2023年计算机硬件基础实验报告.docx

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1、网络iin学保College ot Network Tecbnelon计算机硬件基础实验报告指导教师:姓名：班级:学号：2 .将RO中的数写入存储器20H单元，从存储器2 0H单元读数到R2。3 .将R1中的数写入存储器20H单元,从存储器20H单元读数到R3。4 .检查R2、R3的内容是否对的。5 .在上述任务中记录有关信号的值，并对信号的取值做出对的的解释。五、实验环节：详见实验报告书P23-P2 4页。六、实验结果：1 .实验内容1和2制作成动画录像收存.在实验过程中记录有关信号的值，并对信号的取值做出对的的解释七、思考题：（加分项目）1 .在实验报告书P 2 3-P24页的实验环节3-

2、6中是否改变了 R 0和R1的值?为什么？答:2 .在实验报告书的P24页的实验环节6中A总线A7-A 0上显示的是哪个寄存器的值？为什么？答：实验四：微程序控制器实验一、实验目的：1 .掌握时序信号发生器的工作原理。2 .了解TEC -G 1模型计算机的微程序控制器的原理。3 .学会微程序控制器的一般设计方法。4 .读懂微程序流程。5 .理解微程序流程图设计方法。二、实验原理：详见实验报告书P 2 5-P30页。注：L时序信号发生器电路图详见实验报告书P25页。2.名称助记符功能指令格式IR7 I R6 IR5IR4IR3IR2IR1 IRQ加法ADD RO, RsRO - RO +Rs00

3、 0 000Rs减法SUB RO,RRO - RO - Rs00010 0Rs逻辑与AND RO,RRO - RO a ndRs00100 0Rs逻辑或0 R RO, RRO RO o r R s00 1 100Rs传送1MOVA Rd, RORd - RO0 10 0Rd00传送2MOVB RO , RsRO - Rs1 0 1000Rs取数LD RO, i mmRd - imm01 0 1R dXX立即数imm存数ST RO, a d drRO DLMOV WORD PTRBX+SI+2, 2 8 46用A命令输入上述程序，并用T命令逐条运营。每运营条有关内存操作数的指令，要用D命令检查并

4、记录有关内存单元的内容， 注明是什么寻址方式。注意：D命令显示结果中右边的Ascii字符及双字节数存放法。(2)求累加和程序：MOV BX, 1 00 0MOV C X, 10SUB AX, AXLOP： ADD AL, BXADC AH, 0INC BXJ:LOOP LOPI NT3用A命令将程序输入到1OOH开始的内存中，在输入时记下标号LOP和J的实际地址, 在输入LOOP指令时LOP用实际地址值代替。用命令N AA将此程序命名为文献AA （文献名可任取）。用R命令将B X ：CX改为程序长度值（即最后条指令后面的地址减去开始地址）。用命令w 10 0将此程序存到AA命名的磁盘文献中。用

5、命令Q退出DEBUGo用命令DEBUG AA再次调入DEBUG和文献AA,可用u命令检查调入程序。若调 入D EBUG时忘了加AA文献名，可用N命令和L命令将文献调入。用E命令在内存地址1 000H处输入16个数字。用命令G 100J（J用实际地址代替），使程序运营并停在断点J上，检查AX和BX 的值是否符合估计值。用T命令运营一步，观测程序方向（I P值）和CX值是否与估计同样，若不同样，检 查程序是否有错。反复G、J与T命令,再检查AX的值是否对的。况用G命令使程序运营到结束，检查AX的值是否对的。（3）求多个多字节数据的加法程序：MOV D I , 1 000NOV CX, MOV SI

6、, 20 2 3CLCI,OP:MOV AL, SIADC DI, ALINC S IINC D ILOOP LOPINT 20用A命令输入此程序。用E命令在1000H开始处输入一个8B被加数，在2 0 23H开始处输人一个8B加数, 均为低字节在前面。用G命令运营此程序,并用D命令检查其结果（存放在哪里？），是否对的？将INT 2 011指令改为INT 3,有何区别?若不加这条指令,行不行?试一试。三、实验设备：请依据自己计算机写出硬件配置：四、实验内容：1 .求两数和程序与两数多字节加减法程序。2 .求累加和程序。3 .求多个多字节数据的加法程序。五、实验环节：详见附录实验八：内存操作数及

