址总线上接有8个LED灯显示A7…A0的内容,地址由地址锁存器(74LS273,位于PC&AR单元)给出。
数据开关(位于IN单元)经一个三态门(74LS245)连至数据总线,分时给出地址和数据。
地址寄存器为8位,接入6116的地址A7…A0,6116的高三位地址A10…A8接地,所以其实际容量为256字节。
实验原理图如图2-1-3所示,存储器数据线接至数据总线,数据总线上接有8个LED灯显示D7…D0的内容。
地址线接至地址总线,地址总线上接有8个LED灯显示A7…A0的内容,地址由地址锁存器(74LS273,位于PC&AR单元)给出。
数据开关(位于IN单元)经一个三态门(74LS245)连至数据总线,分时给出地址和数据。
地址寄存器为8位,接入6116的地址A7…A0,6116的高三位地址A10…A8接地,所以其实际容量为256字节。
实验原理图如图2-1-3所示,存储器数据线接至数据总线,数据总线上接有8个LED灯显示D7…D0的内容。
地址线接至地址总线,地址总线上接有8个LED灯显示A7…A0的内容,地址由地址锁存器(74LS273,位于PC&AR单元)给出。
数据开关(位于IN单元)经一个三态门(74LS245)连至数据总线,分时给出地址和数据。
地址寄存器为8位,接入6116的地址A7…A0,6116的高三位地址A10…A8接地,所以其实际容量为256字节。
(4) 给存储器的00H、01H、02H、03H、04H地址单元中分别写入数据11H、12H、13H、14H、15H。
由前面的存储器实验原理图(图2-1-3)可以看出,由于数据和地址由同一个数据开关给出,因此数据和地址要分时写入,先写地址,具体操作步骤为:先关掉存储器的读写(WR=0,RD=0),数据开关输出地址(IOR=0),然后打开地址寄存器门控信号(LDAR=1),按动ST产生T3脉冲,即将地址打入到AR中。
再写数据,具体操作步骤为:先关掉存储器的读写(WR=0,RD=0)和地址寄存器门控信号(LDAR=0),数据开关输出要写入的数据,打开输入三态门(IOR=0),然后使存储器处于写状态(WR=1,RD=0,IOM=0),按动ST产生T3脉冲,即将数据打入到存储器中。
写存储器的流程如图2-1-5所示(以向00地址单元写入11H为例):(5) 依次读出第00、01、02、03、04号单元中的内容,观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。
同写操作类似,也要先给出地址,然后进行读,地址的给出和前面一样,而在进行读操作时,应先关闭IN单元的输出(IOR=1),然后使存储器处于读状态(WR=0,RD=1,IOM=0),此时数据总线上的数即为从存储器当前地址中读出的数据内容。
读存储器的流程如图2-1-6所示(以从00地址单元读出11H为例):图2.1.4 试验体会:本实验相对比较简单,是一个存储和读数的过程。
写入数据较容易,分别将地址和数据写入即可。
在读数的过程中,开始总是读不出正确的数字,后来在同学的帮助下终于是准确的将各个地址中的数据依次读出。
接线过程还是比较简单,主要是本实验是我对存储器工作原理有了真切的感受。
3.2 微程序控制器实验3.2.1 实验目的(1) 掌握微程序控制器的组成原理。
(2) 掌握微程序的编制、写入,观察微程序的运行过程。
3.2.2 实验设备PC机一台,TD-CMA实验系统一套。
3.2.3 实验原理微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行,即将当前指令的功能转换成可以控制的硬件逻辑部件工作的微命令序列,完成数据传送和各种处理操作。
它的执行方法就是将控制各部件动作的微命令的集合进行编码,即将微命令的集合仿照机器指令一样,用数字代码的形式表示,这种表示称为微指令。
这样就可以用一个微指令序列表示一条机器指令,这种微指令序列称为微程序。
微程序存储在一种专用的存储器中,称为控制存储器,微程序控制器原理框图如图3-2-1所示。
控制器是严格按照系统时序来工作的,因而时序控制对于控制器的设计是非常重要的,从前面的实验可以很清楚地了解时序电路的工作原理,本实验所用的时序由时序单元来提供,分为四拍TS1、TS2、TS3、TS4,时序单元的介绍见附录2。
微程序控制器的组成见图3-2-2,其中控制存储器采用3片2816的E2PROM,具有掉电保护功能,微命令寄存器18位,用两片8D触发器(273)和一片4D(175)触发器组成。
微地址寄存器6位,用三片正沿触发的双D触发器(74)组成,它们带有清“0”端和预置端。
在不判别测试的情况下,T2时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。