《计算机组织与

体系结构》

实验报告2

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课题：随机静态存储器

20##-12-29

1实验目的

掌握静态随机存储器 RAM 工作特性及数据的读写方法。

2实验设备

PC 机一台，TD-CMA 实验系统一套。

3实验步骤

(1) 关闭实验系统电源，按图连接实验电路，并检查无误，图中将用户需要连接的信号用圆圈标明。 

(2) 将时序与操作台单元的开关 KK1、KK3 置为运行档、开关 KK2 置为‘单步’档。 

(3) 将CON单元的 IOR开关置为 1（使 IN 单元无输出），打开电源开关，如果听到有‘嘀’报警声，说明有总线竞争现象，应立即关闭电源，重新检查接线，直到错误排除。   

(4) 给存储器的 00H、01H、02H、03H、04H 地址单元中分别写入数据 11H、12H、13H、14H、 15H。由前面的存储器实验原理可以看出，由于数据和地址由同一个数据开关给 出，因此数据和地址要分时写入，先写地址，具体操作步骤为：先关掉存储器的读写（WR=0，RD=0），数据开关输出地址（IOR=0），然后打开地址寄存器门控信号（LDAR=1），按动 ST 产生T3 脉冲，即将地址打入到 AR 中。再写数据，具体操作步骤为：先关掉存储器的读写（WR=0，RD=0）和地址寄存器门控信号（LDAR=0），数据开关输出要写入的数据，打开输入三态门（IOR=0），然后使存储器处于写状态（WR=1，RD=0，IOM=0），按动 ST 产生 T3 脉冲，即将数据打入到存储器中。 

 

(5) 依次读出第 00、01、02、03、04 号单元中的内容，观察上述各单元中的内容是否与前 面写入的一致。同写操作类似，也要先给出地址，然后进行读，地址的给出和前面一样，而在进行读操作时，应先关闭IN 单元的输出（IOR=1），然后使存储器处于读状态（WR=0，RD=1，IOM=0）， 此时数据总线上的数即为从存储器当前地址中读出的数据内容。

进行上面的手动操作，每按动一次 ST 按钮，数据通路图会有数据的流动，反映当前存储器所做的操作（即使是对存储器进行读，也应按动一次 ST 按钮，数据通路图才会有数据流动），或在软件中选择“【调试】—【单周期】”，其作用相当于将时序单元的状态开关置为‘单步’档后按动了一次 ST 按钮，数据通路图也会反映当前存储器所做的操作，借助于数据通路图，仔细分析 SRAM 的读写过程。

4实验心得

这次实验主要内容是今天才出去的读写操作，同样属于验证性实验。根据实验指导书进行操作，先输入地址，然后输入输入，这是进行写操作。然后送地址，进行读操作。由于是验证性的实验，步骤相对简单，而且没有实验结果截图。

通过这次实验，我了解到了静态存储器的基本知识。虽然课本上也学习这部分知识，但是不亲自动手进行电路连接就不能深入理解。虽然验证性实验没有太多动脑创新设计的地方，但相对于书本理论知识来说，仍是不可缺少的补充内容。

 

第二篇：组成原理实验报告 - 副本 (2)

                 计算机组成原理实验报告

实验一     运算器实验

一.实验目的

   1、掌握简单运算器的数据传输方式；

   2、验证运算功能发生器（74LS181）及进位控制的组合功能；

二.实验要求

   完成不带进位及带进位算术运算实验、逻辑运算实验，了解算术运算单元的运用。

三.实验设备

   计算机组成原理实验箱

四.实验步骤

1.算术运算实验

打开实验仪电源，按增址键，调到“L”工作状态下。

  

   

SW_B=0，CE=0，LDDR1=0,LDDR2=0，CBA=010，置M、S0、S1、S2、S3为11111，在按单步键，数据总线单元显示DR1的内容即：65；若把M、S0、S1、S2、S3置为10101，在按单步键，数据总线显示DR2的内容，即：A7；

