重庆理工大学
《计算机组成原理》
实验报告
学号 __11503080109____
姓名 __张致远_________
专业 __软件工程_______
学院 _计算机科学与工程
二0一六年四月二十三实验一基本运算器实验报告
一、实验名称
基本运算器实验
二、完成学生：张致远班级115030801 学号11503080109
三、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。
四、实验原理：
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位运算芯片，左方为高4位运算芯片。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。低位芯片的进位输入端Cn可与外来进位相连，高位芯片的进位输出到外部。
两个芯片的控制端S0～S3 和M 各自相连，其控制电平按表2.6-1。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DR1、DR2（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，则锁存器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，在其输出端连接了一个三态门（用74LS245 实现）。若要将运算结果输出到总线上，则要将三态门74LS245 的控制端ALU-B 置低电平。否则输出高阻态。数据输入单元(实验板上印有INPUT DEVICE)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，开关上的数据则通过三态门而送入内总线中。
总线数据显示灯（在BUS UNIT 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，其它均为电平信号。
由于实验电路中的时序信号均已连至“W/R UNIT”单元中的相应时序信号引出端，因此，需要将“W/R UNIT”单元中的T4 接至“STATE UNIT”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、 S1、S0 、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B 各电平控制信号则使用“SWITCHUNIT”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，数据开关三态门打开，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。
运算结果表
五、实验步骤：
1．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．KK2设置为单拍，KK1和KK3为运行。
3. 开电源开关。
4．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0，灭为1）。
②使SWITCH UNIT 单元中的开关SW-B=0（打开数据输入三态门）、ALU-B=1（关闭
ALU 输出三态门）、LDDR1=1、LDDR2=0。
③按动微动开关KK2，则将二进制数01100101 置入DR1 中。
5．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）。
②SW-B=0、ALU-B=1 保持不变，改变LDDR1、LDDR2，使LDDR1=0、LDDR2=1。
③按动微动开关KK2，则将二进制数10100111 置入DR2 中。
6．该变运算器的功能设置观察输出。并将结果填入表中。
六、实验结果分析与心得
通过本次实验了解运算器的组成结构（即输入逻辑、输出逻辑、算术逻辑单元），掌握运算器的工作原理（主要是加法器）。知道运算器的输出跟数据总线相连，同时两个输入端通过两个锁存器也与数据总线相连。
同时，数据显示灯连接上数据总线，用来显示数据总线的内容。暂存器的作用也体现了出来（暂存中间结果），教材上的数据通路结构在此更是体现到了，各部件之间的信息传送通过内总线来完成。三态门的功能以及工作原理也比较清晰了。将这些知识组织起来，并亲手实践，在实践过程中，连线比较枯燥，刚开始连错
了，造成重大失误，后来纠正后，一次成功，这也说明了实验过程中的各个环节都是非常重要的。
最终，将结果记录下来，完成了本次实验。本次实验，提高了我对组成原理实验的积极性，更教育了我实验要认真，要培养了我实验要认真，要严谨的态度，将课本知识运用到实践之中，也提高了对课程学习的热情。
实验二静态随机存储器实验报告
七、实验名称
静态随机存储器实验
八、完成学生：张致远班级115030801 学号11503080109
九、实验内容
1. 向存储器中指定的地址单元输入数据,地址先输入AR寄存器，再将数据送入总线后，
存到指定的存储单元，观察数据在各部件上的显示结果。
2. 从存储器中指定的地址单元读出数据, 地址先输入AR寄存器, 读出的数据送入总线,
观察数据在各部件上的显示结果。
十、实验原理
首先对实验中用到的位于MEM单元的SRAM（6116）做一个简单的说明：如图2-1 所示。6116 有三个控制线：CS（片选线）、OE（读线）、WE（写线），其功能如表2-1 所示，当片选有效（CS=0）时，OE=0 时进行读操作，WE=0 时进行写操作，本实验将CS 常接地。
图2-1 SRAM 6116引脚图
表2-1 SRAM 6116功能表
读写控制逻辑：由于存储器（MEM）最终是要挂接到CPU 上，所以其还需要一个读
写控制逻辑，使得CPU能控制MEM 的读写，实验中的读写控制逻辑如图2-2 所示，
图2-2读写控制逻辑
由于T3 的参与，可以保证MEM的写脉宽与T3 一致。IOM 用来选择是对I/O 还是对MEM 进行读写操作，RD=1 时为读，WR=1 时为写。
存储器数据线接至数据总线，数据总线上接有8 个LED 灯显示D7…D0 的内容。地址线接至地址总线，地址总线上接有8 个LED 灯显示A7…A0 的内容，地址和数据由相应的锁存器给出。
实验时T3 由时序单元给出，其余信号由CON 单元的二进制开关模拟给出，其中IOM 应为低（即MEM 操作），RD、WR 高有效，MR 和MW 低有效，LDAR 高有效。实验原理图如图2-3 所示。
图2-3存储器实验原理图
十一、实验步骤
1、按照实验册连接好实验的电路。
2、将时序与操作台单元的开关KK1、KK3 置为运行档、开关KK2 置为…单步?档。
3、打开电源开关，如果听到有…嘀?报警声，说明有总线竞争现象，应立即关闭电源，重
新检查接线，直到错误排除。
4、将CON 单元的IOR 开关置为1（使IN 单元无输出），给存储器的00H、01H、
02H、03H、04H 地址单元中分别写入数据11H、12H、13H、14H、15H。对数据和
地址的分时写入。写存储器的流程如图2-5 所示（以向00 地址单元写入11H为例）：
图2-5写存储器流程图
十二、实验结果
能够实现将数据和和地址分时写入，通过实验操作台上表示的地址和数据的LED显示可以判断出实验操作是否正确。
十三、实验结果分析
实验最号的结果与预想的一致。在这个实验中容易出现了问题是将实验的数据线连接反了。如果线路连接出现了问题，可能会根本不操作不了。也有可能将实验用的数据或是地址值送错位置。这就会给实验带来实验误差。
实验三系统总线与总线接口实验报告
一、实验名称
系统总线与实验接口
