位算术逻辑运算验
基本运算器实验
计算机组成原理实验报告实验名称基本运算器实验实验日期2016.9.18 学生姓名学号班级实验目的①了解运算器的组成结构：观察并且熟悉运算器内部的三个独立运算部件（算术、逻辑和移位运算）；②掌握运算器的工作原理：通过连线、给暂存器赋初值、修改操作码观察两暂存器中值的运算结果。
实验内容①连线：用合适的线连接对应的指定区域；②赋初值：拨动相应开关，给暂存器A、B赋相应的初值；③观察T1、T2、T3节拍，并进入T3节拍；④改变K20（S0）、K21（S1）、K22（S2）、K23（S3）、K12（CN_I）的值（即改变不同的操作码），对暂存器中的数进行不同的运算，观察并记录运算器的输出。
实验仪器及元件①STAR COP2018实验仪一套②PC机一台实验原理及电路图①先将要处理的数据存至暂存器A、B中。
暂存器A和暂存器B的数据能在 LED灯上实时显示，原理如下图：②寄存器R0-3、堆栈寄存器SP、标志寄存器PSW（含FC、FZ、FS、I）共用R_0..R_7八个发光二极管，通过Select按键选择，按键上方的发光二极管指示R_0..R_7显示那个寄存器的值。
即下图所示处的发光二极管显示的是寄存器的值：③运算器内部含有三个独立运算部件（算术、逻辑和移位运算部件），这三个部件会（图为成功将二进制数01011000写入暂存器A）④给暂存器B赋初值：A．拨动开关区单元的K7..K0开关，形成二进制数10101011（十进制的171、十六进制的AB）；B．拨动开关区单元K15(wA)、K14(wB)、K13(rALU)、K12(CN_I)开关，赋wA=1、wB=0、rALU=1、CN_I=0，按CON单元的STEP按键一次,将二进制数01011000写入暂存器A中。
★ALU单元的A_7…A_0 LED上显示A中的值。
（如图所示）（图为成功将二进制数10101011写入暂存器B）⑤赋wA=1、wB=1、rALU(K13)=0,按uSTEP键，进入T3节拍；⑥对两暂存器中的数据进行运算，并观察显示屏上显示的十六进制结果：不断改变K20（S0）、K21（S1）、K22（S2）、K23（S3）、K12（CN_I）的值：A．当S3=0 S2=0 S1=0 S0=0、CN_I=0时，进行F = A（直通）运算，显示屏结果为58.（图为F=A的运算结果）B．当S3=0 S2=0 S1=0 S0=0、CN_I=1时，进行F = B（直通）运算，显示屏结果为AB.（图为F=B的运算结果）C．当S3=0 S2=0 S1=0 S0=1、CN_I=X（0或者1）时，进行F = A + B （或）运算，显示屏结果为FB.（图为F = A + B的运算结果）实验结果分析由于课堂时间原因，实际上只完成了运算结果表的前三项，即逻辑运算的前三项，实验结果见下表：运算类型A B S3 S2 S1 S0CN_I结果逻辑运算58 AB 0000 0 ALU=（58） FC=（0）FZ=（0） FS=(0)58 AB 0000 1 ALU=（AB） FC=（0）FZ=（0） FS=(0)58 AB 0001 X ALU=（FB） FC=（0）FZ=（0） FS=(0)注：FC、FZ、FS中0表示灭，1表示亮对应ALU功能表，对实验结果进行分析可得：①当S3=0 S2=0 S1=0 S0=0、CN_I=0时，进行F = A（直通）运算，由于显示屏只有两位，且我们写入寄存器A的数据为01011000，因此在显示屏上显示的是该数据的十六进制表示：58。
ALU实验报告
算术逻辑单元实验报告一、实验目的1、掌握运算器的工作原理。
2、验证运算器的功能。
二、实验原理算术逻辑单元的主要功能是对二进制数据进行定点算术运算、逻辑运算和各种移位操作。
算术运算包括定点加减乘除运算；逻辑运算主要有逻辑与、逻辑或、逻辑异或和逻辑非操作。
ALU通常有两个数据输入端A和B，一个数据输出端Y 以及标志位等。
