計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告微程序控制器實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 能看懂教學(xué)計(jì)算機(jī)（TH-union）已經(jīng)設(shè)計(jì)好并正常運(yùn)行的數(shù)條基本指令的功能、格式及執(zhí)行流程。并可以自己設(shè)計(jì)幾條指令，并理解其功能，格式及執(zhí)行流程，在教學(xué)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。2. 深入理解計(jì)算機(jī)微程序控制器的功能與組成原理3. 深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)各類典型指令的執(zhí)行流程4. 對(duì)指令格式、尋址方式、指令系統(tǒng)、指令分類等建立具體的總體概念5. 學(xué)習(xí)微程序控制器的設(shè)計(jì)過程和相關(guān)技術(shù)二實(shí)驗(yàn)原理：微程序控制器主要由控制存儲(chǔ)器、微指令寄存器和地址轉(zhuǎn)移邏輯三大部分組成。其工作原理分為：1、將程序和數(shù)據(jù)通過輸入設(shè)備送入存儲(chǔ)器； 2

2、、啟動(dòng)運(yùn)行后從存儲(chǔ)器中取出程序指令送到控制器去識(shí)別，分析該指令要求什么事； 3、控制器根據(jù)指令的含義發(fā)出相應(yīng)的命令（如加法、減 法），將存儲(chǔ)單元中存放的操作數(shù)據(jù)取出送往運(yùn)算器進(jìn)行運(yùn)算，再把運(yùn)算結(jié)果送回存儲(chǔ)器指定的單元中；4、運(yùn)算任務(wù)完成后，就可以根據(jù)指令將結(jié)果通過輸出設(shè)備輸出三微指令格式： 微指令由下地址字段及控制字段組成.THUNION教學(xué)機(jī)的微指令格式如下:下地址CI30SCCMRWI8-I0B口A口SSTSSHSCIDC2DC1其中高八位為下地址字段.其余各位為控制字段.1）微地址形成邏輯 THUNION 教學(xué)機(jī)利用器件形成下一條微指令在控制器存儲(chǔ)器的地址.下地址的形成由下地址

3、字段及控制字段中的CI3SCC控制.當(dāng)為順序執(zhí)行時(shí),下地址字段不起作用.下地址為當(dāng)前微指令地址加1;當(dāng)為轉(zhuǎn)移指令(CI30=0011)時(shí),由控制信號(hào)SCC提供轉(zhuǎn)移條件,由下地址字段提供轉(zhuǎn)移地址.2）控制字段控制字段用以向各部件發(fā)送控制信號(hào),使各部件能協(xié)調(diào)工作。控制字段中各控制信號(hào)有如下幾類： 對(duì)運(yùn)算器部件為了完成數(shù)據(jù)運(yùn)算和傳送功能，微指令向其提供了24位的控制信號(hào)，包括：4位的A、B口地址，用于選擇讀寫的通用積存器組位的控制碼II、II、II，用于選擇結(jié)果處置方案、運(yùn)算功能、數(shù)據(jù)來源。組共位控制信號(hào)控制配合的兩片GAL20V83位SST，用于控制記憶的狀態(tài)標(biāo)志位2位SCI，用于控制產(chǎn)生運(yùn)算器低

4、位的進(jìn)位輸入信號(hào)2位SSH，用于控制產(chǎn)生運(yùn)算器最高，最地位（和積存器）移位輸入信號(hào) 對(duì)內(nèi)存儲(chǔ)器I/O和接口部件，控制器主要向它們提供讀寫操作用到的全部控制信號(hào)，共3位，即MRW 對(duì)CPU內(nèi)部總線數(shù)據(jù)來源的控制，主要通過3位編碼標(biāo)記為DCD，來選擇把哪一組數(shù)據(jù)發(fā)送到內(nèi)部總線（IB）上。 對(duì)幾個(gè)特定的積存器接受輸入的控制，也通過了編碼C標(biāo)記為D（2），用來選擇允許哪個(gè)積存器接受送個(gè)它的一組數(shù)據(jù)。四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.基本實(shí)驗(yàn)：觀察基本指令的微碼2 擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)：運(yùn)用擴(kuò)展指令，輸入程序，并運(yùn)行五綜合作業(yè)：設(shè)計(jì)一條新指令，該指令的功能是把用絕對(duì)地址表示的內(nèi)存單元ADDR的內(nèi)容與一個(gè)寄存器的內(nèi)容相加，結(jié)果存到A

5、DDR中，即：ADR ADR + SR 注意：操作碼選用：從1A（H） 1F（H）之間選擇一個(gè)使用；微地址選：從28（H）開始 2F（H） 操作步驟：操作功能微址下址CI30SCC30MRWI20I86I53B口A口SSTSSHSciDC2DC1功能PCARPC+1PC2800（公共地址）1110000010001101000001000100000001011000讀取指令（ADR）MEMAR291C（指向ALL語(yǔ)句）0011000000111100100000000000000000011000讀內(nèi)存，輸出MEM的內(nèi)容（ADR）到AR寄存器MEMDR2A300011000000111101

