计算机组成原理实验指导书

《计算机组成原理》

实验指导书

广东石油化工学院计算机与电子信息学院计算机系

前言

实验是《计算机组成原理.》课程教学方案中不可缺少的教学环节之一，通过实验，

可以使学生对课堂理论教学内容加以稳固和理解，并掌握计算机的原理和设计方法。能

更好的培养学生的创新意识和设计能力。同时，也可对新型计算机的体系结构方面有一

个比拟深入的认识和理解。

本实验指导书是依托学校现有的TDN-CM++教学实验设备以及相关专业（计算机科学

与技术；网络工程）培养规划而编写。主要目的是：门）进一步融会贯穿教材内容，掌

握计算机各功能模块的工作原理、相互联系和来龙去脉；（2）掌握整机构成方法，各部

件分工情况和协调工作的情况；（3）激发学生的学习热情和主动性，培养学生的独立工

作能力。（4）培养严谨的科研作风，使学生养成对待科学要一丝不苟，精益求精的工作

态度。

本书只做为广东石油化工学院计算机系《计算机组成原理》课程实验教学使用。

目录

前言

实验一算术逻辑运算实验.....................................4

实验二静态随机存储器实验...................................9

实验三微程序控制器实验....................................13

实验四总线根本实验........................................23

实验五整机实验............................................26

复杂模型机设计..............................................34

实验一算术逻辑运算实验

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。

(3)学习运算器的设计方法。

(4)掌握简单运算器的数据传送通路。

(5)验证运算功能发生器74LS181的组合功能。

二.实验设备：

TDN-CM+或TDN-CM++教学实验系统一套。

三.实验原理：

实验中所用的运算器数据通路图如图图中所示的是由两片74LS181芯片以并/

串形式构成的8位字长的运算器。右方为低4位运算器芯片，左方为高4位运算器芯片。

低位芯片的进位输出端Cn+4与高位芯片的进位输入端Cn相连，使低4位运算产生的进

位送进高4位运算中。低位芯片的进位愉入端Cn可与外来进位相连，高位芯片的进位

输出引至外部。两个芯片的控制端S0-S3和M各自相连，其控制电平按表1-1。

为进行双操作数运算，运算器的两个数据输入端分别由两个数据暂存器DRUDR2

(用锁存器74LS273实现)来锁存数据。要将内总线上的数据锁存到DR1或DR2中，那

么锁存器74LS273的控制端LDDR1或LDDR2须为高电平。当T4脉冲来到的时候，总线

上的数据就被锁存进DR1或DR2中了。

为控制运算器向内总线上输出运算结果，在其输出连接了一个三态门(用74LS245

实现)。假设要将运算结果输出到总线上，那么要将三态门74LS245的控制端ALU-B置

低电平。否那么输出高阻态。

数据输入单元(实验板上印有INPUTDEVICE)用以给出参与运算的数据。其中，输

入开关经过一个三态门(74LS245)和内总线相连，该三态门的控制信号为SW-B,取低

电平时，开关上的数据那么通过三态门而送入内总线中。

总线数据显示灯(在BUSUNIT单元中)已与内总线相连，用来显示内总线上的数

据。控制信号中除T4为脉冲信号，其他均为电平信号。

由于实验电路中的时序信号均已连至"W/RUNH”单元中的相应时序信号引出端，

因此,需要将“W/RUNIT”单元中的T4接至“STATEUN此”单元中的微动开关KK2的

输出端。在进行实验时，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲。

S3、S2、SI、SO、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B各电平控制信号那么使用aSWITCH

UNLT”单元中的二进制数据开关来模拟，其中Cn、ALU-B、SW-B为低电平有效，LDDR1、

LDDR2为高电平有效。

对于单总线数据通路，作实验时就要分时控制总线，即当向DR1、DR2工作暂存器

打入数据时，数据开关三态门翻开，这时应保证运算器输出三态门关闭；同样，当运算

器输出结果至总线时也应保证数据输入三态门是在关闭状态。

数野罹示勿

CNO

ALU-BO

I

t

0

6CN+4P5...-P0F3---R)CN

S36ALU(itl)CH644AUX181)

