计算机硬件基础实验报告.docx
- 文档编号:14518894
- 上传时间:2023-06-24
- 格式:DOCX
- 页数:33
- 大小:118.26KB
计算机硬件基础实验报告.docx
《计算机硬件基础实验报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《计算机硬件基础实验报告.docx(33页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
计算机硬件基础实验报告
计算机硬件基础实验报告
计算机硬件基础
实验报告
指导教师:
姓名:
班级:
学号:
目 录
实验一:
运算器实验-----------第3页
实验二:
存储器读写实验---------第6页
实验三:
数据通路实验----------第8页
实验四:
微程序控制器试验-------第10页
实验五:
TEG-G1模型计算机(微程序控制器)测试-------------------第12页
实验六:
TEG-G1模型计算机(硬连线控制器)测试-------------------第14页
实验七:
程序调试BEDUG实验------第16页
实验八:
内存操作数及寻址方法实验---第18页
附录部分:
--------------第20页
《实验七调试程序DEBUG》实验手册
《实验八内存操作数及寻址方法》实验手册
实验一:
运算器实验
一、实验目的:
1.熟悉寄存器的读写操作。
2.熟悉运算器的数据通路。
3.验证运算器的加、减、与、或功能。
4.按给定的数据,完成几种指定的算术、逻辑运算功能。
二、实验原理:
实验电路图详见实验指导书P12-P13页。
操作方式选择
S3S2S1S0
M
操作
类型
功能
HLLH
L
加法
F=A加B
LHHL
L
减法
F=A减B
HLHH
H
逻辑与
F=A与B
HHHL
H
逻辑或
F=A或B
HHHH
H
传送1
F=A
HLHL
H
传送2
F=B
TEC-G1中运算器操作功
T1
T2
T3
2.7组数据的加、减、与、或运算结果与C、Z标志位
数值
运算
加
减
与
或
C
Z
A=0F0H,B=10H
A=10H,B=0F0H
A=03H,B=05H
A=0AH,B=0AH
A=0FFH,B=0AAH
A=55H,B=0AAH
A=0C5H,B=61H
3.试验中记录每一步中有关信号的值,并对这些信号的作用予以解释
操作
指示灯
SEL0
SEL1
SEL2
SEL3
LR
SWBUS
ALUBUS
LDZ
LDC
写入D0-D7
写入A0-A7
写入B0-B7,加
减
与
或
重置
解释:
七、思考题:
(加分项目)
为什么在A总线上出现数据A、在B总线上出现数据B后,在数据总线DBUS上能够直接观测运算的数据结果,而标志结果却在下一步才能观测到?
答:
实验二:
存储器读写实验
一、实验目的:
1.了解静态随机读写存储器MH6116的基本工作特性及使用方法。
2.了解半导体存储器SRAM怎样存储和读出数据。
二、实验原理:
详见实验报告书P16-P19页。
注:
1.存储器器件HM6116外形图详见实验报告书P17页
2.写操作时序图详见实验报告书P17页
3.读操作时序图详见实验报告书P18页
4.存储器实验电路图详见实验报告书P18页
三、实验设备:
1.TEC-G1计算机组成实验系统1台
2.双踪示波器1台(非必备)
3.直流万用表1只
四、实验内容:
1.将下列10十个数写入从地址23H开始的10个存储单元。
10H,11H,12H,13H,14H,2AH,2BH,25H,0FH,08H
2.从地址23H开始的存储单元连续读出10个数,并将读出的数和写入的数比较,看是否一致。
3.在存储器读、写的过程中,记录下有关信号的值,并且解释这些信号的作用。
五、实验步骤:
详见实验报告书P19-P21页。
六、实验结果:
1.实验内容1和2制作成动画录像收存
2.在存储器读、写的过程中,记录下有关信号的值,并且解释这些信号的作用
操作
指示灯
SWBUS
RAMBUS
LAR
SELAR
LRW
ARINC
输入存储地址
输入存储信息
输入读取地址
解释:
3.结合实验报告书P18页的存储器实验电路图,说明在TEC-G1模型见算计中是如何实现存储器的读写
答:
七、思考题:
(加分项目)
在TEC-G1模拟计算机中,信号SWBUS和RAMBUS能否同时为1?
