计算机组成原理 实验指导书
2006年8月
目 录
实验一 基础汇编语言程序设计与脱机运算器实验-----------------------------1
实验二 存储器部件实验-------------------------------------------------------------10
实验三 微程序控制器实验----------------------------------------------------------14
实验四 多级中断实验----------------------------------------------------------------18
附录一 TEC-2000教学机的操作与使用方法练习说明-----------------------21
附录二 TEC-2000教学机的指令系统--------------------------------------------24
计算机组成原理实验指导书
实验一 基础汇编语言程序设计与脱机运算器实验
第一部分 脱机运算器实验
实验目的
深入了解AM2901运算器的功能与具体用法，4片AM2901的级连方式，深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等诸项知识。
实验说明
脱机运算器实验，是指让运算器从教学计算机整机中脱离出来，此时，它的全部控制与操作均需通过两个12位的微型开关来完成，这就谈不上执行指令，只能通过开关、按键控制教学机的运算器完成指定的运算功能，并通过指示灯观察运算结果。
下面先把与该实验直接有关的结论性内容汇总如下。 12位微型开关的具体控制功能分配如下所述：
A口、B口地址：送给AM2901器件用于选择源与目的操作数的寄存器编号；
I8~I0：选择操作数来源、运算操作功能、选择操作数处理结果和运算器输出内容的3组3位的控制码；
SCi、SSH和SST：用于确定运算器最低位的进位输入、移位信号的入／出和怎样处理AM2901产生的状态标志位的结果。
实验内容
1．将教学机左下方的5个拨动开关置为1XX00（单步、16位、脱机）；先按一下“RESET”按键，再按一下“START”按键，进行初始化。 2．接下来，按下页表格所列的操作在十六位机上进行运算器脱机实验，将结果填入表中。其中D1取为0101H（H表示十六进制），D2取为1010H。通过两个12位的红色微型开关向运算器提供控制信号，通过16位数据开关向运算器提供数据，通过指示灯观察运算结果及状态标志。
实验要求
1．实验之前认真预习，看清实验要求、执行步骤，查找TEC—2000简明操作卡，填写下面的表格，将实验过程中每一步运算所需的24位控制信号填入表中，也可以在表格中增加或修改一些运算功能。 2．实验过程中认真操作，听从教师安排，按时开始和结束实验过程；仔细分析遇到的问题并设法解决，做好实验过程与实验结果的记录工作；防止损坏设备。 3．实验之后认真完成实验报告，包括实验预习与数据准备情况，实验中遇到的问题和解决的办法及效果，实验操作过程与实验结果的分析整理等总结性的内容，实验中尚未完全理解或解决的问题，实验的收获及心得体会，对实验安排的建议与意见等。
1
控制信号（用二进制数据表示） 压START键前 B口 0000 0000 0001 不用 00 00 不用 00 0000 0000 0000 0001 0000 0000 0001 0000 0000 ALU输出 CZVS （4位十六进制） （4位二进制） ALU 输出 I8~I0 SST A口 不用 不用 0001 0001 0000 0001 0001 0001 001 00 00 00 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 001 001 001 001 001 001 001 001 001 001 SCi SSH 011000111 011000111 011000001 011001001 011001001 011011001 011100001 011110001 011111001 111000011 101000011 压START键后 CZVS 算术逻辑运算 *D1+0→R0 *D2+0→R1 R0+R1→R0 R0-R1→R0 计算机组成原理实验指导书
注：用*作标记的运算，表示D1、D2的数据是由拨动开关SW给出的。
表格中的一系列运算是连续执行的，即每一步运算是在前一步运算结果的基础上运行的。
2
R1-R0→R1 R0?R1→R1 R0?R1→R0 R0?R1→R0 ┐(R0?R1)→R0 2*R0→R0 R0/2→R0 计算机组成原理实验指导书
第二部分 基础汇编语言程序设计
实验目的
1．学习和了解TEC-2000十六位机监控命令的用法； 2．学习和了解TEC-2000十六位机的指令系统； 3．学习简单的TEC-2000十六位机汇编程序设计。
实验内容
1．使用监控程序的R命令显示／修改寄存器内容、D命令显示存储器内容、E命令修改存储器 内容；
2．使用A命令写一小段汇编程序，U命令反汇编刚输入的程序，用G命令连续运行该程序， 用T、P命令单步运行并观察程序单步执行情况。
实验要求
1．在使用该教学机之前，应先熟悉教学机的各个组成部分及其使用方法。 2．实验前仔细阅读附录一和附录二。
实验步骤
1．关闭电源，将大板上的COMl口与PC机的串口相连；
2．接通电源，在PC机上运行PCEC.EXE文件，设置所用PC机的串口为“l”或“2”，其它的设置一般不用改动，直接回车即可； 3．置控制开关为00101（连续、内存读指令、组合逻辑、16位、联机），开关拨向上方表示“1”，拨向下方表示“0”，“X”表示任意。其它实验相同； 4．按一下“RESET”按键，再按一下“START”’按键，主机上显示： TEC-2000 CRT MONITOR Version 2.0 2001.10
Computer Architecture Lab．，Tsinghua University Copyright Jason He
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5．用R命令查看寄存器内容或修改寄存器的内容 1）在命令行提示符状态下输入：
R↙ ；显示寄存器的内容
注：寄存器的内容在运行程序或执行命令后会发生变化。 2）在命令行提示符状态下输入：
R R0↙ 主机显示：
寄存器原值：xxxx
在后面输入新的值0036
再用R命令显示寄存器内容，则R0的内容变为0036。
6．用D命令显示存储器内容 在命令行提示符状态下输入：
D 2000↙
会显示从2000H地址开始的连续120个字的内容；
连续使用不带参数的D命令，起始地址会自动加120（即78H）。
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；修改寄存器R0的内容，被修改的寄存器与所赋值之间可以无空格，
也可有—个或数个空格
