32位MIPS处理器设计实验报告
数字逻辑与处理器基础实验
32位MIPS处理器设计实验报告
王晗
(2013011076)
July26,2015
Date Performed:July15,2015
Partners:耿天毅(2012011119)
陈志杰withdrawn
1实验目的
熟悉现代处理器的基本工作原理；掌握单周期和流水线处理器的设计方法。
2设计方案
2.1总体结构
由于这次实验涉及的功能较多，我们将完整的CPU分成多个模块。指令存储器、寄存器堆、控制器、ALU控制器、ALU、数据存储器、UART等功能单元均在单独的Module中实现。其中指令存储器、寄存器堆、控制器、ALU控制器、ALU等单元在Single Cycle Core中实例化，作为单周期处理器的核心；数据存储器、UART和定时器、LED、七段数码管、开关在Peripheral中实现，作为处理器的外设。处理器核心和外设在顶层模块中实例化，互相通信。
单周期CPU模块的结构关系如Figure1所示：
Figure1:单周期处理器结构
对于流水线CPU，我们还在Pipeline Core中加入了流水线寄存器、冒险检测单元、数据转发单元：
Figure2:流水线处理器结构
2.2ALU1
ALU模块的结构如图所示，输入两个操作数A、B和控制信号ALUFun、Signed，在ARITH子模块中做加减法运算，CMP子模块根据ARITH模块的输出进行比较判断，LOGIC和SHIFT模块分别进行逻辑运算和移位运算，ALUFun的最高两位用于控制多路选择器的输出。
Figure3:ALU结构
ARITH模块ARITH模块中包括减法和加法两个模块，加法模块直接通过+号运算，减法模块先对第二个操作数取补码，再调用加法模块做加法运算。Overflow和Negative信号的产生是ALU中的难点：
Figure4:ADD中的Overflow和Negative
1原作者：陈志杰；修改：王晗
其中pos为正数，neg为负数，big为MSB=1的无符号数，small为MSB=0的无符号数。
Figure5:SUB中的Overflow和Negative
图中的缩写含义同上。
CMP模块CMP模块直接根据ARITH模块产生的Zero,Overflow,Negative进行关系判断。LOGIC模块LOGIC模块直接根据ALUFun[3:0]指定的逻辑运算进行运算。
SHIFT模块将移位操作拆分为16位移位、8位移位、4位移位、2位移位、1位移位，分别用Shamt 的每一个bit位控制，组合产生最后的运算结果。
2.3寄存器堆、指令存储器、数据存储器和外设2
寄存器堆直接采用reg[31:0]RF_DATA[31:1]实现，注意RF_DATA[0]不存在，读取时直接返回0。
指令存储器将机器码以十六进制文本的形式存放在.rom文件中，使用$readmemh系统任务初始化一个大小为256words的只读存储器。
数据存储器由于数据存储器容量设计为256words，因此寻址时只根据address[9:2]寻址。
另外，0x40000000开始的地址用于外设编址，因此数据存储器不对0x40000000开始的地址进行读写操作。
其他外设定时器、LED、Switch参考老师提供的样例代码直接在Peripheral.v中实现，UART使用春季学期第四次实验的UART发送和接收模块，将发送模块中Tx_Status的定义取反，即1表示发送端忙碌。UART的控制同样在Peripheral.v中实现，当0x40000018写入要发送的数据时，串口控制器自动产生一个发送使能信号。
2作者：王晗
2.4控制器和ALU控制器3
控制单元采用两级控制的实现方法，在主控制器中根据OpCode和Funct产生PCSrc、RegWrite、RegDst、MemRead、MemWrite、MemToReg、ALUSrc1、ALUSrc2、ExtOp、LuOp、ALUOp等控制信号，其中ALUOp经过ALU控制器进一步解码生成ALUFunc、Signed信号，控制ALU的运算，其余信号控制数据通路中的多路选择器。控制器还产生了UndefinedInst信号，用于识别未定义指令的异常。
在单周期CPU中，PCSrc信号位宽为2，分别指示从PC+4、Branch Target、Jump Target、Jump Register取出下一个指令地址，当发生中断或异常时，由Single-Cycle Core直接跳转至中断或异常服务程序入口。在流水线CPU中，为了方便流水线寄存器操作，将PCSrc信号位宽扩展至3，当发生中断或异常，PCSrc变为100或101，指示中断或异常服务程序入口。
2.5单周期数据通路4
Figure6:单周期数据通路
3作者：王晗
4作者：王晗
a.当没有中断或异常时，根据PCSrc取出下一个PC地址，并读取指令；否则跳转至中断或异常服
务程序。
b.RegDst控制写入的目标寄存器：R型指令写入Rd；I型指令写入Rt；jal/jalr指令写入$31；中
断或异常写入$26。
c.ExtOp控制立即数的符号扩展或无符号扩展。
d.LuOp控制立即数左移16位，用于lui指令。
e.ALUSrc1用于选择RegReadData1或Shamt作为ALU的第一个操作数，ALUSrc2用于选择
RegReadData2或立即数作为ALU的第二个操作数。
f.MemRead、MemWrite控制外设和数据存储器的读写。
g.MemToReg用于选择写入寄存器的数据来源：运算指令来源为ALU输出，lw指令来源为Mem-
ReadData，jal/jalr/中断/异常来源为PC+4。
h.PC的最高位为监督位，不用于寻址。当PC[31]=1时为内核态，禁止中断请求；当PC[31]=0时
为正常态，允许中断请求。Reset、异常、中断可以将PC[31]置1，jr、jalr可以将PC[31]清零。
2.6流水线数据通路5
Figure7:流水线数据通路
5
a.在单周期数据通路的基础上添加流水线寄存器。
b.添加数据转发单元，从EX/MEM或MEM/WB寄存器转发数据，解决ALU运算中的数据关联
问题。
c.完善数据转发单元，从ALUOut、MemReadData、RegWriteData转发数据，解决jr指令的数据
关联问题。
d.添加冒险检测单元，对存在load-use竞争的指令阻塞一个周期，禁止PC寄存器写入、清空ID/EX
寄存器。
e.完善冒险检测单元，在EX阶段进行分支时，需要清空IF/ID和ID/EX寄存器。
f.完善冒险检测单元，在ID阶段进行跳转时，需要清空IF/ID寄存器。
2.7汇编代码6
Supplementary report will be submitted separately.
