计算机组成原理实验PPT-软件工程

• 进位控制单元电路是在算术逻辑运算单元基础上增加 进位控制部分形成的单元电路，其作用是验证运算器 在进行运算的过程中是否产生进位，并将结果用指示 灯显示出来 进位控制单元电路结构原理如图3-1，进位控制单元 电路以算术逻辑运算单元电路为基础，具有算术逻辑 运算单元所有控制信号，为控制进位锁存器，增加了 AR控制信号，当该信号处于低电平，同时发送T4信号， ALU进位被锁存在锁存器中
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计算机组成原理实验
1.4 实验步骤
1）按要求打开实验装臵，把上述原理图中用到的
单元电路及控制信号与实验装臵上各单元电路 和相关信号控制开关等实物相对照，熟悉应用 和操作对象。本次实验用到的所有数据开关和 控制开关如果不在初始状态，则要先将其打到 初始状态（即断开状态），在本装臵中，开关 断开，其输出均为高电平状态（开关指示灯灭）
工作方式输入选择 S3 S2 S1 S0 L L L L L L L L L L H H L L H H L L L H L H L H 逻辑运算（M=H） A非 （A+B）非 (A非)B 0 (AB)非 B非 算术运算（M=L） (/Cn=H,无进位) A A+B A+(B非) 减1 A加A(B非) (A+B)加A(B非) （/Cn=L,有进位） A 加1 （A+B）加1 (A+(B非))加1 0 A加A(B非)加1 (A+B)加A(B非)加1
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1.3 实验内容
1）熟悉实验设备及使用方法 • 整个实验仪器是由分散元器件构成，包括计算 机中的各组成部件：运算器、存储器、控制器 等，这些器件的内部连线已经连好，需要连接 的是一些控制信号线。实验板上对各个器件的 划分比较清楚，都用白色框线表示，每个器件 的名称也用白色注明。
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1.3 实验内容
3）利用上述ALU电路实现算术与逻辑运算
利用上述算术逻辑运算单元电路完成多个算术与逻辑 运算操作，并将实验结果与正确结果进行比较。 74LS181型ALU在正逻辑下的功能如下表所示：
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正逻辑输入与输出
A 减B
A(B非) A加AB加1 A加B加1 (A+(B非))加AB加1 AB A加A加1 (A+B)加A加1 (A+(B非))加A加1 A 21
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1.4 实验步骤
先用实验仿真软件模拟硬件实验的过程，熟悉 实验的操作步骤，并可以将得到的实验数据用 于验证硬件实验的结果。 在正式开始硬件实验之前，先熟悉实验装臵各 部分结构和功能;练习正确的插拔线方法。
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1.4 实验步骤
4）验证寄存器A(DR1)和寄存器B(DR2)中数据的正 确性，步骤如下：
• 关闭数据输入三态门(SW-B=1)，打开ALU输出三态门 (ALU-B=0)。 当S3~S0、Ｍ初始状态时，控制开关均在断开状态， ALU输出寄存器A的数据，对照总线指示灯数据。只接 通S2和S0控制开关(S2=0,S0=0)，其余开关状态不变， ALU输出寄存器B的数据，对照总线指示灯数据。 如果两个寄存器显示数据与臵入数据一致，表明实验装 臵所用到单元电路、实验接线和操作都正确。否则必有 实验环节发生错误，必须认真检查分析，找出出错原因。 后续实验必须在上述结果正确无误的基础方可进行。
•
关闭数据输入三态门，即断开SW-B开关（SW-B=1）
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1.4 实验步骤
3）用二进制数据开关向DR1(寄存器A)和DR2(寄存 器B)臵运算数据
拨动输入 单元的数 据开关生 成八位二 进制数据 X 向寄存器 A 置数据： LDDR1=1 LDDR2=0 T4= 拨动输入 单元的数 据开关生 成八位二 进制数据Y 向寄存器 B 置数据： LDDR1=0 LDDR2=1 T4=
• •
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1.2 实验设备
• • • JYS-4计算机组成原理教学实验装臵 排线、导线若干 实验仿真软件一套
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23Βιβλιοθήκη 计算机组成原理实验1.4 实验步骤
2）按图2-2连 接线路，连 接完毕后要 进行仔细检 查，确保无 误后方可通 电实验
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1.4 实验步骤
3）用二进制数据开关向DR1(寄存器A)和DR2(寄存 器B)臵运算数据，步骤如下：
• • • • 再次查看开关单元ALU-B开关是否处于初始状态 不在初始状态则打到初始状态（ALU-B=1），关闭 ALU输出的三态门。 接通WS-B开关，打开数据输入单元的三态门。 分别向寄存器A和寄存器B臵数，操作流程如图
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运 算 器 电 路 结 构 图
