计算机组成原理实验课件.ppt

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1、计算机组织结构实验孙群力中南财经政法大学信息学院实验项目安排（文波304室）序号时间实验项目名称学时要求类型09060050-17(10.20)系统认识实验4必做验证09060050-29(11.3)8位算术逻辑运算实验4必做验证09060050-311(11.17)微程序控制器实验4必做设计09060050-413(12.1)静态存储器实验4必做验证09060050-514(12.8)基本模型机设计与实现4必做综合09060050-615(12.15)复杂模型机的设计与实现4必做综合090600

2、50-616(12.22)机动4实验一系统认识实验一．实验目的1．搭建并操作一个最基本的模型计算机。2．建立对计算机组成及其原理的基本认识。二．实验设备1．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部件是如何相互配合进行工作的，我们将设计一个最基本的模型计算机。将算术逻辑运算单元、控制器、寄存器、内部总线等部件搭接起来构成一个CPU，然后再加上存储器、输入设备、输出设备即构成一台完整的模型计算机。其逻辑框图如下所示。算术逻

3、辑运算单元工作暂存器通用寄存器地址寄存器程序计数器时序发生器指令寄存器微程序控制器程序存储器输出设备输入设备2．模型计算机的程序本实验设计了四条指令，构成了此模型计算机的指令系统，即：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

4、令的操作。一个微操作则对应一条微指令，则一条机器指令的操作就需要一系列微指令来完成。机器指令对应的微操作四．实验步骤1．构造一台模型计算机首先，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。连接图中凡是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。具体连线方式如图所示。存储器输入设备输出设备微控器运算器2．编写一段简单的程序，来说明计算机工作的过程。这个程序要执行的功能是：1）

5、由输入设备向CPU的通用寄存器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下表所示。计算机操作程序3．模型机操作前的准备工作使用通讯电缆将实验系统的串行接口与PC微机的串行接口相连接，并将实验系统的电源线接到电源插座中。然后启动PC微机，进入Windows系统，安装本设备提供的应用软件CMPP。（安装方法及软件使用可见用户手册）。PC机和实验系统通过通讯电缆用串行口连接方式

6、如图所示。4．模型计算机的运行操作1）打开实验系统的电源开关，运行CMPP软件。若联机正常后，将显示如图所示界面。指令区输出区图形区指令区：分为两部分，即机器指令区和微指令区，在指令区的下方有两个Tab按钮，可以通过按钮在两者之间来回切换。机器指令区：分为两列，第一列为下位机主存地址（00—FF，共256个单元），第二列为每一地址中所对应的数值。数据修改：可以直接修改指定单元的内容，方法是用鼠标单击要修改单元的数据，此单元格会变成一个编辑框，等待输入，该编辑框只接收两位合法的16进制数（请注意：非

7、16进制数不认），如果输入正确，则按回车键确认，或用鼠标点击别的区域，这样就完成了修改工作。结束修改：可以按下ESC键，编辑框就会自动消失,恢复显示原来的值。一旦编辑框出现，可以通过上下键让编辑框上下移动，从而选中需要修改的地址单元。如果输入不正确，如输入少于2个字符，则不进行修改。微指令区：分为两列，第一列为下位机微控器地址（00—3F，共64个单元），第二列为每一地址中所对应的微指令，共6字节，对应微控器的微指令24位。微指令修改：可以直接修改指定单元的内容，方法是用鼠标单击要修改单元的数据，

8、此单元格会变成一个编辑框，等待输入，该编辑框只接收6位合法的16进制数（请注意：非16进制数不认），如果输入正确，可以按回车键确认，或用鼠标点击别的区域，这样就完成了修改工作。结束修改：可以按下ESC键，编辑框就会自动消失。一旦编辑框出现，可以通过上下键让编辑框上下移动，从而选中需要修改的地址单元。如果输入不正确，如输入少于6个字符，则不进行修改。输出区：分为三页：输出页、测试页和结果页。输出页：在打开复杂模型机数据通路图或重叠模型机数据通路图，并运行程序时用来显示下条将要执行的2