为什么?
答:
实验三:
数据通路实验
一、实验目的:
1.了解TEC-G1模型计算机的数据通路。
2.了解各种数据在TEC-G1模型计算机数据通路中的流动路径。
二、实验原理:
详见实验报告书P21-P23页。
TEC-G1模型计算机数据通路框图详见实验报告书P22页。
三、实验设备:
1.TEC-G1计算机组成实验系统1台
2.双踪示波器1台(非必备)
3.万用直流表1只
四、实验内容:
1.向R0中写入35H,向R1中写入86H。
2.将R0中的数写入存储器20H单元,从存储器20H单元读数到R2。
3.将R1中的数写入存储器20H单元,从存储器20H单元读数到R3。
4.检查R2、R3的内容是否正确。
5.在上述任务中记录有关信号的值,并对信号的取值做出正确的解释。
五、实验步骤:
详见实验报告书P23-P24页。
六、实验结果:
1.实验内容1和2制作成动画录像收存
2.在实验过程中记录有关信号的值,并对信号的取值做出正确的解释
七、思考题:
(加分项目)
1.在实验报告书P23-P24页的实验步骤3-6中是否改变了R0和R1的值?
为什么?
答:
2.在实验报告书的P24页的实验步骤6中A总线A7-A0上显示的是哪个寄存器的值?
为什么?
答:
实验四:
微程序控制器试验
一、实验目的:
1.掌握时序信号发生器的工作原理。
2.了解TEC-G1模型计算机的微程序控制器的原理。
3.学会微程序控制器的一般设计方法。
4.读懂微程序流程。
5.理解微程序流程图设计方法。
二、实验原理:
详见实验报告书P25-P30页。
注:
1.时序信号发生器电路图详见实验报告书P25页。
2.
名称
助记符
功能
指令格式
IR7IR6IR5IR4
IR3IR2
IR1IR0
加法
ADDR0,Rs
RO<-R0+Rs
0000
00
Rs
减法
SUBR0,R
R0<-R0-Rs
0001
00
Rs
逻辑与
ANDR0,R
R0<-R0andRs
0010
00
Rs
逻辑或
ORRO,R
R0<-R0orRs
0011
00
Rs
传送1
MOVARd,R0
Rd<-R0
0100
Rd
00
传送2
MOVBR0,Rs
R0<-Rs
1010
00
Rs
取数
LDR0,imm
Rd<-imm
0101
Rd
XX
立即数imm
存数
STR0,addr
R0<-addr
0110
XX
XX
存储器地址addr
C条件转移
JCaddr
如果C=1,转移到地址addr
0111
XX
XX
存储器地址addr
Z条件转移
JZaddr
如果Z=1,转移到地址addr
1000
XX
XX
存储器地址addr
停机
HALT
暂停T1、T2、T3
1001
XX
XX
TEC-G1模型计算机指令系统
3.微程序流程图详见实验报告书P27页。
4.TEC-G1模型计算机的伪指令格式图详见实验报告书P28页。
5.微程序控制器电路图详见实验报告书P29页。
三、实验设备:
1.TEC-G1计算机组成实验系统1台
2.双踪示波器1台(非必备)
3.直流万用表1只
四、实验内容:
1.采用单周期方式追踪每种指令的执行过程。
2.记录每种指令执行中每一条微指令中控制信号的值,并做出正确解释。
3.说明指令JCADDR和JZADDR的实现方法。
五、实验步骤:
详见实验报告书P30-P32页。
六、实验结果:
1.实验内容制作成动画录像收存
2.记录每种指令执行中每一条微指令中控制信号的值,给出解释
3.说明指令JCADDR和JZADDR的实现方法
(1)JCADDR的实现方法:
(2)JZADDR的实现方法:
七、思考题:
(加分项目)
LD指令执行的过程中,微地址为15H时,为什么信号PCINC=1?