7、寻址方法实验的“基本操作”部分。六、实验结果： 实验内容制作成动画录像收存附录部分实验七调试程序DEB UG实验目的熟悉调试程序DEBUG,掌握调试程序DE BUG操作环节。实验内容(1 )掌握调试程序DEBUG的基本命令。(2)在DEBUG下查看开机后执行的第一条指令。(3 )在DEBUG下查看数据在内存中的存放情况。基本操作1.调试程序DEBU GDEBUG. EXE是DOS提供的一个调试汇编语言程序的程序,每个版本的D OS都带有该程 序。DEBUG程序采用的是命令行方式，使用不方便，但实用性强,是学习汇编语言程序、计算 机硬件等课程的有效工具。DDE BUG的重要命令DEBUG的重要命

8、令如表实2-1所示。表实2T DEBUG重要命令一览表命令功能前介命令功能简介R显示、修改寄存器内容D显示内存内容RF显示、修改PSW内容E修改内存内容A汇编指令W将内存块写入文件U反汇编L将文件调入内存T单步执行指令I读入端口的内容I5在下一条指令上停止O将数据写入端口G连续执行指令Q退出DEBUG返回DOS2) DEBUG程序的具体作用查看/修改寄存器、内存单元的内容。学习寻址方式和指令系统。了解计算机取指令，执行指令的工作过程。(4)调试有问题的汇编语言程序。注意：D EBUG下符号与标志的相应关系如表实2 2所示。表实2 2 DEBUG下符号与标志位相应表标志名称10溢出标志OFOVN

9、V方向标志DFDNUP中断标志IFEIDI符号标志SFNGPL零标志ZFZRNZ辅助标志AFACNA奇偶标志PFPEPO进位标志CFCYNC2.操作环节1)基本命令实验-R-RD： DEBUG；进入 DEBUG；查看当前各寄存器的内AX=O 0 0 0 B X=000 0 C X=0000 l)X=0 0 00 S P = F F EE BP=000 0 SI =0000 1)1=00 0 0D S=1271 ES=127 1 SS= 1 271 CS= 127 1 IP=0 1 00NV UP EI PL NZ NA PO NC271： 0 100 B 8 34 1 2 MOV A X, 1

10、 234-D 0:0；查看0:07FH内存块的内容0000: 0 0 00 9E OF C9 00 65 0 4 70 00- 1 6 00 E B 07 65 0 4 70 00. . e.P e. p.e.0000： 0010 6 5 04 7 0 0 0 5 4 FF 0 0 FO-58 7F 00 F0 F5 E7 0 0 F0实验一:运算器实验一、实验目的：1 .熟悉寄存器的读写操作。2 .熟悉运算器的数据通路。3 .验证运算器的加、减、与、或功能。4 .按给定的数据，完毕几种指定的算术、逻辑运算功能。二、实验原理：实验电路图详见实验指导书P12-P13页。操作方式选择S3 S2 S

11、I SOM操作类型功能HLLHL加法F=A加 BLHHLL减法F=A 减 BHLHHH逻辑与F=A 与 BHHHLH逻辑或F=A 或 BHHHHH传送1F=AHL HLH传送2F=B器操作功能三、实验设备：1 . TEC-G1计算机组成实验系统1台.双踪示波器1台2 .直流万用表1只四、实验内容：1 .用逻辑笔测试时序信号Tl、T2、T3。2 .对下述7组数据进行加、减、与、或运算。(1) A=OFO H,B=10H A = 1 0 I I, B = OEOH (3)A=03H,B=05H-U F FFF:O处的指令FFFF: 0 00 0 CD 1 9 IN T 1 9FFFF:0002 E

