上海大学计算机组成原理实验报告(全).doc

评阅计算机组成原理实验报告一姓名 学号 时间 2015.12.17 地点 行健楼 609机房 一 数据传送 实验1. 实验内容及要求在试验箱上完成以下内容:将58H写入A寄存器。将6BH写入W寄存器。将C3H写入R1寄存器。2. 实验环境本实验箱用74HC574（8D型上升沿触发器）构成各种寄存器。3. 实施步骤或参数 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。 设置实验箱进入手动模式。 K2接AEN,K1和K2接EX0和EX1，设置K2K1K0010，设置K23K160101 1000。注视A及DBUS的发光管，按下STEP键，应看到CK灯灭、A旁的灯亮。记住看到的实际显示情况。放开STEP键，应看到CK灯亮、A寄存器显示58。记住看到的实际情况。重复上述实验步骤，在做6BH时，K2接WEN,K1和K2接EX2和EX3，设置K2K1K0010，设置K23K160110 1011；重复上述实验步骤，在做C3H时，K2接RWR,K1和K2接SB和SA，设置K2K1K0001，设置K23K161010 0011。 关闭实验箱电源。4. 测试或者模拟结果A寄存器显示58，W寄存器显示6B，R1寄存器显示C3，完成实验目的。5. 体会本次实验相对简单，只需要三根线便可以完成整个实验，但是，今天认识了实验箱，并且在老师的带领下较为完整的认识了整个试验箱，还是很开心的，今后实验箱将是我们学习计算机组成原理的重要工具，也是我们的好朋友。评阅计算机组成原理实验报告二姓名 学号 时间 2015.12.24 地点 行健楼 609机房 二 运算器 实验1. 实验内容及要求（1）在试验箱上完成以下内容:计算07H6AH后左移一位的值送OUT输出。把39H取反后同64H相或的值送入R2寄存器。（2）通过人工译码，加深对译码器基本工作原理的理解。理解（微）命令的顺序执行过程。2. 实验环境在实验箱上使用微程序来完成。3. 实施步骤或参数 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。 设置实验箱进入手动模式。 先将07H的值送至寄存器A中，x2x1x0(k10k9k8)=000，AEN(k3)=0， k23-k16=00000111 按下STEP键将数值打入A寄存器。然后将AEN(K3)置于1；后将6AH的值送至寄存器W中，x2x1x0(k10k9k8)=000，WEN(k4)=0， k23-k16=01101010，按下STEP键数值打入W寄存器。将WEN(k4)置于1.然后使s2s1s0(k2k1k0)=000,实现A+W（07H+6AH），后使x2x1x0(k10k9k8)=110,使结果左移一位后OUT输出。先将39H的值送至寄存器A中，x2x1x0(k10k9k8)=000，AEN(k3)=0， k23-k16=00111001 ，按下STEP键将数值打入A寄存器。将64H的值送至寄存器W，WEN(k4=0)， k23-k16=01100100，按下STEP键数值打入W存器。然后将AEN(K3)，WEN(k4)置于1，后使s2s1s0(k2k1k0)=110，x2x1x0(k10k9k8)=100，此时直通门（D）上显示的是39H的取反结果06，然后将AEN(k3)置于0使取反后的结果传送到寄存器A中，再将AEN(k3)置于1，。现在将s2s1s0(k2k1k0)=010,得到39H取反后同64H相或的结果。将SA,SB接在k12,k11,k12k11=01,RRD,RWR接在k15,k14,k15k14=10。此时结果被送入R2寄存器。 记录实验结果，关闭实验箱电源。4. 测试或者模拟结果OUT屏幕显示E2，A寄存器显示06，W寄存器显示64，R2寄存器显示E6，完成实验目的。5. 体会本次实验比起第一次难了很多，但是了解了寄存器的原理和方法后，还是比较容易解决的，试验箱上有运算器选择表，实用而且方便，本次实验我进一步学到了试验箱的更多功能，它在日后的日子里将能够给我们在计算机组成原理上提供更多的帮助。6. 思考题如何将R2中的数据送至A寄存器中？答：首先我们先将R2中的数据送入D门，然后再将D门中的数据送入A寄存器中。评阅计算机组成原理实验报告三姓名 学号 时间 四7-9 地点 行健楼 606机房 三 微指令系统实验1. 实验内容及要求（1）1. 读出系统已有的微指令，并理解其含义。2. 设计并实现微指令系统。（2）1. 了解译码器、微指令结构的基本工作原理。2. 学习设计微指令的方法。（3）在试验箱上完成以下内容： 1. 观察微指令寄存器地址为31H单元的内容；分析其控制功能；验证该功能是否实现。2. 编制一条微指令实现“A非”运算后右移一位的值送OUT；把这条微指令放入微程序寄存器的32H单元；验证它的功能是否实现。 (假设A=33H，W=11H，1和2两题连起来做）2. 实验环境在实验箱上使用微指令来完成。3. 实施步骤或参数 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。 初始化系统（Reset)，进入微程序存储器模式(EM状态)，用NX键 观察30H和31H地址中原有的微指令，为避免30H地址中的指令影响，将其地址设为FF FF FFH;按下NX键，查看31H的地址，为FF FE 91H;用LS键返回30H地址。 再次观察30H地址中的微指令。确定修改成功。用TV/ME 键切换，在pc模式下验证功能。赋初值 pc (31) pc(XX) A(33) W(11) 。按STEP观察微指令执行的过程。当PC为31时，观测D直通门上显示22。A-W直通门输出的功能。