计算机组成原理学习-实验四 模型机实验（简易版）（详细、人话）
如果你对其他计算机组成原理知识感兴趣，请考虑阅读我的专栏：
计算机组成原理【专栏】
须知
本文仅作学习笔记使用，仅在CSDN网站发布，如果在其他网站发现，均为侵权行为，请举报。作者：小王在努力。
实验四 模型机实验
- 须知
- 实验要求
- 基本要求
- 思考问题
- 实验步骤
- 一、理论分析
- 1.主要功能部件介绍
- 2.实验主要流程
- 二、实现方法
- 1.主要功能部件展示
- 2.实验流程
- 三、实验结果分析
- 四、思考问题
- 五、问题及解决办法
- 六、结论
- 后话
实验要求
基本要求
- 事先在主存中存储操作数和指令
- 根据PC来取指令和操作数
- 根据操作数进行运算，将结果放入到主存中
思考问题
思考计算机CPU内总线与系统总线的关系
思考中断系统的必要性
实验步骤
一、理论分析
1.主要功能部件介绍
由于本次实验需要的主要功能部分为：主存、CPU运算器部分、PC及自加、IR部分。所以分开来实现：
主存：主存用两片74LS373分别代表MAR来存储地址信息和MDR用来存储数据信息，用6116来充当主存，来存储数据。
CPU运算器部分：用3个74LS373来分别保存：操作数1、操作数2和运算器的功能选择数据（S3~S0、M和CN）的信息，由于要实现8位二进制的运算，我们使用的是74LS181来充当运算器，他只能实现两个四位二进制的运算，所以我们采用两个74LS181一起来运算，同时将两个8位操作数，分为高四位和第四位进行运算，然后将运算的结构输出到另一个74LS373锁存器中即可。
PC及自加：PC寄存器，我们仅用一个74LS373来实现即可，为了实现其自加的功能，我们选取两个74LS181来实现其自加的功能。
IR指令寄存器：我们使用74LS373来充当即可，将其连接在总线上。
其中，6116中事先存储以及要存储的数据如下：
| 6116 | 地址 |存放数据 |
|–|–|–|–|–|–|–|
| | 0000 0001 | 1000 0001(指令)|
| | 0000 0010 |0001 0110(CN、M、S) |
| | 0000 0011 | 0000 0000(操作数1 C1)|
| | 0000 0100 | 0000 0110(操作数2 C2)|
| | 0000 0101 |写入结构(C1异或C2的结果) |
2.实验主要流程
（1）.将PC初值设置为0
（2）.PC自加+1，产生第一条指令的地址
（3）.PC->MAR （3.1）将指令放置指令寄存器中(关于指令的译码等部分，在此处先不涉及)
（4）. PC+=1
（5）. PC->MAR
（6）.用MAR去读6116中的存储的运算器控制参数（CN，M，S3~S0），并将其放入到ALU的寄存器3中
（7）.设置ALU功能参数
（8）.PC+=1
（9）.用PC的地址取操作数1，放入到ALU的寄存器1中
（10）.PC+=1
（11）.用PC 的地址取操作数2，放入到ALU的寄存器2中
（12）.使用ALU计算结果，并将数据保存在锁存器中
（13）.PC+=1
（14）.使用PC的地址，将数据保存在6116中。
二、实现方法
1.主要功能部件展示
主存：
CPU运算器部分：
PC及自加：
IR：
2.实验流程
（1）.将事先需要存储的数据存入到6116中，通过给地址、给数据的同时让6116写数据来实现，根据6116的存储数据表来进行存储，下图仅为其中一例。
（2）.将操作数等信息存储到6116中之后，将PC置为0，然后实现自加功能，选中0000 0001地址中的指令1000 0001，将其放入到IR中。
（3）.依次根据PC自加，选出操作数1，操作数2，运算器功能控制信息(CN、M、S3~S0),并将他们分别放入到相应的寄存器中，进行运算。
（4）.根据PC+1的地址，将运算结果存放至改地址下。
三、实验结果分析
由于本次实验我实现的功能是两个数进行异或运算，我存放的操作数1为：0000 0000，存放的操作数2为：0000
0110，S3~S0：0110，M：1，Cn:X。进行异或运算：
| 功能 | 模式选择M | 功能选择S3~S0|进位CN| 八位输入C1|八位输入C2 |八位输出|进位输出
|–|–|–|–|–|–|–|–|–|–|
| 逻辑异或 | 1 |0110|X|0000 0000 |0000 0110| 0000 0110 |X
四、思考问题
系统总线是直接与CPU连接的，有内存或显卡等高速核心设备，而内部总线是通过桥芯片连接系统总路线的，并相对系统总路线速度慢，连接的设备较多。
中断是指在计算机执行期间，系统内发生任何非寻常的或非预期的急需处理事件，使得CPU暂时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序。待处理完毕后又返回原来被中断处继续执行或调度新的进程执行的过程。它是计算机可以更好更快利用有限的系统资源解决系统响应速度和运行效率的一种控制技术。实时响应,系统调度。
五、问题及解决办法
1.问题：在连接LED灯之后果不其然出现问题了，LED输入端电平不确定。
解决办法:在其后面接上一个阻止为200欧姆的上拉电阻。
问题2：在使用两个ALU进行高位和地位的分别运算时，输出结果错误。
解决办法：千万、千万、千万要注意区分ALU的地位和高位 以及 接线顺序问题，一失足成千古恨。
六、结论
通过本次实验，我将前几次做的实验结合起来，真正了解到了比较系统的计算机存储程序的工作流程，知道了指令和数据之间的关系，以及指令和数据是如何取出和存放的，以及操作数是如何运算的，还有PC在整个过程中起到的作用，同时也使得我对proteus软件的使用更加的流畅。
后话
- 首先给大家说一下，博主经常在线，如果有什么问题或者想法，可以在下方评论，我会积极反馈的。
- 其次还是要请大家能够多多指出问题，我也会在评论区等候大家！
.
