1、計(jì)算機(jī)學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 專業(yè) 班_組、學(xué)號(hào)310 姓名 協(xié)作者_(dá) 教師評(píng)定_實(shí)驗(yàn)題目 帶移位運(yùn)算模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)_1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：（1）熟悉由微程序控制器控制模型機(jī)的數(shù)據(jù)通道。（2）掌握機(jī)器指令的使用和編程。（3）學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與調(diào)試計(jì)算機(jī)的基本步驟及方法。（4）記錄程序運(yùn)行過程的數(shù)據(jù)和結(jié)果，按記錄填寫答題框，完成練習(xí)操作題，觀察程序的執(zhí)行過程并記錄運(yùn)行結(jié)果。2. 實(shí)驗(yàn)方案：一、實(shí)驗(yàn)連線在實(shí)驗(yàn)儀上接好線后，仔細(xì)檢查無誤后可接通電源。二、實(shí)驗(yàn)程序結(jié)合基本模型機(jī)所學(xué)的五條指令和本實(shí)驗(yàn)介紹的移位指令，編寫的實(shí)驗(yàn)程序已存在磁盤里，文件名為EX2，該程序包括機(jī)器指令程序和微指令程序，在程序中地址

2、和內(nèi)容都是十六進(jìn)制，機(jī)器指令的前4位操作碼。三、實(shí)驗(yàn)步驟與PC機(jī)聯(lián)機(jī)將上面的實(shí)驗(yàn)程序（EX2）下載到實(shí)驗(yàn)儀里，該程序包括機(jī)器指令程序和微指令程序，機(jī)器指令程序裝入6116存儲(chǔ)器里，微指令程序裝入E2PROM2816控制存儲(chǔ)器里。（1）實(shí)驗(yàn)程序下載操作步驟：1、開機(jī)后，啟動(dòng)Windows系統(tǒng)，雙擊桌面上的“組成原理實(shí)驗(yàn)”快捷圖標(biāo)，即可進(jìn)入DVCC組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主畫面。2、單擊該系統(tǒng)第三行的打開圖標(biāo)，即可出現(xiàn)文件框，選擇文件名EX2并打開之。3、此時(shí)左邊的編輯窗口“新文件”變?yōu)椤癊X2”，在該窗口里顯示EX2的源文件，它包括機(jī)器指令程序和微指令程序的微代碼，$P開頭是機(jī)器指令程序，$M開頭是微指

3、令程序的微代碼。4、單擊“調(diào)試”圖標(biāo)，把打開的源文件下載到實(shí)驗(yàn)儀里，在下載過程中屏幕下方出現(xiàn)“正在傳送文件”的提示，當(dāng)文件傳送完畢，提示消失。5、文件傳送完畢，要檢查源文件是否正確傳送到實(shí)驗(yàn)儀RAM和ROM里，首先檢查實(shí)驗(yàn)儀RAM的內(nèi)容，單擊“程序RAM”打開該窗口，查看此時(shí)顯示的地址和內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)程序中機(jī)器指令的地址和內(nèi)容是否一致，若不一致，重復(fù)4的操作，若一致，就單擊菜單欄中“調(diào)試”菜單，然后選擇并單擊“刷新數(shù)據(jù)”或按“F5”熱鍵對(duì)“程序RAM”窗口顯示的程序進(jìn)行刷新。刷新完成后，再查看此時(shí)顯示的地址和內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)程序中機(jī)器指令是否一致，若不一致，則要檢查用戶接線是否正確或?qū)嶒?yàn)儀其他存在的問題

4、。6、然后再檢查實(shí)驗(yàn)儀ROM的內(nèi)容，單擊“程序ROM”打開該窗口，查看此時(shí)顯示的地址和內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)程序中機(jī)器指令的地址和內(nèi)容是否一致，若不一致，重復(fù)4的操作，若一致，就單擊菜單欄中“調(diào)試”菜單，然后選擇并單擊“刷新數(shù)據(jù)”或按“F5”熱鍵對(duì)“程序ROM”窗口顯示的程序進(jìn)行刷新。刷新完成后，再查看此時(shí)顯示的地址和內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)程序中機(jī)器指令是否一致，若不一致，則要檢查用戶接線是否正確或?qū)嶒?yàn)儀其他存在的問題。7、經(jīng)過上面5、6操作的檢查后，若程序正確，就可以運(yùn)行程序。(2) 寫微程序：與PC聯(lián)機(jī)，將實(shí)驗(yàn)微程序裝入TDNCM機(jī)中或脫機(jī)時(shí)手動(dòng)將本實(shí)驗(yàn)微程序?qū)懭隩DNCM中，手動(dòng)寫入的具體方法如下：（A）編程