三、实验要求1、实验设计目标设计一个16位算术逻辑单元，满足以下要求。
（1）16位算术逻辑单元能够进行下列运算：加法、减法、加1、减1、与、或、非和传送。
用3位运算操作码OP[2..0]进行运算，控制方式如下表所示。
(2)设立两个标志寄存器Z和C。
当复位信号reset为低电平时，将这两个标志寄存器清零。
当运算结束后，在时钟clk的上升沿改变标志寄存器Z和C的值。
运算结果改变标志寄存器C、Z的情况如下：加法、减法、加1、减1运算改变Z、C；与、或、非运算改变Z，C保不变；传送操作保持Z、C不变。
因此在运算结束Z、C需要两个D触发器保存。
(3)为了保存操作数A和B，设计两个16位寄存器A和B。
当寄存器选择信号sel=0时，如果允许写信号write=1.，则在诗中clk的上升沿将数据输入dinput送入A 寄存器；当寄存器选择信号sel=1时，如果允许写信号write=1.，则在诗中clk的上升沿将数据输入dinput送入B寄存器。
(4)算术逻辑单元用一个设计实体完成。
2.顶层设计实体的引脚要求（1）clk对应试验台上的时钟（单脉冲）。
（2）reset对应实验台上的CPU复位信号CPU-RST。
（3）数据输入dinput对应试验台开关SD15~SD0。
（4）允许写信号write对应试验台开关SA5.（5）OP[2..0]对应试验台开关SA2~SA0.（6）寄存器选择信号sel对应试验台开关SA4.（7）16为运算结果result对应实验台上的指示灯A15~A0.（8）Z、C标志位对应试验台上的Z、C指示灯。
计算机组成原理实验报告
计算机组成原理实验报告实验报告运算器实验⼀、实验⽬的掌握⼋位运算器的数据传输格式，验证运算功能发⽣器及进位控制的组合功能。
⼆、实验要求完成算术、逻辑、移位运算实验，熟悉ALU运算控制位的运⽤。
三、实验原理实验中所⽤的运算器数据通路如图2-3-1所⽰。
ALU运算器由CPLD描述。
运算器的输出FUN经过74LS245三态门与数据总线相连，运算源寄存器A和暂存器B的数据输⼊端分别由2个74LS574锁存器锁存，锁存器的输⼊端与数据总线相连，准双向I/O 输⼊输出端⼝⽤来给出参与运算的数据，经2⽚74LS245三态门与数据总线相连。
图2-3-1运算器数据通路图中A WR、BWR在“搭接态”由实验连接对应的⼆进制开关控制，“0”有效，通过【单拍】按钮产⽣的脉冲把总线上的数据打⼊，实现运算源寄存器A、暂存器B的写⼊操作。
四、运算器功能编码算术运算逻辑运算K23~K0置“1”，灭M23~M0控位显⽰灯。
然后按下表要求“搭接”部件控制路。
表2.3.2 运算实验电路搭接表算术运算1.运算源寄存器写流程通过I/O单元“S7~S0”开关向累加器A和暂存器B置数，具体操作步骤如下：2.运算源寄存器读流程关闭A、B写使能，令K18=K17=“1”，按下流程分别读A、B。
3.加法与减法运算令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0100），为算术加，FUN及总线单元显⽰A+B的结果令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0101），为算术减，FUN及总线单元显⽰A－B的结果。
逻辑运算1.运算源寄存器写流程通过“I/O输⼊输出单元”开关向寄存器A和B置数，具体操作步骤如下：2.运算源寄存器读流程关闭A、B写使能，令K17= K18=1，按下流程分别读A、B。
①若运算控制位设为（M S2 S1 S0=1111）则F=A，即A内容送到数据总线。
②若运算控制位设为（M S2 S1 S0=1000）则F=B，即B内容送到数据总线。
计算机组成原理实验报告(四个实验 图)
