精品基本运算器实验模板.docx
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精品基本运算器实验模板
基本运算器实验模板
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2016.5.17
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
xxxxxxxxxx
2.2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、
4、算术运算：
5、
四、实验数据和结果分析
4.1实验结果数据
运算类型
A
B
S3S2S1S0
CN
结果
逻辑运算
65
A7
0000
X
F=65FC=0FZ=0
65
A7
0001
X
F=A7FC=0FZ=0
65
A7
0010
X
F=25FC=0FZ=0
65
A7
0011
X
F=E7FC=0FZ=0
65
A7
0100
X
F=9AFC=0FZ=0
移位运算
65
A7
0101
X
F=CAFC=0FZ=0
65
A7
0110
0
F=32FC=0FZ=0
65
A7
1
F=B2FC=1FZ=0
65
A7
0111
0
F=CAFC=1FZ=0
65
A7
1
F=CAFC=0FZ=0
算数运算
65
A7
1000
X
F=65FC=0FZ=0
65
A7
1001
X
F=0CFC=1FZ=0
65
A7
1010（FC=0）
X
F=0DFC=1FZ=0
1010（FC=1）
X
F=0EFC=1FZ=0
65
A7
1011
X
F=BEFC=1FZ=0
65
A7
1100
X
F=64FC=0FZ=0
65
A7
1101
X
F=66FC=0FZ=0
4.2结果数据分析
1.逻辑运算
A=65,B=A7,
S3S2S1=0010时,F=AB
01100101
&10100111
00100101
S3S2S1=0011时,F=A+B
01100101
+10100111
11100111
2.移位运算
S3S2S1=0111时,cn=1,F=A带进位循环左移1位
01100101→11001010
3.算数运算
S3S2S1=1001时,F=A+B
01100101
+10100111
00001100
S3S2S1=1011时,F=A-B
[A]补=001100101
[-B]补=101011001
001100101
+101011001
110111110
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数据开关置一个二进制数（任意）、置LDA=1，LDB=0，连续按动时序单元的ＳＴ按钮，实现了什么数据通路？
答：
数据开关→LDA
2、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ＳＴ按钮，实现了什么数据通路？
答：
数据开关→LDB
3、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：
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：
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