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1.3 实验内容
2）熟悉算术逻辑运算单元电路的结构与工作原理 • 算术逻辑运算单元电路的主要控制信号
算术逻辑单元电路中用到的控制信号主要有T4、S0、 S1、S2、S3、Cn、M、LDDR1、LDDR2、SW-B、ALU-B。 在实际应用中，只需将“W/R UNIT”的T4接至“STATE UNIT”的微动开关KK2的输出端，按动微动开关，即可 获得实验所需的单脉冲，其中Cn、SW-B、ALU-B为低 电平有效，它们是分别控制运算器进位、数据开关至 数据总线的三态门以及运算器输出至数据总线三态门 的控制信号。
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H L L L L H H H H
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H L L H H L L H H
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H L H L H L H L H
A异或B
A(B非) (A非)+B (A异或B)非 B AB 1 A+(B非) A+B A
A减B减1
(A(B非))减1 A加AB A 加B (A+(B非))加AB AB减1 A (A+B)加A (A+(B非))加A A 减1
计算机组成原理实验
计算机组成原理 实验
实验教材：《计算机组成原理实验指导书》
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计算机组成原理实验
实验目录
实验一 运算器实验 实验二 进位运算和移位运算实验 实验三 存储器实验 实验四 数据通路实验 实验五 微程序控制实验 实验六 基本模型机的设计与实现
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1.4 实验步骤
5）验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能(正逻 辑)，在给定寄存器A(DR1=X)和寄存器 B(DR2=Y)数据的情况下，改变运算器的功能， 观察运算器的输出，把相关功能下的输出结果 填入表2-2，并做出理论分析和比较，验证实验 的正确性。
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1.3 实验内容
2）熟悉算术逻辑运算单元电路的结构与工作原理 • 算术逻辑运算单元电路的结构
使用2片74LS181以并串连形式构成8位字长ALU，ALU 输出经过三态门同数据总线相连。运算器的两输入端 的数据分别由两个锁存器锁存，锁存器输入与数据总 线相连，数据开关用来给出参与运算的数据，通过三 态门和数据总线相连，数据显示灯与数据总线相连， 用来显示数据总线内容。实验过程中，ALU根据不同 运算控制信号对2个锁存器中的二进制数进行算术或 逻辑运算。运算结果经三态门送到数据总线。
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计算机组成原理实验
2.1 实验目的和要求
• • 验证待进位控制的算术运算功能发生器的进位 功能 验证移位控制的组合功能
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2.2 实验设备
• • JYS-4计算机组成原理教学实验装臵 排线、导线若干
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计算机组成原理实验
2.3 实验内容
1）进位计算实验原理
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计算机组成原理实验
实验目录
实验一 运算器实验
实验二 进位运算和移位运算实验
实验三 存储器实验 实验四 数据通路实验
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计算机组成原理实验
实验二 进位运算和移位运算实验
• 实验目的和要求 • 实验设备 • 实验内容 • 实验步骤 • 实验注意事项
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计算机组成原理实验
1.3 实验内容
1）熟悉实验设备及使用方法 • JYS-4计算机组成原理实验装置采用内、外总 线结构，并按开放式结构要求设计了各关联的 单元实验电路，除进一步规范了可组成的原理 计算机结构外，也为实验教学提供了充足的硬 件可设计空间和软件可设计空间，在实验电路 构造方面，系统也提供了多种手段，可按部件 层次组合方式逐次构造不同结构和复杂程度的 部件实验电路及模型计算机。
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计算机组成原理实验
JYS-4硬件系统 布局图
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计算机组成原理实验
1.3 实验内容
1）熟悉实验设备及使用方法 • 掌握拿线的方法和要点（如手指捏住的不是导 线，而是导线的线座）。 • 插拔导线的方法要点（注意线座的角度与排针 保持零角度方向运动）。 • 对于两根一股以上的“排线”，注意连接信号 的对号入座（以不同的色彩来区分不同的信 号）。防止线座与相对应的排针之间的窜位连 接或反顺序连接。