二、完成学生：张致远班级115030801 学号11503080109
三、实验内容
1、输入设备将一个数打入R0 寄存器。
2、输入设备将另一个数打入地址寄存器。
3、将R0 寄存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、实验原理
存储器只是一个容器，最终还是需要挂接在外部总线上的，所以需要提供数据信号，地址信号和控制信号。这三种信号由所对应的总线所提供，地址的译码由地址总线A6、A7进行译码。
通常我们在编写代码的时候遇到的RD WR IOM分别是什么会感到疑问，在这里就有解释，MEM和I/O接口都有读写操作，如何控制这个就靠IOM（置1选择I/O，置0选择MEM），RD=1时为读，WR=1时为写。
图1 I/O地址译码原理图
表1 I/O地址空间分配
五、实验步骤
1、需要将11H打入R0寄存器。
在输入设备IN置00010001，根据之前表1，寄存器需要输入K7、K6置1，需要读取I/O 口的内容，则WR RD IOM置0、1、1。LDAR是控制地址寄存器，不需要使用，置0，如此即可写入寄存器R0。
2、R0的数据送到MEM
首先要将数据总线上的数打入地址寄存器，LDAR需要使用置1，在输入单元置00000001，关闭R0输入输出，K6K7 置01。需要读入输入设备内容，则WR、RD、IOM置0、1、1。接下来只要将R0写入MEM就行了，需要对R0输出，K6、K7置0、0。LDAR置0，需要对MEM进行写操作，所以WR、RD、IOM置1、0、0。
3、MEM的数据送到R0
首先跟第二步一样，我们在01H单元已经有数据了，就使用01H单元的，将01H单元的数写入AR。要对R0寄存器进行写操作，则K6、K7置1、1。需要从MEM进行读操作，则WR、RD、IOM置0、1、0。LDAR置0。则完成MEM写入RO。
4、将R0的数据送到out
要在LED数码管显示其实就是要对out单元写入。WR、RD、IOM置1、0、1，R0需要输出，则K7置0，K6置0。没有用到地址寄存器，LDAR置0。即可显示在LED上。
六、实验结果
在前面R0寄存器，以及MEM写入中并未有明显直观现象，若想确认其中数据是否正确，可以多用几次将R0写入OUT单元。
七、实验结果分析
OUT单元正确显示，与预想一样，无明显误差。
实验四微程序控制器实验报告
一、实验名称
微程序控制
二、完成学生：张致远班级115030801 学号11503080109
三、实验内容
设计以下机器指令的微程序，如表1所示：
四、表1 机器指令的微程序
本实验安排了四条机器指令，分别为ADD（0000 0000）、IN（0010 0000）、OUT（0011 0000）和HLT（0101 0000），括号中为各指令的二进制代码。
五、实验原理
微程序控制器的基本任务是完成当前指令的翻译和执行，它用微指令来控制各部件动作的微命令的集合进行编码。用一个微指令序列表示一条机器指令，这种微指令序列称为微程序。微程序存储在一种专用的存储器中，称为控制存储器。控制器是严格按照系统时序来工作的，因而时序控制对于控制器的设计是非常重要的，本实验所用的时序由时序单元来提供，分为四拍TS1、TS2、TS3、TS4。微指令的格式如表2所示
表 2 微指令格式
表 3 字段操作
M23，M22是读入的片选信号，WD、RD、IOM是读写的控制信号，S3~S0是指令译码电路得到的指令，指令译码原理图如图1所示；A、B、C对应表3的字段，MA5-MA0为下一条指令的地址。根据格式，填入所需操作的操作码。
图 1 指令译码原理图
根据操作，将指令转换为十六进制的指令，就可以写在纯文本中，然后打开CMA软件，点击【转储】——【装载】，然后单步调试，观察界面数据流的变化。
六、实验步骤
1．画出微程序流程图
画微程序流程图是机器指令系统设计的第一步。
图 2 微程序流程图
将全部微程序按微指令格式变成二进制微代码，得到二进制代码表，如表4所示。
表4 二进制微代码表
连接好实验线路，仔细查线无误后接通电源。如果有…滴?报警声，说明总线有竞争现象，应关闭电源，检查接线，直到错误排除。
2. 对微控器进行读写操作，分两种情况：手动读写和联机读写。
1) 手动读写
(1) 手动对微控器进行编程（写）
①将时序与操作台单元的开关KK1 置为…停止?档，KK3 置为…编程?档，KK4 置为…控
存?档，KK5 置为…置数?档。
②使用CON 单元的SD05——SD00 给出微地址，IN 单元给出低8 位应写入的数据，连续两次按动时序与操作台的开关ST，将IN 单元的数据写到该单元的低8 位。
③将时序与操作台单元的开关KK5 置为…加1?档。
④IN 单元给出中8 位应写入的数据，连续两次按动时序与操作台的开关ST，将IN 单
元的数据写到该单元的中8 位。IN 单元给出高8 位应写入的数据，连续两次按动时序与操作台的开关ST，将IN 单元的数据写到该单元的高8 位。
⑤重复①、②、③、④四步，将表4 的微代码写入2816 芯片中。
(2) 手动对微控器进行校验（读）
①将时序与操作台单元的开关KK1 置为…停止?档，KK3 置为…校验?档，KK4 置为…控存档，KK5 置为…置数?档。
②使用CON 单元的SD05——SD00 给出微地址，连续两次按动时序与操作台的开关ST，MC 单元的指数据指示灯M7——M0 显示该单元的低8 位。
③将时序与操作台单元的开关KK5 置为…加1?档。
④连续两次按动时序与操作台的开关ST，MC 单元的指数据指示灯M15——M8 显示该单元的中8 位，MC 单元的指数据指示灯M23——M16 显示该单元的高8 位。
⑤重复①、②、③、④四步，完成对微代码的校验。如果校验出微代码写入错误，重新写入、校验，直至确认微指令的输入无误为止。
2) 联机读写
(1) 将微程序写入文件
联机软件提供了微程序下载功能，以代替手动读写微控器，但微程序得以指定的格式写入到以TXT 为后缀的文件中，如$M 1F 112233，表示微指令的地址为1FH，微指令值为11H （高）、22H（中）、33H（低）。
(2) 写入微程序
用联机软件的“【转储】—【装载】”功能将该格式（*.TXT）文件装载入实验系统。(3) 校验微程序
选择联机软件的“【转储】—【刷新指令区】”可以读出下位机所有的机器指令和微指令，并在指令区显示。书写的代码如下所示：
$M 00 000001 ; NOP
$M 01 007070 ; CON(INS)->IR, P<1>
$M 30 001404 ; R0->B
$M 04 002405 ; A 加B->R0
$M 05 04B201 ; R0->A
$M 32 183001 ; IN->R0
$M 33 280001 ; R0->OUT
$M 35 000001 ; NOP
七、实验结果
在计算机界面，能看到数据流的流动，也看到寄存器的数据的变化，同时，输入的两个数的和正确，结果能正常输出，并在液晶数码管上正常显示正确的结果。
八、实验结果分析
先给IN单元输进数，再从IN读入到R0，接着从R0到A，然后从IN读入到R0，再从R0到B
再从Men取指令执行相加操作后把结果存放到R0，再从R0输出到数码管显示。
