计算机组成原理——微程序实验

微程序实验

一、实验结果（12分）

1、实验结果记录（必做）（8分）

微程序如下表-1：

地址	十六进制	高五位	S3~S0	A 字段	B 字段	C 字段	MA5~MA0	含义
00	00 00 01	00000	0000	000	000	000	000001	NOP
01	00 70 70	00000	0000	111	000	001	110000	CON(ICS)→IR
04	00 24 05	00000	0000	010	010	000	000101	(R0)→B
05	04 B2 01	00000	1001	011	001	000	000001	(A)+(B)→R0
30	00 14 04	00000	0000	001	010	000	000100	(R0)→A
32	18 30 01	00011	0000	011	000	000	000001	IN→R0
33	28 04 01	00101	0000	000	010	000	000001	(R0)→OUT
35	00 00 35	00000	0000	000	000	000	110101	NOP

微程序图如下

实验数据通路图如下:

分析微程序图可知：

(1) IN指令： 32H->01H ,即实现IN功能，将输入的数给R0

(2) ADD指令，微程序序列:

00H-> 01H ->30H -> 04H -> 05H -> 01H

即实现R0->A ，R0->B ，(A)+(B)->R0，将R0+R0的结果给R0

（3）OUT指令：33H-> 01H

实现(R0)→OUT,输出R0到out单元格

（4）HLT指令：35H-> 35H

NOP，不操作。

开始运行：

①先输入23H,如下图所示：

当前微指令实现R0->A,上一条微指令地址为30H，当前微指令地址为04H，

实现了R0=23H,如下图：

②微当前指令实现R0->B，上一条微指令地址04H，当前微指令地址为05H，如下图所示，已经实现了R0=23H

③当前微指令实现A+B->R0，上一条微指令地址05H，当前微指令地址为01H,实现了R0=46H,如下图：

三、输出结果

实现0C+0C=18（H）。

本实验的微程序实际上实现乘2功能。例：

本结果中：输入为0C(12D)，输出为18（24D），输出如下图所示：

二、实验问题与思考（3分）

控制存储器和主存储器在操作控制上有哪些不同？有什么本质区别？

①主存储器：

是计算机硬件的一个重要部件，并能由中央处理器（CPU）直接随机存取。现代计算机是为了提高性能，又能兼顾合理的造价，往往采用多级存储体系。即由存储容量小，存取速度高的高速缓冲存储器，存储容量和存取速度适中的主存储器是必不可少的。用来存放指令和数据。

②控制存储器：用来存放实现全部指令系统的所有微程序，它是一种只读型存储器 .一旦微程序固化，机器运行时则只读不写．

控制存储器的一个存储单元包含多少个二进制位？在逻辑上划分为几个字段，各有什么用途

24位,10个字段

储存单元如下：

高五位从左到右对应的位M23、M22、WR、RD、IOM，21-20未WR,RD控制读写，18-15位 S3--S0选择运算功能，A、B、C为3个译码字段，MA5~MA0为6位的后续微地址。

在表-1中，地址为35的控存单元中的微指令是否会执行，为什么？

不会，因为只有该指令的下一跳地址为35，表中没有指令的下一跳为35，除了35指令，所以不会执行。除非强制跳转到该指令才会执行。

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