福建农林大学计算机与信息学院计算机类实验报告课程名称：计算机组成原理姓名：周孙彬系：计算机专业：计算机科学与技术年级：2012级学号：3126010050指导教师：张旭玲职称：讲师2014年06 月22日实验项目列表序号实验项目名称成绩指导教师1 算术逻辑运算单元实验张旭玲2 存储器和总线实验张旭玲3 微程序控制单元实验张旭玲4 指令部件模块实验张旭玲福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系：计算机专业：计算机科学与技术年级： 2012级姓名：周孙彬学号： 3126010050 实验课程：实验室号：_______ 实验设备号：实验时间：指导教师签字：成绩：实验一算术逻辑运算单元实验实验目的1、掌握简单运算器的数据传输方式2、掌握74LS181的功能和应用实验要求完成不带进位位算术、逻辑运算实验。
按照实验步骤完成实验项目，了解算术逻辑运算单元的运行过程。
实验说明1、ALU单元实验构成（如图2-1-1）1、运算器由2片74LS181构成8位字长的ALU单元。
2、2片74LS374作为2个数据锁存器（DR1、DR2），8芯插座ALU-IN作为数据输入端，可通过短8芯扁平电缆，把数据输入端连接到数据总线上。
运算器的数据输出由一片74LS244（输出缓冲器）来控制，8芯插座ALU-OUT 作为数据输出端，可通过短8芯扁平电缆把数据输出端连接到数据总线上。
图2-1-1图2-1-22、ALU单元的工作原理（如图2-1-2）数据输入锁存器DR1的EDR1为低电平，并且D1CK有上升沿时，把来自数据总线的数据打入锁存器DR1。
同样使EDR2为低电平、D2CK有上升沿时把数据总线上的数据打入数据锁存器DR2。
算术逻辑运算单元的核心是由2片74LS181组成，它可以进行2个8位二进制数的算术逻辑运算，74LS181的各种工作方式可通过设置其控制信号来实现（S0、S1、S2、S3、M、CN）。
当实验者正确设置了74LS181的各个控制信号，74LS181会运算数据锁存器DR1、DR2内的数据。
C# 运算符
C# 运算符运算符是处理和操作数据的一种符号单元，其作用是标识出数据与数据之间的运算关系，从而帮助程序来操作这些数据的运算过程。
因此，运算符又被称作操作符。
C#支持6种类型的运算符，即算术运算符、赋值运算符、关系运算符、逻辑运算符、按位运算符和特殊运算符等。
1．算术运算符算术运算符是进行算术运算操作的操作符，它实现了数学上基本的算术功能，主要作用是对整数型或实数型变量进行各种基本的数学运算，在C#中，算术运算符主要包括7种，如表2-6所示。
表2-6 算术运算符在表2-5中，前5种运算符与数学的基本运算紧密关联，依次对应基本运算的加、减、乘、除和求余等，其使用方法也与数学基本运算遵循相同的规则。
例如，在除法运算中，除法运算符“/”两侧分别是除法运算的除数和被除数。
除数可以是任意实数，被除数则为不能为0的任意实数。
递增运算符“++”和递减运算符“--”是两种特殊的一元运算符（所谓元，即操作数的数量。
一个操作数为一元，两个操作数为二元，依此类推），其除了分别进行加法运算和减法运算以外，还带有赋值的功能。
以递增运算符“++”为例，两以上两种方式的区别在于，前缀方式的加法运算是先进行加法运算再进行赋值，后缀方式则是先赋值在进行加法运算。
使用如下两段代码即可了解这两种方式的区别。
在上面的运算中，++a先将a的值加1，此时a的值为6，然后再将a的新值赋在上面的运算中，会先将a的值5赋予b，然后再对a进行递增运算，将新的值赋予a，因此a的值为6，b的值为5。
2．赋值运算符赋值运算符的作用是为常量和变量进行初始化，或为变量赋予一个新的值。
赋值运算符即变量赋值的方法，可以使用赋值运算符“=”进行赋值操作。
赋值运算符不仅可以在变量被声明时为变量赋值，还可以对已初始化的变量进行赋值，方法如下。