2.8汇编器7
Supplementary report will be submitted separately.
3关键代码及文件清单
3.1寄存器堆的读写8
寄存器堆在同一周期对同一个寄存器先写再读不会引起数据冒险，为了实现这个目的，先对读取的寄存器地址做判断，如果读取地址为0，则返回0；如果读取地址和写入地址相同，则返回写入的值；其他情况返回寄存器堆中相应寄存器的值。
regfile.v
assign data1=(addr1==5'b0)?32'b0:
(addr1==addr3)?data3:
RF_DATA[addr1];
3.2数据转发单元9
对于ALU运算的指令，输入数据来自寄存器堆时，可能存在数据冒险。为了解决这个问题，可以从EX/MEM或MEM/WB寄存器转发数据到ALU输入端。从EX/MEM转发的条件是前一条指令需要写非$0寄存器，且写入地址和欲读取地址相等；从MEM/WB转发的条件是前两条指令需要写非$0寄存器，欲读取的地址和写入地址相等，并且不能从前EX/MEM就近转发。
6作者：耿天毅
7作者：耿天毅
8作者：王晗
9
ForwardUnit.v
if(EX_MEM_RegWrite==1'b1&&
EX_MEM_RegWriteAddr!=5'h00&&
EX_MEM_RegWriteAddr==ID_EX_InstRs)
ForwardA=2'b10;
5else if(MEM_WB_RegWrite==1'b1&&
MEM_WB_RegWriteAddr!=5'h00&&
MEM_WB_RegWriteAddr==ID_EX_InstRs)
ForwardA=2'b01;
else
10ForwardA=2'b00;
//ForwardB is similar to this.
对于jr指令，同样存在数据冒险。由于跳转操作在ID阶段完成，如果检测到jr的目标寄存器和ID_EX段写入寄存器相同，需要从ALUOut转发数据；如果目标寄存器和EX_MEM段写入寄存器相同，需要从MemReadData转发数据；如果目标寄存器和MEM_WB段写入寄存器相同，则需要从RegWriteData转发数据。
ForwardUnit.v
if(ID_PCSrc==3'b011&&IF_ID_InstRs==ID_EX_RegWriteAddr
&&ID_EX_RegWriteAddr!=0&&ID_EX_RegWrite)
ForwardJr=2'b01;
else if(ID_PCSrc==3'b011&&
5IF_ID_InstRs!=ID_EX_RegWriteAddr&&
IF_ID_InstRs==EX_MEM_RegWriteAddr&&
EX_MEM_RegWrite&&
EX_MEM_RegWriteAddr!=0)
ForwardJr=2'b10;
10else if(ID_PCSrc==3'b011&&
IF_ID_InstRs!=ID_EX_RegWriteAddr&&
IF_ID_InstRs!=EX_MEM_RegWriteAddr&&
IF_ID_InstRs==MEM_WB_RegWriteAddr&&
MEM_WB_RegWriteAddr!=0&&
15MEM_WB_RegWrite)
ForwardJr=2'b11;
else
ForwardJr=2'b00;
3.3冒险检测单元10
对于load指令，需要阻塞一个周期，即在禁止PC寄存器、IF_ID流水线寄存器写入，并清空ID_EX流水线寄存器；
对于跳转指令，在ID段完成正确的跳转，因此IF段的指令是错误的，需要清空IF_ID流水线寄存器；对于分支指令，在EX段完成分支判断，因此如果成功跳转，IF、ID段的指令均是错误的，需要清空IF_ID和ID_EX流水线寄存器。
HazardUnit.v
//参见/pipeline/HazardUnit.v
在清空寄存器时，为了保证jal/jalr/中断/异常写入寄存器堆的PC+4保持正确，我们采用了如下策略：
a.如果ID_EX寄存器清空，表明一条指令被抛弃，需要将ID_EX_PC_plus_4的值减4；
b.如果IF_ID寄存器清空且ID_EX不清空，表明一条指令被抛弃，需要将IF_ID_PC_plus_4
的值减4；
c.如果IF_ID和ID_EX寄存器同时清空，表明两条指令被抛弃，需要将IF_ID_PC_plus_4的
值减8。
3.4UART输入11
Supplementary report will be submitted separately.
3.5最大公约数12
Supplementary report will be submitted separately.
3.6数码管译码13
Supplementary report will be submitted separately.
3.7UART输出14
Supplementary report will be submitted separately.