答:
实验五:
TEG-G1模型计算机(微程序控制器)测试
一、实验目的:
1.通过测试程序的运行,进一步掌握机器指令与微指令的关系。
2.掌握从取出第一条指令开始,TEC-G1模型计算机(微程序控制器)怎样一步步运行测试程序,从而掌握使用微程序控制器的简单计算机的基本工作原理。
3.通过运行测试程序,验证TEC-G1模型计算机的正确性。
结合以前的实验,初步掌握简单计算机(微程序控制器)的设计思路和设计方法。
二、实验原理:
详见实验报告书P32-P33页。
三、实验设备:
1.TEC-G1计算机组成实验系统1台。
2.双踪示波器1台(非必备)
3.万用直流表1只
四、实验内容:
1.运行程序1测试运算指令。
2.运行程序2测试存储器读写指令。
3.运行程序3测试条件转移指令。
五、实验步骤:
详见实验报告书P34-P37页。
六、实验结果:
1.将程序1翻译成二进制格式,写入存储器,检查正确后,使用单微指令方式和连续方式各运行一次。
在单微指令方式运行时,每条指令执行后检查执行结果。
在连续方式运行时,程序1运行结束后检查运行结果。
程序1如下:
START(00H):
LDR0,#95H
LDR1,#34H
ADDR0,R1
SUBR0,R1
MOVAR3,R0
LDR0,#0AAH
LDR2,#55H
ORR0,R2
ANDR0,R2
HALT
2.将程序2翻译成二进制格式,写入存储器,检查正确后,使用单微指令方式和连续方式各运行一次。
在单微指令方式运行时,每条指令执行后检查执行结果。
在连续方式运行时,程序1运行结束后检查运行结果。
程序2如下:
START(00H):
LDR0,#95H
LDR1,#34H
LDR2,#22H
LDR3,#23H
STR0,14H
MOVBR0,R1
STR0,R1
MOVBR0,R2
STR0,16H
MOVBR0,R3
STR0,17H
HALT
3.将程序3翻译成二进制格式,写入存储器,检查正确后,使用单微指令方式和连续方式各运行一次。
在单微指令方式运行时,每条指令执行后检查执行结果。
在连续方式运行时,程序1运行结束后检查运行结果。
程序3如下:
START(00H):
LDR0,#95H
LDR1,#0A4H
JCS2
S1:
LDR0,#0AAH
LDR2,#55H
ANDR0,R2
JZR3
S2:
JCS1
MOVAR3,R0
MOVAR1,R0
S3:
HALT
1.从整体上叙述TEC-G1模型计算机的工作原理
答:
注:
程序1、2、3测试结果制作成动画录像收存
七、思考题:
(加分项目)
1.如果一条指令执行后需要查看执行结果,在取指微指令(微地址为01H)改变操作模式开关行不行?
为什么?
答:
2.在单微指令方式执行测试程序的过程中,拨动数据开关SD7-SD0会不会对程序的执行结果产生影响,请说明理由?
