計(jì)算機(jī)組成實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)報(bào)告

1、學(xué)號(hào)：20計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)習(xí)報(bào)告20142015學(xué)年秋季學(xué)期學(xué)院：信息與控制工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)12-1班姓名：陳斌實(shí)習(xí)日期：2014年12月15日12月19日實(shí)習(xí)成績:評(píng)閱教師:評(píng)閱日期:計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)習(xí)報(bào)告一、實(shí)習(xí)目的和要求計(jì)算機(jī)組成實(shí)習(xí)是計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)的重要組成部分。它除驗(yàn)證課堂教學(xué)外，是鞏固和深化所學(xué)到課堂知識(shí)的重要環(huán)節(jié)。通過實(shí)習(xí)要求學(xué)生了解計(jì)算機(jī)硬件的設(shè)計(jì)、制造過程，掌握計(jì)算機(jī)硬件的用途和發(fā)展方向，牢固地建立起計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本概念。二、實(shí)習(xí)地點(diǎn)、時(shí)間三、實(shí)習(xí)的收獲、體會(huì)以及對(duì)實(shí)習(xí)工作的建議時(shí)間實(shí)習(xí)地點(diǎn)實(shí)習(xí)項(xiàng)目及內(nèi)容摘要2014-12-15校內(nèi)戊1-411實(shí)習(xí)動(dòng)員2

2、014-12-16圖書館了解微程序控制器模型機(jī)所需芯片的工作原2014-12-17校內(nèi)戊1-411理，為設(shè)計(jì)模型機(jī)作準(zhǔn)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(jì)算機(jī)組成原理虛擬平臺(tái)，了解運(yùn)算校內(nèi)戊1-411器、存儲(chǔ)器、-微程序控制器電路原理，進(jìn)行微程序控制器模型機(jī)數(shù)據(jù)通路圖、指令周期流程圖設(shè)計(jì)、機(jī)器指令和微指令設(shè)計(jì)，編寫相應(yīng)的微程序計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)講座模型機(jī)邏輯電路搭建模型機(jī)調(diào)試與驗(yàn)證實(shí)習(xí)答辯整理資料、撰寫實(shí)習(xí)報(bào)告本次實(shí)習(xí)加深了我對(duì)嵌入式開發(fā)的理解，對(duì)各類運(yùn)算器、選擇器以及存儲(chǔ)器的使用有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，可以獨(dú)自完成一些加法器總線控制等結(jié)構(gòu)的

3、搭建。因?yàn)橄惹坝袑W(xué)習(xí)過單片機(jī)開發(fā)，所以在這次實(shí)習(xí)過程中接受的不是那么吃力，以前對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部硬件方面上的處理方式一直懵懵懂懂，通過這次實(shí)習(xí)對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部的機(jī)構(gòu)更加的清晰了，各個(gè)組件之間的配合關(guān)系也更加的明了，雖然還沒有能力獨(dú)自搭建一個(gè)完善的模型機(jī)，但是我有自信理解模型機(jī)的各個(gè)組成部分。在實(shí)習(xí)過程中雖然碰到關(guān)于知識(shí)方面的問題很少，但還是有不如意的地方，首先是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的內(nèi)容不是對(duì)應(yīng)的，導(dǎo)致通過實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)理解實(shí)驗(yàn)電路圖很吃力，其次是實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的可操作性非常差，不能移動(dòng)試圖導(dǎo)致無法細(xì)致的觀察個(gè)別地方的詳細(xì)線路，而且在總線控制那個(gè)試驗(yàn)中經(jīng)常崩潰，導(dǎo)致我在總線控制的理解上不是很到位，希望能夠優(yōu)化一下這

4、個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。本次實(shí)習(xí)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(shí)習(xí)后我會(huì)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(xué)不一樣，在專業(yè)分流前我排名年級(jí)前列，也就是說我是自愿選擇計(jì)算機(jī)這門專業(yè)的，我一直對(duì)計(jì)算機(jī)抱有濃厚的興趣，當(dāng)然也對(duì)計(jì)算機(jī)的前景非?？春?，計(jì)算機(jī)一直是一門飛速發(fā)展的學(xué)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(jìn)一步的帶動(dòng)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(tái)如OSWINDOW8JNUX等數(shù)不勝數(shù)，以及各種開發(fā)語言與環(huán)境，都有其用

5、武之地，也就是說，這么龐大的一門學(xué)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(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)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(yīng)用到計(jì)算機(jī)，這是一個(gè)趨勢(shì)，所以計(jì)算機(jī)專業(yè)的潛力可以說是無限的。五、微程序控制器模型機(jī)設(shè)計(jì)說明1設(shè)計(jì)目的融會(huì)貫通計(jì)算機(jī)組成原理課程各章教學(xué)內(nèi)容，通過知識(shí)的綜合運(yùn)用，加深對(duì)計(jì)算機(jī)各模塊工作原理和相互聯(lián)系的認(rèn)識(shí)，建立清晰的整機(jī)概念。2設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)微程序控制器模型機(jī)。設(shè)計(jì)采用五條機(jī)器指令：IN（輸入）、ADD（二進(jìn)制加法）、STA（存數(shù)）、OUT（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

