电子信息学院 实验报告书
课程名：《计算机组成原理》
题目：
实验类别 【验证】
班级： 学号： 姓名：
评语： 实验态度：认真（）一般（）差（） 实验结果：正确（）部分正确（）错（） 实验理论：掌握（）熟悉（）了解（）不懂（） 操作技能：强（）一般（）差（） 实验报告：好（）一般（）差（） 成绩：指导教师：曾宪文 批阅时间：年月日
1 目 录
第一章实训任务概述 ...................................................................................................................... 3
1.1实训目的 ........................................................................................................................... 3 1.2 实训任务 .......................................................................................................................... 3 第二章设计内容 .............................................................................................................................. 4
2.1 指令的执行流程............................................................................................................... 4
2.1.1“异或”指令 ......................................................................................................... 4 2.1.2读取指令 ................................................................................................................ 5 2.1.3 “ADD”指令 ......................................................................................................... 5 2.2 储存器 .............................................................................................................................. 5 2.3 运算器 .............................................................................................................................. 5 2.4 硬件系统 .......................................................................................................................... 5
2.4.1计算机硬件组成 .................................................................................................... 5 2.4.2 采用门电路设计一个8位的全加器电路 ........................................................... 7 2.4.3 定点补码加减法装置逻辑框图 ......................................................................... 8 2.5 模型机综合实验............................................................................................................. 8 2.5.2 转移实验 ..................................................................................................................... 8 第三章图表格式 .............................................................................................................................. 9
3.1“异或”指令..................................................................................................................... 9 3.2 读取指令 .......................................................................................................................... 9 3.3“ADD ”指令 .................................................................................................................. 10 3.4 储存器 ............................................................................................................................ 10 3.5 设计计算机运算器......................................................................................................... 12 3.6 了解计算机硬件系统..................................................................................................... 18 3.6.1 8位全加器 ................................................................................................................ 18 3.6.2 定点补码加减法逻辑图 ........................................................................................... 18 3.7 运算器的逻辑组成及设计模型及综合实验 ................................................................. 19 3.7.1 移位/取反实验 ....................................................................................................... 19 3.7.2 转移实验 ................................................................................................................... 21 第四章个人总结 ............................................................................................................................ 23
4.1 主要结论 ........................................................................................ 错误！未定义书签。 4.2 对实训的认识................................................................................. 错误！未定义书签。 参考文献 ........................................................................................................................................ 23 致谢 ................................................................................................................................................ 24
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第一章 课设任务概述
1.1课设目的
通过本周的课设，使我们对计算机组成与体系结构这门课有一个更深入的了解。主要要了解计算机的硬件组成、微操作以及储存器中的地址变换等。将我们在课堂上所学的理论知识应用于实践。
1.2 课设任务
1、参考给出的或者课本上的计算机的硬件（应有中断功能）组成，写出完成下面给定的指令格式的指令的执行流程；
（1）累加器内容完成“异或”运算 “异或” 指令的指令格式 操作码 DR SR （2）把一个内存单元中的内容读到所选择的一个累加器中。 操作码DR SR (3)以下五条机器指令为选做题目，给出指令执行流程（选做要求：(组号 mod 5)+1=红色题目编号）：IN（输入）、ADD（二进制加法）、STA（存数）、OUT（输出）、JMP（无条件转移），其指令格式如下：
助记符机器指令码说明
①IN 0000 0000 “INPUT DEVICE”中的开关状态?R0 ②ADD addr 0001 0000 ×××× R0+[addr] ?R0 ③STA addr 0010 0000 ×××× R0? [addr] ④OUT addr 0011 0000 ×××× [addr] ?BUS ⑤JMP addr 0100 0000 ×××× addr?PC
2、以下三道为选做题目（选做要求：(组号 mod 3)+1=红色题目编号）
①某机器中，已知配有一个地址空间为(0000—1FFF)16的ROM区域，现在用几个
SRAM芯片（8K×8位）形成一个16K×16位的RAM区域，起始地址为2000H。假设SRAM芯片有CS和WE控制端，CPU地址总线A15——A0 ，数据总线为D15——D0 ，控制信号为R / W（读 / 写），MREQ（当存储器读或写时，该信号指示地址总线上的地址是有效的）。要求：
（1） 满足已知条件的存储器，画出地址码方案。
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（2） 画出ROM与RAM同CPU连接图。
②要求用128K×16位的SRAM芯片设计512K×16位的存储器，SRAM芯片有两个控制端：当 CS 有效时该片选中。当W/R=1时执行读操作，当W/R=0时执行写操作。用64K×16位的EPROM芯片组成128K×16位的只读存储器。试问：。 <1> 数据寄存器多少位？ <2> 地址寄存器多少位？ <3> 共需多少片EPROM? 画出此存储器组成框图。
③某机器中，已知配有一个地址空间为0000H-3FFFH的ROM区域。现在再用一个RAM芯片(8K×8)形成40K×16位的RAM区域，起始地址为6000H,假定RAM芯片有制端。CPU的地址总线为A15-A0，数据总线为D15-D0，控制信号为R/(访存)，要求：
（1） 画出地址译码方案。 （2） 将ROM与RAM同CPU连接。
和(读/写)，
信号控
3、设计计算机运算器（包括逻辑框图与指令系统，以及各指令的微程序流程图） 4、了解计算机的硬件系统。就计算机的某些硬件组成部分，说明对其认识。
（1）采用门电路设计一个8位的全加器电路 （2）定点补码加减法装置逻辑框图
5、运算器的组成及设计模型机综合实验。
第二章 设计内容
2.1 指令的执行流程
2.1.1“异或”指令
“异或” 指令的指令格式 操作码 DR SR （DR:数据寄存器 SR：源寄存器）
这条指令实现将目标寄存器DR的内容与源 寄存器SR的内容相异或并将结果存入目标寄存器DR的功能。
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