一、填空题 1．对存储器的要求是速度快，_容量大_____，_价位低_____。为了解决这方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。 2．指令系统是表征一台计算机__性能__的重要因素，它的____格式__和___功能___不仅直接影响到机器的硬件结构而且也影响到系统软件。 3．CPU中至少有如下六类寄存器__指令____寄存器，__程序_计数器，_地址__寄存器，通用寄存器，状态条件寄存器，缓冲寄存器。 4．完成一条指令一般分为取指周期和执行周期，前者完成取指令和分析指令操作，后者完成执行指令操作。 5．常见的数据传送类指令的功能可实现寄存器和寄存器之间，或寄存器和存储器之间的数据传送。 6．微指令格式可分为垂直型和水平型两类，其中垂直型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。 7．对于一条隐含寻址的算术运算指令，其指令字中不明确给出操作数的地址，其中一个操作数通常隐含在累加器中 8．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为 2^127(1-2^－23) ，最小正数为 2^－129 ，最大负数为 2^－128(-2^－1-2^－23) ，最小负数为 -2^127 。 9．某小数定点机，字长8位（含1位符号位），当机器数分别采用原码、补码和反码时，其对应的真值范围分别是 -127/128 ～+127/128 -1 ～+127/128 -127/128 ～+127/128 （均用十进制表示）。 10．在DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用主存，它们是停止CPU访问主存、周期挪用和DMA和CPU交替访问主存。 11．设 n = 8 （不包括符号位），则原码一位乘需做 8 次移位和最多 8 次加法，补码Booth算法需做 8 次移位和最多 9 次加法。 12．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为。 13．一个总线传输周期包括申请分配阶段、寻址阶段、传输阶段和结束阶段四个阶段。 14．CPU采用同步控制方式时，控制器使用机器周期和节拍组成的多极时序系统。
计算机组成原理上机实验指导
一、实验准备和实验注意事项 1．本课程实验使用专门的TDN-CM++计算机组成原理教学实验设备，使用前后均应仔细检查主机板，防止导线、元件等物品落入装置导致线路短路、元件损坏。 2．完成本实验的方法是先找到实验板上相应的丝印字及其对应的引出排针，将排针用电缆线连接起来，连接时要注意电缆线的方向，不能反向连接；如果实验装置中引出排针上已表明两针相连，表明两根引出线部已经连接起来，此时可以只使用一根线连接。 3．为了弄清计算机各部件的工作原理，前面几个实验的控制信号由开关单元“SWITCH UNIT”模拟输入；只有在模型机实验中才真正由控制器对指令译码产生控制信号。在每个实验开始时需将所有的开关置为初始状态“1”。 4．本实验装置的发光二极管的指示灯亮时表示信号为“0”，灯灭时表示信号为“1”。 5．实验接线图中带有圆圈的连线为实验中要接的线。 6．电源关闭后，不能立即重新开启，关闭与重启之间至少应有30秒间隔。 7．电源线应放置在机专用线盒中。 8．保证设备的整洁。
二、实验设备的数据通路结构 利用本实验装置构造的模型机的数据通路结构框图如下图。其中各单元部已经连接好，单元之间可能已经连接好，其它一些单元之间的连线需要根据实验目的用排线连接。 图0-2 模型机数据通路结构框图
实验一运算器实验：算术逻辑运算实验 一．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．掌握简单运算器的数据传送通路。 4．验证运算功能发生器(74LSl81)的组合功能。 二．实验设备 TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。 三．实验原理 实验中所用的运算器数据通路如图1-l所示。其中两片74LSl81以串行方式构成8位字长的ALU，ALU的输出经过一个三态门(74LS245)和数据总线相连。三态门由ALU-B控制，控制运算器运算的结果能否送往总线，低电平有效。 为实现双操作数的运算，ALU的两个数据输入端分别由二个锁存器DR1、DR2(由74LS273实现)锁存数据。要将数据总线上的数据锁存到DR1、DR2中，锁存器的控制端LDDR1和LDDR2必须为高电平，同时由T4脉冲到来。 数据开关(“INPUT DEVICE”)用来给出参与运算的数据，经过三态门(74LS245)后送入数据总线，三态门由SW-B控制，低电平有效。数据显示灯(“BUS UNIT”)已和数据总线相连，用来显示数据总线上的容。 图中已将用户需要连接的控制信号用圆圈标明(其他实验相同，不再说明)，其中除T4为脉冲信号外，其它均为电平信号。由于实验电路中的时序信号均已连至“W／R UNIT”的相应时序信号引出端，因此，在进行实验时，只需将“W／R UNIT”的T4接至“STATE UNIT”的微动开关KK2的输出端，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲。 ALU运算所需的电平控制信号S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B均由“SWITCH UNIT”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，LDDRl、LDDR2为高电平有效。 对单总线数据通路，需要分时共享总线，每一时刻只能由一组数据送往总线。
1. 冯·诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是（） A. 指令操作码的译码结果 B. 指令和数据的寻址方式 C. 指令周期的不同阶段 D. 指令和数据所在的存储单元 答案为：C 2. 假定变量i，f，d数据类型分别为int, float, double(int用补码表示，float和double用IEEE754单精度和双精度浮点数据格式表示)，已知i=785，f=1.5678e3 ，d=1.5e100，若在32位机器中执行下列关系表达式，则结果为真的是() (I) i==(int)(float)i (II)f==(float)(int)f (III)f==(float)(double)f (IV)(d+f)-d==f A. 仅I和II B. 仅I和III C. 仅II和III D. 仅III和IV 答案B 3.一个C语言程序在一台32位机器上运行。程序中定义了三个变量x，y和z，其中x和z 是int型，y为short型。当x=127，y=-9时，执行赋值语句z=x+y 后，x、y和z的值分别是： A x=0000007FH , y=FFF9H , z=00000076H B x=0000007FH , y=FFF9H , z=FFFF0076H C x=0000007FH , y=FFF7H , z=FFFF0076H D x=0000007FH , y=FFF7H , z=00000076H 答案D 4. 某计算机主存容量为64KB，其中ROM区为4KB，其余为RAM区，按字节编址，现要用2K×8位的ROM芯片和4K×4位的RAM芯片来设计该存储 器，则需要上述规格的ROM芯片数和RAM芯片数分别是（） A . 1、15 B . 2、15 C . 1、30 D . 2、30 答案D 5. 假定用若干个2K×4位芯片组成一个8K×8位的存储器，则地址0B1FH所在芯片的最小地址是（） A. 0000H B. 0600H C. 0700H D. 0800H 答案D
图16 启停单元布局图 序电路由1片74LS157、2片74LS00、4个LED PLS2、PLS3、PLS4）组成。当LED发光时 图17
