计算机组成原理实验报告[推选]【汇集4篇】

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计算机组成原理实验报告 电子科技大学【第一篇】

计算机专业类课程

实验报 告

课程名称：计算机组成原理

学院专业：计算机科学与工程 计算机科学与技术学生姓名：** 学

号：20120600***** 指导教师：吴晓华

日

期：2014年11月30日

实 验 报 告

实验一

一、实验名称：

ALU设计实验

二、实验内容和目的 ：

（1）实验内容：

设计一个4bit ALU,实现两个4bit二进制数的算术运算和逻辑运算

1、算术运算（加、减）；

2、逻辑运算(与、或、置

1、清0)； （2）实验目的：

1、熟悉ALU的工作原理；

2、 掌握用硬件描述语言设计ALU的方法；

三、实验原理：

利用veilog hdl语言编写实现实验要求的逻辑功能实现代码。要求实现两个四位二进制数的算数运算和逻辑运算，有三个输入，分别是输入的两个四位二进制数和一个控制信号，有两个输出，分别是仅为信号和运算结果的输出。考虑到是电路的逻辑代码设计简化，

采用case语句来实现。所有的输入都会对最终的结果和进位输出产生影响。在连线时，八个开关分为两组，分别控制两个四位二进制数的各位，有五个指示灯，四个显示结果的输出，一个用来显示进位信号。

四、实验器材（设备、元器件）

硬件平台：pc 软件平台：windows xp

五、实验步骤：

先利用仿真软件进行程序的编写，编译调试运行，结果无误后，在仿真软件上绑定对应开关和连线，打开电路板电源，进行控制操作，观察指示灯的亮灭情况，根据实际的逻辑结果来验证实验代码及连线的正确性，若与实际结果不相符，检查连线以及实验代码，重新进行处理。

六、实验数据及结果分析：

（1）实验代码：

module pz(in1,in2,se,count,c)； input[3:0] in1,in2; input[2:0] se; output[3:0] count; output c; reg[3:0] count; reg c; always@(in1,in2,se) begin case(se) 3'b000:{c,count}=in1+in2; 3'b001:{c,count}=in1-in2; 3'b010:count=in1 & in2; 3'b011:count=in1 | in2; 3'b100:count=0000; 3'b101:count=1111; default:count=5'bx; endcase end

endmodule （2）实验结果照片：

八．实验结论、心得体会和改进建议： （1）思考题： 在进行算术运时， 7(0111)+8(1000)=1111 7(0111)- 8(1000)=1111 其输出结果都是1111,为什么？

答：因为计算时都采用二进制补码来运算，而前者进行相加的两个数都是正数，其补码为其本身。而后者进行补码的减法运算时，要对减数求补，转换成加法运算，所以最终所得结果相同。

（2）实验结论、心得体会和改进建议：

在设计逻辑电路是使用了实现该逻辑功能最简单的方式，case语句，在编写实验代码时需要注意always语句中的输出变量必须提前声明为reg型的变量。注意根据实验指导书绑定正确的接线。

电 子 科 技 大 学

实 验 报 告

实验二

一、实验名称：

静态存储器的设计

二、实验学时：4

三、实验内容和目的：

（1）实验目的：

1、掌握存贮器的读写控制方法；（读信号、写信号、片选信号） 2.掌握存储器的字扩展和位扩展方法； 3.掌握用硬件描述语言设计存贮器的方法； 4.了解存储器种类、工作原理和特点。 (2)实验内容：

用字扩展和位扩展的方式，设计一个 32X8的静态存储器，能够对其随机的读写。 其中: 32表示地址的寻址空间大小，8表示数据单元的位数；

四、实验原理：

利用veilog hdl语言编写实现实验要求的逻辑功能实现代码。

1、设计一个16X4的可随机读写的存储器模块； 2.利用16X4存储器模块，通过实例化完成对所需要的存储器，因为是16X4扩展为32X 8，所以将16X4两两分为一组刚好两组 。

3、数据、地址的输入/输出

a 、数据/地址的输入: 开关控制； b 、数据的输出: 指示灯显示； 4.控制信号

a 、片选: 低有效； b 、读: 低有效； c 、写: 上升沿有效；

五、实验器材（设备、元器件）

硬件平台：pc 软件平台：windows xp

六、实验步骤：

先根据实验内容，实验目的，实验要求编写实现所需逻辑功能的实

验代码，然后在仿真软件上进行编译链接运行，无误后进行宋旭单元与电路板相关接口的绑定，对电路板进行连线，练好后进行实际操作，观察电路板上指示灯的亮灭情况，根据实际的逻辑结果判断实验代码以及连线是否正确，若输出有误，则重新检查连线以及代码是否有逻辑问题。

