《计算机组成原理》运算器试验报告

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一、试验名称：运算器试验

二、试验目的：

1、把握运算器的组成及工作原理；

2、熟悉ALU执行算术运算与规律运算的具体实现过程；3、把握ALU算术与规律运算的控制方法4、了解多片ALU的组合扩展功能和进位链的实现

三、试验内容：

1、两16位操作数的算术运算及进位影响2、两16位操作数的规律运算及进位影响3、不同控制组合下的算术与规律运算的输出结果

四、试验设备：

EL-JY-II型计算机原理试验系统，排线若干

五、试验步骤：

1、在系统断电的状况下，按试验指导书接线图完成本次试验的接线；2、系统上电，拨动清零开关，系统清零；

3、从数据输入开关电路输入第一个16位数据，开放数据总线，使数据进入暂存寄放器1；4、从数据输入开关电路输入其次个16位数据，开放数据总线，使数据进入暂存寄放器2；5、关闭数据输入开关，开启ALU输出，检查两个16位数据正确与否，有错通过步骤3改正；6、设置方式控制M=0，拨动功能选择端S3，S2，S1，S0进行算术运算，记录ALU输出结果；7、重复步骤6，直到S3，S2，S1，S0所有组合（16种）被完成；

8、设置方式控制M=1，拨动功能选择端S3，S2，S1，S0进行规律运算，记录ALU输出结果；9、重复步骤6，直到S3，S2，S1，S0所有组合（16种）被完成；

10、对试验结果进行检查，如有错误，找出原因，重做试验，直到正确为止。

六、试验结果

整个试验记录的试验结果如下：

表一：ALU算术与规律运算试验结果

LT1LT2S3S2S1S00000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111M=0（算术运算）F=1234HF=567CHF=BBB7HF=FFFFHF=1238HF=5680HF=BBBBHF=0003HF=2464HF=68ACHF=CDE7HF=122FHF=2468HF=68B0HF=CDEBHF=1233HF=1235HF=567DHF=BBB8HF=0000HF=1239HF=5681HF=BBBCHF=0004HF=2465HF=68ADHF=CDE8HF=1230HF=2469HF=68B1HF=CDECHF=1234HM=1（规律运算）F=EDCBHF=A983HF=4448HF=0000HF=EDCFHF=A987HF=444CHF=0004HF=FFFBHF=BBB3HF=5678HF=1230HF=FFFFHF=BBB7HF=567CHF=1234HCn=1（无进位）Cn=0（有进位）1234H5678H表二74181ALU功能表（分析时使用）选择S3S2S1S0000000010010001101000101011001111000100110101100110111101111

M=0算术操作M=1规律操作Cn=1（无进位）Cn=0（有进位）F=/AF=/(A+B)F=/A*BF=0F=/(A*B)F=/BF=A*/BF=/A+BF=/(/A*B+A*/B)F=BF=1F=A+/BF=A+BF=AF=AF=A+BF=A+/BF=减1(2的补)F=A加A*/BF=(A+B)加A*/BF=A*/B减1F=A加A*BF=A加BF=(A+/B)加A*BF=A*B减1F=A加AF=(A+B)加AF=(A+/B)加AF=A减1F=A加1F=(A+B)加1F=(A+/B)加1F=0F=A加A*/B加1F=(A+B)加A*/B加1F=A减BF=A*/BF=A加A*B加1F=A加B加1F=(A+/B)加A*B加1F=A*BF=A加A加1F=(A+B)加A加1F=(A+/B)加A加1F=AF=(/A*B+A*/B)F=A减B减11011F=A*B

七、分析探讨

M是算术与规律运算的选择端决定了ALU进行那类运算，S0，S1，S2，S3是功能选择控制端，决定是做加、减、规律与、规律或、规律异或等运算，表一的试验结果与手工验算完全一致，从而验正了整个ALU的算术/规律运算功能和进位处理功能。灵活运用S0，S1，S2，S3的不同组合可以实现大量其它功能，如本ALU虽然没有求补功能但可以通过取反加1完成求补运算，向左移位的实现可采用自身相加（A+A=2A），此外选择M=1，S3S2S1S0=1111或S3S2S1S0=1010将操作数A或B可以直接送到ALU的输出，这样可以直接验证输入数据是否正确。本次试验也涉及到了数据总线，总线有三特性质：公共性、驱动性和三态性，在数据输入时利用控制开关来控制三态，有效时输出数据，无效时数据输入缓冲器呈高阻（相当断开）与数据总线隔离；公共性是总线的最根本的属性，所有传输的数据都通过共享数据线分时完成的，何时完成靠控制信号来区分，如输入的两个16位数据就是通过数据总线分两次（分时）传送的。

八、心得体会

这是计算机组成原理的第一个试验，虽然还有点陌生，但基本熟悉了整个试验系统的基本结构，了解了该试验装置按功能分成几大区，学会何时操作各种开