12、OO 0 LOOPNZ 0004；反汇编FFFF： 0-A;汇编一条指令12 7 1 :0100 MOV AX, 12341 271:0 1 03-T = 100;执行该指令AX=123 4 BX=0000 CX=00 0 0 DX=0000 SP=FFEE BP=000 0 S 1= 0 0 00 DI= 0 0 00DS=12 7 1 ES= 127 1 SS= 1 271 CS=127 1 I P =0103NV UP EI PL NZ NA PO NC1271:0 1 03 E9 C300 JMP 01C9-R；查看指令执行后结果AX=1234 BX=00 0 0 CX= 0 0 0

13、0 DX=O()O() SP=FF E E BP=0000 SI =0000 1)1 , 0 00()DS= 1 27 1 ES: 1 271 SS=1 2 71 CS=127 1 IP=0103NV UP E 1 PL NZ NA PO NC退出DEBUGD:2)在D EBUG下查看开机后执行的第一条指令D； DEBUG-u FFFF:O0处的指令-QBUG3)在D EBuG下杳看数据在内存中的存放情况D: DEBUG-A传送指令1 6 9 3:0100 MOV word pt r 0, 12341 693:0 1 0 6-TAX =0000 BX=OO 0 0 C X=0000 DX= 0

14、 000SP二FFEE BP=000 0 S 1=0000 DI = 0000DS= 1 69 3 ES=1693 SS=1693 CS=1693 IP=0106NV UP E T PL N Z NA P0 NC1693:0106 50 PUSH AX-D l)S:016 9 3:0000 34 1 2 FF 9E OO 9A EE FE- 1 D F0 4F;进入DEBUG；反汇编FFFF：;显不指令;退出DE； 进入DEBUG；汇编一条；执行该指令；查看结果3 18 10 8A 03()0 02 FF FF FF讨论;退出DEBUG1693:00 1 0 1 8 10 1 7 0 3 18

15、 1 0 23 OE-O 1 0 1 01.开机后的第一条指令应当在内存的什么区域?是在ROM还是RAM中？为什么？1 .开机后执行的第一条指令的地址是否固定？为什么？当 PC的电源打开后，PC硬件产生RESET信号给CPU , RE SET结束后80 x86 结构的C PU将自动进入实模式，并从地址 OxFFFFO开始自动执行程 序代码，这个地址通常是R0M-BI0S中的地址。第一步：当我们按下电源开关时，电源就开始向主板和其它设备供电，此时电压 还不太稳定，主板上的控制芯片组会向c p u发出并保持一个reset （重置）信号， 让cpu内部自动恢复到初始状态，但c p u在此刻不会立即执

16、行指令。当芯片组 检测到电源已经开始稳定供电了（当然从不稳定到稳定的过程只是一瞬间的事 情），它便撤去reset信号（假如是手工按下计算机面板上的r es e t按钮来重启 机器，那么松开该按钮时芯片组就会撤去reset信号），cpu立即就从地址ff ffO h处开始执行指令，从前面的介绍可知，这个地址事实上在系统bios的地址 范围内，无论是award b i o s还是ami bios,放在这里的只是一条跳转指令， 跳到系统bi os中真正的启动代码处。第二步：系统b i os的启动代码一方面要做的事情就是进行post （powe r on s e I f t e st,加电后自检），p

17、ost的重要任务是检测系统中一些关键设备是 否存在和能否正常工作，例如内存和显卡等设备。由于post是最早进行的检测 过程，此时显卡还没有初始化，假如系统bios在进行post的过程中发现了一 些致命错误，例如没有找到内存或者内存有问题（此时只会检查640k常规内存）， 那么系统bios就会直接控制喇叭发声来报告错误，声音的长短和次数代表了错 误的类型。在正常情况下，post过程进行得非常快，我们几乎无法感觉到它的存 在，post结束之后就会调用其它代码来进行更完整的硬件检测。第三步：接下来系统b i os将查找显卡的bios,前面说过，存放显卡bi os的 rom芯片的起始地址通常设在cOO

