组成原理实验报告

1实验报告实验六模型机与机器指令执行实验一实验目的1实验目的(1)掌握控制器的工作原理(2)掌握由控制器、运算器、存储器、组成的模型机的工作原理(3)通过运行各种简单程序，掌握机器指令和微指令的关系2实验要求(1)做好实验预习和准备工作，掌握本次实验所用指令系统功能(2)将实验用汇编语言源文件编译成机器语言的目标文件(3)完成规定的实验内容(4)故障分析与排除(5)实验结束时完成实验报告，并将报告提交服务器。二实验原理模型机的逻辑框图如图所示。其指令系统和微指令系统可参看资料。在本实验中，模型机作为一个整体工作。所有微程序的控制信号由微程序存储器uM输出。而各寄存器，运算器的控制端口与uM联接。三实验内容在实验前，先用8芯电缆连接J1和J2，控制方式开关拨到“微程序控制”方向。将计算机串口与实验仪串口相连，启动COP2000软件，并用快捷图标“设置”功能打开设置窗口，选择实验仪连接的串行口，然后再按“连接COP2000实验仪”按钮接通到实验仪。计算机组成原理机器号___________________AWTDLRSTR3R2R1R0MARkeyinportoutPCmem_amem_dIRControl24ALUDBUSABUSIAIBUSINT_CODEDisplayInputSRAM2实验1数据传送/输入输出实验1.在COP2000软件中的源程序窗口输入下列程序：MOVA，#12HMOVA，R0MOVA，@R0MOVA,01HINOUTEND2将程序另存为EX1.ASM，将程序汇编成机器码，反汇编窗口会显示出程序地址，机器码，反汇编指令。3执行“单微指令运行”功能，观察执行每条指令时，寄存器的输入/输出状态，各控制信号的状态，PC及uPC如何工作，其跟踪结果写人下表。汇编指令程序地址机器码指令说明微程序PCuPC运行时寄存器或存储器的值MOVA，#12H007C12把立即数12H放入AC7FFF7CBFFFF0102007CA12MOVA，R00270把R0内容打入AFFF7F7CBFFFF037071A00MOVA，@R00374把EM00单元内容打入AFF77FFD7BFF7CBFFFF04747576A7CMOVA,01H047801把EM01单元内容打入AC77FFFD7BFF7CBFFFF050678797AA12IN06C0把IN内容打AFFFF17CBFFFF0700C1A00OUT07C4把OUT内容打入AFFDF9FCBFFFF08C4C5A00实验2数据运算实验1在COP2000软件中的源程序窗口输入下列程序：ADDCA,R1SUBA,@R0ANDA,#55HORA,02HEND2将程序另存为EX2.ASM，将程序汇编成机器码，反汇编窗口会显示出程序地址，机器码，反汇编指令。3执行“单微指令运行”功能，观察执行每条指令时，寄存器的输入/输出状态，各控制信号的状态，PC及uPC如何工作，其跟踪结果写人下表。汇编指令程序地址机器码指令说明微程序PCuPC运行时寄存器或存储器的值ADDCA,R10021A与R1的内容进行带进位的加FFF7EFFFFE94CBFFFF01202122W00A003SUBA,@R00134A与EM00单元中的内容做减法FF77FFD7BFEFFFFE91CBFFFF0234353637W21A00ADFANDA,#55H025C55A与立即数55H做与操作C7FFEFFFFE93CBFFFF03045C5D5EW55ADFA55ORA,02H046802A与EM02单元内容做或操作C77FFFD7BFEFFFFE92CBFFFF050668696A6BW5CA55A5D实验3移位/取反实验1在COP2000软件中的源程序窗口输入下列程序：MOVA,#55HRRARLCACPLAEND2将程序另存为EX3.ASM，将程序汇编成机器码，反汇编窗口会显示出程序地址，机器码，反汇编指令。3执行“单微指令运行”功能，观察执行每条指令时，寄存器的输入/输出状态，各控制信号的状态，PC及uPC如何工作，其跟踪结果写人下表。