3.8文件清单
10作者：王晗
11作者：耿天毅
12作者：耿天毅
13作者：耿天毅
14
Directory File Description
/assembler/MIPSAssembler.py Python编写的汇编器
/MIPScode_singlecycle.asm UART收发、求最大公约数、数码管译码
/MIPScode_singlecycle.rom汇编结果
/MIPScode_pipeline.asm在单周期基础上延长定时器周期
/MIPScode_pipeline.rom汇编结果
/ALU/ALU.v ALU顶层模块
/ADD.v加法器
/SUB.v减法器
/ARITH.v算术运算单元
/CMP.v比较运算单元
/LOGIC.v逻辑运算单元
/SHIFT.v移位运算单元
/single_cycle/ALU/*ALU,同上
/Controller/Controller.v控制单元
/Controller/ALUController.v ALU控制单元
/InstructionROM/rom.v指令存储器
/Peripheral/Peripheral.v外设顶层模块
/Peripheral/DataMem.v数据存储器
/Peripheral/digitube_scan.v扫描方式工作的数码管
/Peripheral/uart*UART相关模块
/RegFile/regfile.v寄存器堆
/clk_gen.v分频模块
/single_cycle_core.v单周期CPU内核
/single_cycle.v单周期CPU顶层模块
/single_cycle_tb.v单周期CPU TestBench
/pipeline/ALU/*ALU,同上
/Controller/Controller.v控制单元
/Controller/ALUController.v ALU控制单元
/InstructionROM/rom.v指令存储器
/Peripheral/*外设，同上
/RegFile/regfile.v寄存器堆
/RegFile/PC_reg.v PC寄存器
/RegFile/IF_ID_reg.v IF_ID流水线寄存器
/RegFile/ID_EX_reg.v ID_EX流水线寄存器
/RegFile/EX_MEM_reg.v EX_MEM流水线寄存器
/RegFile/MEM_WB_reg.v MEM_WB流水线寄存器
Directory File Description
/ForwardUnit.v数据转发单元
/HazardUnit.v冒险检测单元
/pipeline_core.v流水线CPU内核
/pipeline.v流水线CPU顶层模块
/pipeline_tb.v流水线CPU TestBench 4仿真结果及分析
4.1单周期LED、Switch外设
如Figure8所示，从switch读入0x4a，再将0x4a输出至led。
Figure8:单周期LED、Switch外设
4.2单周期定时器、七段数码管
首先利用jr指令清空PC[31]，从而允许中断（如Figure9所示）。
Figure9:清空PC[31]
然后对定时器置数，启动定时器（如Figure10所示）。
Figure10:启动定时器
发生定时器中断时，先禁用定时器中断，改变一个数码管的值，再启用定时器中断（如Figure11所示）。
Figure11:定时器中断
4.3单周期串口
如Figure12所示，从串口接收数据，加1，再通过串口返回。
Figure12:单周期串口
4.4单周期完整程序
我们先在MARS模拟器上进行了仿真（如Figure13所示），$s1=125、$s2=25为两个输入参数，$s3=25为输出结果，最大公约数计算正确。
Figure13:MARS仿真器仿真结果
如Figure14所示，从UART读入两个操作数，分别存放至$s1、$s2，最大公约数运算结果存放到$s3，通过LED显示，同时经UART输出。
Figure14:单周期完整程序运行结果
4.5流水线数据通路
如Figure15所示，将$1置1，5个时钟周期后1被写入寄存器堆；两个空指令(nop)后，将$1加1并存入$2，这时$1的写入和读取发生在同一个时钟周期内。
Figure15:流水线数据通路测试
4.6流水线数据转发
连续执行如下三条指令：
test_dataforward.asm
addi$1,$0,1
add$2,$1,2
add$3,$1,3
这三条指令之间存在数据关联，需要Data-Forward Unit正常工作才能正确执行。
仿真结果如Figure16所示：
Figure16:流水线数据转发测试
4.7流水线竞争冒险
执行下列指令：
test_loaduse.asm
addu$1,$0,$0
lui$1,0x4000
lw$2,16($1)
addi$2,$2,1
5sw$2,12($1)
lui和lw指令之间存在数据关联，lw和addi指令之间存在load-use竞争，需要阻塞一个周期。
Figure17:load-use冒险测试
如Figure17所示，流水线被成功阻塞，运算结果正确。
4.8流水线定时器、七段数码管
在流水线CPU上运行Section4.2中的汇编代码，测试流水线中的分支、跳转和中断。
如Figure18所示，Jump和Jump-to-Register均工作正常，其中jr指令采用dataforward提前完成了跳转。
Figure18:流水线中的跳转
如Figure19所示，中断发生时，程序跳转至中断服务程序入口0x80000004。
Figure19:流水线中的中断
如Figure20所示，$24记录的是下一个需要点亮的数码管，程序根据$24的值进行分支，点亮不同的数码管，实现译码输出。
Figure20:流水线中的分支
4.9流水线完整程序
由于流水线CPU的时钟频率明显高于单周期，因此我们在流水线中去除了分频模块，并且增大了定时器计数范围。
如Figure21所示，从UART读入两个操作数，分别存放至$s1、$s2，最大公约数运算结果存放到$s3。
Figure21:流水线完整程序运行结果
5综合情况
Version Specification Value
Single Cycle Total combinational functions8,990/33,216(27%)
Dedicated logic registers9,435/33,216(28%)
Max frequency31.81MHz
Setup time8.564ns
Hold time0.391ns
Pipeline Total combinational functions9,699/33,216(29%)
Dedicated logic registers9,982/33,216(30%)
Max frequency63.36MHz
Setup time 4.218ns
Hold time0.391ns
6硬件调试情况
a.在测试定时器和七段数码管时，汇编代码的最后一句是stop:j stop，然而中断服务程序返回后程
序并未停留在此处。分析数据通路后发现，$26寄存器存储的是PC+4地址，但是中断发生时PC 语句并没有正确执行，因此中断服务程序返回前需要将$26的值减4，否则程序将会跳过PC语句。
