計算機組成實習實習報告

1、學號：20計算機組成原理實習報告2014 2015學年 秋季 學期學院：信息與控制工程學院專業(yè)班級：計算機科學與技術(shù)12-1班姓名：陳斌實習日期：2014年12月15日12月19日實習成績:評閱教師:評閱日期:計算機組成原理實習報告一、實習目的和要求計算機組成實習是計算機組成原理教學的重要組成部分。它除驗證課堂教學外，是鞏固和深化所學到課堂知識的重要環(huán)節(jié)。通過實習要求學生了解計算機硬件的設計、制造過程，掌握計算機硬件的用途和發(fā)展方向，牢固地建立起計算機系統(tǒng)的基本概念。二、實習地點、時間時間實習地點實習項目及內(nèi)容摘要2014-12-15校內(nèi)戊 1-411實習動員2014-12-16圖書館了解微程

2、序控制器模型機所需芯片的工作原2014-12-17校內(nèi)戊 1-411理，為設計模型機作準備。2014-12-18校內(nèi)戊 1-411嵌入式系統(tǒng)講座2014-12-19校內(nèi)戊 1-411熟悉計算機組成原理虛擬平臺，了解運算校內(nèi)戊 1-411器、存儲器、-微程序控制器電路原理，進行微程序控制器模型機數(shù)據(jù)通路圖、指令周期 流程圖設計、機器指令和微指令設計，編寫 相應的微程序計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)講座模型機邏輯電路搭建模型機調(diào)試與驗證實習答辯整理資料、撰寫實習報告三、實習的收獲、體會以及對實習工作的建議本次實習加深了我對嵌入式開發(fā)的理解，對各類運算器、選擇器以及存儲器的 使用有了更加深刻的認識，可以獨自完成一些

3、加法器總線控制等結(jié)構(gòu)的搭建。 因為先前有學習過單片機開發(fā)，所以在這次實習過程中接受的不是那么吃力， 以前對計算機內(nèi)部硬件方面上的處理方式一直懵懵懂懂，通過這次實習對計算 機內(nèi)部的機構(gòu)更加的清晰了，各個組件之間的配合關(guān)系也更加的明了，雖然還 沒有能力獨自搭建一個完善的模型機，但是我有自信理解模型機的各個組成部 分。在實習過程中雖然碰到關(guān)于知識方面的問題很少， 但還是有不如意的地方， 首先是實驗指導和實驗平臺上的內(nèi)容不是對應的，導致通過實驗指導理解實驗 電路圖很吃力，其次是實驗平臺的可操作性非常差，不能移動試圖導致無法細 致的觀察個別地方的詳細線路，而且在總線控制那個試驗中經(jīng)常崩潰，導致我 在總線

4、控制的理解上不是很到位，希望能夠優(yōu)化一下這個實驗平臺。本次實習 給我的收獲非常大，雖然我日后的工作方向不在嵌入式開發(fā)，但為我以后日常 的一些娛樂創(chuàng)造提供了很大的技術(shù)支持，相信通過這次實習后我會做出一些有 趣的小玩意。四、本專業(yè)前景的看法 與大多數(shù)的同學不一樣，在專業(yè)分流前我排名年級前列，也就是說我是自愿選 擇計算機這門專業(yè)的，我一直對計算機抱有濃厚的興趣，當然也對計算機的前 景非?？春?，計算機一直是一門飛速發(fā)展的學科，涵蓋了很多方面，單單是嵌 入式開發(fā)就夠成為一門專業(yè)了， 現(xiàn)在智能穿戴與智能家居的興起也進一步的帶 動了嵌入式開發(fā)的發(fā)展，而這僅僅是硬件方向的發(fā)展。在軟件方面，各種平臺 如OS W

5、INDOW8JNUX等數(shù)不勝數(shù)，以及各種開發(fā)語言與環(huán)境，都有其用武之 地，也就是說，這么龐大的一門學科只要有本事就業(yè)是不成問題的，現(xiàn)在人們 的生活已經(jīng)離不開計算機，計算機豐富了人們的日常生活，將原本灰暗的世界 變得多姿多彩，相信日后的方方面面都需要應用到計算機，這是一個趨勢，所 以計算機專業(yè)的潛力可以說是無限的。五、微程序控制器模型機設計說明1設計目的融會貫通計算機組成原理課程各章教學內(nèi)容，通過知識的綜合運用，加深對計算機各 模塊工作原理和相互聯(lián)系的認識，建立清晰的整機概念。2 設計任務設計微程序控制器模型機。設計采用五條機器指令：IN （輸入）、ADD（二進制加法）、STA（存數(shù)）、OUT（