七、实验数据及结果分析： （1）实验代码：

module m(din,addr,wr,rd,cs,dout)；

reg[D_WIDTH-1:0] ram[(2**A_WIDTH)-1:0]； wire [D_WIDTH-1:0] dout; input[D_WIDTH-1:0] din; input[A_WIDTH-1:0] addr; input wr,rd,cs; output [7:0]dout; parameter D_WIDTH = 8; parameter A_WIDTH = 5;

ram16_4 ram16_4_1（。din（din[3:0]），。addr(addr[3:0]），。wr（wr)，。rd(rd)，。cs(addr[4]|cs)，。dout(dout[3:0]）)； ram16_4 ram16_4_2（。din（din[7:4]），。addr(addr[3:0]），。wr（wr)，。rd(rd)，。cs(addr[4]|cs)，。dout(dout[7:4]）)； ram16_4 ram16_4_3（。din（din[3:0]），。addr(addr[3:0]），。wr（wr)，。rd(rd)，。cs（(~addr[4]）|cs)，。dout(dout[3:0]）)； ram16_4 ram16_4_4（。din（din[7:4]），。addr(addr[3:0]），。wr（wr)，。rd(rd)，。cs（(~addr[4]）|cs)，。dout(dout[7:4]）)；

endmodule

module ram16_4(din,addr,wr,rd,cs,dout)；

parameter D_WIDTH = 4; parameter A_WIDTH = 4;

input[D_WIDTH-1:0] din; input[A_WIDTH-1:0] addr; input wr,rd,cs; output[D_WIDTH-1:0]dout;

reg [D_WIDTH-1:0] ram [(2**A_WIDTH)-1:0]； wire [D_WIDTH-1:0] dout;

always @(posedge wr) if （！cs） ram[addr]<= din;

assign dout = （！（rd||cs））？ram[addr]:4'bzzzz;

endmodule

（2）实验结果截图：

八、实验结论、心得体会和改进建议：

对于存储器的扩充有字扩充和位扩充，在编写实验代码时首先得编写出实验所需要的基本单元16X4的存储器，通过对该存储器模块的

实例化来实现实验所需要用到的存储器，实验内容比较简单，只要按照实验要求和步骤结合实验目的进行正确操作，实验都能成功。

计算机组成原理及实验报告【第二篇】

中南大学

计算机组成原理及汇编实验报告

姓 名: 代巍 学 号: 0909121615 专业班级: 信安1201 指导教师: 盛羽 学 院: 信息科学与工程学院

计算机组成原理实验

实验1 总线基本实验

一、实验目的

（1）掌握静态存储随机存储器RAM的工作特性 （2）掌握静态存储随机存储器RAM的读写方法

二、实验设备

74LS374（一片），74LS245（一片），74LS273（一片），静态存储器MEMORY 6116（一片），8位数据排线（一片），与门（两片），与非门（一片），单脉冲（三片），开关若干，灯泡若干。

三、实验原理

总线传输实验框图如图所示，它将几种不同的设备挂至总线上，有存储器、输入 设备、输出设备、寄存器。这些设备都需要有三态输出控制，按照传输要求恰当有序的控制 它们，就可实现总线信息传输。

总线传输实验框图

总线基本实验要求如下：根据挂在总线上的几个基本部件，设计一个简单的流程。 （1）输入设备将一个数输入R0 寄存器。 （2）输入设备将另一个数输入地址寄存器。

（3）将R0 寄存器中的数写入到当前地址的存储器中。 （4）将当前地址的存储器中的数用LED 数码管显示。

四、实验步骤

（1） 选择实验设备：根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。

搭建实验流程：将已选择的组件进行连线（鼠标从一个引脚的端点拖动到另一组件的引脚端，即完成连线）。搭建好的实验流程图如图所示。

（2）初始化各芯片的控制信号，仔细检查无误后点击 电源开/关按钮接通电源。

总线基本实验流程图

（3）实验的具体操作步骤如图 所示。

首先应关闭所有三态门（SW-B=1，CS=1，R0-B=1，LED-B=1），并将关联的信号置为：LDAR=0，LDR0=0，W/R（RAM）=1，W/R（LED）=1。然后参照如下操作流程，先给数据开关置数，打开数据输出三态门，开关LDR0置1，并双击旁边的单脉冲，使产生一个上升沿将数据输入到R0 中；然后继续给数据开关置数，开关LDAR置1 ，并双击旁边的单脉冲，使产生一个上升沿将数据输入到AR 中；关闭数据开关三态门 ，打开R0 寄存器输出控制（开关LDR0和开关R0-B都置0），使存储器处于写状态（W/R=0、CS=0）将R0 中的数写到存储器中；关闭存储器片选，关闭R0 寄存器输出（开关R0-B置0），使存储器处于读状态（W/R=