答:
实验六:
TEG-G1模型计算机(硬连线控制器)测试
一、实验目的:
1.通过测试程序的运行,进一步掌握机器指令与周期的关系。
2.掌握从取出第一条指令开始,TEC-G1模型计算机(硬连线控制器)怎样一步步运行测试程序,从而掌握使用硬连线控制器的简单计算机的基本工作原理。
3.通过运行测试程序,验证TEC-G1模型计算机(硬连线)的正确性。
结合以前的实验,初步掌握简单计算机(硬连线控制器)的设计思路和设计方法。
二、实验原理:
详见实验报告书P41-P42页。
三、实验设备:
1.TEC-G1计算机组成实验系统1台。
2.双踪示波器1台(非必备)
3.万用直流表1只
四、实验内容:
1.运行程序1测试运算指令。
将程序1翻译成二进制格式,写入存储器,检查正确后,使用单周期方式和连续方式各运行一次。
在单周期方式运行时,每条指令执行后检查执行结果。
在连续方式运行时,程序1运行结束后检查运行结果。
注:
程序1详见《实验五:
TEG-G1模型计算机(微程序控制器)测试》的“实验结果”部分。
2.运行程序2测试存储器读写指令。
将程序2翻译成二进制格式,写入存储器,检查正确后,使用单周期方式和连续方式各运行一次。
在单周期方式运行时,每条指令执行后检查执行结果。
在连续方式运行时,程序1运行结束后检查运行结果。
注:
程序2详见《实验五:
TEG-G1模型计算机(微程序控制器)测试》的“实验结果”部分。
3.运行程序3测试条件转移指令。
将程序3翻译成二进制格式,写入存储器,检查正确后,使用单周期方式和连续方式各运行一次。
在单周期方式运行时,每条指令执行后检查执行结果。
在连续方式运行时,程序1运行结束后检查运行结果。
注:
程序3详见《实验五:
TEG-G1模型计算机(微程序控制器)测试》的“实验结果”部分。
五、实验步骤:
详见实验报告书P42-P44页。
六、实验结果:
1.程序1、2、3测试结果制作成动画录像收存
2.从整体上叙述TEC-G1模型算计机(硬连线控制器)的工作原理
答:
七、思考题:
(加分项目)
如果一条指令执行后需要查看执行结果,在取指令周期W1改变操作模式开关行不行?
为什么?
答:
实验七:
程序调试BEDUG实验
一、实验目的:
1.熟悉调试程序DEBUG。
2.掌握调试程序DEBUG操作步骤。
二、实验原理:
详见附录《实验七:
程序调试BEDUG实验》的“基本操作”部分。
DEBUG主要命令一览表
DEBUG下符号与标志位对应表
三、实验设备:
1.个人笔记本电脑1台
2.DEBUG.EXE程序
四、实验内容:
1.掌握调试程序DEBUG的基本命令。
2.在DEBUG下查看开机后执行的第一条指令。
3.在DEBUG下查看数据在内存中的存放情况。
五、实验步骤:
详见附录《实验七:
程序调试BEDUG实验》的“操作步骤”部分。
六、实验结果:
实验内容1、2和3制作成动画录像收存
七、思考题:
(加分项目)
(1).开机后的第一条指令应该在内存的什么区域?
是在ROM还是RAM中?
为什么?
答:
(2).开机后执行的第一条指令的地址是否固定?
为什么?
答:
实验八:
内存操作数及寻址方法实验
一、实验目的:
1.熟练掌握DEBUG的常用命令,学会用DEBUG调试程序。
2.掌握数据在内存中的存放方式和内存操作数的几种寻址方式。
3.掌握简单指令的执行过程。
二、实验原理:
请将相应的信息写在对应的语句旁(用注释方式):
(1)求两数和程序与两数多字节加减法程序:
MOVAX,1234
MOV[1000],AX
MOVBX,1002
MOVBYTEPTR[BX],20
MOVDL,39
INCBX
MOV[BX],DL
DECDL
MOVSI,3
MOV[BX+SI],DL
MOV[BX+SI+1],DL
MOVWORDPTR[BX+SI+2],2846
①用A命令输入上述程序,并用T命令逐条运行。
②每运行一条有关内存操作数的指令,要用D命令检查并记录有关内存单元的内容,注明是什么寻址方式。
注意:
D命令显示结果中右边的AscII字符及双字节数存放法。
(2)求累加和程序:
MOVBX,1000
MOVCX,10
SUBAX,AX
LOP:
ADDAL,[BX]
ADCAH,O
INCBX
J:
LOOPLOP
INT3
①用A命令将程序输入到100H开始的内存中,在输入时记下标号LOP和J的实际地址,在输入LOOP指令时LOP用实际地址值代替。
②用命令NAA将此程序命名为文件AA(文件名可任取)。
③用R命令将BX:
CX改为程序长度值(即最后一条指令后面的地址减去开始地址)。
④用命令w100将此程序存到AA命名的磁盘文件中。
⑤用命令Q退出DEBUG。
⑥用命令DEBUGAA再次调入DEBUG和文件AA,可用u命令检查调入程序。
若调入DEBUG时忘了加AA文件名,可用N命令和L命令将文件调入。
⑦用E命令在内存地址1000H处输入16个数字。
⑧用命令G—100J(J用实际地址代替),使程序运行并停在断点J上,检查AX和BX的值是否符合估计值。
⑨用T命令运行一步,观察程序方向(IP值)和CX值是否与估计一样,若不一样,检查程序是否有错。
⑩重复G、J与T命令,再检查AX的值是否正确。
用G命令使程序运行到结束,检查AX的值是否正确。
(3)求多个多字节数据的加法程序:
MOVDI,1000
NOVCX,
MOVSI,2000
CLC
LOP:
MOVAL,[SI]
ADC[DI],AL
INCSI
INCDI
LOOPLOP
INT20
①用A命令输入此程序。
②用E命令在1000H开始处输入一个8B被加数,在2000H开始处输人一个8B加数,均为低字节在前面。
③用G命令运行此程序,并用D命令检查其结果(存放在哪里?