初始化系统（Reset)，进入微程序存储器模式(EM状态)，用NX键 观察30H，31H和32H地址中原有的微指令，为避免30H,31H地址中的指令影响，将其地址均设为FF FF FFH;按下NX键，查看32H的地址，将其设置为所求地址FFDEBEH(1111 1111 1101 1110 1011 0110)。用LS键返回30H，31H地址。 再次观察30H,31H地址中的微指令。确定修改成功。用TV/ME 键切换，在pc模式下验证功能。赋初值 pc (32) pc(00) A(33) W(11)。按STEP观察微指令执行的过程。当PC为32时，观测OUT显示器，显示E6。A非运算后右移一位的值送OUT输出的功能实现。记录实验结果，关闭实验箱电源。4. 测试或者模拟结果（1）D直通门上显示22；（2）OUT显示屏上显示E6。5. 体会这次实验最帅的是不用和上一次一样接很多线了，全部通过键盘来输入，但是刚开始理解这些会有些困难，但是理解之后就好做很多了。6. 思考题如何给PC置初值？答：打开试验箱，初始化系统（Reset)，进入PC状态，然后手动输入即可。评阅计算机组成原理实验报告五姓名 学号 时间 四7-9 地点 行健楼 606机房 四 指令系统实验 1. 实验内容及要求（1）1. 读出系统已有的指令，并理解其含义。2. 设计并实现一条新指令。（2）1. 了解指令结构、PC寄存器的功能和指令系统的基本工作原理。2. 学习设计指令的方法。（3）在试验箱上完成以下内容： 1. 考察机器指令64的各微指令信号，验证该指令的功能。 (假设R0=77H, A=11H, 77地址单元存放56H数据,64指令的下一条指令为E8) 2. 修改机器指令E8，使其完成“输出A与W的结果左移一位后的值送A和OUT的操作”。（注：1和2连起来做，2沿用1的数据）2. 实验环境在实验箱上使用指令来完成。3. 实施步骤或参数 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。 初始化系统（Reset)，进入微程序存储器模式(EM状态)，进入EM状态，设置ADR = 00，按下NX，设置DB = 64，按下NX，设置DB = E8；设置ADR = 77，按下NX，设置DB = 56。进入PC状态，设置PC = 00，PC = 00，A = 11；按NX三次，设置R0 = 77。按下STEP键，观察实验结果。初始化系统（Reset)，进入微程序存储器模式(EM状态)，设置Adr = E8，按下NX，分别设置MH、MM、ML为FF DE D3；同理将E9设置为CBFFFF；EA、EB设置为FF FF FF；进入PC状态，按下STEP键，观察实验结果。记录实验结果，关闭实验箱电源。4. 测试或者模拟结果（1）A寄存器显示57，W寄存器显示56，D直通门显示56，MAR显示77，R0寄存器显示77。（2）A寄存器显示为AC，OUT显示屏显示为AC，PC为02。5. 体会本次实验较难理解，但是经过老师的讲解和自己研究ppt，还是搞懂了怎么使用机器指令，最后还是圆满完成了实验。6. 思考题指令中如何区分R0、R1、R2、R3的？答：进入PC状态，设置完PC，PC，A之后，按NX三次，即可设置R0，R1、R2、R3依此为之后的下一个。评阅计算机组成原理实验报告六姓名 学号 时间 四7-9 地点 行健楼 606机房 五 指令系统实验 1. 实验内容及要求（1）1. 编制机器语言简单程序。2. 成功运行机器语言程序。（2）理解计算机执行程序的实际过程。（3）在试验箱上完成以下内容： 1. 编写并运行机器语言程序，将R1中的数值左移n次送OUT，n是R2中的数值。(指令码从10开始) 2. 编写并运行机器语言程序，完成R3R0R1,结果送OUT。 (指令码从30开始)2. 实验环境DICE-CP226计算机组成原理与系统结构试验仪一台。3. 实施步骤或参数1. 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。 2.编写并运行机器语言程序，将R1中的数值左移n次送OUT，n是R2中的数值。(指令码从10开始) 编： LOOP MOV A,R1 10:71 RL A 11:D4 MOV R1,A 12:81 MOV A,R2 13:72 SUB A,#01 14:3C 15:01 MOV R2,A 16:82 JZ LOOP1 17:A4 18:21 JMP LOOP 19:AC 20:10 LOOP1 MOV A,R1 21:71 OUT 22:C43.进入存储器模式（EM），设置ADR = 10，按下NX，设置DB = 71；按下NX，设置DB = D4；按此方法完成全部设置。进入内部寄存器模式（PC），设置PC = 00，PC = 10，按NX三次，设置R0 = 00，R1= 10，R2 = 02，R3 = 00。连续按STEP键，观察实验现象。4. 编写并运行机器语言程序，完成R3R0R1,结果送OUT。 (指令码从30开始)汇编： LOOP MOV A,R1 30:71 OR A,#00 31:6C JZ LOOP1 32:A4 33:40 MOV R1,A 34:81MOV A,R3 35:73ADD A,R0 36:10 MOV R3,A 37:83 MOV A,R1 38:71 SUB A,#01 39:3C 40:01 JZ LOOP1 41:A4 42:40 MOV R1,A 43:81 JMP LOOP 44:AC 45:35 LOOP1 MOV A,R3 46:73 OUT 47:C45. 进入存储器模式（EM），设置ADR = 30，按下NX，设置DB = 71；按下NX，设置DB = 6C；按此方法完成全部设置。进入内部寄存器模式（PC），设置PC = 00，PC = 30，按NX三次