汇编指令程序地址机器码指令说明微程序PCuPC运行时寄存器或存储器的值MOVA,#55H007C55把立即数55H放入A中C7FFF7CBFFFF01027C7DA55HRRA02D0把A中数逻辑右移FFFCB7CBFFFF03D0D1A55HA2ARLCA03DC把A中数逻辑左移FFFED7CBFFFF04DCDDA2AA54CPLA04E4把A中数取反FFFE96CBFFFF05E4E5A54AAB实验4转移实验1在COP2000软件中的源程序窗口输入下列程序：MOVA,#01LOOP：SUBA，#01JCLOOPJZLOOPJMP0CPLAEND2将程序另存为EX4.ASM，将程序汇编成机器码，反汇编窗口会显示出程序地址，机器码，反汇编指令。43执行“单微指令运行”功能，观察执行每条指令时，寄存器的输入/输出状态，各控制信号的状态，PC及uPC如何工作，其跟踪结果写人下表。汇编指令程序地址机器码指令说明微程序PCuPC运行时寄存器或存储器的值MOVA,#01007C01把立即数01给AC7FFF7CBFFFF01027C7DA01SUBA，#01023C01A中内容与立即数01做减法C7FFEFFFFE91CBFFFF03043C3D3EW01A01A00JC0204A002进位跳转C6FFFFCBFFFF0506A0A1A:00HA:00HJZ0206A402“0”跳转C6FFFFCBFFFF0702A4A5JMP0008AC00无条件跳转C6FFFF09AC实验5调用实验1在COP2000软件中的源程序窗口输入下列程序：MOVA,#00LOOP：CALLINCAJMPLOOPINCA：ADDA，#1RETEND2将程序另存为EX5.ASM，将程序汇编成机器码，反汇编窗口会显示出程序地址，机器码，反汇编指令。3执行“单微指令运行”功能，观察执行每条指令时，寄存器的输入/输出状态，各控制信号的状态，PC及uPC如何工作，其跟踪结果写人下表。汇编指令程序地址机器码指令说明微程序PCuPC运行时寄存器或存储器的值MOVA,#00007C00把立即数00放入AC7FFF7CBFFFF01027C7DA00CALLINCA02BC06转向INCAEF7F7FFFEF7FD6BFFFCBFFFF030406BCBDBEBFST04ADDA#1061C01立即数1与A中内容相加C7FFEFFFFE90CBFFFF07081C1D1EW01A00A01RET08CC转回原位置FEFF5FCBFFFF0904CCCDST04JMP0204BC06无条件跳转C6FFFFCBFFFF0502ACAD实验6中断实验1在COP2000软件中的源程序窗口输入下列程序：5MOVA,#00LOOP：OUTJMPLOOPORG0E0HADDA，#01RETIEND2将程序另存为EX6.ASM，将程序汇编成机器码，反汇编窗口会显示出程序地址，机器码，反汇编指令。3执行“单微指令运行”功能，观察执行每条指令时，堆栈及中断请求，中断响应位的状态和寄存器的输入/输出状态，各控制信号的状态，PC及uPC如何工作，其跟踪结果写人下表。汇编指令程序地址机器码指令说明微程序PCuPC运行时寄存器或存储器的值MOVA,#00007C00把00放入AC7FFF7CBFFFF01027C7DA00OUT02C4用户OUTFFDF9FCBFFFF03C4C5JMP0203AC02无条件跳转C6FFFFCBFFFF0402ACADADDA，#0103AC02立即数与A相加C7FFEFFFFE90E1E21C1DW01A00A01RETIE2EC返回FCFF5FCBFFFFE302ECED四、思考题1，简述IR寄存器的作用，IR0，IR1的作用。IR2，IR3的作用。IR0,用来存放后续指令地址IR1,保存当前正在执行的一条指令IR2,保存将被存储的下一个数据字节的地址IR3,保存当前CPU所访问的主存单元的地址2，简述跳转指令的执行过程。条件跳转指令检查一个或多个标志位，判断它们是否匹配某个特殊条件，如果标志匹配成功，该指令就将控制转移到目标位置；如果匹配失败，CPU忽略该条件跳转指令而继续执行下一条指令。3，简述中断指令的执行过程。中断是当计算机正在执行某（主）程序时，收到中断请求，如果中断响应条件6成立，计算机就把正在执行的程序暂停一下，去响应处理这一请求，执行中断服务程序，处理完服务程序后，中断返回指令使计算机返回原来还没有执行完的程序断点处继续执行五、实验体会及建议实验遇到的问题及解决办法；实验内容是否合适：（内容多，适中，内容少）；对本次实验的建议，以及以后实验内容安排的建议等。