在上面的代码中，关键字VariableName表示被赋值的变量，NewValue表示变量的新值。
赋值运算符可以为所有未标识const修饰符的变量赋值。
八位算术逻辑运算
实验1 八位算术逻辑运算
一、实验目的和要求
1、掌握运算器的基本组成结构；
2、掌握运算器的工作原理。
二、实验原理图
实验采用的运算器数据通路如图1-1所示，其中74HC18是4位算数逻辑运算单元，本实验采用2片构成8位的算数逻辑运算单元。
两个操作数从最下面的8个乒乓开关输入，分别锁存在两个锁存器74273中，分别作为ALU的两个操作数。
74HC18有16种算数逻辑运算，控制端由S3、S2、S1、S0控制，在电路中由SWS3、SWS2、SWS1、SWS0四个开关控制。
M=1，逻辑运算，M=0算数运算，CN为进位位。
运算的结果显示在上方的8个LED灯。
图1-1运算器原理图
逻辑功能表如表1-1所示。
表5-1 ALU逻辑功能表
三、实验要求完成： 1、实验要求
（1）在暂存器A 中设置操作数A=65H ；在暂存器B 中设置操作数B=A7H 。
（2）通过对ALU 操作控制端S3、S2、S1、S0、CN 、M 的设置，完成两个操作数的算术、逻辑运算，并将运算结果填入表1-2中。
最后将运算结果同74HC181逻辑功能表（表1-1）对比分析，判断运算结果是否正确。
四
、实验数据记录
验证74HC181的逻辑功能，将运算结果记录在表1-2中。
六、实验结果分析
1、对比分析表1-1和表1-2，判断运算结果是否正确,并分析原因。
2、暂存器A置数完成后，如果操作控制信号 wA仍保持有效电平(wA=0)，在对暂存器B置数时会出现什么情况？。
实验二：算术逻辑运算和移位运算
西安交通大学实验报告
课程名称：微机原理与接口技术实验名称数据传送
班级：机械36班姓名：申湾舟学号：2130101125
实验日期：2015年9 月29日教师审阅签字：1．实验目的
（1）熟悉算数逻辑运算指令和移位指令的功能；
（2）了解标志寄存器中各个标志位的意义以及指令执行对它的影响。
2．实验内容
（1）标志位改变规律；
（2）简单存储和计算；
（3）写出规定功能的程序1；
（4）写出规定功能的程序2；
（5）补全规定功能的程序；
（6）清除操作；
（7）执行已知程序；
（8）实验结果分析。
3．实验工具
操作系统：windows7；实验平台：调试工具TD.EXE。
4．实验步骤与结果
（1）标志位改变规律；
在TD.EXE中输入程序段并且单步运行，观察标志位变化。
（2）简单存储和计算；
（3）写出规定功能的程序1；
（4）写出规定功能的程序2；
（5）补全规定功能的程序；
（6）清除操作；
（7）执行已知程序；
（8）实验结果分析。
五、实验小结
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位可控加减法器设计32位算术逻辑运算单元
【位可控加减法器设计32位算术逻辑运算单元】1. 引言位可控加减法器是现代计算机中十分重要的组成部分，它可以在逻辑电路中实现对算术运算的功能。
其中，32位算术逻辑运算单元是计算机中非常常见的一个部件，它可以用来进行32位数据的加法、减法和逻辑运算。
本文将就位可控加减法器的设计和32位算术逻辑运算单元进行全面评估，并给出深度和广度兼具的解析。
2. 什么是位可控加减法器位可控加减法器是一种灵活的算术逻辑电路，它可以根据控制信号来选择进行加法运算或减法运算。
这种设计可以大大提高电路的灵活性和适用性，使得算术运算单元可以在不同的情况下实现不同的运算需求。
3. 32位算术逻辑运算单元的设计原理32位算术逻辑运算单元是计算机中进行32位数据运算的核心部件，它通常包括加法器、减法器、逻辑门等组件。
在设计中，需要考虑到加法器和减法器的位宽、进位和溢出等问题，同时还需要考虑逻辑门的多功能性和灵活性。
通过合理的组合和控制，可以实现对32位数据进行高效的算术逻辑运算。