6、器ADDaddrRO+addrR0STAaddrR0-addrOUTaddraddrLEDJMPaddraddrPC3詳細(xì)設(shè)計(jì)說明（包括數(shù)據(jù)通路圖、指令周期流程圖；機(jī)器指令和微指令設(shè)計(jì)、模型機(jī)邏輯電路設(shè)計(jì)、調(diào)試驗(yàn)證說明等內(nèi)容）模型機(jī)數(shù)據(jù)通路圖微指令格式設(shè)計(jì)根據(jù)模型機(jī)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A、BP:譯碼字段，P字段中的P1P4為四個(gè)測試字位，其功能是根據(jù)機(jī)器指令及相微指令24212019181716151312109761控制信號(hào)S3S0MCNRDM17M16ABPuA5uA0A字段B字段P字段151413控制信號(hào)121110控制信號(hào)987控制信號(hào)000000

7、000001LDRI001RS_G001P1010LDDR1010RD_G010P2011LDDR2011RI_G011P3104文檔i來源妒:從網(wǎng)絡(luò)收集整理0.worc?版本可編9iG歡迎.1下載支持0F0P4101LOAD101ALU_G101AR110LDAR110PC_G110LDPC應(yīng)微代碼進(jìn)行譯碼，使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微地址入口，從而實(shí)現(xiàn)微程序的順序、分支、循環(huán)運(yùn)行；B字段中的RS-B、RD-BRI-B分別為源寄存器選通信號(hào)、目的寄存器選通信號(hào)及變址寄存器選通信號(hào)，其功能是根據(jù)機(jī)器指令來進(jìn)行三個(gè)工作寄存器R0R1及R2的選通譯碼；A字段中的LDRI為從輸入設(shè)備組件中讀入數(shù)據(jù)使能控制信

8、號(hào)。指令周期流程圖“取指”是公用微指令，為了確定不同機(jī)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(duì)于五條機(jī)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(jī)器指令I(lǐng)N的時(shí)候要執(zhí)行三條微指令：01、02和10,每個(gè)微指令需要一個(gè)CPU周期來執(zhí)行，所以執(zhí)行一條機(jī)器指令I(lǐng)N需要三個(gè)CPU周期。機(jī)器指令和微指令代碼設(shè)計(jì)根據(jù)指令周期流程圖和微指令格式，將每條微指令和機(jī)器指令代碼化。程序使用五條機(jī)器指令，從起始地址00H開始執(zhí)行，程序先從輸入設(shè)備讀入數(shù)據(jù)，與內(nèi)存地址為OAH中的數(shù)據(jù)進(jìn)行相加并存入內(nèi)存地址OBH中，最后在輸出設(shè)備中顯

9、示，程序循環(huán)運(yùn)行，直到用戶中斷為止。1.微指令代碼微地址S3S2S1S0MACNWEM17M16ABPA5卩A00000000001100000010001000001000000011110110110000010020000000011000000010010000300000000111000000000010004000000001011000000000101050000000110100010000001100610010101100110100000000107000000001110000000001101100000000000010000000000011100000001

10、111011011000001112000000011110110110000111130000000111101101100011101400000001111011011001011015000000101000001000000001160000000011100000000011111700000000101000000001010120000000011110110110010010210000000111101101100101002200000000101000000001011123000000011000000000000001240000000000100000000110

11、00250000011100001010000000012600000000110100011000000127000001110000101000010000300000011010001010000100002.機(jī)器指令代碼地址（二進(jìn)制）內(nèi)容（二進(jìn)制）助記符說明0000000000000000IN將輸入數(shù)據(jù)送R0寄存器0000000100010000ADD0AHRO+0AHR00000001000001010地址0000001100100000STA0BHR00BH0000010000001010地址0000010100110000OUT0BH0BHLED0000011000001011地

12、址0000011101000000JMP00H00HPC0000100000000000跳轉(zhuǎn)地址0000101000000001加數(shù)，可自定00001011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(chǔ)器芯片一片，編譯器芯片一片，八位同步計(jì)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(tái)中模型機(jī)搭建六、對(duì)所學(xué)專業(yè)的認(rèn)識(shí)和了解（選擇可以反映實(shí)習(xí)收獲且對(duì)計(jì)算機(jī)組成原理課程有進(jìn)一步理解與掌握的內(nèi)容，自立題目）“大智移云外”是當(dāng)今世界主流技術(shù)發(fā)展的5

13、個(gè)方向，分別為大數(shù)據(jù)，智能穿戴，移動(dòng)平臺(tái)，云計(jì)算和外包，可以說，計(jì)算機(jī)專業(yè)依舊有強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)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(gè)方向，它涉及到的最基本的就是就是嵌入式開發(fā)。計(jì)算機(jī)組成原理在我看來就是是學(xué)習(xí)嵌入式開發(fā)的基礎(chǔ)，想要成為嵌入式開發(fā)的大牛必須精通計(jì)算機(jī)組成原理，當(dāng)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(shí)就是內(nèi)部裝載了各式傳感器與運(yùn)算器，即便如此也不是隨便抓起一個(gè)人就能成就一番事業(yè)的，對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部原理認(rèn)識(shí)不夠的話是無法做出最優(yōu)的解決方案的，這一點(diǎn)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(jī)以及下一代的128位機(jī)，計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)組成原理的話即便我們的計(jì)算機(jī)再往下發(fā)展十代，對(duì)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(yàn)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(jì)算機(jī)原理的話，就可以根據(jù)計(jì)算機(jī)內(nèi)部各種運(yùn)算器的特性編寫特別的算法，是算法更快更有效