图17 时序单元布局图 （二）启停、脉冲单元的原理 1．启停原理：（如图18） 启停电路由1片7474组成，当按下RUN按钮，信号输出RUN=1、STOP=0，表示当前实验机为运行状态。当按下STOP 按钮，信号RUN=0、STOP=1，表示当前实验机为停止状态。当 系统处于停机状态时，微地址、进位寄存器都被清零，并且可 通过监控单元来读写内存和微程序。在停止状态下，当HALT 时有一个高电平，同时HCK有一个上升沿，此时高电平被打入 寄存器中，信号输出RUN=1、STOP=0，使实验机处于运行状态。
图18 启停单元原理图 2．时序电路： 时序电路由监控单元来控制时序输出（PLS1、PLS2、PLS3、PLS4）。实验所用的时序电路（如图19）可产生4个等间隔的时序信号PLS1、PLS2、PLS3、PLS4。为了便于监控程序流程，由监控单元输出PO信号和SIGN脉冲来实现STEP（微单步）、GO （全速）和HALT（暂停）。当实验机处于运行状态，并且是微单步执行，PLS1、PLS2、PLS3、PLS4分别发出一个脉冲，全速执行时PLS1、PLS2、PLS3、PLS4脉冲将周而复始的发送出去。在时序单元中也提供了4个按钮，实验者可手动给出4个独立的脉冲，以便实验者单拍调试模型机。
图19 时序电路图 实验步骤 1．交替按下“运行”和“暂停”，观察运行灯的变化（运行：RUN 亮；暂停：RUN灭）。 2．把HALT信号接入二进制拨动开关，HCK接入脉冲单元的PLS1。按下表接线 接入开关位号 信号定 义 HCK PLS1孔 HALT H13孔 3．按启停单元中的停止按钮，置实验机为停机状态，HALT=1。 4．按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在HCK上产生一个上升
计算机组成原理 一、8 位算术逻辑运算 8 位算术逻辑运算实验目的 1、掌握简单运算器的数据传送通路组成原理。 2、验证算术逻辑运算功能发生器74LS181的组合功能。 8 位算术逻辑运算实验内容 1、实验原理 实验中所用的运算器数据通路如图3－1所示。其中运算器由两片74LS181以并/串形成8位字长的ALU构成。运算器的输出经过一个三态门74LS245(U33)到ALUO1插座，实验时用8芯排线和内部数据总线BUSD0～D7插座BUS1～6中的任一个相连，内部数据总线通过LZD0～LZD7显示灯显示；运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器74LS273（U29、U30）锁存，两个锁存器的输入并联后连至插座ALUBUS，实验时通过8芯排线连至外部数据总线EXD0～D7插座EXJ1～EXJ3中的任一个；参与运算的数据来自于8位数据开并KD0～KD7，并经过一三态门74LS245（U51）直接连至外部数据总线EXD0～EXD7，通过数据开关输入的数据由LD0～LD7显示。 图中算术逻辑运算功能发生器74LS181（U31、U32）的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M并行相连后连至SJ2插座，实验时通过6芯排线连至6位功能开关插座UJ2，以手动方式用二进制开关S3、S2、S1、S0、CN、M来模拟74LS181（U31、U32）的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M；其它电平控制信号LDDR1、LDDR2、ALUB`、SWB`以手动方式用二进制开关LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB来模拟，这几个信号有自动和手动两种方式产生，通过跳线器切换，其中ALUB`、SWB`为低电平有效，LDDR1、LDDR2为高电平有效。 另有信号T4为脉冲信号，在手动方式下进行实验时，只需将跳线器J23上T4与手动脉冲发生开关的输出端SD相连，按动手动脉冲开关，即可获得实验所需的单脉冲。 2、实验接线 本实验用到4个主要模块：⑴低8位运算器模块，⑵数据输入并显示模块，⑶数据总线显示模块，⑷功能开关模块（借用微地址输入模块）。
【选择题200道】 1. 计算机系统中的存贮器系统是指__D____。 A RAM存贮器 B ROM存贮器 C 主存贮器 D cache、主存贮器和外存贮器 2. 某机字长32位，其中1位符号位，31位表示尾数。若用定点小数表示，则最大正小 数为___ B __ 。 -32 -31 -32 -31 A+（ 1 - 2 ） B + （1 - 2 ） C 2 D 2 3. 算术/ 逻辑运算单元74181ALU可完成_C ________ 。 A 16种算术运算功能 B 16种逻辑运算功能 C 16种算术运算功能和16种逻辑运算功能 D 4位乘法运算和除法运算功能 4. 存储单元是指_B ______ 。 A 存放一个二进制信息位的存贮元 B 存放一个机器字的所有存贮元集合 C 存放一个字节的所有存贮元集合 D 存放两个字节的所有存贮元集合； 5. 相联存贮器是按—C―行寻址的存贮器。 A 地址方式 B 堆栈方式 C 内容指定方 式 D 地址方式与堆栈方式 6. 变址寻址方式中，操作数的有效地址等于_C _____ 。 A 基值寄存器内容加上形式地址（位移量） B 堆栈指示器内容加上形式地址（位移量） C 变址寄存器内容加上形式地址（位移量） D 程序记数器内容加上形式地址（位移量） 7. 以下叙述中正确描述的句子是：__AD ___ 。 A 同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相容性微操作 B 同一个CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相容性微操作 C 同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 D 同一个CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 & 计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化，同时_C_____ 。
实验一基础汇编语言程序设计 一、实验目的： 1、学习和了解TEC-XP16教学实验系统监控命令的用法。 2、学习和了解TEC-XP16教学实验系统的指令系统。 3、学习简单的TEC-XP16教学实验系统汇编程序设计。 二、预习要求： 1、学习TEC-XP16机监控命令的用法。 2、学习TEC-XP16机的指令系统、汇编程序设计及监控程序中子程序调用。 3、学习TEC-XP16机的使用，包括开关、指示灯、按键等。 4、了解实验内容、实验步骤和要求。 三、实验步骤： 在教学计算机硬件系统上建立与调试汇编程序有几种操作办法。 第一种办法，是使用监控程序的A命令，逐行输入并直接汇编单条的汇编语句，之后使用G命令运行这个程序。缺点是不支持汇编伪指令，修改已有程序源代码相对麻烦一些，适用于建立与运行短小的汇编程序。 第二种办法，是使用增强型的监控程序中的W命令建立完整的汇编程序，然后用M命令对建立起来的汇编程序执行汇编操作，接下来用G命令运行这个程序。适用于比较短小的程序。此时可以支持汇编伪指令，修改已经在内存中的汇编程序源代码的操作更方便一些。 第三种办法，是使用交叉汇编程序ASEC，首先在PC机上，用PC机的编辑程序建立完整的汇编程序，然后用ASEC对建立起来的汇编程序执行汇编操作，接下来把汇编操作产生的二进制的机器指令代码文件内容传送到教学机的内存中，就可以运行这个程序了。适用于规模任意大小的程序。
