计算机组成原理.doc

实验名称运算器组成实验实验时间2012年6 月 30日实验地点6308实 验 人姓 名合 作 者学 号20104683实验小组第 D03 组实验成绩： 评阅教师签名：一 实验目的1 掌握算术逻辑运算加、减、乘、与的工作原理。2 熟悉简单运算器的数据传送通路。3 验证实验台运算器的8位加、减、与、直通功能。4 验证实验台的4位乘4位功能。5 按给定数据，完成几种指定的算术和逻辑运算。二实验内容及实验结果记录1.接线任务完成有关控制信号与电瓶开关k0与k15的连线。正确设置开关DZ、DB、DP用数据开关SW0SW7向DR1和DR2寄存器置数。（单拍方式工作）DP DB DZ（禁止RF RAM LAR 向DBUS送数据）DR-BUS# LRW LAR-BUS#（DBUS作为DR1和DR2） M1 M21 0 0 1 0 1 1 1SW_BUS# ALU_BUSS S1 S2 LDDR1 LDDR2 IR/DBUSK0 K1K2 K3 K4 K5 K6 DBUS 功能SW-BUS#ALU_BUSLDDR1LDDR2SW7-SW0 QD向DR1置入数据 0 0 1 0 01010101 1向DR2植入数据 0 0 0 1 10101010 13、 验证运算器的算数运算和逻辑运算功能。要求把给定数据先送到寄存器DR1和DR2中然后正确选着S2、S1、S0。依次进行加、减、乘、除直通乘实验。记录一下实验结果（数据及进位）并对结果进行分析。所得结果记录如下.寄存器内容S2 S1 S0K2 K3 K4（运算结果送到DBUS）SW-BUS# ALU_BUS DBUS理论值 实际值DR1（01010101）DR2（10101010） 0 1 0 0 111111111 11111111DR1（10110100）DR2（01100011） 0 1 1 1 101010001 01010001三总结实验过程中调试所遇到的问题和解决方法，写出经验和体会。注意线路的连接，我一开始因为没连接好。数据不正确,还有要注意操作方法。经过本次试验我懂得了用逻辑运算器进行简单的算术/逻辑运算，掌握了逻辑运算器的工作特性及使用方法。因为是第一次做实验，对实验的仪器的不熟悉，所以很晚才完成实验。实验名称双端口存储器原理实验实验时间2012年 06月 30日实验地点计算机组成原理实验室实 验 人姓 名合 作 者学 号20104683实验小组第 D03 组实验成绩： 评阅教师签名：一 实验目的1 了解双端口静态随机存储器IDT7132的工作特性及使用方法。2 了解半导体存储器怎样存储和读取数据。3 了解双端口存储器怎样并行读写，产生冲突的情况如何。二实验内容及实验结果记录1. 接线，如表2.1表2.1（实验台处于单拍状态）DP DB DZ（禁止IAR、ALU、RF向DBUS送数据）RS_BUS# IAR_BUS# ALU_BUS（AR2从DBUS取得地址数据）M31 0 01 1 0 1合上电源。按复位按钮CLR#，使实验系统处于初始状态。2. 向存储器写数，并读出进行检查，如表2.2和2.3表2.2操作AR1/AR2IR/DBUSQDSW7SW0k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6数据00H送入00单元地址00H写入AR1AR1DBUS10000 00001 1 0 1 0 0 0数据00H写入00H单元AR1DBUS10000 00000 0 0 0 0 0 0续表数据10H送入10H单元地址10H写入AR1AR1DBUS10001 00001 1 0 1 0 0 0数据10H写入10H单元AR1DBUS10001 00000 0 0 0 0 0 0表2.3操作AR1AR2IR/DBUSQDSW7SW0k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6读出00H单元的数据地址00H写入AR1AR1DBUS10000 00001 1 0 1 0 0 0将数据写入DBUSAR1DBUS10000 00000 1 0 0 0 1 0读出10H单元的数据地址10H写入AR1AR1DBUS10001 00001 1 0 1 0 0 0将数据写入DBUSAR1DBUS10001 0000 1 0 0 0 1 03. 