进行算术运算：

置CBA=010，CN、M、S0、S1、S2、S3状态为101001，按单步键，此时数据单元显示：0CH，CY不亮，进位舍弃。

和预测相同，为不进位算术运算。

2.进位控制实验实验

   “L”状态下即手动单元实验状态，按复位键，然后进如下操作：

  

然后置SW_B=0,CE=0,CBA=010,AR=1,CN、M、S0、S1、S2、S3的关态为101001，按单步键，肯数数据总线显示的数据为DR1加DR2，即：FF，且CY不‘亮’，表示无进位，和预测结果相同。

置CBA=010

2.逻辑运算实验

 

置CBA=010，M、S0、S1、S2、S3状态为11000，按单步键，此时LED显示：18H.与预测值相同。

五、实验结论

   经过实验证明，输出的结果与理论值一致。

（1）一进制开关单元键有效时的状态。置'1'，即高电平有效。

（2）做算术运算和逻辑运算时应设以下各控制端：

CBA       SW-B        S3 S2 S1 S0       M       CN       DR1        DR2        CE          AR

(3)S3,S2,S1,S0是运算选择控制端,有它们决定运算器执行哪一种运

算;M是算术逻辑运算选择,M=0时,执行算术运算,M=1时,执行逻辑运算;CN是算术运算的进位控制端，CN=1（高电平)，表示有进位，运算时相当于在最低位上加进位1，CN=0(低电平)，表示无进位。逻辑运算与进位无关;CBA是输出三态门控制端，控制运算器的运算结果是否送到数据总线BUS上。SW-B是输入三态门的控制端，控制“INPUT DEVICE”中的8位数据开关D7～D0的数据是否送到数据总线BUS上。高电平有效。

(5) DR1、DR2置数完成后之所以要关闭控制端LDDR1、LDDR2是为了确保输入数据不会丢失。

(6)CN进位控制端与算术运算有关

(7) 进位CN与减法运算有关，CN是0

（8）如果不在进位运算操作前先对进位标志清零就无法确定是不是这次运算得到的进位。

（9）清零后，实验仪上进位指示灯灭，说明这时高位上无进位，然后进行运算，如果高位进位，这时CY灯亮，就能正确显示实验结果，否则实验结果会受到影响。

六、实验总结

（1）通过这个实验，我掌握了带进位控制的算术运算功能发生器的功能，掌握了按指定的数据完成几种指定的算术运算。而且真切地知道了实验真得很需要耐心和细心，特别是这个实验要在操作前先对进位标志清零，否则整个实验就全部失败了

（2）在之前的实验基础上，对一些实验出现的问题及时向老师请教了。所以这个实验进行得比较顺利。同时更明白逻辑加与算术加的区别，也加强了自己的动手能力。

实验二   通用寄存器实验

一.实验目的

   1、熟悉通用寄存器概念；

   2、熟悉通用寄存器的组成与硬件构成；

二.实验要求

   完成3个通用寄存器的数据写入和读出

三.实验设备

   计算机组成原理实验箱（寄存器为8位）。

四.实验步骤

1、通用寄存器的写入与读出：

     打开电源，按增址键，调至‘L’状态，进行如下操作：

   

二进制开头单元进行如下操作：

SW_B=0,CE=0,LDR0=0,LDR1=0,LDR2=0,

若CBA=100,然后按单步键，数据总线LED显示的数据为：01H；

置CBA=101，数据总线LED显示数据为：80H；

置CBA=110时，按单步键，数据总线LED显示随机数（LDR2中    

没有数据）

2.计算3*2

二进制开关单元默认状态置‘0‘

最终数据总线LED显示：06H

和预测值相同。

四.实验结论

（1）经过实验证明，输出的结果与理论值一致。

（2）对连到总线上的器件一定要控制住送到总线的信号在某一时刻只能一个有效，其余器件的输出牌高阻状态，绝对避免总线上发生冲突。

五.实验总结

（1）由于对仪器已经熟悉，所以操作起来比较顺利，但是做完之后对其中的原理理解的不是特别清楚。

（2）对通用寄存器的基本操作进行熟悉，学习利用通用寄存器进行乘法、除法等运算。

  

