计算机组成原理

实验指导书

马莉 修订

2015年11月

目 录

实验一 脱机运算器实验1

实验二 基础汇编语言程序设计3

实验三 存储器部件实验与多级中断实验10

实验四 微程序控制器实验17

附录一 TEC-2000教学机的操作与使用方法练习说明21

附录二 TEC-2000教学机的指令系统24

[键入文字]

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实验一 脱机运算器实验

实验目的

深入了解AM2901运算器的功能与具体用法，4片AM2901的级连方式，深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等诸项知识。

实验说明

脱机运算器实验，是指让运算器从教学计算机整机中脱离出来，此时，它的全部控制与操作均需通过两个12位的微型开关来完成，这就谈不上执行指令，只能通过开关、按键控制教学机的运算器完成指定的运算功能，并通过指示灯观察运算结果。

下面先把与该实验直接有关的结论性内容汇总如下。

12位微型开关的具体控制功能分配如下所述：

A口、B口地址：送给AM2901器件用于选择源与目的操作数的寄存器编号；

I8~I0：选择操作数来源、运算操作功能、选择操作数处理结果和运算器输出内容的3组3位的控制码；

SCi、SSH和SST：用于确定运算器最低位的进位输入、移位信号的入／出和怎样处理AM2901产生的状态标志位的结果。

实验内容

1．将教学机左下方的5个拨动开关置为1XX00(单步、16位、脱机)；先按一下“RESET”按键，再按一下“START”按键，进行初始化。

2．接下来，按下页表格所列的操作在十六位机上进行运算器脱机实验，将结果填入表中。其中D1取为0101H(H表示十六进制)，D2取为1010H。通过两个12位的红色微型开关向运算器提供控制信号，通过16位数据开关向运算器提供数据，通过指示灯观察运算结果及状态标志。

实验要求

1．实验之前认真预习，看清实验要求、执行步骤，查找TEC—2000简明操作卡，填写下面的表格，将实验过程中每一步运算所需的24位控制信号填入表中，也可以在表格中增加或修改一些运算功能。

2．实验过程中认真操作，听从教师安排，按时开始和结束实验过程；仔细分析遇到的问题并设法解决，做好实验过程与实验结果的记录工作；防止损坏设备。

3．实验之后认真完成实验报告，包括实验预习与数据准备情况，实验中遇到的问题和解决的办法及效果，实验操作过程与实验结果的分析整理等总结性的内容，实验中尚未完全理解或解决的问题，实验的收获及心得体会，对实验安排的建议与意见等。

压START键后

CZVS

ALU

输出

压START键前

CZVS

(4位二进制)

ALU输出

(4位十六进制)

控制信号(用二进制数据表示)

B口

0000

A口

不用

SSH

00

SCi

00

SST

001

I8~I0

011000111

算术逻辑运算

*D1+0→R0

*D2+0→R1

R0+R1→R0

R0-R1→R0

R1-R0→R1

R0?R1→R1

R0?R1→R0

R0?R1→R0

┐(R0?R1)→R0

2*R0→R0

R0/2→R0

注：用*作标记的运算，表示D1、D2的数据是由拨动开关SW给出的。

表格中的一系列运算是连续执行的，即每一步运算是在前一步运算结果的基础上运行的。

实验二 基础汇编语言程序设计

实验目的

1．学习和了解TEC-2000十六位机监控命令的用法；

2．学习和了解TEC-2000十六位机的指令系统；

3．学习简单的TEC-2000十六位机汇编程序设计。

实验内容

1．使用监控程序的R命令显示／修改寄存器内容、D命令显示存储器内容、E命令修改存储器 内容；

2．使用A命令写一小段汇编程序，U命令反汇编刚输入的程序，用G命令连续运行该程序， 用T、P命令单步运行并观察程序单步执行情况。

实验要求

1．在使用该教学机之前，应先熟悉教学机的各个组成部分及其使用方法。

2．实验前仔细阅读附录一和附录二。

实验步骤

1．关闭电源，将大板上的COMl口与PC机的串口相连；

2．接通电源，在PC机上运行PCEC.EXE文件，设置所用PC机的串口为“l”或“2”

3．置控制开关为00101(连续、内存读指令、组合逻辑、16位、联机)，开关拨向上方表示“1”，拨向下方表示“0”，“X

4．按一下“RESET”按键，再按一下“START”’按键，主机上显示：

TEC-2000 CRT MONITOR

Version 2.0 2001.10

Computer Architecture Lab．，Tsinghua University

Copyright Jason He

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5．用R命令查看寄存器内容或修改寄存器的内容

1)在命令行提示符状态下输入：

R↙ ；显示寄存器的内容

注：寄存器的内容在运行程序或执行命令后会发生