读出存储器的数据，写入IR，如表2.4表2.4操作AR1/AR2IR/DBUSQDSW7SW0k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6读出00H单元的数据地址00H写入AR2AR2IR10000 00001 1 0 0 1 0 0将数据写入IRAR2IR10000 00001 1 1 0 0 0 1读出10H单元的数据地址10H入AR2AR2IR10001 0000 1 0 0 1 0 0将数据写入IRAR2IR10001 00001 1 1 0 0 0 13 总结实验过程中调试所遇到的问题和解决方法，写出经验和体会。在连接电路上比前两次实验熟悉多了，但在总线数据写入存储器中，数据进入存储器中与开始打的数据不一样，并且读出的数据与先前打进的数据不一样，实验装置连接不稳定，经常容易发生改变。在本次实验中，我们主要了解了存储器的功能与结构。特别是练习了对数据的写入和读出操作。检查写入与读出的数据是否一样可以检查出实验操作是否正确。实验名称数据通路组成实验实验时间2012年6 月 30日实验地点6308实 验 人姓 名合 作 者学 号20104683实验小组第 D03 组实验成绩： 评阅教师签名：一实验目的1将双端口通用寄存器堆和双端口存储器模块联机;2进一步熟悉计算机的数据通路;3掌握数字逻辑电路中故障的一般规律,以及排除故障的一般原则和方法;4锻炼分析问题与解决问题的能力,在出现故障的情况下,独立分析故障现象,并排除故障。二实验内容及实验结果记录1、 接线前把下表填写完整。表 3.1（试验台处于单拍状态）DP DB DZ禁止LAR向DBUS送数据LARBUS#禁止RAM右端口工作CER禁止AR1加工ARL-INCALU处于直通方式S2 S1 S0RF为DR2提供数据M21 0 01 0 0 0 0 1 0SW-BUS#RS-BUS#ALU-BUSCEL#LRWLDARLLDDRLDERRS0RS1RD0RD1WR0WR1WRDK0K1K2K3K4K5K6K7K8K9K10K11K12K13K142、 向RF中的四个通用寄存器中分别置入下表中的四个数据表 3.2完成功能SW7-SW0QDK0-K14OFH送入ROOFH送入ER00001111 101011001000000ER中数据送R000001111 101011000000001OF OH送入R1OFOH送入ER11110000 101011001000001ER中数据送R111110000 10101100000001155H送入R255送入ER01010101 101011001000011ER中数据送R201010101 101011000000111OAAH送入R3OAAH送入ER10101010 101011001000000ER中数据送R310101010 100110000001113. 依次将RF中的数据同时读到DR2寄存器中和DBUS上，观察其数据是否存入R0-R3中。（1）将RF中R0-R3的数据RF的B端口读入到DBUS上并验证。完成功能K0-K14IR/DBUSQDR0=DBUS100110000000000DBUS0R1=DBUS100110001000000DBUS0R2=DBUS100110010000000DBUS0R3=DBUS100110011000000DBUS0(2) 将RF中的R0-R3中的数据送至DR2，并经ALU的直通运算后，从DBUS证。完成功能K0-K14IR/DBUSQDR0=DR211111011000000011R1=DR211111010000100011R2=DR2111110100010000DBUS1R3=DR2111110100011000114. 将R0-R3中的数据依次送入寄存器中RAM的OFH中、OFOH、55H、OAAH单元。完成功能SW7-SW0QDK0-K14R0送入OFH单元地址OFH送入AR100001111 1010101000000000R0中数据送入OFH000011111 100000000000000三总结实验过程中调试所遇到的问题和解决方法，写出经验和体会。本次实验还是有一定的难度，在本次试验中还是遇到了不少的问题。