b.理论课讨论的MIPS子集中并未包含jr指令，做流水线设计时也没有考虑到jr引起的数据冒险。
硬件调试中我们发现，(a)中提出先将$26的值减4再跳转，这样的设计在流水线中无法正确实现，因此我们决定增加jr指令的数据转发单元。
c.执行完整的最大公约数程序时，我们发现如果不开启定时器，则UART工作正常；一旦开启定时
器，UART就会在Rx Status无效时继续读数。仔细排查发现，问题的原因是定时器中断服务程
序中使用的$t0寄存器和主程序中的$t0寄存器存在冲突。更换临时寄存器后，问题得到了解决。7心得体会
很早就听说过大二暑假的MIPS处理器设计，尽管任务艰巨，但我们仍然十分期待。
3天单周期、3天流水线，我们用最快的速度和严谨的代码风格高质量地完成了处理器设计实验，并且在验收时得到了老师和助教的好评。这6天的时间里，我们有过返工，例如陈志杰同学最初编写的ALU，代码风格欠佳，缺乏注释，大量使用x、y、z、t作为变量，给后续的联调造成了许多困难；这6天时间里，我们也有过讨论，https://www.wendangku.net/doc/4b9531417.html,讨论区、微信群、寝室都是我们讨论的场所，小组内外的讨论常常持续到凌晨……
实验结束了，看得见的是https://www.wendangku.net/doc/4b9531417.html,上一行行commit记录，看不见的是实验中对CPU的深入理解和收获。
《管理信息系统》课程设计实验报告
《管理信息系统》课程设计实验报告 课程名称：管理信息系统 指导老师： ******* 院系：商学院 专业班级： ******** 姓名： ******** 学号： ******** 实验日期： 2011.7.11 实验地点：一机房
《管理信息系统》课程设计任务书 一．课程设计目的及意义： 《管理信息系统》课程设计是在完成《管理信息系统》课程学习之后的一次实践性教 学，是本课程理论知识的一次综合运用。通过本课程设计，能够进一步加深对信息、信息系 统、管理信息系统等基础理论知识的理解，能初步掌握结构化的生命周期法、面向对象法等 系统工程方法，进一步加强熟练应用管理信息系统的操作技能，并能够借助于管理信息系统 解决实际问题。 二．课程设计要求： 1．本课程设计时间为一周。 2．本课程设计以教学班为单位进行上机操作及实验。 3．按照任务要求完成课程设计内容。 三．课程设计任务要求： 1．任务内容：进入山东轻工业学院主页，在“网络资源”区域进入“网络教学平台”，输入各自的用户名和密码（学生学号及密码），进入本网络教学平台系统，在充分熟悉本系统 的前提下，完成下列任务要求。 2．任务要求： ①按照课程讲解的系统分析步骤和理论对本系统进行系统分析。 ②绘制不少于 3 个的主要业务流程图。 ③描述上述主要业务流程图的逻辑处理功能。 ④分析本系统的优缺点，提出改进意见，并描述改进的逻辑处理功能，绘制业务流 程图。 四．课程设计评分标准： 按照《管理信息系统课程设计大纲》的要求，本课程 1 学分，采用百分制计分，其中 任务要求②占30 分，任务要求③占30 分，任务要求④占30 分，考勤及实践表现占10 分。五．本课程设计自2011 年 6 月 27 日至 2011 年 7 月 1 日。
程序设计实验报告
学生实验报告 院系：测绘学院 专业班级：测绘13级3班 学号：2013305517 学生姓名：王泽 指导教师：郭辉老师 2016年05月20日
安徽理工大学实验报告 实验课程名称：数据结构与软件开发上机实验 开课院系及实验室：测绘学院红楼二楼机房 实验1 编程基本知识练习 实验目的： 通过该实验课内容的练习，学生应掌握VB 编程的基本语法、变量的定义、数组（动态数组）的定义、VB 语言中子过程与函数的定义以及文本文件的读写等知识。 实验内容： 1）变量的定义动态数组的定义与应用； 2）矩阵的加、减、乘运算(定义Sub()子过程或Function()来实现)； 3）数据文件的建立、数据的读取与写入。 实验步骤： 1.编辑界面 1.1 打开VB 编程工具，进入编程主界面。
1.2 在窗体上新建“读入数据”和“输出数据”两个按钮。 1.3 双击“窗体”进入代码输入界面，进行代码编辑。 2.用VB 编写的源代码 2.1 矩阵基本运算源码详见附录一。 （1）两矩阵相加 （2）两矩阵相减 （3）矩阵转置 （4）两矩阵相乘 （5）矩阵求逆 2.2 文本文件(本实验中data.txt)的读取源代码 （1）建立文本文件并输入数据 在桌面上新建一“data.txt” ( 文本文件路径为C:\Users\ WH\Desktop\练习\data.txt”）。输入以下内容： 6,7,4,0.005 A,35.418 B,45.712 C,25.270
D,24.678 在桌面上新建一“result.txt” ( 文本文件路径为C:\Users\ WH\Desktop\练习\result.txt”）。（2）从文本文件中读数据 Dim linedata as string, m_GaochaN as integer,m_Pnumber as integer,m_knPnumber as integer,M as Double,k1 as integer 'linedata 为存储文本文件一行信息的字符串变量 Dim a() as String,H() as Double 'a()为存储点名，H()存储高程 Open“C:\Users\ WH\Desktop\练习\data.txt”For Input As #1 Line Input #1, linedata k = Split(linedata, ",") m_GaochaN = Val(k(0)) m_Pnumber = Val(k(1)) m_knPnumber = Val(k(2)) M = CDbl(k(3)) For k1 = 1 To m_knPnumber Line Input #1, linedata k = Split(linedata, ",") a（k1）= k(0) GetstationNumber (a) H(k1) = CDbl(k(1)) Next Close #1 （3）将读入点名存储到点名数组中，且返回该点名所对应编号 Function GetstationNumber(name As String) Dim i As Integer For i = 1 To m_Pnumber If P_Name(i) <> "" Then '将待查点名与已经存入点名数组的点比较 If P_Name(i) = name Then GetstationNumber = i Exit For End If Else '待查点是新的点名，将新点名放到P_Name 数组中 P_Name(i) = name GetstationNumber = i Exit For End If Next i End Function （4）从文本文件中写数据(将从data.txt 读入的数据，写入到result.txt 文件中) Open“C:\Users\ WH\Desktop\ 练习\result.txt” For Output As #1 outstring = outstring + str(m_GaochaN) +","
程序设计基础实验报告