1、CS=0）。

实验步骤图

五、实验结果及结果分析

实验截图

六、实验心得体会

通过本次本次实验：

（1）了解了一些逻辑器的组成结构 （2）掌握一些逻辑器的工作原理 （3）验证了各逻辑器件的组合功能

（4）了解了总线和各个器件之间的工作过程。

通过亲自动手，能更好的理解逻辑器件的组成及功能。同时实验中遇到各种问题，解决后，让自己的知识更加牢固。同时也意识到自己的不足，需要更加的努力！

汇编语言实验

实验2 汇编语言编程实验

一、实验目的

（1）掌握循环程序的设计方法

（2）掌握汇编语言源程序的编辑、汇编、连接及调试过程。

（3）进一步熟悉利用DEBUG程序修改参数的方法，并检查和验证结果的正确性。 (4)学会针对不同的问题，选用不同的组织循环的方法。

二、实验设备

PC机及masm for windows软件。

三、实验要求

（1）编辑一个指定的汇编语言源程序，并对其进行汇编、连接和运行。 （2）利用DEBUG进行程序调试，掌握常用命令的使用方法，观察运行结果。

（3）汇编语言上机操作，掌握循环程序的过程和汇编实现原理，进一步熟练掌握DEBUG操作指令以及汇编语言源程序的编辑、汇编、连接及调试过程。

四、实验内容

实验一:编程计算1~100的和

实验二:编程计算 S=1+2*3+3*4+4*5+……+N*(N+1)，N由用户输入，将结果在屏幕显示

实验三:编程计算SUM=1!+2!+3!+4!+5!，将结果输出，需要有子程序

五、程序源代码

实验一程序代码如下： DATA SEGMENT SUM1 DW 0,13,10,'$'

DATA ENDS STACK1 SEGMENT S DB 1000 DUP（ 0 ） STACK1 ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA, SS:STACK1 START: MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV AX, 0 MOV CX, 0

LOOP1: ADD AX, CX INC CX CMP CX, 101 JL LOOP1 MOV SUM1, AX lea di ，sum1 call cv mov ah,9 lea dx,sum1 int 21h jmp ok

cv:

push cx push dx xor cx,cx mov si,10 s0:

xor dx,dx inc cx div si push dx cmp ax,0 jnz s0 s1: pop dx add dl,“0”

mov byte ptr [di]，dl inc di loop s1 mov al,20h s2:

cmp byte ptr [di]，0 jz s3

cmp byte ptr [di]，43h jz s3

mov byte ptr [di]，al inc di jmp s2 s3: pop dx pop cx ret ok:

MOV AH,4CH INT 21H CODE ENDS END START

实验二程序代码如下： DATAS SEGMENT

s dw ？；此处输入数据段代码

n dw ？

DATAS ENDS STACKS SEGMENT

dw 64 dup(？)；此处输入堆栈段代码 STACKS ENDS CODES SEGMENT

ASSUME CS:CODES,DS:DATAS,SS:STACKS START:

loop1:

clc

；此指令清除cf标志位cf=0

mov ah,1h

；通过给AH寄存器赋值，然后调用INT 21H指令， ；计算机就会根据AH寄存器中的值执行相应的操作

；其中1H是键盘输入并回显，AL中有输入字符

int 21h

cmp al,0dh ；比较是不是回车键，不改变操作数，只改变标志位，若ZF=1，则表示两数相等

je print ；ZF＝1,转至标号处执 表示输入完毕

cmp al,'0'

jz rotate ；ZF＝1,转至标号处执

stc

；此指令设置cf为1 rotate:

rcl bx,1

；注意这里是带进位左移，程序的思想所在 jmp loop1 ；无条件转移 print:

mov n,bx

MOV AX,DATAS

MOV DS,AX

mov bx,0001h

mov dl,02h lop2:mov al,bl

inc dl;加1

mul dl;无符号数乘法AX=oprd*al

add bx,ax

cmp ax,n;与n比较

jna lop2;不高于转移

mov s,bx

mov ch,4

mov cl,4 lop1:rol bx,cl

mov dl,bl

and dl,0Fh

cmp dl,09h

jbe next;低于等于转移

add dl,7 next:add dl,30h

mov ah,2

int 21h

dec ch

jnz lop1;非零转移

MOV AH,4CH

INT 21H CODES ENDS

END START 实验三程序代码如下：

DATA SEGMENT

OUTPUT_TIPS DB 10, 13, “1! + 2! + 3! + 4! + 5! =

NNN DW 1 DATA ENDS CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE, DS:DATA START:

MOV AX, DATA

MOV DS, AX

MOV BX, 2

；0、1 的阶乘都是 1 LOP:

MOV AX, BX

MOV CX, AX

CALL FACTOR

；用递归方法计算阶乘

$”

ADD AX, NNN

MOV NNN, AX

INC BX

CMP BX, 6

JNE LOP

MOV AX, NNN

DISP:

PUSH AX

MOV DX, OFFSET OUTPUT_TIPS

MOV AH, 9

；显示字符串。

INT 21H

POP AX

MOV BX, 10

MOV CX, 0 L1:

MOV DX, 0

DIV BX

PUSH DX

INC CX

AND AX, AX

JNZ L1 L2:

POP DX

ADD DL, 48

MOV AH, 2

INT 21H

LOOP L2 EXIT:

MOV AH, 4CH

INT 21H

FACTOR PROC NEAR

；阶乘。

DEC CX

；CX=2~8

CMP CX, 1

；=1 ？

JE

FACTOR_E

；为1就退出

PUSH CX

；非1压栈保存

CALL FACTOR

；递归调用，把CX一次次的减一

POP CX

；弹出一个个递减的数值

MUL CX

；乘到AX FACTOR_E:

RET

；AX=(2~8)！ FACTOR ENDP

；简洁明了，无与伦比 CODE ENDS

END START

六、运行结果

实验一调试

实验一运行结果

实验二调试

实验二运行结果

实验三调试

实验三运行结果

七、实验总结

通过本次上机实验，学习了数值转换，循环，中断，分支结构等知识点。在课堂中听到的关于汇编语言中的循环和分支程序的知识点，我们将它实践化了，使得我们更深一步的认识和理解了循环程序和分支程序。在实验中，暴漏出来的问题就是，对于一些符号它所代表的是什么还是不熟悉，导致程序出现问题，因此，以后还要多看书，多练习，加强这方面的记忆。这次实验所学到的印象最深的就是LOOP循环以及有符号数跳转JLE。

总体上来讲，有些知识点理解的还不到位，希望通过以后的练习能加强对这些知识点的理解。实验过程中，遇到很多问题，比如程序一的编写，基本上都是学习书本以及依靠书本多做题才编出来的，仅有的几次上机实验，要抓紧时间学习和交流，时间挺少的。在今后的学习和生活中，我们都需要相互学习、相互交流，共同进步。学习是一个循序渐进的过程。 通过这次实验，使我了解到运行调试程序的不易，今后一定更加努力，把程序做到最好！对于不足之处，会积极改正。掌握汇编语言程序编辑、汇编、连接、运行以及利用DEBUG调试程序的方法。加深对循环和分支程序结构的理解，掌握循环和分支结构程序设计的方法，熟练汇编语言程序上机调试的方法和过程。能够独立自主的编辑代码解决一些小问题，对汇编有了初步的了解。但仍有很多需要学习的地方！

计算机组成原理实验报告[推荐【第三篇】

湘潭大学学生实验报告

实验名称____________________实验日期__________________ 学号：____________姓名：__________班级_________

一、 实验目的二、 实验原理

三、 实验要求

四、 实验内容与步骤

五、 实验环境与设备

六、 实验代码设计（含符号说明）

七、 实验验证与测试

八、 测试数据

九、 实验过程中出现的问题及处理情况（包括实验现象、原因分析、排除故障的方法等）

计算机组成原理--实验报告【第四篇】

实验一 寄存器实验

实验目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。

实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16.。K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，将数据写入寄存器，这些寄存器包括累加器A，工作寄存器W，数据寄存器组R0.。R3，地址寄存器MAR，堆栈寄存器ST，输出寄存器OUT。

实验电路：寄存器的作用是用于保存数据的CPTH 用74HC574 来构成寄存器。74HC574 的功能如下：

系统清零和手动状态设定：K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入“Hand.。.。.。”手动状态。在后面实验中实验模式为手动的操作方法不再详述．

将55H写入A寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H

置控制信号为：

按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。将66H写入W寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据66H

将11H、22H、33H、44H写入R0、R1、R2、R3寄存器将 二进制开关K23-K16，置数据分别为11H、22H、33H、44H 置控制信号为：

K11、K10为10，K1、k0分别为00、01、10、11

并分别按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，这时寄存器R0、R1R2R3 的黄色选择指示灯分别亮，放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据被写入寄存器。注意观察：