在这里我们只采用第一种方法。 在TEC-XP16机终端上调试汇编程序要经过以下几步： 1、使教学计算机处于正常运行状态（具体步骤见附录联机通讯指南）。 2、使用监控命令输入程序并调试。 ⑴用监控命令A输入汇编程序 >A 或>A 主存地址 如：在命令行提示符状态下输入： A 2000↙；表示该程序从2000H（内存RAM区的起始地址）地址开始 屏幕将显示： 2000： 输入如下形式的程序： 2000: MVRD R0，AAAA ；MVRD 与R0 之间有且只有一个空格，其他指令相同 2002: MVRD R1，5555 2004: ADD R0，R1 2005: AND R0，R1 2006: RET ；程序的最后一个语句，必须为RET 指令 2007:（直接敲回车键，结束A 命令输入程序的操作过程） 若输入有误，系统会给出提示并显示出错地址，用户只需在该地址重新输入正确的指令即可。 ⑵用监控命令U调出输入过的程序并显示在屏幕上 >U 或>U 主存地址
河南农业大学 计算机组成原理实验报告 题目简单机模型实验 学院信息与管理科学学院 专业班级计算机科学与技术2010级1班 学生姓名张子坡（1010101029） 指导教师郭玉峰 撰写日期：二○一二年六月五日
一、实验目的： 1.在掌握各部件的功能基础上，组成一个简单的计算机系统模型机； 2．了解微程序控制器是如何控制模型机运行的，掌握整机动态工作过程； 3定义五条机器指令，编写相应微程序并具体上机调试。 二、实验要求： 1.复习计算机组成的基本原理； 2.预习本实验的相关知识和内容 三、实验设备： EL-JY-II型计算机组成原理试验系统一套，排线若干。 四、模型机结构及工作原理： 模型机结构框图见实验书56页图6-1. 输出设备由底板上上的四个LED数码管及其译码、驱动电路构成，当D-G和W/R均为低电平时将数据结构的数据送入数据管显示注：本系统的数据总线为16位，指令、地址和程序计数器均为8位。当数据总线上的数据打入指令寄存器、地址寄存器和程序寄存器时，只有低8位有效。 在本实验我们学习读、写机器指令和运行机器指令的完整过程。在机器指令的执行过程中，CPU从内存中取出一条机器指令到执行结束为一个指令周期，指令由微指令组成的序列来完成，一条机器指令对应一段微程序。另外，读、写机器指令分别由相应的微程序段来完成。
为了向RAM中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，必须设计三个控制操作微程序。 存储器读操作（MRD）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“00”时，按“单步”键，可对RAM连续读操作。 存储器写操作（MWE）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“10”时，按“单步”键，可对RAM连续写操作。 启动程序（RUN）：拨动开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“11”时，按“单步”键，即可转入第01号“取指”微指令，启动程序运行。 注：CA1、CA2由控制总线的E4、E5给出。键盘操作方式有监控程序直接对E4、E5赋值，无需接线。开关方式时可将E4、E5接至控制开关CA1、CA2，由开关控制。 五、实验内容、分析及参考代码： 生成的下一条微地址 UA5 UA0 MS5 MS0 微地址
1.10111000当做无符号数的值为多少，当做整数的值为多少，当做定点小数的值为多少？(十进制数) 无符号：2^7+2^5+2^4+2^3=128+32+16+8=184 整数：10111000 定点小数:10111000 11000111(取反） 11000111(取反） + 1 + 1 11001000 11001000 -(2^3+2^6)=-72 -（1/2+1/16）=-9/16 2.已知接受到的信息为001100001111，其中有效数据位为8位，运用海明码检测，问信息传输是否有错？8位的数据值是多少？ 编号 检测位 数据位 12 1100 0 M8 C1=M1⊕M2⊕M4⊕M5⊕M7=0 11 1011 0 M7 C2=M1⊕M3⊕M4⊕M6⊕M7=0 10 1010 1 M6 C4=M2⊕M3⊕M4⊕M8=0 9 1001 1 M5 C8=M5⊕M6⊕M7⊕M8=0 8 1000 0 C8 7 0111 0 M4 发：0111 6 0110 0 M3 收：0000 5 0101 0 M2 发 ⊕收=0111 4 0100 1 C4 即M4出错则数据实为00111001 3 0011 1 M1 2 0010 1 C2 1 0001 1 C1 3.已知原始报文为1111，生成多项式为G （x ）=x 4+x 2 +x+1,求编码后的报文 （1）：将生成多项式为G （x ）=x 4+x 2 +x+1，转换成对应的二进制为10111 （2）生成多项式为5（R+1)位，将原始报文左移4（R)位为11110000 （3）进行模2除 _______00011__________ ______ 10111________________00010100_____________10111_______________010010________ 10111_____1101 11110000 10111 （4）编码CRC 码为11110011 4.采用IEEE754标准的32位短浮点数格式，即0-22位为尾数，23-30位为阶码位，第1位为数符，其中阶码偏置为127，试求出32位浮点代码CC9E23AF 的真值（结果可用任何进
上海大学计算机学院 《计算机组成原理实验》报告一 姓名：学号：教师： 时间：机位：报告成绩： 实验名称:指令系统实验 一、实验目的：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。 二、实验原理：利用CP226实验仪（用74HC754即8D型上升沿触发器）上的K16…K23 开关为数据总线DBUS设置数据，其他开关作为控制信号，一条指令执行完 毕PC会自动加1，系统顺序执行下一条指令，但系统要进入一个新的指令序 列时，如跳转、转子程序等，必须给PC打入新的起始值——新指令序列的 入口地址。实验箱实现把数据总线的值(目标地址)打入PC的操作，以更新 PC值。 三、实验内容：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＋W的结果左移一位后的值到OUT” 操作。 四、实验步骤：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) ①在初始化系统（Reset)，进入微程序存储器模式(μEM状态)，用NX键观 察64H，65H,66H,67H, 地址中原有的微指令，分析并查表确定其功能。 ②在EM状态下，Adr打入A0，DB打入64；按NX键，Adr显示A1，DB 打入E8。 ③在μEM状态下，在E8H、E9H、EAH、EBH下分别打入：FFDED8、CBFFFF、 FFFFFF、FFFFFF。 ④给μPC状态下，打入μPC（00）、PC（A0）、A（11）、W（00），按3次 NX输入R0（77）。 ⑤按下STEP键，观察实验现象。 2. 修改机器指令E8，使其完成“输出A＋W的结果左移一位后的值到OUT” 操作。 ⑥继续按STEP键，直到进入E8状态下。 ⑦在EM状态下，打入Adr为77，DB为56。 ⑧按STEP键执行指令，观察实验现象。 五、实验现象：OUT寄存器的值为5A。 六、数据记录、分析与处理：实验结果和预期的一样。 七、实验结论：1、机器指令64对应的各微指令码为：FF77FF、D7BFEF、FFFE92、CBFFFF。其功能为：将R0寄存器的值打入地址寄存器MAR；存贮器EM将MAR输出地址所对应的值打入W寄存器；ALU直通门输出的值打入A寄存器，A、W中的值进行“与”运算，结果在A输出；PC＋1，读出下一条指令并立即执行。 八、建议：暂无。