6、輸出）、JMP （無條件轉(zhuǎn)移），指令功能如下:助記符說明IN將輸入數(shù)據(jù)送R0寄存器ADD addrRO+addr R0STA addrR0- addrOUT addraddr LEDJMP addraddr PC3 詳細設計說明（包括數(shù)據(jù)通路圖、指令周期流程圖；機器指令和微指令設計、模型機 邏輯電路設計、調(diào)試驗證說明等內(nèi)容）模型機數(shù)據(jù)通路圖微指令格式設計根據(jù)模型機的數(shù)據(jù)通路圖，微指令格式如下:卩A5卩A0: 6位后續(xù)微地址微指令24212019181716151312109761控制信號S3S0MCNRDM17M16ABPuA5uA0A、B P:譯碼字段，P字段中的P1P4為四個測試字位，其功

7、能是根據(jù)機器指令及相A字段B字段P字段151413控制信號121110控制信號987控制信號000000000001LDRI001RS_G001P1010LDDR1010RD_G010P2011LDDR2011RI_G011P3104文檔i來源妒:從網(wǎng)絡收集整理0 .worc?版本可編9i G歡迎.1下載支持 0 F 0P4101LOAD101ALU_G101AR110LDAR110PC_G110LDPC應微代碼進行譯碼，使微程序轉(zhuǎn)入相應的微地址入口，從而實現(xiàn)微程序的順序、分支、循環(huán)運行；B字段中的RS-B、RD-B RI-B分別為源寄存器選通信號、目的寄存器選通信號及 變址寄存器選通信號，其

8、功能是根據(jù)機器指令來進行三個工作寄存器R0 R1及R2的選通譯碼；A字段中的LDRI為從輸入設備組件中讀入數(shù)據(jù)使能控制信號。指令周期流程圖“取指”是公用微指令，為了確定不同機器指令有各自不同的微程序轉(zhuǎn)向，以指令寄存器的前4位（IR7IR4）作為測試條件，即 P1指令測試字段，對于五條機器指令，就 可以有五路P1測試分支。由微程序流程圖中可以看到，在執(zhí)行機器指令I(lǐng)N的時候要執(zhí)行三條微指令： 01、02和10,每個微指令需要一個 CPU周期來執(zhí)行，所以執(zhí)行一條機器指令 IN需要三個CPU周 期。機器指令和微指令代碼設計根據(jù)指令周期流程圖和微指令格式，將每條微指令和機器指令代碼化。程序使用五條機器指

9、令，從起始地址 00H開始執(zhí)行，程序先從輸入設備讀入數(shù)據(jù)，與 內(nèi)存地址為OAH中的數(shù)據(jù)進行相加并存入內(nèi)存地址 OBH中，最后在輸出設備中顯示，程序 循環(huán)運行，直到用戶中斷為止。1.微指令代碼微地址S3 S2 S1 S0 MA CN WE M17 M16ABPA 5卩A0000 0 0 00 0 01 10 0 00 0 01 0 00 1 0 0 0 0010 0 0 00 0 01 11 1 01 1 01 1 00 0 0 0 1 0020 0 0 00 0 00 11 0 00 0 00 0 10 0 1 0 0 0030 0 0 00 0 00 11 1 00 0 00 0 00 0

10、0 1 0 0040 0 0 00 0 00 10 1 10 0 00 0 00 0 0 1 0 1050 0 0 00 0 01 10 1 00 0 10 0 00 0 0 1 1 0061 0 0 10 1 01 10 0 11 0 10 0 00 0 0 0 0 1070 0 0 00 0 00 11 1 00 0 00 0 00 0 1 1 0 1100 0 0 0 0 0 0 0 00 0 10 0 00 0 00 0 0 0 0 1110 0 0 0 0 0 0 1 11 1 01 1 01 1 00 0 0 0 1 1120 0 0 0 0 0 0 1 11 1 01 1 01

