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1、计算机科学与技术系实验报告专业名称计算机科学与技术课程名称计算机组成原理项目名称基本运算器实验班级学号姓名同组人员无实验日期一、实验目的与要求( 一) 实验目的：(1) 了解运算器的组成结构。(2) 掌握运算器的工作原理。 ( 二) 实验要求：（1）实验之前，应认真准备，写出实验步骤和具体设计内容，否则实验效率会特别低， 一次实验时间根本无法完成实验内容， 即使基本作对了， 也很难说懂得了些什么重要教学内容。（2）应在实验前掌握所有控制信号的作用，写出实验预习报告并带入实验室。（3）实验过程中，应认真进行实验操作，既不要因为粗心造成短路等事故而破坏设备，又要仔细思考实验有关内容， 把自己想不明
2、白的问题通过实验理解清楚。二、实验逻辑原理图与分析2.1画实验逻辑原理图xxxxxxxxxx进位多路开关判零ART=xxLOG=xxSHF=xxA=xxB=xx&xxxxxxxxxx2.2逻辑原理图分析1) 运算器内部含有三个独立运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件，要处理的数据存于暂存器 A 和暂存器 B，三个部件同时接受来自 A 和 B 的数据（有些处理器体系结构把移位运算器放于算术和逻辑运算部件之前，如ARM ）。2)各部件对操作数进行何种运算由控制信号 S3, S0 和 CN 来决定，任何时候，多路选择开关只选择三部件中一个部件的结果作为 ALU 的输出。如果是影响进位的运算，还将
3、置进位标志FC，在运算结果输出前，置ALU零标志。ALU中所有模块集成在一片CPLD 中。三、 数据通路图及分析1、逻辑运算2、移位运算3、算术运算：四、实验数据和结果分析4.1 实验结果数据运算类型ABS3 S2 S1 S0CN结果65A70000XF=65 FC=0 FZ=065A70001XF=A7 FC=0 FZ=0逻辑运算65A70010XF=25 FC=0 FZ=065A70011XF=E7 FC=0 FZ=065A70100XF=9A FC=0 FZ=065A70101XF=CA FC=0 FZ=065A701100F=32 FC=0 FZ=065A71F=B2 FC=1 FZ=
4、0移位运算65A701110F=CA FC=1 FZ=065A71F=CA FC=0 FZ=065A71000XF=65 FC=0 FZ=065A71001XF=0C FC=1 FZ=065A71 0 1 0(FC=0)XF=0D FC=1 FZ=0算数运算1 0 1 0(FC=1)XF=0E FC=1 FZ=065A71011XF=BE FC=1 FZ=065A71100XF=64 FC=0 FZ=065A71101XF=66 FC=0 FZ=04.2结果数据分析1. 逻辑运算A=65,B=A7,S3S2S1=0010时, F=AB01100101& 1010011100100101S3S2
5、S1=0011时, F=A+B01100101+ 10100111111001112.移位运算S3S2S1=0111时, cn=1,F=A 带进位循环左移1 位01100101110010103.算数运算S3S2S1=1001时, F=A+B01100101+ 1010011100001100S3S2S1=1011时, F=A-BA 补 =001100101-B 补=101011001001100101+101011001110111110五、实验问题分析、思考题与小结（实验过程中的问题分析、产生的原因以及解决方法；思考题；总结）思考题：1、 con 单元的 SD27 SD20数据开关置一个二
6、进制数 （任意）、置 LDA=1，LDB=0，连续按动时序单元的按钮，实现了什么数据通路？答：数据开关LDA2、 con 单元的 SD27 SD20数据开关置一个二进制数 （任意）、置 LDA=0，LDB=1，连续按动时序单元的按钮，实现了什么数据通路？答：数据开关LDB3、 置 ALU_B=0、LDA=0、LDB=0、置（ S3，S2，S1，S0）=1111，实现了什么数据通路，进行什么运算？答： LDA，LDB ART 多路开关BUS,进行的是算数运算，保留。4、 置 ALU_B=0、LDA=0、LDB=0、置（ S3，S2，S1，S0）=1010，实现了什么数据通路，进行什么运算？答：
7、LDA，LDB ART 多路开关 BUS,进行的是算数运算， F=A+B+FC。5、 置 ALU_B=0、LDA=0、LDB=0、置（ S3，S2，S1，S0）=1010，实现了什么数据通路，进行什么运算？答： F=A+B+FC,FC=0时 F=0D,FC=1时， F=OE。6、 你对 74181 的功能有哪些认识 ?答： 74181 是 4 位的算逻单元，其中红色的标示为输入信号；绿色的标示为输出信号；其中 A/B 为两个输入的操作数据； F 为输出的结果； S 为 ALU 功能选择线：包括各种算术元算和逻辑运算等； Cn 为低位向他的进位， Cn+4 为他向高位的进位； G 为进位产生函数； P 为进位传递函数； A=B 为指示 A 与 B 相等的输出信号。通过与 74182 的级联操作，可以构造更多位数的加法器。小结：通过实验我掌握了存储器的工作特点， 和使用方法， 学会了写地址操作数， 将数据写入到地址寄存器 AR 里，对存储器的地址单元进行写内容操作和相关数据的写入，最后独处地址单元的内容， 在此实验中，一定要注意数据的输入的正确性，一次输入错误就可能重头开始， 同时在确定线路连接正确的前提下， 再接通电源，有利于实验的保护。六、其它得分（百分制）实验报告分析评价课程名称班 级实验名称时 间实验报告情况分析：经验总结及进一步改进措施：
