《计算机组织与体系结构》
实验报告
学 号： XXX 姓 名： XXX 班 级： XXX
指导教师： XXX
时 间: 2013年01月
中国矿业大学计算机学院
《计算机组织与体系结构》实验报告
目录
一 基本运算器实验 ……………………………………………………………………………2 1、实验目的 …………………………………………………………………………………2 2、实验设备 …………………………………………………………………………………2 3、实验原理 …………………………………………………………………………………2 4、实验步骤 …………………………………………………………………………………3 5、实验结果 …………………………………………………………………………………5 5、实验体会 …………………………………………………………………………………5
二 微程序控制实验 ……………………………………………………………………………6 1、实验目的 …………………………………………………………………………………6 2、实验设备 …………………………………………………………………………………6 3、实验原理 …………………………………………………………………………………6 4、实验步骤 …………………………………………………………………………………12 5、实验体会 …………………………………………………………………………………13
三 CPU与简单模型机设计实验 ………………………………………………………………13 1、实验目的 …………………………………………………………………………………13 2、实验设备 …………………………………………………………………………………13 3、实验原理 …………………………………………………………………………………13 4、实验步骤 …………………………………………………………………………………18 5、实验流图 …………………………………………………………………………………21 6、实验体会 …………………………………………………………………………………25
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《计算机组织与体系结构》实验报告
实验一 基本运算器实验
1. 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。
2. 实验设备
PC机一台，TD-CMA实验系统一套。
3. 实验原理
本实验的原理如下图所示：
运算器内部含有三个独立运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件，要处理的数据存于暂存器A和暂存器B，三个部件同时接受来自A和B的数据（有些处理器体系结构把移位运算器放于算术和逻辑运算部件之前，如ARM），各部件对操作数进行何种运算由控制信号S3…S0和CN来决定，任何时候，多路选择开关只选择三部件中一个部件的结果作为ALU的输出。如果是影响进位的运算，还将置进位标志FC，在运算结果输出前，置ALU零标志。ALU中所有模块集成在一片FPGA中。
逻辑运算部件由逻辑门构成，较为简单，而后面又有专门的算术运算部件设计实验，在此对这两个部件不再赘述。移位运算采用的是桶形移位器，一般采用交叉开关矩阵来实现，交叉开关的原理如图1-1-2所示。图中显示的是一个4X4的矩阵（系统中是一个8X8的矩阵）。每一个输入都通过开关与一个输出相连，把沿对角线的开关导通，就可实现移位功能，即：
(1) 对于逻辑左移或逻辑右移功能，将一条对角线的开关导通，这将所有的输入位与所使用的输出分别相连,而没有同任何输入相连的则输出连接0。
(2) 对于循环右移功能，右移对角线同互补的左移对角线一起激活。例如，在4位矩阵中使用‘右1’和‘左3’对角线来实现右循环1位。
(3) 对于未连接的输出位，移位时使用符号扩展或是0填充，具体由相应的指令控制。使用另外的逻辑进行移位总量译码和符号判别。
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