),是否正确?
④将INT20H指令改为INT3,有何区别?
若不加这条指令,行不行?
试一试。
三、实验设备:
请依据自己计算机写出硬件配置:
四、实验内容:
1.求两数和程序与两数多字节加减法程序。
2.求累加和程序。
3.求多个多字节数据的加法程序。
五、实验步骤:
详见附录《实验八:
内存操作数及寻址方法实验》的“基本操作”部分。
六、实验结果:
实验内容制作成动画录像收存
附
录
部
分
实验七调试程序DEBUG
实验目的
熟悉调试程序DEBUG,掌握调试程序DEBUG操作步骤。
实验内容
(1)掌握调试程序DEBUG的基本命令。
(2)在DEBUG下查看开机后执行的第一条指令。
(3)在DEBUG下查看数据在内存中的存放情况。
基本操作
1.调试程序DEBUG
DEBUG.EXE是DOS提供的一个调试汇编语言程序的程序,每个版本的DOS都带有该程序。
DEBUG程序采用的是命令行方式,使用不方便,但实用性强,是学习汇编语言程序、计算机硬件等课程的有效工具。
1)DEBUG的主要命令
DEBUG的主要命令如表实2-1所示。
表实2-1DEBUG主要命令一览表
2)DEBUG程序的具体作用
(1)查看/修改寄存器、内存单元的内容。
(2)学习寻址方式和指令系统。
(3)了解计算机取指令,执行指令的工作过程。
(4)调试有问题的汇编语言程序。
注意:
DEBUG下符号与标志的对应关系如表实2-2所示。
表实2-2DEBUG下符号与标志位对应表
2.操作步骤
1)基本命令实验
D:
\>DEBUG;进入DEBUG
-R;查看当前各寄存器的内容
AX=0000BX=0000CX=0000DX=0000SP=FFEEBP=0000SI=0000DI=0000
DS=1271ES=1271SS=1271CS=1271IP=0100
NVUPEIPLNZNAPONC
1271:
0100B83412MOVAX,1234
-D0:
0;查看O:
O~7FH内存块的内容
0000:
00009EOFC90065047000-1600EB0765047000....e.p.....e.p.
0000:
00106504700054FF00F0-587F00F0F5E700F0e.p.T...X....…
:
:
-UFFFF:
0;反汇编FFFF:
0处的指令
FFFF:
0000CDl9INT19
FFFF:
0002E000LOOPNZ0004
:
:
-A;汇编一条指令
1271:
0100MOVAX,1234
1271:
0103
-T=100;执行该指令
AX=1234BX=0000CX=0000DX=0000SP=FFEEBP=0000SI=0000DI=0000
DS=1271ES=1271SS=1271CS=1271IP=0103
NVUPEIPLNZNAPONC
1271:
0103E9C300JMP01C9
-R;查看指令执行后结果
AX=1234BX=0000CX=0000DX=0000SP=FFEEBP=0000SI=0000DI。
00
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 计算机硬件 基础 实验 报告