上海大学计算机组成原理实验报告(全)

124《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设置实验箱进入手动模式。③K2接AEN,K1和K2接EX0和EX1，设置K2K1K0＝010，设置K23～K16＝01011000。④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。⑤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。⑥重复上述实验步骤，在做6BH时，K2接WEN,K1和K2接EX2和EX3，设置K2K1K0＝010，设置K23～K16＝01101011；重复上述实验步骤，在做C3H时，K2接RWR,K1和K2接SB和SA，设置K2K1K0＝001，设置K23～K16＝10100011。⑦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，评阅125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。《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07H＋6AH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设置实验箱进入手动模式。③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。④将WEN(k4)置于1.然后使s2s1s0(k2k1k0)=000,实现A+W（07H+6AH），后使评阅126x2x1x0(k10k9k8)=110,使结果左移一位后OUT输出。⑤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。⑥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。⑦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。《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机房评阅127三．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初始化系统（Reset)，进入微程序存储器模式(μEM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FFFFFFH;按下NX键，查看31H的地址，为FFFE91H;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。③用TV/ME键切换，在μpc模式下验证功能。赋初值μpc(31)pc(XX)A(33)W(11)。按STEP观察微指令执行的过程。当μPC为31时，观测D直通门上显示22。A-W直通门输出的功能。④初始化系统（Reset)，进入微程序存储器模式(μEM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FFFFFFH;按下NX键，查看32H的地址，将其设置为所求地址FFDEBEH(111111111101111010110110)。128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。⑤用TV/ME键切换，在μpc模式下验证功能。赋初值μpc(32)pc(00)A(33)W(11)。按STEP观察微指令执行的过程。当μPC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。⑥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μPC置初值？答：打开试验箱，初始化系统（Reset)，进入μPC状态，然后手动输入即可。《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。评阅129（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初始化系统（Reset)，进入微程序存储器模式(μEM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。③进入μPC状态，设置μPC=00，PC=00，A=11；按NX三次，设置R0=77。按下STEP键，观察实验结果。④初始化系统（Reset)，进入微程序存储器模式(μEM状态)，设置Adr=E8，按下NX，分别设置MH、MM、ML为FFDED3；同理将E9设置为CBFFFF；EA、EB设置为FFFFFF；⑤进入μPC状态，按下STEP键，观察实验结果。⑥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。1305.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μPC状态，设置完μPC，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。《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R3＝R0×R1,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、评阅131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：LOOPMOVA,R110:71RLA11:D4MOVR1,A12:81MOVA,R213:72SUBA,#0114:3C15:01MOVR2,A16:82JZLOOP117:A418:21JMPLOOP19:AC20:10LOOP1MOVA,R121:71OUT22: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（μPC），设置μPC=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R3＝R0×R1,结果送OUT。(指令码从30开始)汇编：LOOPMOVA,R130:71ORA,#0031:6CJZLOOP132:A433:40MOVR1,A34:81MOVA,R335:73ADDA,R036:10MOVR3,A37:83MOVA,R138:71SUBA,#0139:3C40:01JZLOOP141:A442:40MOVR1,A43:81JMPLOOP44:AC45:35LOOP1MOVA,R346:73OUT47: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（μPC），设置μPC=00，PC=30，按NX三次，设置R0=03，R1=10，R2=00，R3=00。连续按STEP键，观察实验现象。6.记录实验结果，关闭实验箱电源。1324.测试或者模拟结果（1）OUT显示为40，R2为0，R1为40。（2）OUT显示为30，R3为30。5.体会本次实验很难，但是经过老师的讲解和对ppt里例题的反复研究，最终还是研究出一些理解，但是我的机器好像出了点问题，第二题一直编译不对，用了旁边同学的机器就对了。6.思考题建立“中文汇编指令”需要哪些条件？答：只需自己编一套中文指令，编出中文指令对应