《程序设计基础》 实验报告 专业班级： 姓名： 学号：
实验一 面向过程的简单程序设计 1.实验目的要求 （1） 使用C++语言编写简单的计算机程序，掌握C++程序从编辑、编译到运行的全过程， 初步了解C++程序的特点。 （2） 掌握C++语言的数据类型（包括对各种数据类型变量的定义、初始化、赋值等）、运 算符和表达式的使用。 （3） 掌握赋值语句的使用。 （4） 掌握数据的输入输出方法。 2.实验内容 （1）设计简单程序，分别计算下列表达式，式中变量由键盘输入，输出表达式的值。 <1> d c b a x -++ <2> 11 11+++x x <3> sinX+cosX+tan -1 X <4> e x+y +e x-y <5> log 10(1+21x +) <6> 22b a -+??b a - （其中??a 表示取不大于a 的最大整数）。 <1> #include
cout<
系统设计实验报告
系统设计实验报告——远程在线考试系统
目录软件需求说明书························1 引言··························· 1．1编写目的······················· 1．2背景························· 1．3定义························· 1．4参考资料······················· 2 程序系统的结构························ 3 程序设计说明·························
1引言 1．1编写目的 本文档的编写目的是为远程在线考试系统项目的设计提供： a．系统的结构、设计说明； b．程序设计说明； c. 程序（标识符）设计说明 1．2背景 随着网络技术的飞速发展，现在很多的大学及社会上其它的培训部门都已经开设了远程教育，并通过计算机网络实现异地教育。但是，远程教育软件的开发，就目前来说，还是处于起步的阶段。因此，构建一个远程在线考试系统，还是有很大的实际意义的。 根据用户提出的需求，本项目组承接该系统的开发工作 a．开发软件系统的名称：远程在线考试系统 b．本项目的任务提出者：福州大学软件学院 c．用户：各类大专院校学校、中小学校。 1．3定义 远程在线考试系统 远程在线考试系统是基于用Browser/Web模式下的，可以实现考试题库管理、多用户在线考试、自动阅卷功能的系统。
1．4参考资料 ?GB 8566 计算机软件开发规范 ?GB 8567 计算机软件产品开发文件编制指南?软件设计标准
C语言程序设计实验报告(实验大纲+过程)
《C程序设计》实验教学大纲 一、适用范围 大纲适用信息管理专业本科教学使用。 二、课程名称 C程序设计 三、学时数与学分 总学时：90 总学分：4 实验学时：28 实验学分：1 四、教学目的和基本要求 目的：通过C程序设计实验，培养学生对学习程序设计的兴趣，加深对讲授内容的理解，尤其是通过上机来掌握语法规则，使学生全面了解 C 语言的特点，熟练掌握 C 语言程序设计的基本方法和编程技巧。 基本要求：了解和熟悉C语言程序开发的环境；学会上机调试程序，善于发现程序中的错误，并且能很快地排除这些错误，使程序能正确运行，达到实验知识和理论知识的融会贯通。上机实验前，学生必须事先根据题目的内容编好程序，然后在实验时输入程序、调试程序、直至运行结果正确为止，上机结束后，应整理出实验报告。 注：带*的实验项目为选做实验项目 六、教材、讲义及参考书 《C程序设计题解与上机指导》谭浩强主编清华大学出版社 七、实验成绩评定办法 实验成绩=平时实验表现+实验报告。实验成绩占总成绩的20%。 实验成绩以等级形式给出，评定等级分优、良、中、及格、不及格五类。 1、平时考核：上机实验前，学生必须事先根据题目的内容编好程序，然后在实验时输入程序、调试程序、直至运行结果正确为止。在实验中，教师可根据学生编程操作能力、观察和分析及运用知识能力、程序编制正确性以及学生的课堂纪律、实验态度、保持实验室卫生等方面的表现进行综合考核。
2、实验报告：学生实验后应按时完成实验报告。 八、实验教学大纲说明 本大纲共安排28学时的实验，其中带*号实验项目为选做实验项目，实际课时为18学时。实验项目多为设计性实验项目，每个设计性实验项目中都包含数个小的设计性题目，其中带*号的题目为选做题目，有时间和有能力的同学可以选做。 九、实验项目 实验一C程序的运行环境和运行一个C程序的方法 一、实验目的 1.了解Visual C++6.0编译系统的基本操作方法，学会独立使用该系统。 2.了解在该系统上如何编辑、编译、连接和运行一个C程序。 3.通过运行简单的C程序，初步了解C源程序的特点。 二、实验内容 1.用编辑程序，输入教材第一章例1.1程序，并进行编译和运行。应了解所用的系统是用什么命令进行编译和连接运行的。编译和连接后所得到的目标程序的后缀是什么形式的？ 2.编写一个C程序，输出以下信息： **************************** very good! **************************** 3.输入并运行教材第一章中例1.3，了解如何在运行时向程序变量输入数据。 实验二数据类型、运算符和表达式 一、实验目的 1.掌握C语言数据类型，熟悉如何定义一个整型、字符型、实型变量，以及对它们赋值的方法，了解以上类型数据输出时所用格式转换符。 2.学会使用C的有关算术运算符，以及包含这些运算符的表达式，特别是自加(++)和自减(--)运算符的使用。 二、实验内容 1.输入并运行以下程序： main( ) { char c1,c2; c1=97;c2=98; pr intf(“%c %c\n”,c1,c2); printf(“%d %d\n”,c1,c2); } 在此基础上 ①将第三行、第四行改为: c1=321;c2=353; 再使之运行，分析其运行结果。 ②将第二行改为： int c1,c2; 再使之运行，分析其运行结果。。 2.输入并运行以下程序：
大学程序设计基础实验报告 (2)
**大学程序设计基础实验报告 实验名称：实验三分支结构 实验目的： 1、掌握IF-ELSE语句使用。 2、掌握ELSE-IF语句使用。 3、熟悉SWITCH语句使用。 实验内容： 在本地电脑中新建一个文件夹，用于存放C程序，文件夹的名字要求是“学号姓名-实验序号”，如E:\ 1920115555张三-03。启动C-Free，完成如下各题。 1、编程题：输入参数a,b,c,求一元二次方程ax2+bx+c=0的根（①a、b、c都为0，②a 和b为0，c不为0，③a为0，b不为0，c任意，④a不为0，且a、b、c满足b2-4ac ≥0，⑤a不为0，且a、b、c满足b2-4ac<0）。 2、编程题：输入职工的月薪salary,计算并输出应缴纳的个人所得税tax。tax=rate * (salary –850)，rate的计算方式如下： 当salary <= 850，则rate = 0; 当850 < salary <= 1350，则rate = 5%; 当1350 < salary <= 2850，则rate = 10%; 当2850 < salary <= 5850，则rate = 15%; 当salary > 5850，则rate = 20%;。 