6、100000000000000000000000讀內(nèi)存，輸出MEM的內(nèi)容（ADR）到DR寄存器DR+SRDR2B300011000010000101100010001000001000000000實(shí)現(xiàn)加法運(yùn)算DR-MEM2C00（公共地址）111000001000110100000100010000000101100002222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222ALL語(yǔ)句，返回到內(nèi)存模擬程序

7、：微程序：首地址：實(shí)現(xiàn)：800為首地址六思考題：1.在上面的實(shí)驗(yàn)中，你可發(fā)現(xiàn)不同指令在執(zhí)行過程中都會(huì)經(jīng)過相同的微地址，即不同指令的微程序有公用部分。請(qǐng)找出他們，并說明其工作原理地址為00的微地址主要用于給出監(jiān)控程序的首地址和禁止中斷，僅在啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)一次地址為01和02的指令用于讀取，公用于每條指令的讀取指令的操作地址為03的微指令用于通過指令的操作碼映射出這條指令特定的操作步驟的首條微指令的地址并讀出這條微指令，也公用于每條指令。對(duì)于一些指令，都要無(wú)條件轉(zhuǎn)向微地址30，我們稱之為A組指令，其功能都需要通過一個(gè)操作步驟完成。本指令只用到一條微指令，條件滿足時(shí)則要轉(zhuǎn)移，需要順序進(jìn)到下一條，把指令的

8、轉(zhuǎn)移地址微送到程序計(jì)數(shù)器PC指令中。對(duì)于一些指令，需要兩個(gè)步驟完成，且都無(wú)條件轉(zhuǎn)向微地址30，我們稱之為B組指令，這些指令第一步傳送內(nèi)存地址或者IO接口地址，第二步完成內(nèi)存或者IO接口的讀寫過程。對(duì)于一些指令，實(shí)現(xiàn)的是2次內(nèi)存讀寫，且都無(wú)條件轉(zhuǎn)向微地址30，我們稱之為D組指令，使用的地址是1F22的四條微指令。 還有一些微指令，地址為30，完成中斷請(qǐng)求的功能。2.總結(jié)機(jī)器指令與微指令的關(guān)系（1） 一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)一個(gè)，這個(gè)微程序是由若干條微指令構(gòu)成的。因此，一條機(jī)器指令的功能是若干條微指令組成的序列來實(shí)現(xiàn)的。簡(jiǎn)而言之，一條機(jī)器指令所完成的操作劃分成若干條微指令來完成，由微指令進(jìn)行解釋

9、和執(zhí)行。（2）從指令與微指令，程序與微程序，地址與微地址的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系上看，前者與有關(guān)，而后者與控制存儲(chǔ)器（它是的一部分。微程序控制器主要由控制存儲(chǔ)器、和地址轉(zhuǎn)移邏輯三部分組成。其中，微指令又分為微地址寄存器和微命令寄存器兩部分）有關(guān)，與此相關(guān)也有相對(duì)應(yīng)的硬設(shè)備。（3）.從一般指令的微程序執(zhí)行流程圖可以看出。每個(gè)CPU周期就對(duì)于一條微指令。這就告訴我們?cè)趺丛O(shè)計(jì)微程序，也將使得我們進(jìn)一步體驗(yàn)到機(jī)器指令很微指令的關(guān)系。3.總結(jié)指令的一般流程：4.P60 圖表：1寫出指令格式、指令功能和執(zhí)行流程及對(duì)應(yīng)的微程序擴(kuò)展幾條指令，確定各步的控制信號(hào)。指令操作功能下址CI30SCC30MRWI20I86I53

10、B口A口SSTSSHSciDC2DC1STCC=1300011000010000000100000000000100000000000ADCDR+SR+CFDR300011000010001101100000000000001010000000LDRADR，ADRPCARPC+1PC001110000010001001000001000100000001011000MEMARIC0011000000100100100000000000000000011000MEMDR300011000000101101100000000000000000000000 七總結(jié)與體會(huì):作為一名計(jì)算機(jī)的學(xué)習(xí)者，我們從大二下開始學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的組成原理這門課程，從而將從最近本的層面了解計(jì)算機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造及其最基本的工作原理。而且很多我們對(duì)計(jì)算機(jī)的不足認(rèn)識(shí)，都從這門課程的學(xué)習(xí)中得到了提升。其中機(jī)組課的實(shí)驗(yàn)課程更是我們實(shí)踐和深入理解的重要過程。在機(jī)組實(shí)驗(yàn)中，我們通過教學(xué)機(jī)器進(jìn)行書本內(nèi)容的實(shí)踐，對(duì)于書中所講的理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)地操作。在操作我發(fā)現(xiàn)自身對(duì)于很多的課本知識(shí)并未能掌