6

S2MA3…A00--H0

SI

SIM)a

图1-1运算器通路图

四.实验步骤：

1、按图1-2连接实验电路并检查无误。图中将用户需要连接的信号线用小圆圈标

明（其它实验相同，不再说明）。

2、开电源开关。

3、用输入开关向暂存器DR1置数。

①拨动输入开关形成二进制数01100101（或其它数值）。（数据显示灯亮为。，火为

Do

②使SWITCHUNIT单元中的开关SW-B=O（翻开数据输入三态门）、ALU-B=1（关闭

ALU输出三态门）、LDDR1=ULDDR2=0o

⑶按动微动开关KK2,那么将二进制数01100101置入DR1中。

4、用输入开关向暂存器DR2置数。

①拨动输入开关形成二进制数10100111（或其它数值）。

②使SW-B=0、ALU-B=1保持不变,改变LDDR1、LDDR2,使LDDR1=O、LDDR2=1O

⑶按动微动开关KK2,那么将二进制数10100H1置入DR2中。

5、检验DR1和DR2中存的数是否正确。

①关闭数据输入三态门（SW-B=1）,翻开ALU输出三态门（ALU-B=O）,并使LDDR1R、

LDDR2=0,关闭存放器。

②置S3、S2、SI、SO、M为11111,总线显示灯那么显示DR1中的数。

③置S3、S2、SI、SO、M为10101,总线显示灯那么显示DR2中的数。

6、改变运算器的功能设置，观察运算器的输出。

①SW-B=1,ALU-B=O,保持不变。

②按表2-2置S3、S2、SI、SO、M、Cn的数值，并观察总线显示灯显示的结果。

例如:置S3、S2、SLSO.M为100101,运算器作加法运算。

置S3、S2、SI、SO、M为011000,运算器作减法运算。

7、验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑）

在给定DR1=65H、DR2=47H的情况下，改变运算器的功能设置，观察运算器的输出，

填入表1T中，并和理论分析进行比拟、验证。

W.(RUNITOTATEUNIT

T4KK2*

图1-2算术逻辑实验接线图

74LS181逻辑功能表:

M=0（算术运弊）表

S3S2S1SOCn=l（无迸位）Cn=0（有进位）M=l（逻辑运算）1-1

00D0F=AF=A力01F=A741

OOO1F=A+BF=(A+B)加1F=A+B81A

F=A+5F=AB

0010F=<A+B)*nILU

0011F=0减1F=0F=0

逻

0100F=A加ABF=A加涓加1F=AB

£将3

0101F=AB加(A+B)F=AB力口(A+B)力口1F=B

功

O110F=A减B减1F=A减Bb=A®B

0111F=AB减1F=ABF=AB能

1000F=A力口ABF=A力口AB加1F=A-»-B验

10O1F=A加BF=A力口B力口1F=A®B证

1010F=AB力口（A+百）F=AB加(A+m)力口1F=B____________表

1011F=AB减1F=ABF=AB

1100F=A加AF=A加A加1F=l

1101F=A加(A+B)F=A加(A+B)加IF=A+B

1110F=A加(A+砌F=A加（A+可加1F=A+B

1111"A漉1F=AF=A

M=0（算术运算）M=1

DR1DR2S3S2SISO（逻辑运

Cn=lCn=O算）

65A70000F=F二F=

65A70001F=F=F=

65A70010F=F=F=

0011F=F=F=

0100F=F=F=

0101F二F二F二

0110F二F二F二

0111F二F二F二

1000F二F二F二

1001F二F=F=

1010F二F=F=

1011F二F二F=

1100F二F二F=

1101F=F=F=

1110F二F二F二

1111F二F二F二

实验二静态随机存储器实验

一实验目的：

掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。

二实验设备：

1.TDN-CM+或TDN-CM++教学实验系统一台。

2.PC微机(或示波器)一台。

三实验原理：

实验所用的半导体静态存储器电路原理如图2-1,实验中的静态存储器由一片6116

(2KX8)构成，其数据线接至数据总线，地址线由地址锁存器(74LS273)给山。地址

灯AD0~AD7；与地址线相连，显示地址线内容。数据开关经一个三态门(74LS245)连至

数据总线，分时给出地址和数据。

因地址存放器为8位，所以接入6116的地址为人7Y0,而高三位A8-A10接地，所

以其实际容量为256字节。6116有三个控制线：CE(片选线)、0E(读线)、WE(写线)。

当片选有效(CE=O)时，0E二0时进行读操作，WE=O时进行写操作。本实验中将0E常接

地，在此情况下,当CE=O、情=0时进行读操作,CE=0、WE=1时进行写操作,其写时间

与T3脉冲宽度一致。

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“SWITCHUNIT”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。

