计算机组成原理实验实验报告

【计算机组成原理实验实验报告】 本实验的主题是“复杂模型机的设计与实现”，旨在让学生深入理解和实践计算机原理，特别是涉及指令系统的扩展和程序设计。实验分为三个主要部分：实验连线、实验程序以及结果测试。 实验连线是实验的第一步，确保硬件连接正确无误，为后续的程序运行提供基础。实验仪的连线完成后，需通过电源供电，进行初步的功能验证，如微地址清零的检查。 实验程序包含了扩展的16条机器指令，以助于学生综合运用计算机原理知识。给出的示例程序中，包含了数据输入、加法、寄存器转移、循环移位和条件转移等基本操作。例如，IN指令用于从数据开关输入数据，ADC是带进位加法指令，MOV执行寄存器之间的内容转移，RLC是带进位循环左移，而BZC则是条件转移指令，依据进位或零标志决定是否跳转。 微指令的微代码则对应机器指令的具体执行步骤，通过控制微地址、微指令内容和微操作信号来实现机器指令的功能。表6.4展示了微地址S3-S0、M和WE等位的状态，这些状态决定了微处理器如何执行微指令。表6.5给出了微指令的十六进制表示，这些代码对应了实验中使用的微操作。表6.6列出了机器指令程序，包含了输入、求补、输出、存储和跳转等指令。 在结果测试阶段，首先需要对微地址清零，然后通过单步微指令运行程序，观察每一步执行后的结果，对比屏幕显示和预期功能是否一致。实验过程中记录相关数据，如输入指令、执行结果，并解答相关的练习题，以加深理解。 第二次运行实验时，对输入数据进行了修改，观察不同数据输入对程序执行的影响，进一步验证了程序的正确性和灵活性。 整个实验过程中，学生不仅需要熟悉硬件接口，还需要理解微指令如何控制CPU执行机器指令，以及如何通过扩展指令来实现更复杂的计算任务。通过这样的实践，可以提高学生对计算机硬件和软件交互的理解，为后续的系统设计和分析打下坚实的基础。