计算机组成原理学习-实验四 模型机实验（简易版）（详细、人话）相关推荐
- 计算机组成原理课程设计复杂模型机设计,计算机组成原理课程设计(复杂模型机设计).pdf...
计算机组成原理课程设计(复杂模型机设计) 一.课程设计的目的与要求 1.1 实验目的 1.掌握时序产生器的组成及工作原理:掌握微程序控制器的组成及工作原理: 2.根据给出的指令系统.微指令格式.微命令 ...
- 计算机原理学习指导第3版,计算机组成原理学习指导与习题解析(第3版)(21世纪大学本科计算机...
摘要: 这本<计算机组成原理学习指导与习题解析(第3版)>由蒋本珊编著,是与"十二五"普通高等教育本科国家级规划教材<计算机组成原理(第3版)>完全配套的学 ...
- 计算机组成原理课程设计基本模型机,广东海洋大学计算机组成原理课程设计-基本模型机的设计与实现讲解...
<计算机组成与结构>课程实习 基本模型机的设计与实现 系 别: 信息学院 班 级: 计科1141 指导教师: 刘桃丽 姓名 邓超荣 何涛 邓周光 学号 分工 成绩 201411621110 ...
- 计算机组成原理课程设计-基本模型机的设计与实现
基本模型机的设计与实现 设计目的 1. 综合运用所学计算机组成原理知识,在掌握部件单元电路实验的基础上,进一步将其组成系统构造一台基本的模型计算机. 2. 通过一台模型机的设计过程,明确计算机的控制原 ...
- 计算机组成原理简单模型机实验,CPU 与简单模型机设计实验
计算机科学与技术系 实 验 报 告 专业名称 计算机科学与技术 课程名称 计算机组成原理 项目名称 CPU 与简单模型机设计实验 班 级 学 号 姓 名 同组人员 无 实验日期 2016.6 一.实验 ...
- 计算机组成原理简单模型机实验,计算机组成原理简单模型机实验.doc
计算机组成原理简单模型机实验 实验四 简单模型机实验 1.1实验目的 1)将微程序控制器模块通过总线同运算器模块.存储器模块联机,组成一台模型计算机: 2)用微程序控制器控制模型机数据通路: 3)通过 ...
- bzc计算机组成原理,模型机实验报告
<模型机实验报告>由会员分享,可在线阅读,更多相关<模型机实验报告(18页珍藏版)>请在人人文库网上搜索. 1.哈尔滨工程大学实 验 报 告实验名称: 复杂模型机设计与实现班 ...
- 计算机组成原理简单模型机实验,计算机组成原理简单模型机实验
实验四 简单模型机实验 1.1实验目的 1)将微程序控制器模块通过总线同运算器模块.存储器模块联机,组成一台模型计算机: 2)用微程序控制器控制模型机数据通路: 3)通过CPU运行5条机器指令组成的简 ...
- 概念模型计算机实验总结,计算机组成原理——cpu的简单模型实验报告
#cpu与简单模型机 姓名:学号: 班级:计科班 实验名称:CPU与简单模型机实验性质:综合型实验时间:2018.12.1 一.实验目的 (1) 掌握一个简单 CPU 的组成原理. (2) 在掌握部件 ...
最新文章
- linux firefox xvfb,自动化测试之linux+xvfb+selenium+firefox+python测试环境搭建与测试
- 几何空间中坐标系转换
- php ids,PHP / MYSQL查询id“duplicate ids”
- python太阳花绘图_python中turtle如何画太阳花？
- 2015 NOIP day2 t2 信息传递 tarjan
- MongoDB复制集（Replication Sets）介绍
- Hadoop Streaming 编程
- 表单验证以及下拉框应用
- 八十八、Webpack打包工具
- blockUI应用到Asp.Net页面时服务器控件(Button等)失效的问题
- 尚硅谷大数据听课笔记 day2：数据类型
- c语言入门教程怎么编程,从零开始的C语言入门教程-编程语言的基础
- 天猫魔盘显示无法连接到服务器,天猫魔盘无法上网 天猫魔盘不能上网怎么办...
- 如何用计算机算cos角度,如何将cosα值换算成角度
- 新浪微博发布文章html,JS实现仿新浪微博发布内容为空时提示功能代码
- 一件代发怎么赚钱？无货源模式
- 新福克斯刷隐藏功能简明教程（转）
- 7-1 循环-古角猜想 (20 分)
- Oracle数据库Bitand（）函数用法（计算位移）
- QPST 2.7.460 高通产品专用支持套件 (Qualcomm Product Support Tools)