四.实验步骤：

U)形成时钟脉冲信号T3。具体接线方法和操作步骤如下：

①接通电源，用示波器接入方波信号源的输出插孔H23,调节电位器W1及W2,使

H23端输出实验所期望的频率及占空比的方波。

②将时序电路模块(STATEUNIT)单元中的小和信号源单元(SIGNALUNIT)中的

1123排针相连。

③在时序电路模块中有两个二进制开关“STOP”和“STEP”。将“STOP”开关置为

“RUN”状态、“STEP”开关置为“EXEC”状态时，按动微动开关START,那么TS3端即

输出为连续的方波信号，此时调节电位器W1,用示波器观察，使T3输出实验要求的脉

冲信号。当“STOP”开关置为“RUN”状态、“STEP”开关置为“STEP”状态时，每按动

一次微动开关START,那么T3输出一个单脉冲，其冰冲宽度与连续方式相同。假设用

PC联机软件中的示波器功能也能看到波形，可以代替真实示波器。

(2)按图2-2连接试验线路，仔细查线无误后接通电源。

(3)写存储器

给存储器的00、01、02、03、04地址单元中分别写入数据11、12、13、14、15。

由上面的存储器实验原理图看出，由于数据和地址全由一个数据开关来给出，这就

要分时地给出。下面的写存储器要分两个步奏，第一步写地址，先关掉存储器的片选

(CE=1),翻开地址锁存器门控信号(LDAR=1),翻开数据开关三态门(SW-B=0),由开

关给出要写存储单元的地址，按动START产生T3脉冲将地址打入到地址锁存器，第二

步写数据，关掉地址锁存器门控信号(LDAR=O),翻开存储器片选，使处于写状态(CE-O,

WE=1),由开关给出此单元要写入的数据，按动START产生T3脉冲将数据写入到当前的

地址单元中。写其他单元依次循环上述步奏。

⑷读存储器

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，读每个单元也需要两步，第一步写地址，先关掉存

储器的片选(CE=1),翻开地址锁存器门控信号(LDAR2),翻开数据开关三态门(SW-B=O),

由开关给出要写存储单元的地址，按动START产生T3脉冲将地址打入到地址锁存器；

第二步读存储器，关掉地址锁存器门控信号(LDAR=0］，关掉数据开关三态门(SW-B=1),

翻开片选存储器，使它处于写状态(CE=0,WE=0),此时数据总线上显示的数据即为从

存储器当前地址中读出的数据内容。读其他单元依次循环上述步奏。

数据开关

图27存储器实验原理图

SIGNALUNITSTATEUNITW/RUNIT

H23陀TS3nWE

C=lcpcpcpD

MATX\fEM

ADJ5

p7…DO

Q

ADCU--AD7W

--Q

EXTBUS

BWSUNTT

ADDRESSUNIT。

『LDAR

SWJ3SW・BSW-BLDARCE

TKHTTDEVICESWITCHUKTT

图2-2静态随机存储器实验接线图

实验三微程序控制器实验

一实验目的：

1.掌握时序发生器的组成原理。

2.掌握微程序控制器的组成原理.

3.掌握微程序的编制、写入、观察微程序的运行。

二实验设备：

1.TDN-CM+或TDN-CM++教学实验系统一台。

2.PC微机（或示波器）一台。

三实验原理：

微程序控制器的根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，这种微指令序列成为微程序。微程序存储在一种专用的存储器中，称

