計算機(jī)組成原理實驗

計算機(jī)組成原理實驗課程

實驗一數(shù)據(jù)傳送實驗實驗?zāi)康模?.理解自然語言形式命令的人工譯碼過程。2.學(xué)習(xí)系統(tǒng)部件和數(shù)據(jù)總線間傳送數(shù)據(jù)的操作。教學(xué)目標(biāo)1.通過人工譯碼，學(xué)習(xí)譯碼的根本工作原理。2.通過人工設(shè)置控制總線上的信號，理解一條命令的執(zhí)行過程。1.1.實驗箱給出的經(jīng)典計算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通路一.背景知識〔1〕注意：少了手動模式的數(shù)據(jù)輸入通路。2.2.存放器的構(gòu)成本實驗箱用74HC574〔8D型上升沿觸發(fā)器〕構(gòu)成各種存放器。OCCLK內(nèi)部值Q7..Q0功用1X00X↑10不變D7..D0不變不變高阻態(tài)不定內(nèi)部值內(nèi)部值OC為1時觸發(fā)器的輸出被關(guān)閉在CLK的上跳沿將輸入端的數(shù)據(jù)打入到觸發(fā)器中當(dāng)時鐘不是上跳沿時，觸發(fā)器保持內(nèi)部數(shù)據(jù)不變當(dāng)OC=0時觸發(fā)器的內(nèi)部數(shù)據(jù)輸出一.背景知識〔2〕3.3.存放器A的構(gòu)成A或門一.背景知識〔3〕4.4.存放器W的構(gòu)成WW0W1W2W3W4W7W5W6WEN或門一.背景知識〔4〕5.SBSA選擇00R001R110R211R35.存放器組(R0-R3)的構(gòu)成一.背景知識〔5〕6.二.

實驗任務(wù)將57H寫入A存放器。將68H寫入W存放器。將12H寫入R0存放器，*將23寫入R2，并從存放器OUT輸出?！?號為擴(kuò)展任務(wù)，供學(xué)生選做?！?.三.

實驗過程舉例〔1〕例：實驗任務(wù)：將數(shù)值A(chǔ)CH寫入R2存放器〔操作的自然語言表述〕。第一步、規(guī)劃實驗過程：1.由背景知識5知：要選擇R2，須使SB、SA分別為高電平和低電平。選用K1和K0分別控制SB和SA，那么K1K0＝高電平，低電平。記為K1K0＝10。2.要使CK上跳沿時數(shù)據(jù)總線值打入R2，RWR引腳須低電平。選用K2控制它，那么K2應(yīng)置于低電平，記為K2＝0。3.數(shù)據(jù)由K23～K16提供，據(jù)題意將它們置為：K23～K16＝AC＝10101100〔電平為：上下上下高上下低〕4.數(shù)據(jù)總線經(jīng)過J3進(jìn)入數(shù)據(jù)處理部件〔手動方式〕，所以用8位扁平線將J3和J1連接。

第二步、接線：①關(guān)閉電源。②用8位扁平線把J3和J1連接。③用不同顏色的導(dǎo)線分別把K0和SA、K1和SB、K2和RWR連接。④K15～K0全部放在1位，k23~k16放0位。⑤檢查所有連線和電鍵位置，確信無誤。8.第三步、實驗：①注視儀器，翻開電源，手不要遠(yuǎn)離電源開關(guān)，隨時準(zhǔn)備關(guān)閉電源，注意各數(shù)碼管、發(fā)光管的穩(wěn)定性，靜待10秒，確信儀器穩(wěn)定、無焦糊味。②設(shè)置實驗箱進(jìn)入手動模式。③設(shè)置K2K1K0＝010。④設(shè)置K23～K16＝10101100。⑤注視R2及DBUS的發(fā)光管，按下STEP鍵，應(yīng)看到CK燈滅、R2旁的燈亮。記住看到的實際顯示情況。⑥放開STEP鍵，應(yīng)看到CK燈亮、R2存放器顯示AC。記住看到的實際情況。⑦關(guān)閉實驗箱電源。⑧記錄實驗過程和現(xiàn)象。假設(shè)實驗現(xiàn)象與預(yù)測不符，那么分析現(xiàn)象、查找原因、排除故障、重復(fù)實驗，直到得到預(yù)測結(jié)果或確信看到“新規(guī)律〞。三.

實驗過程舉例〔2〕9.從這個例子中可以學(xué)到的知識：1.在這個實驗中，人理解〔分析〕命令〔自然語言形式〕的含義，然后產(chǎn)生控制總線上的信號，所以在這里人是“指令解碼器或控制器〞。2.在本接線形式下，完成這個操作的“機(jī)器命令〞就是K2K1K0=010。假設(shè)一個計算機(jī)控制總線有16條，標(biāo)記為C15～C0，而K2K1K0正好是控制總線的C2C1C0，那么這個操作的機(jī)器命令就是：1111111111111010。3.在本實驗中，一個CK周期，或說一組控制總線信號，可以完成操作，稱為其為根本操作，〔在微程序結(jié)構(gòu)中稱為微指令〕。4.可見(微)指令的具體編碼是由控制總線的布線決定的。5.顯然：如果對一個器件輸入這個操作的〔某種形式的〕〔微〕命令，這個器件能輸出對應(yīng)的01編碼〔控制總線上的信號〕，這個器件就是這個機(jī)器的這條〔微〕命令的譯碼器或稱控制器。假設(shè)一個器件能對一臺計算機(jī)的所有根本操作產(chǎn)生正確的控制總線信號，這個器件就是這個型號計算機(jī)的指令譯碼器——控制器。目前常用的指令譯碼器有存放器方式和組合邏輯方式兩種。三.

實驗過程舉例〔3〕10.四.參考資料實驗指導(dǎo)書P.6～P.16。五.思考題數(shù)據(jù)送入存放器和存放器輸出到數(shù)據(jù)總線的控制信號有何不同？