11、1 00 0 0 1 1 1130 0 0 0 0 0 0 1 11 1 01 1 01 1 00 0 1 1 1 0140 0 0 0 0 0 0 1 11 1 01 1 01 1 00 1 0 1 1 0150 0 0 0 0 0 1 0 10 0 00 0 10 0 00 0 0 0 0 1160 0 0 0 0 0 0 0 11 1 00 0 00 0 00 0 1 1 1 1170 0 0 0 0 0 0 0 10 1 00 0 00 0 00 1 0 1 0 1200 0 0 0 0 0 0 1 11 1 01 1 01 1 00 1 0 0 1 0210 0 0 0 0 0 0

12、1 11 1 01 1 01 1 00 1 0 1 0 0220 0 0 0 0 0 0 0 10 1 00 0 00 0 00 1 0 1 1 1230 0 0 0 0 0 0 1 10 0 00 0 00 0 00 0 0 0 0 1240 0 0 0 0 0 0 0 00 1 00 0 00 0 00 1 1 0 0 0250 0 0 0 0 1 1 1 00 0 01 0 10 0 00 0 0 0 0 1260 0 0 0 0 0 0 0 11 0 10 0 01 1 00 0 0 0 0 1270 0 0 0 0 1 1 1 00 0 01 0 10 0 00 1 0 0 0 03

13、00 0 0 0 0 1 1 0 10 0 01 0 10 0 00 1 0 0 0 02.機器指令代碼地址（二進制）內(nèi)容（二進制）助記符說明0000 00000000 0000IN將輸入數(shù)據(jù)送R0寄存器0000 00010001 0000ADD 0AHRO+0AHR00000 00100000 1010地址0000 00110010 0000STA 0BHR0 0BH0000 01000000 1010地址0000 01010011 0000OUT 0BH0BH LED0000 01100000 1011地址0000 01110100 0000JMP 00H00H PC0000 100000

14、00 0000跳轉(zhuǎn)地址0000 10100000 0001加數(shù)，可自定0000 1011求和結(jié)果保存在 0B單兀中硬件資源4LS181芯片兩片，memory6116片，微程序控制存儲器芯片一片，編譯器芯片一片， 八位同步計數(shù)器芯片一片，ALU_G芯片一片，PC_G芯片一片，74LS273芯片若干，輸入，輸出芯片各一片，選擇器芯片若干，連接器芯片若干，燈泡若干，開關(guān)若干等。平臺中模型機搭建六、對所學專業(yè)的認識和了解（選擇可以反映實習收獲且對 計算機組成原理 課程有進一步理解與掌握的內(nèi)容，自立題目）“大智移云外”是當今世界主流技術(shù)發(fā)展的5個方向，分別為大數(shù)據(jù)，智能穿戴，移動平臺，云計算和外包，可以

15、說，計算機專業(yè)依舊有強勁的發(fā)展勢 頭，且呈多元化的發(fā)展法相，其中智能穿戴是現(xiàn)在正逐步火爆的一個方向，它 涉及到的最基本的就是就是嵌入式開發(fā)。計算機組成原理在我看來就是是學習嵌入式開發(fā)的基礎，想要成為嵌入式 開發(fā)的大牛必須精通計算機組成原理，當今熱度飆升的智能穿戴和智能家居都 涉及到了嵌入式開發(fā)的技術(shù)，他們外表看似高端其實就是內(nèi)部裝載了各式傳感 器與運算器，即便如此也不是隨便抓起一個人就能成就一番事業(yè)的，對計算機 內(nèi)部原理認識不夠的話是無法做出最優(yōu)的解決方案的，這一點在編寫程序的過 程中也能體現(xiàn)出來，從最早的 286、386到現(xiàn)在的64位機以及下一代的128位 機，計算機硬件的發(fā)展速度是無法想象的，但是其核心原理是亙古不變的，依 舊是馮諾依曼體系，所以精通了計算機組成原理的話即便我們的計算機再往下 發(fā)展十代，對于我們而言也不過是它的容量和速度有了很大提升，而本質(zhì)卻沒 有改變，在程序方面的體驗也是如此，在我看來可能就是數(shù)據(jù)類型表示的范圍 更大了，數(shù)組定義的范圍也更寬了，但是理解了更深層次的計算機原理的話， 就可以根據(jù)計算機內(nèi)部各種