为控制存储器。

实验所用的时序控制电路框图如图3-1所示,可产生4个等间隔的时序信号TS1-TS4

其中“为时钟信号，由实验台在上方的方波信号源提供，可产生频率及脉宽可调的方波

信号。学生可根据实验自行选择方波信号的频率及脉宽。图中STEP1单步）是来自实验

板上方中部的一个二进制开关STEP的模拟信号。START键是来自实验板上方左剖的一个

微动开关START的按键信号。当STEP开关为0时（EXEC）,一旦按下START启动键，时

序信号TS1-TS4将周而复始地发送出去。当STEP为1（STEP）时，一旦按下START启动

键，机器便处于单步运行状态，即此时只发送一个CPU周期的时序信号就停机。利用单

步方式，每次只读一条微指令，可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。另外,

当机器连续运行时,如果STEP开关置“1”（STEP）,也会使机器停机，或使CLR开关执

行1-0-1操作也可以使时序清零。时序状态图见图3-7

由于时序电路的内部线路已经连好，所以只需将时序电路与方波信号源连接，即将

时序电路的时钟脉冲输入端6接至方波信号发生器输出端H23上,按动启动键START后，

就可产生时序信号TS1-TS4。时序电路的CLR已接至实验析右下方的CLR模拟开关上。

START

①TS1

STEP时序控制电路TS2

TS3

CLRTS4

图3-1时序控制电路框图

微程序控制电路与微指令格式

①微程序控制电路

微程序控制器的组成见图3-2,其中控制存储器采用3片2816的EEPROM,具有掉

电保护功能，微命令存放器18位，用两片8D触发器（273）和一片4D（175）触发器组

成。微地址存放器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时刻打入微地址存放器的内容即为下一条微指

令地址。当T4时刻进行测试判别时•，转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过强置端将

某一触发器置为“1”状态，完成地址修改。

在该实验电路中设有一个编程开关（位于实验板右上方），它具有三种状态：PROM

（编程）、READ（校验）、RUN（运行）。当处于“编程状态”时，学生可根据微地址和微

指令格式将微指令二进制代码写入到控制存储器2816中。当处于“校验状态”时，可

对写入控制存储器中的二进制代码进行验证，从而可以判断写入的二进制代码是否正

确。当处于“运行状态”时，只要给出微程序的入口微地址，那么可根据微程序流程图

自动执行微程序。图中微地址存放器输出端增加了一组三态门，目的是隔离触发器的输

出，增加抗干扰能力，并用来驱动微地址显示灯。

微指令格式

微指令字长共24位，其控制位顺序如表3-1：

图

3-微2

程

序

控

制

器

实

验

原

理

图

□den

MV

作id

(中表

(CM

(3

阶》

tt-niv3-微1

a-m指

s-cm

trw令

Mvcri格

aval

Hicn式

macri

iMacri

iicn

91H

L\yi24232221201918171615141312111098765432

SIH1

6IHABCuA5uA4uA3uA2uAluAO

05S3S2S1SOMCnWEA9A8

ICH

25

£5

A字段B字段C字段

151413诜择121110诜择987诜择

000000000

001LDRi001RS-B001p(1)

010LDDR1010RD-B010P(2)

011LDDR2011RI-B011P(3)

100LD1R100299-B100P(4)

101LOAD101ALU-B101AR

110LDRR110PC-B110LDPC

其中UA5-UA0为6位的后续微地址，A、B、C为三个译码字段，分别由三个控制位

译码出多位。C字段中的P(1)-P(4)是四个测试字段。其功能是根据机器指令及相

应微代码进行译码，使微程序转入相应的微地址入口，从而实现微程序的顺序、分支、

循环运行，其原理如图3-3所示，图中17-12为指令存放器的第7-2位输出，SE5-SE1

为微控器单元微地址锁存器的强置端输出。AR为算术运算是否影响进位及判零标志控制

位，其为零有效。B字段中的RS-B、RO-B、RI-B分别为源存放器选通信号、目的存放器

选通信号及变址存放器选通信号，其功能是根据机器指令来进行三个工作存放器RO、R1

及R2的选通译码，其原理如图3-4,图中10-14为指令存放器的第0-4位，LDRi为打

入工作存放器信号的译码器使能控制位。

on

FC

FZOSWA

r4

p(loSWB

p(2

p(3

p(4

图3-3指令译码

2:4

C

H1

，I才

工n

图3-4

存放器译

码

=X

X.HH

-3r

.n-

Mv

-E图3-5微

HT

n

o01程序流程

图

s

fKUz

更.H

l5

・MH

f二xa四实验

步骤

p一

□幺

3rX2(1)

fV？

C飞

I.牙?