3、编程题：根据输入的3个边长a、b、c，判断它们是否能构成三角形，若能构成三 角形，则进一步判断此三角形是哪种类型的三角形（等边三角形、等腰三角形、直角三角形和一般三角形。等腰直角算作等腰）。 4、编程题：输入一个形式如“操作数运算符操作数”的表达式，对2个整数进行乘、 除或求余运算。【请分别用if语句和switch语句实现此题功能】 上交作业的方法： 1.将程序代码及注释和运行程序的窗口复制到实验结果下方对应的题号上，并把这 次实验上机操作中遇到的问题及解决方法、心得等填好完成实验报告。 2.保存以上所有按要求已调试通过，并形成.c（或.cpp）和.exe文件到以自己的“学 号姓名-03”命名的文件夹中，并将以自己的“学号姓名”命名的文件夹压缩后上 交到ftp://10.172.250.252:1161中的“作业上传”文件夹下的“报告上交02”文件 夹下的子文件夹“源文件压缩上交”中，同时把以“学号姓名-03”命名的word 文档上交到“报告上交03”文件夹下的另一子文件夹“word文件上交”中。 特别提醒：每次上传的文件名一定要是“学号姓名-实验序号. doc”(如1720115555张
C语言程序设计实验报告(数组)
C语言程序设计实验报告（数组） 1实验目的 （1）熟练掌握一维数组，二维数组的定义，初始化和输入、输出方法； （2）熟练掌握字符数组和字符串函数的使用； （3）掌握与数组有关的常用算法（查找、排序等）。 2实验内容 编写函数catStr(char str1[],char str2[])用于进行两个字符串的连接，编写函数lenStr(char str[])用于统计一个字符串的长度，并在主函数中调用。 要求： 1、不允许用strcat()和strlen()字符处理库函数； 2、在主函数以直接初始化的方式输入两个字符串str1和str2.调用函数 strlen()计算并返回两个字符串的长度； 3、调用函数catstr()连接两个字符串（将str2连接在str1后面）； 4、调用函数lenstr()计算并返回连接后字符串的长度； 5、在主函数中输入两个原始的字符串及几个字符串的长度，以及处理后字 符串及其长度。
3算法描述流程图
4源程序 #include
for (i=0;m[i]!='\0';i++); printf("%d",i); } void main() {char s1[50]="forever",s2[50]="more"; printf("s1=%s,s2=%s",s1,s2); printf("\ns1的长度:"); lenStr(s1); printf("\ns2的长度:"); lenStr(s2); catStr(s1,s2); printf("\n连接后的字符:"); printf("%s\n",s1); printf("连接后字符的长度:"); lenStr(s1); printf("\n"); } 5测试数据 s1=forever, s2=more 6运行结果 7出现问题及解决方法 在输入程序时，少写了半边引号，调试时发现存在错误，找到了错误并加以改正。无论什么事，细心都是必不可少的，认真是解决问题的关键。 8实验心得 通过本次实验，对于函数的定义和声明，数组以及循环语句有了进一步的认识,掌握了字符数组和字符串函数的使用，以及与数组有关的常用算法。此次实验不是调用strlen()和strcat()函数，而是通过自己设计程序来进行字符串的连接以及计量字符串的长度，由此我学会了如何去理清自己的思路来设计程序。
Java程序设计-实验报告1-模板 (1)
实验报告 课程名称Java程序设计 实验项目实验一类和对象 系别_________计算机_________ 专业/班级_______计算机类/1402______ 姓名_____李馨雪________ 实验日期______2015.10.10______ 成绩_______________________ 指导教师
一、实验题目：实验一类和对象 二、实验内容： （1）用类描述计算机中CPU的速度和硬盘的容量。要求Java应用程序有4个类，名字分别是PC、CPU、HardDisk和Test，其中Test是主类。 1）PC类与CPU类和HardDisk类关联的UML图如图所示。 其中，CPU类要求getSpeed()返回speed的值，setSpeed(int m)方法 将参数m的值赋值给speed。 HardDisk类要求getAmount()返回amount的值，setAmount(int m)方 法将参数m的值赋值给amount。 PC类要求setCPU(CPU c)将参数c的值赋值给cpu，要求setHardDisk (HardDisk h)方法将参数h的值赋值给HD，要求show()方法能显示 cpu的速度和硬盘的容量。 2）主类Test的要求 main()方法中创建一个CPU对象cpu，其speed设置为2200； main()方法中创建一个HardDisk对象disk，其amount设置为200； main()方法中创建一个PC对象pc， pc调用setCPU方法，实参是cpu；调用setHardDisk方法，实参是 disk；调用show方法。 （2）设计一个动物声音“模拟器”，希望模拟器可以模拟许多动物的叫声，要求如下： 1）编写接口Animal，有2个抽象方法cry()和getAnimaName()； 2）编写模拟器类Simulator，该类有一个playSound(Animal animal)方法，其形参是Animal类型，可以调用实现Animal接口的类所重写的cry()方法播放具体动物的声音，调用重写方法显示动物种类的名称； 3）编写实现Animal接口的Dog类和Cat类。具体的UML图如下所示：4）编写主类Application，其main方法中至少包含如下代码： Simulator si=new Simulator();
操作系统课程设计实验报告
河北大学工商学院 课程设计 题目：操作系统课程设计 学部信息学部 学科门类电气信息 专业计算机 学号2011482370 姓名耿雪涛 指导教师朱亮 2013 年6月19日
主要内容 一、设计目的 通过模拟操作系统的实现，加深对操作系统工作原理理解，进一步了解操作系统的实现方法，并可练习合作完成系统的团队精神和提高程序设计能力。 二、设计思想 实现一个模拟操作系统，使用VB、VC、CB等windows环境下的程序设计语言，以借助这些语言环境来模拟硬件的一些并行工作。模拟采用多道程序设计方法的单用户操作系统，该操作系统包括进程管理、存储管理、设备管理、文件管理和用户接口四部分。 设计模板如下图： 注：本人主要涉及设备管理模块
三、设计要求 设备管理主要包括设备的分配和回收。 ⑴模拟系统中有A、B、C三种独占型设备，A设备1个，B设备2个，C设备2个。 ⑵采用死锁的预防方法来处理申请独占设备可能造成的死锁。 ⑶屏幕显示 注：屏幕显示要求包括：每个设备是否被使用，哪个进程在使用该设备，哪些进程在等待使用该设备。 设备管理模块详细设计 一、设备管理的任务 I/O设备是按照用户的请求，控制设备的各种操作，用于完成I/O 设备与内存之间的数据交换（包括设备的分配与回收，设备的驱动管理等），最终完成用户的I/O请求，并且I/O设备为用户提供了使用外部设备的接口，可以满足用户的需求。 二、设备管理函数的详细描述 1、检查设备是否可用（主要代码） public bool JudgeDevice(DeviceType type) { bool str = false; switch (type) { case DeviceType.a: {
