本科實驗報告

課程名稱：計算機組成原理與體系結構

實驗項目： 運算器、移位器、運算存儲器、

總線控制、微程序控制器原理

實驗地點： 明向計算機學院306實驗室

專業班級： 物聯1403 學號：2014002074 20140020762014002091

學生姓名：司帥杰、唐思文、趙羽龍

指導教師： 段利國

2016年 12月 19 日

《計算機組成原理與體系結構》實驗指導書

《計算機組成原理與體系結構》實驗指導書

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《計算機組成原理與體系結構》實驗指導書

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實驗一 運算器

【實驗目的與要求】

1.掌握運算器的組成、功能及工作原理；

2.驗證由74LS181組成的16位ALU的功能，進一步驗證帶初始進位的ALU的功能；

3.熟悉運算器執行算術運算操作和邏輯運算操作的具體實現過程。

【實驗設備和環境】

本實驗使用 EL-JY-II 型計算機組成原理實驗掛箱一組連接線。

【實驗內容】一、實驗原理

算術邏輯單元 ALU 是運算器的核心。集成電路 74LS181 是 4 位 ALU，四片 74LS181 以串行方式構成 16 位運算器。它可以對兩個 16 位二進制數進行多種算術或邏輯運算， 74LS181 有高電平和低電平兩種工作方式，高電平方式采用原碼輸入輸出，低電平方式采用反碼輸入輸出，這里采用高電平方式。

三態門 74LS244 作為輸出緩沖器由 ALU-G 信號控制，ALU-G 為“0”時，三態門開通，此時其輸出等于其輸入；ALU-G 為“1”時，三態門關閉，此時其輸出呈高阻。

四片 74LS273 作為兩個 16 數據暫存器，其控制信號分別為 LDR1 和 LDR2，當 LDR1 和 LDR2 為高電平有效時，在 T4 脈沖的前沿，總線上的數據被送入暫存器保存。

運算器的結構見圖 1-1：

圖 1-1運算器實驗原理

74LS181 功能見表 1-1，其中符號“＋”表示邏輯“或”運算，符號“*”表示邏輯“與”

運算，符號“/”表示邏輯“非”運算，漢字“加”表示算術加運算，漢字“減”表示算術

減運算。

表 1-174LS181 功能表

選擇

M=1

邏輯操作

M=0算術操作

S3 S2 S1 S0

Cn=1(無進位)

Cn=0(有進位)

00

0

0

F=/A

F=A

F=A 加 1

00

0

1

F=/(A+B)

F=A+B0

F=(A+B)加 1

00

1

0

F=/A*B

F=A+/B

F=(A+/B)加 1

00

1

1

F=0

F=－1

F=0

01

0

0

F=/(A*B)

F=A 加 A*/B

F=A 加 A*/B 加 1

01

0

1

F=/B

F=(A+B)加 A*/B

F=(A+B) 加 A*/B 加 1

01

1

0

F=(/A*B+A*/B)

F=A 減 B 減 1

F=A 減 B

01

1

1

F=A*/B

F=A*/B 減 1

F=A*/B

10

0

0

F=/A+B

F=A 加 A*B

F=A 加 A *B 加 1

10

0

1

F=/(/A*B+A*/B)

F=A 加 B

F=A 加 B 加 1

10

1

0

F=B

F=(A+/B)加 A*B

F=(A+/B)加 A*B 加 1

10

1

1

F=A*B

F=A*B 減 1

F=A*B

11

0

0

F=1

F=A

F=A

加

A

F=A 加 A 加 1

11

0

1

F=A+/B

F=(A+B)加 A

F=(A+B)加 A 加 1

11

1

0

F=A+B

F=(A+/B)加 A

F=(A+/B)加 A 加 1

11

1

1

F=A

F=A 減 1

F=A

74LS181 的功能控制條件由 S3、S2、S1、S0、 M、Cn 決定。高電平方式的 74LS181 的管腳分配和引出端功能符號見圖 1-2。

圖 1-274LS181 的管腳分配和引出端功能

二、實驗步驟

1.實驗連線

按圖 1-3 接線圖接線，連線時應注意：為了使連線統一，對于橫排座，應使排線插頭上的箭頭面向自己插在橫排座上；對于豎排座，應使排線插頭上的箭頭面向左邊插在豎排座上。

BD15

BD15

……

.

BD8

數據總線

BD7

……

.

BD0

DIJ1

DIJ-G

DIJ2

數據輸入電路

C-G

S3S2S1S0MCn

ALU-G

AR

LDR1

LDR2

控制開關電路

T+

fin

f8

脈沖及時序電路

運算器接口

S3S2S1S0MCn

ALU-G

AR

LDR1

L

總結

以上是生活随笔為你收集整理的太原理工计算机组成原理报告,太原理工《计算机组成原理与体系结构》--实验报告.docx...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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