18、OOh处，系统bios在这个地方找到显卡b ios之后就调用它的初始化代码，由显卡b i os来初始化显卡，此时多数显卡都 会在屏藻上显示出一些初始化信息，介绍生产厂商、图形芯片类型等内容，但是 这个画面几乎是一闪而过。系统bios接着会查找其它设备的bi。S程序，找到 之后同样要调用这些b i os内部的初始化代码来初始化相关的设备。第四步：查找完所有其它设备的bios之后，系统bi os将显示出它自己的启动画 面，其中涉及有系统bi os的类型、序列号和版本号等内容。第五步：接着系统bio s将检测和显示cpu的类型和工作频率，然后开始测试 所有的ram,并同时在屏幕上显示内存测试的进度，

19、我们可以在emos设立中自 行决定使用简朴耗时少或者具体耗时多的测试方式。第六步：内存测试通过之后，系统b ios将开始检测系统中安装的一些标准硬 件设备，涉及硬盘、cdrom、串口、并口、软驱等设备，此外绝大多数较新版 本的系统b ios在这一过程中还要自动检测和设立内存的定期参数、硬盘参数和 访问模式等。第七步：标准设备检测完毕后，系统bi os内部的支持即插即用的代码将开始检 测和配置系统中安装的即插即用设备，每找到一个设备之后，系统bios都会在 屏幕上显示出设备的名称和型号等信息，同时为该设备分派中断、dma通道和i /o端口等资源。第八步：到这一步为止，所有硬件都已经检测配置完毕了

20、，多数系统bios会重新 清屏并在屏幕上方显示出一个表格，其中概略地列出了系统中安装的各种标准硬 件设备，以及它们使用的资源和一些相关工作参数。实验八内存操作数及寻址方法实验目的(1 )纯熟掌握DEBUG的常用命令,学会用DEBUG调试程序。(2)掌握数据在内存中的存放方式和内存操作数的几种寻址方式。(3)掌握简朴指令的执行过程。实验内容(1)求两数和程序与两数多字节加减法程序。(2)求累加和程序。(3 )求多个多字节数据的加法程序。实验器材依据自己计算机写出硬件配置。基本操作(1)求两数和程序与两数多字节加减法程序。MOV AX, 1 23 4 直接寻址MOV 1 0 00, AXMOV B

21、X, 10 0 2MOV BYT E PTRBX, 20MOV DL, 39INC B XMOV BX, DLDEC DLMOV S I ,3MOV B X+SI, DLMOV BX+S I +1 , DLMOV WORD PTR BX+S 1+2, 2846用A命令输入上述程序，并用T命令逐条运营。每运营一条有关内存操作数的指令，要用D命令检查并记录有关内存单元的内容，注 明是什么寻址方式。注意:D命令显示结果中右边的Ascii字符及双字节数存放法。注意将相应的信息写在相应的语句 旁，用注释方式(2)求累加和程序。MOV BX, 1 0 00MOV CX, 10SUB AX, AXLOP：

22、ADD AL, BXADC AH, 0INC BXJ： LOOP LOPINT3用A命令将程序输入到1 00H开始的内存中，在输入时记下标号LOP和J的实际地址, 在输入LOOP指令时LOP用实际地址值代替。用命令N AA将此程序命名为文献AA （文献名可任取）。用R命令将BX:CX改为程序长度值（即最后一条指令后面的地址减去开始地址）o用命令w 100将此程序存到A A命名的磁盘文献中。用命令Q退出DE BUGo用命令DEBUG A A再次调入DEBUG和文献AA,可用u命令检查调入程序。若调入 DEBUG时忘了加AA文献名，可用N命令和L命令将文献调入。用E命令在内存地址1000H处输入1

23、 6个数字。用命令G-IOOJCJ用实际地址代替），使程序运营并停在断点J上,检查AX和BX 的值是否符合估计值。用T命令运营一步，观测程序方向（IP值）和CX值是否与估计同样，若不同样，检 查程序是否有错。反复G、J与T命令，再检杳AX的值是否对的。况用G命令使程序运营到结束，检查AX的值是否对的。（3）求多个多字节数据的加法程序。MOV DI, 100 0NOV CX,MOV SI, 2 0 23C LCLO P：M0V AL, S I ADC DI, ALINC S IINC D ILOOP LOPINT 20用A命令输入此程序。用E命令在10 0 0H开始处输入一个8B被加数，在202