实验三  移位寄存器实验

一.实验目的

  1.了解移位寄存器的硬件电路，验证移位控制与寄存器的组合功能；

  2.利用寄存器进行数据传输；

二.实验要求

  实现寄存器移位操作，了解通用寄存器的运用

三.实验设备

   计算机组成原理实验箱

四.实验步骤

   1、移位运算与寄存

 

 二进制开关单元默认状态下置'0'

CBA=011，SW_B=0,CE=0

1）S0S1M=010  按单步键，数据总线LED显示：B2H，Z亮；CBA=011，        S0=0，S1=0,LDR0=1，按单步键，数据总线上的移位结果保存到通用寄   存器R0中；

2）S0S1M=011  按单步键，数据总线LED显示：D9H；CBA=011，S0=0，S1=0,LDR1=1，按单步键，数据总线上的移位结果保存到通用寄存器R1中；

3）S0S1M=100  按单步键，数据总线LED显示：B3H，Z亮；CBA=011，S0=0，S1=0,LDR2=1，按单步键，数据总线上的移位结果保存到通用寄存器R2中；

4）S0S1M=101  按单步键，数据总线LED显示：67H；

置CBA=100，SW_B=0,CE=0,按单步键，数据总线LED显示R0寄存器的内容：B2H，该内容与移位寄存器RO的内容一不致。

2、计算5*3

 

二进制开关单元默认状态置'0';最后数据总线LED显示0FH.和预测值相同。

四.实验结论

   （1）实验值与预测值相同；避免数据总线相互冲突；

（2）把M作为是否带进位的选择，M=0为不带进位，M=1为带进位移位。

五.实验总结:

      移位运算其实就是对74LS299的特性的一些验证，由于之前学过数字电路，对这片芯片的功能有所了解，所以整个实验没有遇到什么大的麻烦，很顺利地完成了实验。运用移位运算优化上节实验提到过的乘法运算。实验时，尽量地使操作步骤优化简少。通过实验了解了循环移位与带进位的循环移位运算的基本原理。

实验四 存储器和总线实验

一.实验目的

熟悉存储器和总线组成的硬件电路。

二.实验要求

按照实验步骤完成实验项目，利用存储器和总线传输数据

三.实验设备

计算机组成原理实验箱

四.实验步骤

    1、内部总线数据写入存储器：

给存储器的00H、01H、02H、03H、04H地址单元中分别写入数据11H、12H、13H、14H、15H，具体步骤如下：（以向0号单元写入11H为例）

 

二进制开关单元默认状态下置'0'

地址总线LED显示地址单元

内存LED显示数据，和预计值相同。

2、读存储器的数据到总线上

依次读出第00H、01H、02H、03H、04H号单元中的内容

具体操作步骤如下（以从00H号单元读出11H数据为例）

 

内存LED显示数据：11H与前面写入的一致。

五、实验结论

（1）经过实验证明，各存储单元所写入的内容与读出时的内容一致。WE=0读时进行读操作，WE=1时进行写操作。

地址总线LED显示地址单元，内存LED显示数据。

（2）只有先完成写地址操作才知道数据存在哪里，即不能先连续输入所有的地址，再连续输入所有的内容或连续读出所有的内容。因为一个地址要对应一个内容，如果先连续输入所有地址再输入数据内容，会造成数据混乱，造成实验失败。若连续输入地址数据要输入正确则要每次输入完数据后读出下一个正确的地址再输入数据。

六、实验总结

 （1）通过本次实验我掌握了存储器的工作特性及使用方法，掌握了半导体随机存储器怎样存储和读出数据。这次实验比第一次做实验信心多了很多，而且发现自己对计算机的实验感兴趣了。在做实验之前，需要把实验原理先弄清楚，也加强了自己的动手能力。

（2）通过做这个实验我知道了如何写入和读出操作过程，知道了不能先连续输入所有的地址，再连续输入所有的内容或连续读出所有的内 容。