计算机组成实验箱控制信号测,计算机组成原理通信实验(实验箱实验).docx

计算机组成原理通信实验(实验箱实验).docx

北京科技大学计算机与通信工程学院实验报告实验名称计算机组成原理实验实验箱实验学生姓名乐欣怡专业信息安全1401班级信息安全1401学号41459007指导教师阿孜古丽实验成绩_______________________________实验地点实验时间2016年月日一、实验目的与实验要求1、实验目的通过实验箱上的验证实验和设计实验充分了解并掌握运算器的组成结构及其工作原理&＃xff1b;控制器的设计与实现方法&＃xff1b;存储器及层次存储体系的概念及工作原理&＃xff1b;输入/输出系统及工作方式&＃xff0c;以及各基本部件如何有机连接构成整体的计算机系统。培养学生对计算机系统的分析、设计、开发和使用能力&＃xff0c;使学生能够对计算机软、硬件的基本知识有深刻的理解&＃xff0c;为后续自行设计模型机打下基础。2、实验要求1)由于在有限的实验课内学时难以较好完成所有实验内容&＃xff0c;因此要求在实验课前进行预习&＃xff0c;自主完成部分实验或实验的部分内容(包括代码设计)&＃xff1b;2)完成的每个实验需要在实验课内经指导教师现场检查、查看编写的程序代码以及测试运行情况&＃xff0c;回答指导教师提出的问题&＃xff0c;以确认实验实际完成的质量&＃xff1b;3)代码应有适当的注释&＃xff0c;并在实验报告中体现&＃xff1b;仿真实现的设计需要有仿真波形截图。二、实验设备(环境)及要求OSSOFTWARE三、实验内容、步骤与结果分析3、实验3微程序控制器31实验内容241微程序控制器实验(1)掌握微程序控制器的原理&＃xff1b;(2)理解条件转移对计算机的重要性。32主要步骤及要求1、实验要求(1)正确设置模式开关OP4OP0&＃xff0c;用单微指令方式(单步开关STEP设置为1)跟踪控制台操作读寄存器、写寄存器、读存储器、写存储器的执行过程&＃xff0c;记录下每一步的微地址ΜA5&＃xff5e;ΜA0、判别位R4&＃xff5e;R0和有关控制信号的值&＃xff0c;写出这4种控制台操作的作用和使用方法。(2)正确设置指令操作码IR7&＃xff5e;IR4&＃xff0c;用单微指令方式跟踪除停机指令STP之外的所有指令的执行过程。记录下每一步的微地址ΜA5&＃xff5e;ΜA0、判别位R4&＃xff5e;R0和有关控制信号的值。对于JZ指令&＃xff0c;跟踪Z1、Z0两种情况&＃xff1b;对于JZ指令&＃xff0c;跟踪C1、C0两种情况。通过大板右下方独立拨动开关设置操作码IR7&＃xff5e;IR4&＃xff0c;按ST按钮&＃xff0c;跟踪指令的执行。按复位RST按钮&＃xff0c;能够结束本次跟踪操作。改变开关的值&＃xff0c;就可以看到不同指令的执行是否正确。2、实验主要步骤(1)观察记录ADD指令执行过程&＃xff1b;(2)观察LD指令执行过程&＃xff1b;(3)观察JC指令执行过程。33结果分析1、控制台操作的跟踪过程。写出每一步的微地址ΜA5&＃xff5e;ΜA0、判别位R4&＃xff5e;R0和有关控制信号的值。2、写出COPFLYI模型计算机中的微地址转移逻辑的逻辑表达式。分析它和各种微程序分枝的对应关系。4实验4微程序控制器的模型计算机41实验内容251微程序控制器的模型计算机实验(1)用微程序控制器控制数据通路&＃xff0c;将相应的信号线连接&＃xff0c;构成一台能运行测试程序的CPU。(2)执行一段简单的程序&＃xff0c;掌握机器指令与微指令的关系。42主要步骤及要求1、实验要求(1)将下面的程序手工汇编成二进制机器代码&＃xff0c;并将指令代码用手动方式写入存储器。表中地址0FH、10H、11H中存放的不是指令&＃xff0c;而是数。A地址00H指令LDR0&＃xff0c;R3机器2进制代码01010011B地址01H指令INCR3机器2进制代码01001100C地址02H指令LDR1,R3机器2进制代码01010111D地址03H指令SUBR0,R1机器2进制代码00100001E地址04H指令JZ0BH机器2进制代码10000110F地址05H指令STR0,R2机器2进制代码01101000G地址06H指令INCR3机器2进制代码01001100H地址07H指令LDR0&＃xff0c;R3机器2进制代码01010011I地址08H指令ADDR0&＃xff0c;R1机器2进制代码00010001J地址09H指令JC0CH机器2进制代码01110010K地址0AH指令INCR2机器2进制代码01001000L地址0BH指令STR2,R2机器2进制代码01101010M地址0CH指令ANDR0,R1机器2进制代码00110001N地址0DH指令OUTR2机器2进制代码10100010O地址0EH指令STP机器2进制代码11100000P地址0FH指令85H机器2进制代码10000101Q地址10H指令23H机器2进制代码00100011R地址11H指令0EFH机器2进制代码11101111(2)写寄存器R000H、R100H、R212H、R30FH&＃xff1b;(3)用单步方式运行程序&＃xff0c;程序的执行过程中观察指示灯的信号和数据&＃xff1b;(4)程序执行完后&＃xff0c;读出寄存器的值&＃xff1b;(5)读出存储器地址12单元的内容。2、实验主要步骤(1)在单步方式下执行程序A将编译好的程序代码写入存储器B读存储器看写入是否正确C写寄存器D读寄存器看写入是否正确E单步执行程序依次取出十五条指令执行)&＃xff1b;F读寄存器的值&＃xff1b;G读地址单元12H的内容。(2)在连续方式下运行程序A由于单拍方式下运行程序并没有改变存储器中的程序&＃xff0c;所以不用重写存储器&＃xff1b;B按照写寄存器的步骤重新设置寄存器R0为00H、R1为00H、R2为12H、R3为0FH&＃xff1b;C然后将单步开关STEP设置为0&＃xff0c;将模式开关OP4OP0设置为00000&＃xff1b;D按复位按钮RST后&＃xff0c;按一次ST按钮&＃xff0c;程序自动运行到STP指令停止。这时地址AR显示11H&＃xff0c;PC显示0FH。E按照读寄存器步骤&＃xff0c;查看4个寄存器的值并记录。F按照读存储器步骤&＃xff0c;查看存储单元12H的值并记录。43结果分析(1)单步方式下指令执行结果指令执行跟踪结果(一步一步依次进行)ΜA5&＃xff5e;0PC7&＃xff5e;0AR7&＃xff5e;0IR7&＃xff5e;0A7&＃xff5e;0B7&＃xff5e;0D7&＃xff5e;0000000010000000000000000010100110000000000001111000000000010010100000001000000000101001100000000000011110000111100001110000000010000111101010011000000000000111110000101000000010000000100001111010011000000111110000101000000000010010000000010000011110100110000001111100001010001000000000001000000100000111101010111000000000001000000000000001001010000001100001111010101110000000000010000000100000000111000000011000100000101011100000000000100000010001100000001000000110001000000100001100001010010001100000000001000100000010000010000001000011000010100100011011000100000000100000100000100001000011000100011000100100000000000101000000001010001000010000110001000110001001000000000000100100