5、將編程開關(guān)置為PROM(編程)狀態(tài)。 將實(shí)驗(yàn)板上STATEUNIT中的STEP置為“STEP”，STOP置為“RUN”狀態(tài)。 用二進(jìn)制模擬開關(guān)置微地址A5-A0 (如圖22須將此6線排針接開關(guān)單元)。 在MK24-MK1開關(guān)上置微代碼，24位開關(guān)對(duì)應(yīng)24位顯示燈，開關(guān)量為“0”時(shí)燈亮，開關(guān)量為“1”時(shí)燈滅。 啟動(dòng)時(shí)序電路(按動(dòng)啟動(dòng)按紐START)，即將微代碼寫入到E2PROM 2816的相應(yīng)地址對(duì)應(yīng)的單元中。 重復(fù)步驟，將本實(shí)驗(yàn)給出的十六進(jìn)制格式文件轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制代碼寫入2816。 （B）校驗(yàn) 將編程開關(guān)設(shè)置為READ(校驗(yàn))狀態(tài)。 將實(shí)驗(yàn)板的STEP開關(guān)置為“STEP”狀態(tài)，STOP開關(guān)置為“

6、RUN”狀態(tài)。 用二進(jìn)制開關(guān)置好微地址A5-A0。 按動(dòng)START鍵，啟動(dòng)時(shí)序電路，讀出微代碼觀察顯示燈MD24MD1的狀態(tài) (燈亮為“0”，滅為“1”)，檢查讀出的微代碼是否與寫入的相同。如果不同，則將開關(guān)置于PROM編程狀態(tài)，重新執(zhí)行(A)即可。(C) 寫程序使用控制臺(tái)KWE和KRD微程序進(jìn)行機(jī)器指令程序的裝入和檢查。 ： 使編程開關(guān)處于RUN”，STEP為“STEP”狀態(tài)，STOP為“RUN”狀態(tài)。 撥動(dòng)總清開關(guān)CLR(01)，微地址寄存器清零，程序計(jì)數(shù)器清零，然后控制臺(tái)SWB，SWA開關(guān)置為“0 1”，按動(dòng)一次啟動(dòng)開關(guān)START，微地址顯示燈顯示“”， 再按動(dòng)一次START，微地址燈顯

7、示“”，此時(shí)數(shù)據(jù)開關(guān)的內(nèi)容置為要寫入的機(jī)器指令，按動(dòng)兩次START鍵后，即完成該條指令的寫入。若仔細(xì)閱讀KWE的流程，就不難發(fā)現(xiàn)，機(jī)器指令的首地址總清后為00H，以后每個(gè)循環(huán)PC自動(dòng)加1，所以，每次按動(dòng)START，只有在微地址燈顯示“”時(shí)，才設(shè)置內(nèi)容，直到所有機(jī)器指令寫完。 寫完程序后須進(jìn)行校驗(yàn)。撥動(dòng)總清開關(guān)CLR(01)后，微地址清零。PC程序計(jì)數(shù)器清零，然后使控制臺(tái)開關(guān)SWB，SWA為“0 0”，按動(dòng)啟動(dòng)START，微地址燈將顯示“；再按START，微地址燈顯示為“”；第3次按START，微地址燈顯示為“”；再按START后，此時(shí)輸出單元的數(shù)碼管顯示為該首地址中的內(nèi)容。不斷按動(dòng)START，

8、以后每個(gè)循環(huán)PC會(huì)自動(dòng)加1，可檢查后續(xù)單元內(nèi)容。每次在微地址燈顯示為“”時(shí)，是將當(dāng)前地址中的機(jī)器指令寫入到輸出設(shè)備中顯示。3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)處理：實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表：選項(xiàng)指令號(hào)題第一條輸入指令I(lǐng)NA20HAAA加法指令A(yù)DDBBAAAAA帶進(jìn)位循環(huán)左移指令RLCBAAAB第二條輸入指令I(lǐng)N81H帶進(jìn)位循環(huán)右移指令RRCBABB循環(huán)左移指令RLBABBB傳送指令STAABAA輸出指令OUTBA無條件跳轉(zhuǎn)指令JMPAC練習(xí)操作記錄表：(注意：題目不用寫入實(shí)驗(yàn)報(bào)告）表5.6：微地址（八進(jìn)制）S3 S2 S1 S0 M Cn WE A9 A8 A B CUA5UA0 06 1 0 1 1 1 0 0 1