OAr图3-5为

V一

二s

HH所设计的

T

-z-

几条机器指令对应的参考程序流程图，将全部微程序按微指令格式变成二进制代码，可

得到表3-2的二进制代码表。

图3-5中一个矩形方框表示一条微指令，方框中的内容为该指令执行的微操作，右

上角的数字是该条指令的微地址，为表示方便，所有的微地址是用8进制表示。向下的

箭头指出了下一条要执行的指令。P(1)、P(4)为测试字，根据条件使微程序产生分

支。

表3-2二进制代码表

UA5-UA0

S3S2SISOMCNWEA9A8ABcuA5-UA0

微地址

00000000011000000100010000

01000000011110110110000010

020000000011()0000001001000

03000000001110000000000100

04000000001011000000000101

05000000011010001000000110

06100101011001101000000001

07000000001110000000001101

10000000000001000000000001

11000000011110110110000011

12000000011110110110000111

14000000011110110110010110

15000000101000001000000001

16000000001110000000001111

17000000001010000000010101

20000000011110110110010010

21000000011110110110010100

22000000001010000000010111

23000000011000000000000001

24000000000010000000011000

25000001110000101000000001

26000000001101000110000001

27000001110000101000010000

30000001101000101000010001

(2)按图4-6连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。

(3)观测时序信号

用双综示波器(或用联机软件的PC示波器功能)观察方波信号源的输出端H23,调

节电位器收，使输出波形内频率最慢。将时序电路中的“STOP”开关置为“RUN”，“STEP”

开关置为“EXEC"。按动START按键，测量TSI、TS2、TS3、TS4各点的波形，比拟它们

的相互关系，画出其波形，并标注测量所得的脉冲宽度，见图3-7

TS3

图3-7

时周期CPU周期---->

（4）观察微程序控制器的工作原理

①编程

A.将编程开关置为PROM（编程）状态。

B.将实验板上“STATEUNIT”中的“STEP”置为“STEP”，“STOP”置为“RUN”状态。

C.用二进制模拟开关置微地址MA571A0。

D.在MK24-MK1开关上置微代码，24位开关对应24位显示灯，开关量为“0”时灯亮,

开关量为“1”时灯灭。

E.启动时序电路（按动启动按纽“START'）,即将微代码写入到EEPR0M2816的相应地

址对应的单元中。

F.重复C-E步骤，将表3-2的微代码写入2816。

②校验

A.将编程开关设置为READ1校验）状态。

B.将实验板的“STEP”开关置为“STEP”状态。“STOP”开关置为“RUN”状态。

C.用二进制开关置好微地址MA5-MA0。

D.按动“START'键，启动时序电路，读出微代码。观察显示灯MD24-MD1的状态（灯

亮为“0”，灭为"1”），检查读出的微代码是否与写入的相同。如果不同，那么将开

关置于PROM编程状态，重新执行①即可。

③单步运行

A.将编程开关置于“RUN（运行）”状态。

B.实验板的“STEP”及“STOP”开关保持原状。

C.操作CLR开关（拨动开关在实验板右下角）使CLR信号微地址存放器MA571Ao

清零，从而明确本机的运行入口微地址为000000（二进制）。

D.按动“START”键，启动时序电路，那么每按动一次启动键，读出一条微指令后停机，

此时实验台上的微地址显示灯和微命令显示灯将显示所读出的一条指令。

注意：在当前条件下,可将“MICROCONTROLLER”单元的SELSE6接至“SWITCHUNIT”

中的S3-CN对应二进制开关上，可通过强置端SE1-SE6人为设置分支地址。首先将

SE1-SE6对应二进制开关置为“1”，当需要人为设置分支地址时，将某个或几个二进制

开关置“0”，相应的微地址位即被强置为“1”，从而改变下一条微指令的地址。（二进

制开关置为“0”，相应的微地址位将被强置为“1”）

④连续运行

A.将编程开关置为“RUN（运行）”状态。

B.将实验板的单步开关“STEP”置为“EXEC”状态。

C.使CLR从此时微地址存放器清“0”,从而给出取指微指令的入口地址为000000

（二进制）。

D.启动时序电路，那么可连续读出微指令。

实验四总线根本实验

一.实验目的：

(1)理解总线的概念及其特性。

(2)掌握总线传输控制特性。

二.实验设备：

TDN-CM+或TDN-CM++教学实验系统一台。

三.实验原理：

实验所用总线传输实验框图如图4-1所示，它将几种不同的设备挂至总线上，有存

储器、输入设备、输出设各、存放器。这些设备都需要有三态输出控制，按照传输要求

恰当有序的控制它们，就可实验总线信息传输。

图4T总线传输实验框图

实验要求

根据挂在总线上的几个根本部件，设计一个简单的流程:

①输入设备将一个数打入R0存放器。

②输入设备将另一个数打入地址存放器。

③将R0存放器中的数写入到当前地址的存储器中。

④将当前地址的存储器中的数用LED数码管显示。

四.实验步骤：

(1)按照图4-2实验接线图进行连线。

图4-2实验接

线图

(2)具体操作

步奏图示如下：

首先应关

闭所有三态门

(SW-B=1,

CS=1,RO-B=1,

LED-B=1),并

将关联的信号

置为：LDAR=O,

LDR()=(),W/R

(RAM)=1,

W/R(LED)=lo

然后参照如下

操作流程，先给

数据开关置数，

翻开数据输入

三态门，拨动

LDRO控制信号

做0-1->0动

作，使产生一个

上升沿将数据打入到RO中；然后继续给数据开关置数，拨动LDAR控制信号做0-1

-0动作，使产生一个上升沿将数据打入到AR中；关闭数据开关三态门，翻开R0存

放器输出控制，使存储器处于写状态(W/R=O、CS=O)将RO中的数写到存储器中；关

闭存储器片选，关闭R0存放器输出，使存储器处于读状态(W/R=KCS=O)，翻开LED

片选，拨动LED的W/R控制信号做1-0-1动作，使产生一个上升沿将数据打入到LED

中。

实验五整机实验

一.实验目的

1.搭建并操作一个根本的模型计算机。

2.建立计算机组成及其原理的根本认识。

二.实验设备

1.TDN-CM+或TDN-CM++教学实验系统一套

2.PC微机一台。

三.实验原理

1.一台简单模型计算机的结构

为了更好地理解计算机的各组成局部相互配合进行工作的，我们将设计一个最根本

的模型计算机。根据前面儿项实验，我们将算术逻辑计算器、控制器、存放器、内部总

线等部件搭接起来构成一个CPU,然后再加上储存器、输入设备、输出设备即构成一台

完整的模型计算机。其逻辑构图见图5—1.

图5T模型机逻辑框图

其中ALU为运算器、DR1、DR2为工作暂存器、R()为通用存放器、AR为地址存

放器、PC为程序计算器、IR为指令存放器、TIME为时序发生器、MEM为程序储存

滞、INPUT为输入设备、OUTPUT为输出设备、MC为微程序控制器。

2.模型计算机的程序

本系统设计了四条指令，构成了此模型计算机的指令系统，即：

助记符机器指令码说明

1N00000000INPUTffRO

ADDaddr00010000xxxxxxxxR0+[addr]ffRO

OUT00100000R0一—LED

JMPaddr00110000xxxxxxxxaddrffPC

应用该指令系统可以编写一段反映计算机操作的指令序列，它们就构成了所谓的计

算机程序，并将其以二进制存放在主存储器的连续的单元中。计算机通过连续运行该段

程序，就可以解决各种复杂的计算或是控制问题。

3.微程序Microprogram

为实现以上计算机程序的操作，控制器对应于每一条机器指令都需要进行一系列的

微操作来完成该机器指令的操作。一个微操作那么对应一条微指令。如果控制器采用最

普遍使用的微程序控制器，那么一条机那指令的操作就需要一系列微指令来完成。它们

构成计算机的微程序并且是以二进制数的形式存放在控制存储器的存储单元中，与以上

机器指令对应的微操作内容如表5—1所示。

表5-1机器指令对应的微操作

机器指令助记符微操作说明

①PCfAR,PC+l-PC预备取指

INRO②RAM-BUS,BUS-IR取指

③INPUTfR0向R0中输入一个数

①PC-AR,PC+l-PC预备取指

②RAMBUS,BUS-IR取指

ADDX,RO③PC-AR,PC+l-PC预备取数据

④RAM-BUS,BUS-DR2取数据送入DR2

⑤R0-DR1将R0中的数送入DR1

@[DR1]+[DR2]->RO两个数相加，结果送入RO

①PC-AR,PC+l-PC预备取指

OUTR0②RAM-BUS,BUS-IR取指

③RO-OUTPUT将结果输出显示

①PCfAR,PC+lfPC预备取指

②RAblBUS,BUS-IR取指

JMP00

③PC-AR,PC+—PC预备取数据

©RAM-*BUS,BUS-*PC取数据送入PC

四.实验步骤

1.构成一台模型计算机

首先，参照图5—2,在教学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。连接图中但凡标有小圆圈的连线都是需

要连接导线的，而未标小圆圈的连线是系统已经连接好的。

连接完成后，请仔细检查，以保证连接的正确性。

2.我们来编写一段简单程序操作的例子来说明计算机工作的过程。

这个程序要执行的功能是：

1）由输入设备向CPU的通用存放器R0中输入一个数。

2）将输入的数值与程序中的一个立即数相加。

3）将运算结果输出到输出设备上进行显示。

4）跳转返回到执行第一条指令的状态和位置。

完成以上指令操作的程序内容如表5-2所示

力

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