实验七脱机方式下微代码装入与执行实 验 一、实验目的 （1）通过微程序的编制、装入、执行，验证微程序控制的工作方法。 （2）观察微程序的运行过程，未进行简单模型计算机实验作准备。 二、实验原理 （1）时序信号 （2）指令与微指令周期 （3）机器指令与机器指令周期 （4）微程序控制器逻辑结构 （5）微程令流程分析 （6）微程令译码分析 三、实验过程 （1）连线 ①把时钟单元（CLOCK UNIT）的T1-T4接到微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）的T1-T4。用另一根线把时钟单元（CLOCK UNIT）的T4接到微程序控制单元（MAIN CONTRO UNIR）的T4。 ②把手动控制开关单元（MANUAL UNIT）的MA6-MA0接到微程序 控制单元（MAIN CONTROL UNIT）的MA6-MA0。 （2）写入伪代码操作过程
①拨动一下开关，即实现“1—0—1”，产生一个清除脉冲，使微 程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）初始化。 ②把微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）右上角的编程开关置 于“READ”状态 ③把时钟单元（CLOCK UNIT）的RUN/STEP开关置于“STEP”状态。 ④在手动控制单元（MANUAL UNIT）的MA6-MA0开关上拨入微控 制存储器地址开关MA6—MA0，按表2-15从00H开始。 ⑤在微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）的微指令代码开关 MK23-MK0上按表2-15的内容拨入24位的微指令，微指令代码显示灯上显示拨入的微指令代码。 ⑥按动时钟单元（CLOCK UNIT）的“START”按键，产生一组时序信 号（T1—T4），作用是把微指令代码开关MK23-MK0上的24位的微指令代码希尔与MA6—MA0指定的微程序控制存储器（2816）单元中，并显示MA6—MA0微程序控制存储器地址。 ⑦把MA6—MA0开关上微控至存储器地址加1，变成01H， 02H，………，重复上面第（5）、第（6）两步直接把表2-15中微指令代码全部写入微程序控制储存器（2816）中。 （3）校验微代码操作过程 ①拨动一下开关，即实现“1—0—1”，产生一个清除脉冲，使微 程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）初始化。 ②把微程序控制单元（MAIN CONTROL UNIT）右上角的编程开关置 于“READ”状态，确保RUN/STEP开关置于“STEP”状态。
A．-127 ～127；B．-128 ～+128；C．-128 ～+127；D．-128 ～+128。 2．设机器数采用补码形式（含1位符号位），若寄存器内容为9BH，则对应的十进制数为______。A．-27；B．-97；C．-101；D．155。答案： 3．设寄存器内容为80H，若它对应的真值是–127，则该机器数是______。 A．原码；B．补码；C．反码；D．移码。答案： 4．若9BH表示移码（含1位符号位）．其对应的十进制数是______。 A．27；B．-27；C．-101；D．101。答案： 5．当定点运算发生溢出时，应______ 。 A．向左规格化；B．向右规格化；C．发出出错信息；D．舍入处理。答案： 6．设寄存器内容为10000000，若它等于-0，则为______。 A．原码；B．补码；C．反码；D．移码。答案： 7．设寄存器内容为11111111，若它等于+127，则为______。 A．原码；B．补码；C．反码；D．移码。答案： 8．在浮点机中，判断原码规格化形式的原则是______。 A．尾数的符号位与第一数位不同；B．尾数的第一数位为1，数符任意； C．尾数的符号位与第一数位相同；D．阶符与数符不同。答案： 9．浮点数的表示范围和精度取决于______ 。 A．阶码的位数和尾数的机器数形式；B．阶码的机器数形式和尾数的位数； C．阶码的位数和尾数的位数；D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式。答案： 10. 在定点补码运算器中，若采用双符号位，当______时表示结果溢出。 A．双符号相同B．双符号不同C．两个正数相加D．两个负数相加答案：
实验七综合设计 一．实验目的： 1、掌握程序的结构。 2、掌握程序的设计、调试方法。 二．实验内容： 假设有一组数据：5，-4，0，3，100，-51，请编一程序，判断：每个数大于0，等于0，还是小于0；并输出其判断结果。 即： 1 当x>0 y= 0 当x=0 -1 当x<0 DA TA SEGMENT X DB -25 Y DB ? DA TA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DA TA START:MOV AX,DA TA MOV DS,AX ;初始化 MOV AL,X ;X取到AL中 CMP AL,0 ;AL中的内容和0比较 JGE BIG ;大于等于0，转BIG MOV BL,-1 ;否则为负数，-1送BL JMP EXIT ;转到结束位置 BIG: JE EE ;AL中的内容是否为0，为0转EE MOV BL,1 ;否则为在于0，1送BL JMP EXIT ;转到结束位置 EE: MOV BL,0 ;0送BL中 EXIT: MOV Y,BL ;BL中内容送入Y单元 MOV AH,4CH INT 21H ;程序结束 CODE ENDS END START ;汇编结束
三．实验要求： 实验前要做好充分准备，包括汇编程序清单、调试步骤、调试方法，以及对程序结果的分析等。 四．编程提示： 1、首先将原始数据装入起始地址为XX的字节存储单元中。 2、将判断结果以字符串的形式存放在数据区中，以便在显示输出时调用。 3、其中判断部分可采用CMP指令，得到一个分支结构，分别输出“y=0”, “y=1”, “y=-1”。 4、程序中存在一个循环结构，循环6次，调用6次分支结构后结束。 五．思考题： 程序中的原始数据是以怎样的形式存放在数据区中的？请用DEBUG调试程序观察并分析。 六．实验报告： 1、程序说明。说明程序的功能、结构。 2、调试说明。包括上机调试的情况、上机调试步骤、调试所遇到的问题是如何解决的，并对调试过程中的问题进行分析，对执行结果进行分析。 3、画出程序框图。 4、写出源程序清单和执行结果。 5、回答思考题。