C语言程序设计基础实验报告6【VIP专享】
实验6 数组 一、实验目的 1、掌握一维数组和二维数组的定义、赋值和输入输出的方法； 2、掌握字符数组和字符串函数的使用； 3、掌握与数组有关的算法（特别是排序算法）。 二、实验内容和步骤 编程序并上机调试运行。 1、以下给定程序MODI1.C的功能是： 求一维数组a中所有元素的平均值, 结果保留两位小数。例如，当一维数组a中的元素为：10, 4, 2, 7, 3, 12, 5, 34, 5, 9时，程序的输出应为：The aver is: 9.10 程序中有两处错误，错误都在提示行：/***********found***********/的下面一行。请改正程序中的错误， 使它能得出正确的结果。 注意：程序中的其它地方请不要随意改动，不得增行或删行，也不得更改程序的结构！ #include
C+程序设计实验报告-2013
C++程序设计 实验报告 专业计算机科学与技术班级 ____________ 学号 ____________ 姓名 ____________ 指导教师 __许加兵_ 信息与电子工程学院2013年9月-12月
C++程序设计实验报告 专业__________班级__________学号__________姓名__________ 成绩____________ 指导教师____________ 日期____________ 实验1 C++集成开发环境与C++函数程序设计 一、实验目的 1、了解和使用Visual Studio 2010的C++集成开发环境； 2、熟悉Visual Studio 2010环境的基本命令、功能键和常用的菜单命令； 3、学会完整的C++程序开发过程； 4、学习并掌握C++函数程序设计； 二、实验内容 1、安装、了解和使用Visual Studio 2010的C++集成开发环境； 2、通过以下的C++函数程序设计，熟悉Visual Studio 2010环境的基本命令、功能键和常用的菜单命令； 3、通过以下的C++函数程序设计，学会完整的C++程序开发过程； 4、完成以下的C++函数程序设计和调试: 1）编写一个函数print（），将一个整型向量输出到cout。此函数接受两个参数：一个字符串（用于“标记”输出）和一个向量。 2) 编写一个函数，接受一个vector
C++程序设计实验报告5
《程序设计基础》 实验报告 学号：2016211990 姓名：王贯东 班级：16-计算机科学与技术-1班
学院：计算机与信息学院 实验五指针 1.实验目的要求 （1）掌握指针的概念，学会定义和使用指针变量。 （2）学会使用数组指针和指向数组的指针变量。 （3）学会使用字符串指针和指向字符串的指针变量。 （4）了解指向指针的指针的概念以及其使用方法。 （5）掌握指针、引用、数组做函数参数的传递机制。 （6）*学会使用指向函数的指针变量。 2．实验设备 Visual C++ 6.0 3．实验内容 （1）阅读下面程序，写出其运行结果。
<1> #include
{ int stre ( char[ ] ) ; char str [ 10 ] , *p = str ; gets ( p ) ; cout << stre ( p ) << endl ; } int stre ( char str[ ] ) { int num = 0 ; while( * ( str + num ) != ’\0’ ) num ++ ; return ( num ) ; } 解：题目库函数少了
软件设计与体系结构实验报告
福建农林大学计算机与信息学院 实验报告 课程名称：软件设计与体系结构 姓名：陈宇翔 系：软件工程系 专业：软件工程 年级：2007 学号：070481024 指导教师：王李进 职称：讲师 2009年12月16日
实验项目列表
福建农林大学计算机与信息学院实验报告 学院：计算机与信息学院专业：软件工程系年级：2007 姓名：陈宇翔 学号：070481024 课程名称：软件设计与体系结构实验时间：2009-10-28 实验室田实验室312、313计算机号024 指导教师签字：成绩： 实验1：ACME软件体系结构描述语言应用 一、实验目的 1）掌握软件体系结构描述的概念 2）掌握应用ACMESTUDIO工具描述软件体系结构的基本操作 二、实验学时 2学时。 三、实验方法 由老师提供软件体系结构图形样板供学生参考，学生在样板的指导下修改图形，在老师的指导下进行软件体系结构描述。 四、实验环境 计算机及ACMESTUDIO。 五、实验内容 利用ACME语言定义软件体系结构风格，修改ACME代码，并进行风格测试。 六、实验操作步骤 一、导入Zip文档 建立的一个Acme Project，并且命名为AcmeLab2。如下图：
接着导入ZIP文档，导入完ZIP文档后显示的如下图： 二、修改风格 在AcmeLab2项目中,打开families下的TieredFam.acme.如下图： 修改组件外观 1. 在组件类型中，双击DataNodeT; 在其右边的编辑器中，将产生预览；选择Modify 按钮，将打开外观编辑器对话框。 2. 首先改变图形：找到Basic shape section，在Stock image dropdown menu中选 择Repository类型. 3. 在Color/Line Properties section修改填充颜色为深蓝色。 4. 在颜色对话框中选择深蓝色，并单击 [OK]. 5. 修改图形的边框颜色为绿色 7. 单击Label tab，在Font Settings section, 设置字体颜色为白色,单击[OK] 产生的图形如下图：
C#程序设计实验报告
学生实验报告 （理工类） 课程名称： C#程序设计专业班级：M11计算机科学与技术（专转本）学生学号： XXXXXXXX 学生姓名： XXX 所属院部：信息技术学院指导教师： XXX 2012 — 2013学年第 1 学期 金陵科技学院教务处制
实验报告书写要求 实验报告原则上要求学生手写，要求书写工整。若因课程特点需打印的，标题采用四号黑体，正文采用小四号宋体，单倍行距。纸张一律采用A4的纸张。 实验报告书写说明 实验报告中实验目的和要求、实验仪器和设备、实验内容与过程、实验结果与分析这四项内容为必需项。教师可根据学科特点和实验具体要求增加项目。 填写注意事项 （1）细致观察，及时、准确、如实记录。 （2）准确说明，层次清晰。 （3）尽量采用专用术语来说明事物。 （4）外文、符号、公式要准确，应使用统一规定的名词和符号。 （5）应独立完成实验报告的书写，严禁抄袭、复印，一经发现，以零分论处。 实验报告批改说明 实验报告的批改要及时、认真、仔细，一律用红色笔批改。实验报告的批改成绩采用五级记分制或百分制，按《金陵科技学院课堂教学实施细则》中作业批阅成绩评定要求执行。 实验报告装订要求 实验批改完毕后，任课老师将每门课程的每个实验项目的实验报告以自然班为单位、按学号升序排列，装订成册，并附上一份该门课程的实验大纲。