9、 10011010000 0 0 0 0 1表5.7：微地址（十六進(jìn)制）內(nèi)容（六位十六進(jìn)制表示的微指令代碼）06019AB9表5.8：修改后的機(jī)器指令程序：地址內(nèi)容 助記符 說 明0000IN R0,30H30HR00350 RRR0寄存器的內(nèi)容循環(huán)右移一次，結(jié)果送R00D600D的內(nèi)容60是加數(shù)，可自定0110AND R0,(0D)R0內(nèi)容與存儲(chǔ)器0D地址單元內(nèi)容進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，結(jié)果送R0表5.9：輸入數(shù)據(jù)程序RAM中0D地址的內(nèi)容循環(huán)右移（RR）的移位結(jié)果邏輯乘結(jié)果B76010204. 結(jié)論通過帶移位模型機(jī)和DVCC組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件對(duì)多條指令的執(zhí)行可得各指令的執(zhí)行的詳細(xì)過程和操作結(jié)果，

10、而且通過修改實(shí)驗(yàn)程序所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也符合實(shí)際要求，表明實(shí)驗(yàn)步驟正確。5. 問題與討論及實(shí)驗(yàn)總結(jié)1) 每執(zhí)行一條指令都必須觀察實(shí)驗(yàn)儀上微程序控制單元中的微地址顯示燈（UA0UA5）和屏幕下面顯示的微地址（Addr）是否與帶移位運(yùn)算模型機(jī)流程圖一致，分析指令的執(zhí)行過程正確。2) 在DVCC組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中修改RAM和ROM的控制指令和微指令后都必須在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)菜單欄中點(diǎn)擊“刷新數(shù)據(jù)”，否則無法達(dá)到修改目的，實(shí)驗(yàn)儀模擬機(jī)并沒有導(dǎo)入修改后的新數(shù)據(jù)。3) A8、A9是2：4譯碼電路的輸入端，Y0、Y1、Y2、Y3是譯碼器的輸出端，其中Y0為SW-B，Y1為CE，Y2為L(zhǎng)ED-B，Y3為空。4) 將十六進(jìn)

11、制的微代碼的第一字節(jié)和第三字節(jié)內(nèi)容對(duì)換后輸入，即從開關(guān)MK24開始，先輸?shù)谌止?jié)，再輸?shù)诙止?jié)，最后輸?shù)谝蛔止?jié)，而十六進(jìn)制的地址要轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制輸入，內(nèi)容要轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制輸入。實(shí)驗(yàn)總結(jié)：通過此綜合實(shí)驗(yàn)，我進(jìn)一步深入地了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和原理，熟悉了由微程序控制器控制模擬機(jī)的數(shù)據(jù)通道，掌握有關(guān)機(jī)器指令如何編寫、修改以及使用的問題，學(xué)會(huì)用軟件執(zhí)行各種指令和完成指定的操作，同時(shí)懂得了如何修改實(shí)驗(yàn)程序而得到所要運(yùn)行的程序，除此之外，還學(xué)習(xí)了設(shè)計(jì)與調(diào)試計(jì)算機(jī)的基本步驟及方法，操作時(shí)得到的實(shí)驗(yàn)值和對(duì)微指令推斷得到的理論值是一致的。說明在實(shí)驗(yàn)中沒有誤操作出現(xiàn)。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)儀的操作與觀察，熟悉了微程序控制器對(duì)模型機(jī)數(shù)據(jù)通道的控制，也掌握了4條移位指令的使用。從中體會(huì)到計(jì)算機(jī)模型機(jī)的強(qiáng)大功能,這對(duì)以后的學(xué)習(xí)有所幫助。6. 思考題：（1）答：因?yàn)闄C(jī)器指令放在內(nèi)存中，而AR標(biāo)出的是一個(gè)字節(jié)的儲(chǔ)存單元，要取出兩個(gè)字節(jié)就必須進(jìn)行兩次取址，取址后要使PC加1才能執(zhí)行下一條微指令，所以雙字節(jié)機(jī)器指令都有PCAR,PC+1這一條取址微指令。（2）表5.10：地址內(nèi)容 助記符 說 明0000IN R0,10H10HR00710STA(0E),R0R0寄存器內(nèi)容送存儲(chǔ)器0E地址單元0110ADD