填空题 1、存储器容量为256K，若首地址为00000H，则末地址为。 2、若某奇偶校验码编码为010000100，则采用的校验方案是。 3、DRAM存储器行、列地址要分两次打入，为了实现行、列地址的区分，需要给存储芯片提供地址选通信号和。 4、存储器容量的扩展有、和三种方式。 5、假设某计算机的存储系统由Cache和主存组成，某程序执行过程中访存1000次，其中访问Cache缺失（未命中）50次，则Cache的命中率是。 6、操作数有效地址出现在地址码位置的寻址方式称为寻址。 7、任何指令周期的第一步必定是周期。 8、当产生中断请求时，用程序方式有选择地封锁部分中断，而允许其余部分中断仍能得到响应，称为。 9、通常根据流水线使用级别的不同，可把流水线分成部件级、处理机级和系统级流水线，指令处理流水线属于级。 10、从计算机系统结构的发展和演变看，近代计算机采用以作为全机中心的系统结构。 11、十进制数-54表示成补码形式为（用1个符号位，7个数值位表示）。 12、磁表面存储器是以作为记录信息的载体，通过对信息进行记录和读取。 13、存储器间接寻址方式指令执行过程中，除取指外CPU还需要访问内存次才能获得操作数。 14、组成32M×8位的存储器，需要1M×4位的存储芯片片。 15、微指令格式分为型微指令和型微指令，其中，前者的并行操作能力比后者强。 16、在CPU中，存放后继指令地址的寄存器是。 17、若X的原码为01000011，其补码为，其移码为。 18、总线的仲裁方式有和两种。 19、引起中断的设备或事件称为。 20、虚拟存储器指的是__________层次，它给用户提供了一个比实际__________空间大得多的__________空间. 21、运算器的两个主要功能是：__________，__________。 22、计算机硬件由_______、_______、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。 23、奇偶校验法只能发现_______数个错，不能检查无错或_______数个错。 24、八进制数37.4Q转换成二进制数为__________。 25、数x的真值-0.1011B，其原码表示为____________。 26、条件转移、无条件转移、转子程序、返主程序、中断返回指令都属于__________类指令，这类指令在指令格式中所表示的地址不是__________的地址，而是__________的地址。27、直接内存访问（DMA）方式中，DMA控制器从CPU完全接管对__________的控制，数据交换不经过CPU,而直接在内存和__________之间进行。 28、RISC的中文含义是__________，CISC的中文含义是__________。 对于n+1位（包含一位符号位）的补码纯小数来说，它能表示的最小数据是。 29、、控制器产生控制信号的方法有与，其中需要有控制存储器支持的是。
实验五 存储器读写实验实验目的 1. 掌握存储器的工作特性。 2. 熟悉静态存储器的操作过程，验证存储器的读写方法。 二、实验原理 表芯片控制信号逻辑功能表
2. 存储器实验单元电路 芯片状态 控制信号状态 DO-D7 数据状态 M-R M -W 保持 1 1 高阻抗 读出 0 1 6116-^总钱 写人 1 0 总线-*6116 无效 报警 ^2-10 D7—DO A7—A0
團2-8存储器实验电路逻辑图 三、实验过程 1. 连线 1） 连接实验一（输入、输出实验）的全部连线。 2） 按逻辑原理图连接M-W M-R 两根信号低电平有效信号线 3） 连接A7-A0 8根地址线。 4） 连接B-AR 正脉冲有效信号 2. 顺序写入存储器单元实验操作过程 1） 把有B-AR 控制开关全部拨到0,把有其他开关全部拨到1,使全部信号都处 于无效 状态。 2） 在输入数据开关拨一个实验数据，如“ 00000001”即16进制的01耳 把IO-R 控制开关拨下，把地址数据送到总线。 3） 拨动一下B-AR 开关，即实现“1-0-1 ”产生一个正脉冲，把地址数据送地 址寄存器保存。 4） 在输入数据开关拨一个实验数据，如“ 10000000',即16进制的80耳 把IO-R 控 制开关拨下，把实验数据送到总线。 3. 存储器实验电路 0 O O 0 0 olo O O O O 0 00 OUTPUT L/O :W 8-AR ￡ ■」2 ■七 ol^Fgr' L P O 74LS273 A7- AO vz 0 o|o 0 r 6116 A7 INPUT D7-O0 [olololololololol T2
第六节 CPU组成与机器指令执行实验 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，掌握机器指令与微指令的关系，牢固建立计算机的整机概念。 二、实验电路 本次实验用到前面四个实验中的所有电路，包括运算器、存储器、通用寄存器堆、程序计数器、指令寄存器、微程序控制器等，将几个模块组合成为一台简单计算机。因此，在基本实验中，这是最复杂的一个实验，也是最能得到收获的一个实验。 在前面的实验中，实验者本身作为“控制器”，完成数据通路的控制。而在本次实验中，数据通路的控制将由微程序控制器来完成。CPU从内存取出一条机器指令到执行指令结束的一个机器指令周期，是由微指令组成的序列来完成的，即一条机器指令对应一个微程序。 三、实验设备 （1）TEC-9计算机组成原理实验系统一台 （2）双踪示波器一台 （3）直流万用表一只 （4）逻辑测试笔一支 四、实验任务 （1）对机器指令系统组成的简单程序进行译码。 （2）按照下面框图，参考前面实验的电路图完成连线，控制器是控制部件，数据通路（包括上面各模块）是执行部件，时序产生器是时序部件。连线包括控制台、时序部分、数据通路和微程序控制器之间的连接。其中，为把操作数传送给通用寄存器组RF，数据通路上的RS1、RS0、RD1、RD0应分别与IR3至IR0连接，WR1、WR0也应接到IR1、IR0上。 开关控制 控制台时序发生器 时序信号 开关控制指示灯信号控制信号时序信号 控制信号 微程序控制器数据通路 指令代码、条件信号
计算机组成原理实验报告 学院信息与管理科学学院 专业班级计算机科学与技术2010级2班学生姓名毛世均 1010101046 指导教师郭玉峰 撰写日期：二○一二年六月四日
SA4=1 1.根据上边的逻辑表达式，分析58页图6-2的P1测试和P4测试两条指令的微地址转移方向。 P1测试:进行P1测试时，P1为0，其他的都为1, 因此SA4=1， SA3=I7，SA2=I6，SA1=，SA0=I4 微地址011001，下址字段为001000下址字段001000译码后，高两位不变，仍然为00，低四位受到机器指令的高四位I7-I4的影响。 机器指令的高四位为0000时，下一条微指令地址为001000，转到IN 操作。机器指令高四位0010时，下一条微指令地址为001010，转到MOV 操作。机器指令高四位为0001时，下一条微指令地址为001001，转到ADD 操作。机器指令高四位为0011时，下一条微指令地址为001011，转到OUT 操作。机器指令高四位为0100时，下一条微指令地址001100，转到JMP 操作 P4测试:进行P4测试时，P4为0，其他的都为1. 因此SA4=SA3=SA2=1，SA1=CA2，SA0=CA1 微地址000000，下址字段为010000. 010000被译码之后，高四位不变，0100低两位由CA2和CA1控制。CA2和CA1的值是由单片机的键盘填入控制的。 当实验选择CtL2=1时，CA2和CA1被填入0和1，这时低两位被译码电路翻译成01，所以下一条微地址就是010001，然后进入写机器指令的状态。当实验选择CtL2=2时，CA2和CA1被填入1和0，这时低两位被译码电路翻译成10，所以下一条微地址就是010010，然后进入读机器指令的状态。当实验选择CtL2=2时，CA2和CA1被填入1和1，这时低两位被译码电路翻译成 11，所以下一条微地址就是010011，然后进入运行机器指令的状态。 2.分析实验六中五条机器指令的执行过程。