1、数据是在放开STEP键后改变的，也就是CK的上升沿数据被打入。

(SB)，K0(SA)用于选择寄存器。

读寄存器

置控制信号为：K11、K10为01，K1、K0为00时，读R0，这时寄存器R0 的红色输出指示灯亮，R0 寄存器的数据送上数据总线。此时数据总线指示灯L7.。.L0为：寄存器MAR原理图

连接线表 寄存器OUT原理图

寄存器MAR，ST，OUT写工作波形图

K14(MAROE)为0，MAR寄存器中的地址输出，MAR 红色输出指示灯亮。将K14(MAROE)置为1，关闭MAR输出。

将34H写入ST寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据34H

置控制信号为：

按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，这时寄存器ST 的黄色选择指示灯亮，表明选择ST 寄存器。放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据34H被写入ST 寄存器。将56H写入OUT寄存器

二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据56H

置控制信号为：

1实验电路：CPTH 中的运算器由一片CPLD实现，有8 种运算，通过S2，S1，S0 来选择，运算数据由寄存器A及寄存器W 给出，运算结果输出到直通门D。

连接线表

按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器W 的黄色选择指示灯亮，表明选择W寄存器。放开STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据33H 被写入W 寄存器。

置下表的控制信号，检验运算器的运算结果

注意观察：

运算器在加上控制信号及数据(A,W)后，立刻给出结果，不须时钟。实验心得：

实验三

PC 实验

实验目的：

1、了解模型机中程序计数器PC的工作原理及其控制方法。

2、了解程序执行过程中顺序和跳转指令的实现方法。

PC 原理图

在CPTH 中，PC+1 由PCOE 取反产生。当RST = 0 时，PC 记数器被清0

当ELP=1 时，LDPC=1，不允许PC被预置 当ELP=0 时，LDPC 由IR3，IR2，Cy，Z确定 当IR3 IR2 = 1 X 时，LDPC=0，PC 被预置

当IR3 IR2 = 0 0 时，LDPC=非Cy，当Cy=1时，PC 被预置 当IR3 IR2 = 0 1 时，LDPC=非Z，当Z=1 时，PC 被预置 连接线表

每置控制信号后，按一下STEP键，观察PC的变化。

实验心得

实验四 存储器EM 实验

实验目的：了解模型机中程序存储器EM 的工作原理及控制方法。

实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16.。K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，实现程序存储器EM 的读写操作。实验电路：

存储器EM 由一片6116RAM 构成，是用户存放程序和数据的地方。存储器EM 通过一片74HC245 与数据总线相连。存储器EM 的地址可选择由PC或MAR 提供。

存储器EM 的数据输出直接接到指令总线IBUS，指令总线IBUS 的数据还可以来自一片74HC245。当ICOE 为0 时，这片74HC245 输出中断指令B8。

实验1：PC/MAR 输出地址选择

置控制信号为：

0，二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据01H 置控制信号为：

按STEP键， 将地址1 写入MAR

将数据22H写入EM[1] 二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据22H 置控制信号为：

按STEP键，将数据22H写入EM[1] 实验3：存储器EM 读实验 将地址0 写入MAR 二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据00H 置控制信号为：

按STEP键， 将地址0 写入MAR

5实验4：存储器打入IR指令寄存器/uPC实验 将地址0写入MAR 二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据00H

置控制信号为：

按STEP键，将地址0写入MAR

读EM[0]，写入IR及uPC

置控制信号为：

EM[0]被读出：11H 按STEP键，将EM[0]写入IR及uPC，IR=11H，uPC=10H

7实验五 微程序存储器uM 实验

实验目的：

1、了解微程序控制方式模型机的基本工作原理。

2、了解微程序存储器uM的控制方法。实验要求：利用CPTH 实验仪上的开关做为控制信号，实现微程序存储器uM 的输出功能。

实验电路：

存储器uM 由三片6116RAM 构成，共24 位微指令，采用水平型微指令格式。存储器的地址由uPC 提供， 片选及读信号恒为低， 写信号恒为高。存储器uM 始终输出uPC 指定地址单元的数据。

uM原理图

连接线表

实验1：微程序存储器uM 读出

置控制信号为：K0为1

uM 输出uM[0]的数据

按一次STEP脉冲键，CK产生一个上升沿，数据uPC 被加一。uM 输出uM[1]的数据

按一次STEP脉冲键，CK产生一个上升沿，数据uPC 被加一。uM 输出uM[2]的数据

实验2：使用实验仪小键盘输入uM

1．连接J1, J2

2．打开电源

1实验六

模型机综合实验（微程序控制器）