首先是对数据总线的传输不太了解，对运算器与存储器之间的数据通路也不太熟悉，在操作过程中，同样对实验箱不太了解。在遇到问题后，自己不能解决的只能向老师和同学寻求帮助。通过本次试验，掌握总线传送信息的原理，以及对运算器与存储器之间的数据通路有了一定的认识。实验名称微程序控制器组成实验实验时间2012年6 月 30日实验地点6308实 验 人姓 名合 作 者学 号20104683实验小组第 D03 组实验成绩： 评阅教师签名：一 实验目的1、掌握时序产生器的组成原理；2、掌握微程序控制器的组成原理；3、掌握微指令格式的化简和归并二实验内容及实验结果记录1. 连接实验台的数码开关K0Kl认控制开关、按钮开关、时钟信号源和微程序控制器。2. 熟习微指令格式的定义,按此定义将控制台指令微程序的8条微指令按十六进制编码,列于下表。三种控制台指令的功能由SWC,SWB,SWA三个二进制开关的状态来指定(KRD=00lB,KWE=010B,PR=000B)。实验前先完成表1。3. 表1 4. 微指令地址5. 微指令编码6. 微指令地址7. 微指令编码8. 00H9. 00H 05H 0C0H 02H 01H10. 3CH11. 04H 05H 0C8H 00H 30H12. 07H13. 00H 05H 4C1H 20H 05H14. 17H15. 04H 05H 4C4H 00H 3FH 16. 27H17. 04H 05H 44H 02H27H18. 3FH19. 04H 09H 0C0H 00H 3EH20. 3DH21. 00H 40H 0C0H 3CH 3DH 22. 3EH23. 00H 05H 0C8H 00H 3FH24. 用P3和SWC,SWB,SWA的状态组合,观察验证三种控制台指令KRD，KWE,PR微地址转移逻辑功能的实 现。25. 熟习05H,l0H两条微指令的功能和PZ测试的状态条件(1R4-IR7)，用二进制开关设置IR71R4的不同状态,观察ADD至STP九条机器指令微地址转移逻辑功能的实现。(用逻辑笔测试有关逻辑电路的电平,分别做出测试记录,自行设计表格。)26. 设置IR71R4的不同组合,用单拍方式执行ADD至STP九条机器指令微程序,用微地址和P宇段指示灯跟踪微程序转移和执行情况。用逻辑笔测试小插座上输出的微命令信号,记录ADD,SUB,LDA,STA四条机器指令的微命令信号,自行设计表格。 按以上步骤最终得到结果如表2、表3和表4。表2 表3 表4 三总结实验过程中调试所遇到的问题和解决方法，写出经验和体会。还是对试验箱不是很熟悉，每次按照实验指导书上连接电路的时候，总要找应该连接的地方。不能正确的显示。虽然按照实验指导书上的操作步骤能够顺利的进行操作，但是对微地址的打入，修改与转移，不能熟练的操作，有时候还要照看前几次的实验指导才能顺利的进行。对试验箱的不熟悉和试验箱的出错只能自己慢慢摸索，而对微地址的操作不懂的地方向老师和同学寻求帮助。实验名称CPU 组成与机器指令执行实验实验时间2012年6 月 30日实验地点6308实 验 人姓 名合 作 者学 号20104683实验小组第 D03 组实验成绩： 评阅教师签名：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，掌握机器指令与指令的关系，牢固建立计算机的整机概念。二实验内容及实验结果记录1. 对机器指令系统组成的简单程序进行译码。表1 地址 指令 机器代码 00H LDA R0,R2 58H 01H LDA R1,R3 5DH 02H ADD R0,R1 0HH 03H JC +5 95H 04H ND R2,R3 3EH 05H SUB R3,R2 1BH 06H STA R3,R2 4BH 07H MUL R0,R1 24H 08H STP 60H 09H JMP R1 84H2接线（1）将跳线开关J1短接，时许发生器的输入TJ1接控制存储器的输出TJ。控制器的输入C接运算器ALU的C。控制器的输入IR7、IR6、IR5、IR4依次接指令寄存器IR7、IR6、IR5、IR4。共六条线。(2)指令寄存器IR 的输出IR0 接双端口寄存器堆的RD0、WR0，IR1 接RD1、WR1，IR2 接RS0， IR3 接RS1。共6 条线。 合上电源。按CLR#按钮，使实验系统处于初始状态。