计组选择题 第一次作业： 第二十题:在机器数( B )中，零的表示形式是唯一的。 A．原码 B．补码 C．移码 D．反码 第二十一题:浮点数的表示范围和精度取决于( C )。 A．阶码的位数和尾数的机器数形式； B．阶码的机器数形式和尾数的位数； C．阶码的位数和尾数的位数； D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式。 第二十二题:冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是( B )。 A．多指令流单数据流； B．按地址访问并顺序执行指令； C．堆栈操作； D．存储器按内容选择地址。 第二次作业： 第五题:指令系统中采用不同寻址方式的目的是( D )。 A．提高从内存获取数据的速度 B．提高从外存获取数据的速度 C．降低操作码的译码难度 D．扩大寻址空间并提高编程灵活性 第七题: 中央处理器（CPU）包含( C )。 A．运算器 B．控制器 C．运算器、控制器和cache D．运算器、控制器和主存储器 第十三题:某一RAM芯片其容量是512*8位，除电源和接地端外，该芯片引线的最少数目是( B ) A．20 B．19C．18 D．17
第二十二题:Cache的地址映像中，若主存中的任一块均可映射到Cache内的任一块的位置上，称作( B )。 A．直接映像； B．全相联映像； C．组相联映像； D．其它映像。 第三次作业： 第七题:用串行接口7位ASCII码传送，带有1位奇校验位、1位起始位和1位停止位，当波特率为9600波特时，字符传送速率为（ A ）。 A、960 B、873 C、1371 D、480 第八题:同步通信之所以比异步通信具有较高的传输频率，是因为同步通信（ C ）。 A、不需要应答信号 B、总线长度较短 C、用一个公共时钟信号进行同步 D、各部件存取时间比较接近 第十题: 系统总线中控制线的功能是（ A )。 A.提供主存、I/0接口设备的控制信号和响应信号 B.提供数据信息 C.提供时序信号 D.提供主存、I/0接口设备的响应信号 第二十题:在集中式总线仲裁中，（ B )方式响应时间最快，（ A ）方式对（ C )最敏感。 A、菊花链方式 B、独立请求方式 C、电路故障 D、计数器定时查询方式 第二十三题:在集中式总线仲裁中，( C )方式响应时间最快。 A.链式查询 B.计数器定时查询 C.独立请求 D.以上方式一样快 第二十四题:系统总线中地址线的功能是（ D )。 A、选择主存单元地 B、选择进行信息传输的设备 C、选择外存地址 D、指定主存和I/0设备接口电路的地址
2.5 PC实验 姓名：孙坚学号：134173733 班级：13计算机日期：2015.5.15 一．实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，实现程序计数器PC的写入及加1 功能。 二．实验目的：1、了解模型机中程序计数器PC的工作原理及其控制方法。2、了解程序执行过程中顺序和跳转指令的实现方法。 三．实验电路：PC 是由两片74HC161构成的八位带预置记数器，预置数据来自数据总线。记数器的输出通过74HC245（PCOE）送到地址总线。PC 值还可以通过74HC245（PCOE_D）送回数据总线。 PC 原理图 在CPTH 中，PC+1 由PCOE 取反产生。 当RST = 0 时，PC 记数器被清0 当LDPC = 0 时，在CK的上升沿，预置数据被打入PC记数器 当PC+1 = 1 时，在CK的上升沿，PC记数器加一 当PCOE = 0 时，PC值送地址总线
PC打入控制原理图 PC 打入控制电路由一片74HC151 八选一构成(isp1016实现)。 当ELP=1 时，LDPC=1，不允许PC被预置 当ELP=0 时，LDPC 由IR3，IR2，Cy，Z确定 当IR3 IR2 = 1 X 时，LDPC=0，PC 被预置 当IR3 IR2 = 0 0 时，LDPC=非Cy，当Cy=1时，PC 被预置 当IR3 IR2 = 0 1 时，LDPC=非Z，当Z=1 时，PC 被预置 连接线表 四．实验数据及步骤： 实验1：PC 加一实验
置控制信号为： 按一次STEP脉冲键，CK产生一个上升沿，数据PC 被加一。 实验2：PC 打入实验 二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据12H 置控制信号为： 每置控制信号后，按一下STEP键，观察PC的变化。 五．心得体会： 经过上一个实验的练习，在做这个实验的时候更加得心应手，了解了模型机中程序计数器PC的工作原理及其控制方法，还有了解了程序执行过程中顺序和跳转指令的实现方法。
【章节】第一章计算机系统概述 1．运算器的核心部件是。 A．数据总线 B．数据选择器 C．累加寄存器 D．算术逻辑运算部件答案：D 2．存储器主要用来。 A．存放程序 B．存放数据 C．存放微程序 D．存放程序和数据答案：D 3．对计算机软、硬件资源进行管理，是的功能。 A．操作系统 B．数据库管理系统 C．语言处理程序 D．用户程序答案：C 4．电子计算机的算术/逻辑单元、控制单元及主存储器合称为______。 A．CPU B．ALU C．主机 D．UP 答案：C 5．输入、输出装置以及外接的辅助存储器称为______。 A．操作系统 B．存储器C．主机 D．外围设备答案：D 6．下列______属于应用软件。 A．操作系统 B．编译程序C．连接程序 D．文本处理答案：D 7．冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是______。 A．多指令流单数据流；B．按地址访问并顺序执行指令； C．堆栈操作；D．存储器按内容选择地址。答案：B 8．计算机硬件能直接执行的只能是。 A．符号语言 B．机器语言 C．汇编语言 D．机器语言和汇编语言答案：B 9．由0、1代码组成的语言称为______。 A．汇编语言 B．人工语言 C．机器语言 D．高级语言答案：C 10．计算机的算术逻辑单元和控制单元称为______。 A．ALU B．UP C．CPU D．CAD 答案：C 11．计算机操作的最小单位时间是______。 A．时钟周期；B．指令周期；C．CPU周期；D．中断周期。答案：A 12．存储字长是指______。 A．存放在一个存储单元中的二进制代码组合；B．存放在一个存储单元中的二进制代码位数；C．存储单元的个数；D．机器指令的位数。答案：B 13．存储单元是指______ 。 A．存放一个字节的所有存储元集合；B．存放一个存储字的所有存储元集合； C．存放一个二进制信息位的存储元集合；D．存放一条指令的存储元集合。答案：B 14．32位的个人计算机，一个字节由______位组成。 A．4；B．8；C．16；D．32。答案：B 15．一片1MB的磁盘能存储______的数据。 A. 106字节 B. 210字节 C. 109字节 D. 220字节答案：D 【章节】第三章系统总线 1．系统总线上的信号有______。 A. 地址信号 B. 数据信号、控制信号 C. 控制信号 D. 数据信号、控制信号、地址信号答案：D 2．总线中地址线的作用是______。 A．只用于选择存储器单元；B．由设备向主机提供地址； C．用于选择指定存储器单元和I/O设备接口电路的地址； D．即传送地址又传送数据。答案：C 3．总线的异步通信方式______。 A．不采用时钟信号，只采用握手信号；B．既采用时钟信号，又采用握手信号； C．既不采用时钟信号，又不采用握手信号； D．既采用时钟信号，又采用握手信号。答案：A