24、3 H开始处输入一个8B加数, 均为低字节在前面。用G命令运营此程序，并用D命令检查其结果（存放在哪里?），是否对的？将INT 20H指令改为INT 3,有何区别?若不加这条指令，行不行？试一试。姬 神 出 品.必 属 精 品(4)A=0AH, B=OAH (5)A=0FFH, B= 0 AAH(6)A=5 5H,B=0 AAH(7)A=0C5H, B=61H.在实验过程中，记录每一步中有关信号的值，并对这些信号的作用予以解释。五、实验环节：详见实验指导书P14-P16页。六、实验结果：1.用逻辑笔测试时序信号门、T2、T32. 7组数据的加、减、与、或运算结果与C、Z标志位时序信号QD 指示

25、灯D1DO高低T1T2T3数值 运算加减与或CzA=OFOH, B= 1 OHA=1OH, B=OFOHA=0 3H, B=05HA=OAH, B= 0 AUA=0 F FH, B=OAAHA= 5 5 H , B= 0 AAHA=0C5H, B=6 1113 .实验中记录每一步中有关信号的值,并对这些信号的作用予以解释操作 指示灯SELOSEL1SEL2SEL3LRSWBUSALUBUSLD ZLDC写入D0-D7写入AO-A 7写入BO- B 7 , 加减与或重置解释:七、思考题：（加分项目）为什么在A总线上出现数据A、在B总线上出现数据B后，在数据总线DBUS上可以直接观测运算的数据结果

26、,而标志结果却在下一步才干观测到？答：实验二:存储器读写实验一、实验目的：1 .了解静态随机读写存储器MH61 16的基本工作特性及使用方法。2 . 了解半导体存储器SRAM如何存储和读出数据。二、实验原理：详见实验报告书P16-P19页。注：1 .存储器器件HM6U6外形图详见实验报告书P17页2 .写操作时序图详见实验报告书P17页3 .读操作时序图详见实验报告书P 18页4 .存储器实验电路图详见实验报告书P 1 8页三、实验设备：1 . TEC-G 1计算机组成实验系统1台.双踪示波器1台（非必备）2 .直流万用表1只四、实验内容：1 .将下列1 0十个数写入从地址23H开始的1 0个

27、存储单元。10H, 11H, 1 2H, 1 3H, 14H, 2 AH, 2BH, 25H, 0FH.08H2 .从地址2 3H开始的存储单元连续读出10个数,并将读出的数和写入的数比较,看是否一 致。3 .在存储器读、写的过程中，记录下有关信号的值，并且解释这些信号的作用。五、实验环节：详见实验报告书P 1 9-P21页。六、实验结果：1 .实验内容1和2制作成动画录像收存2 .在存储器读、写的过程中，记录下有关信号的值，并且解释这些信号的作用解释:操作 指示灯SWB USRAMBUSLARSELARLRWA R I NC输入存储地址输入存储信息输入读取地址3 .结合实验报告书P 18页的

28、存储器实验电路图，说明在TEC-G1模型见算计中是如何实现 存储器的读写答:七、思考题：（加分项目）在T E C G1模拟计算机中，信号SWBUS和RAMB US能否同时为1 ?为什么?答：实验三:数据通路实验一、实验目的：1 .了解TEC-G1模型计算机的数据通路。2 .了解各种数据在TEC-G1模型计算机数据通路中的流动途径。二、实验原理：详见实验报告书P21-P23页。TEC-G 1模型计算机数据通路框图详见实验报告书P22页。三、实验设备：L TEC-G1计算机组成实验系统1台2 .双踪示波器1台（非必备）3 .万用直流表1只四、实验内容：1.向R 0中写入35H,向R 1中写入8 6 Ho