实验项目名称：C#基础编程实验学时： 6 同组学生姓名：实验地点： A205 实验日期： 9月17日-9月24日实验成绩： 批改教师：批改时间：
实验1 C#基础编程 一、实验目的 1、熟悉Visual Studio .NET开发环境； 2、掌握C#应用程序的基本操作过程； 3、掌握C#的数据类型，运算符以及表达式的使用； 4、掌握分支和循环语句的使用方法； 5、掌握一维数组，二维数组及数组型数组的使用。 二、实验要求 （1）编写程序要规范、正确，上机调试过程和结果要有记录； （2）做完实验后给出本实验的实验报告。 三、实验设备、环境 安装有Visual Studio .NET软件。 四、实验步骤 1、分析题意； 2、根据题目要求，新建项目； 3、编写并输入相关的程序代码； 5、运行与调试项目； 6、保存项目。 五、实验内容 1、编写一个简单的控制台应用程序，打印一行文字(如你的姓名)。using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace Test1_1 { class Program { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("1121412016 张明星！"); Console.ReadLine(); } } } 2、编写一个简单的Windows应用程序，在标签中显示你的姓名。 Form窗体的代码： using System; using System.Collections.Generic;
程序设计课程设计实验报告
《程序设计》课程设计姓名： 学号： 班级：软件工程14班 指导教师： 成绩：
1．消除类游戏 【问题描述】 消除类游戏是深受大众欢迎的一种游戏，游戏在一个包含有n行m列的游戏棋盘上进行，棋盘的每一行每一列的方格上放着一个有颜色的棋子，当一行或一列上有连续三个或更多的相同颜色的棋子时，这些棋子都被消除。当有多处可以被消除时，这些地方的棋子将同时被消除。 【基本要求】 现在给你一个n行m列的棋盘(1≤n,m≤30)，棋盘中的每一个方格上有一个棋子，请给出经过一次消除后的棋盘。 请注意：一个棋子可能在某一行和某一列同时被消除。 输入数据格式： 输入的第一行包含两个整数n,m，用空格分隔，分别表示棋盘的行数和列数。接下来n行，每行m 个整数，用空格分隔，分别表示每一个方格中的棋子的颜色。颜色使用1至9编号。 输出数据格式： 输出n行，每行m个整数，相邻的整数之间使用一个空格分隔，表示经过一次消除后的棋盘。如果一个方格中的棋子被消除，则对应的方格输出0，否则输出棋子的颜色编号。 【测试数据】 为方便调试程序，可将输入数据先写入一个文本文件，然后从文件读取数据处理，这样可避免每次运行程序时都要从键盘输入数据。 测试数据一 输出说明： 棋盘中第4列的1和第4行的2可以被消除，其他的方格中的棋子均保留。 测试数据二 输出说明： 棋盘中所有的1以及最后一行的3可以被同时消除，其他的方格中的棋子均保留。 【功能实现】 #include
{ intm,n,i,j; inttemp; cin>>n>>m; temp=m; m=n; n=temp; int*map=newint[m*n]; int*mark=newint[m*n]; int*tmap=map; int*tmark=mark; intdif=0; ount=0; } p rintf("请输入要输入数的个数\n"); s canf("%d",&n);/*输入要输入数的个数*/ f or(i=0;i
操作系统课程设计实验报告proj2
操作系统课程设计报告 班级： 团队成员：
目录 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。 一、实验要求：建立线程系统................................................................... 错误！未定义书签。 1.1Task 2.1实现文件系统调用 (3) 1.1.1题目要求 (3) 1.1.2题目分析与实现方案 (3) 1.1.3关键点与难点 (4) 1.1.4实现代码 (4) 1.2 Task 2.2 完成对多道程序的支持 (5) 1.2.1题目要求 (5) 1.2.2题目分析与实现方案 (5) 1.2.3关键点与难点 (6) 1.2.4实现代码 (7) 1.3 Task 2.3 实现系统调用 (7) 1.3.1题目要求 (7) 1.3.2题目分析与实现方案 (8) 1.3.3关键点与难点 (9) 1.3.4实现代码 (9) 1.4 Task 2.4 实现彩票调度 (10) 1.4.1题目要求 (10) 1.4.2题目分析与实现方案 (10) 1.4.3关键点与难点 (11) 1.4.4实现代码 (11) 二、测试结果............................................................................................ 2错误！未定义书签。
C语言程序设计实验报告(实验1-12)
文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持. 《C语言程序设计》 实验报告 2013～2014学年第二学期 班级 姓名 学号 指导教师
实验一 实验项目名称：C程序的运行环境和运行C程序的方法 所使用的工具软件及环境：Visual C++ 6.0 一、实验目的： 1．了解在Visual C++ 6.0环境下如何编辑、编译、连接和运行一个C程序； 2．通过运行简单的C程序，初步了解C源程序的特点。 二、预习内容： 教材《C语言程序设计教程》第1章。 三、实验内容： 1. 在Visual C++ 6.0环境下输入并运行下面的程序： #include
2. (1) 改正后的源程序： #include
周信东主编版C语言程序设计基础实验一实验报告
周信东主编版C语言程序设计基础实验一实验报告 The latest revision on November 22, 2020
实验1 C程序的运行环境和最简单的C程序设计 学号：姓名：莫新锋实验日期： 一、实验目的和要求 （1）熟悉C语言程序开发环境（Visual C++），了解开发环境中的编辑、编译、链接和运行命令。 （2）掌握在C语言开发环境中如何编辑、编译、链接和运行一个标准C语言程序。（3）掌握简单C语言程序的查错方法，理解编译错误信息的含义。 （4）掌握C语言数据类型的概念，熟悉如何定义一个整型、字符型、实型变量，以及如何对它们进行赋值。 （5）了解下列命令及函数：#include <>、main、printf、scanf。 （6）通过运行简单的程序，熟悉C语言的基本格式规范，并初步了解它的结构特点。 二、实验内容 实验指导书中的实验一的“基础部分”题目。 三、实验步骤及结果 （一）VC 实验平台的使用 1.简要描述在VC环境下开发一个C程序的主要步骤，并粘贴主要操作窗口的截图。【请填空。截图的操作方法：先点击欲截取的窗口使之置于屏幕最前方，并作适当的缩放，再按快捷键
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