计算机组成实验八,计算机组成原理 实验八 简单模型计算机实验.doc

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实验八简单模型计算机实验实验目的通过实验分析简单模型机结构,了解计算机的工作原理。掌握计算机微程序控制器的控制方法,掌握计算机指令执行过程实验原理基本整机模型数据框图如图所示,计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成,CPU从存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成,即一条机器指令对应一个微程序。数据的通路从程序计数器PC的地址送到主存的地址寄存器,根据地址寄存器的容找到相应的存储单元。存储器中的数据是指令时,那么数据是从RAM送到总线,再从总线送到IR中。存储器中的数据是需要加工的数据时,那么数据是从RAM送到总线,再动总线送到通用寄存器中等待加工。数据加工过程中,两个数据是从总线上将数据分别分时压入两个暂存器中,等待运算部件的加工,在数据加工完成以后。运算结果是通过三太门送到总线上。三态门的控制时由微控制器来控制。图:模型机的数据通路图实验过程连线按实验逻辑原理图连接以下控制信号。时钟单元(CLOCKUNIT)的T1-T4接到微程序控制单元(MAINCONTROLUNIT)的T1-T4.手动控制开关单元(MANUALUNIT)的KA,KB接到指令单元(INSUNIT)的KA,KB。指令单元(INSUNIT)的J(1)-J(5)、SE6-SE0、B-IR接到的微程序控制单元(MAINCONTROLUNIT)的J(1)-J(5)、SE6-SE0、B-IR。输入/输出单元(INPUT/OUTPUTUNIT)IO-W,IO-R接到微程序控制单元(MAINCONTROLUNIT)的IO-W,IO-R,Ai接到地址单元(ADDRESSUNIT)的A0.主存储器单元(MEMUNIT)M-W、M-R接到微程序控制单元(MAINCONTROLUNIT)的M-W、M-R,A7-A0接到地址单元(ADDRESSUNIT)的A7-A0.地址单元(ADDRESSUNIT)的B-AR、B-PC、PC+1、PC-B接到微程序控制单元(MAINCONTROLUNIT)的B-AR、B-PC、PC+1、PC-B.通用寄存器单元(REGUNIT)的B-R、R0-B接到微程序控制单元(MAINCONTROLUNIT)的B-DR、DR-B。把算术逻辑单元(ALUUNIT)的B-DA1、B-A2、ALU-B、、、S3-S0、M、Ci接到微程序控制单元(MAINCONTROLUNIT)的B-DA1、B-A2、ALU-B、、、S3-S0、M、Ci。写入、检验微代码这项操作与实验七的操作过程相同装入机器指令汇编程序操作微程序控制单元(MAINCONTROLUNIT)编程开关置于“RUN”状态。手动控制开关单元(MANUALUNIT)的“STEP/RUN”开关置于“STEP”状态。手动控制开关单元(MANUALUNIT)的KA,KB开关置于1、0写主存储器状态。拨动开关从11—0—1,产生一个负脉冲,清零程序计数器PC、微地址寄存器。拨动“START”按钮一次,从微程序控制存储器的00H微地址开始执行微指令,暂停在0AH微地址处。此时在输入数据开关上拨入实验用机器指令汇编程序表中对应00H地址的指令码C0H,接着第二次按动“START”按钮,暂停在0FH微地址处;第三次按动“START”按钮,暂停在1CH微地址处;第四次按动“START”按钮,暂停在1DH微地址处,此时机器指令汇编的第一个字节已写入存储器,程序计数器PC已加1为01H;第四次按动“START”按钮,暂停在0AH微地址处,开始写机器指令汇编程序第二个字节。第六次至九次按动“START”按钮与第二次至五次按动“START”按钮的作用类似,当微地址为0AH时,在输入数据开关上拨入下一个机器指令汇编程序字节,程序计数器PC不断加1,反复操作第(6)步直至全部机器码送入主存器为止。检查机器指令汇编程序微程序控制单元(MAINCONTROLUNIT)编程开关置于“RUN”状态。手动控制开关单元(MANUALUNIT)的“STRP/RUN”开关置于“STEP”状态。手动控制开关单元(MANUALUNIT)的KA、KB开关置于0、1写主存储器状态。拨动开关从1-0-1,产生一个负脉冲,清零程序计数器PC、微地址寄存器。按动“START”按钮一次,从微程序控制存储器00H微地址开始执行微指令,暂停在09H微指令处。第二次按动“START”按钮,暂停在0CH微地址处,此时程序计数器PC加1为01H,指示的是下一次读主存储器的地址,当前读主存储器的地址为00H;接着第三次按动“START”按钮,暂停在09H微地址处;第四次按动“START”按钮,暂停在0EH微地址处。第五次按动“START”按钮,暂停在09H微地址处,此时输出显示灯上显示主存储器00H单元中的数据。第六至九次按动“START

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