4. 位可控加减法器设计在32位算术逻辑运算单元中的运用位可控加减法器的设计可以很好地应用在32位算术逻辑运算单元中，通过控制信号来选择进行加法或减法运算，从而满足不同情况下对数据的处理需求。
这种设计不仅能简化电路结构和控制逻辑，还能提高算术逻辑运算单元的灵活性和效率，使其更适用于不同的场景和运算需求。
5. 个人观点和理解从我个人的理解来看，位可控加减法器设计在32位算术逻辑运算单元中的应用，可以很好地提高计算机的运算效率和灵活性。
通过合理的设计和控制，可以使得算术逻辑运算单元在不同的情况下具有不同的功能，从而更好地满足计算机对于数据处理的需求。
这种设计也为计算机的设计和优化提供了很好的思路和方法。
6. 总结通过本文的评估和解析，我们对于位可控加减法器的设计以及在32位算术逻辑运算单元中的应用有了更深入的理解。
通过灵活的控制信号，可以实现算术逻辑运算单元在不同情况下对数据进行不同的处理，从而提高了计算机的运算效率和灵活性。
算术逻辑运算电路
05
算术逻辑运算电路的设计与优化
设计流程
需求分析
明确电路的功能需求，包括输入、输出信号 以及运算类型等。
逻辑设计
根据需求分析结果，设计电路的逻辑门电路， 实现所需的算术逻辑运算。
电路布局
根据逻辑设计结果，合理安排电路元件的位 置，确保电路性能和可靠性。
布线设计
根据电路布局，规划电路的布线方式，确保 信号传输的稳定性和效率。
软件实现方式的优
缺点
软件实现方式具有灵活性高、易 于维护和修改等优点，但性能可 能不如硬件实现方式，且对于大 规模的算术逻辑运算可能存在效 率问题。
基于硬件和软件的混合实现方式
硬件加速器
嵌入式系统
通过在硬件中嵌入部分算术逻辑 运算功能，利用硬件的高性能特 点加速大规模的算术逻辑运算。
将硬件和软件集成在一个系统中， 利用硬件实现核心的算术逻辑运 算功能，软件则负责控制和管理 整个系统。
算术逻辑运算电路
• 算术逻辑运算电路概述 • 算术逻辑运算电路的基本组成 • 算术逻辑运算电路的实现方式 • 算术逻辑运算电路的性能指标
• 算术逻辑运算电路的设计与优化 • 算术逻辑运算电路的未来发展与挑
战
01
算术逻辑运算电路概述
定义与特点
定义
算术逻辑运算电路是一种数字电路， 用于执行算术和逻辑运算。
20世纪60年代，晶体管开始应用于算 术逻辑运算电路，实现了电路的小型 化和集成化。
02
算术逻辑运算电路的基本组成
输入输出单元
输入单元
接收外部输入信号，并将其转换为适合电路处理的电平信号 。
输出单元
将电路处理后的结果输出，并转换为外部设备可识别的电平 信号。
逻辑门
运算符大全
当某位从 一端移出 时，另一 端移入0 （某些计 算机是送 1，详细 内容请查 阅相应C 编译程序 用户手 册）。切 记：移位 不同于循 环，从一 端移出的 位并不送 回到另一 端去，移 去的位永 远丢失 了，同时 在另一端 补0。 移位操作 可对外部 设备（如 D/A转换 器）的输 入和状态 信息进行 译码，移 位操作还 可用于整 数的快速 乘除运算 。如表29所示 （假定移 位时补 0），左 移一位等 效于乘 2，而右 移一位等 效于除以 2。
*、/、% 最低+、编译程序 对同级运 算符按从 左到右的 顺序进行 计算。当 然，括号 可改变计 算顺序。 C语言 处理括号 的方法与 几乎所有 的计算机 语言相 同：强迫 某个运算 或某组运 算的优先 级升高。 2.6.3关 系和逻辑 运算符
关 系运 算符中的 “关系” 二字指的 是一个值 与另一个 值之间的 关系，逻 辑运算符 中的“逻 辑”二字 指的是连 接关系的 方式。因 为关系和 逻辑运算 符常在一 起使用， 所以 将 它们放在 一起讨论 。关系和 逻辑运算 符概念中 的关键是 True （真）和 Flase （假）。
C语言 运算 符ห้องสมุดไป่ตู้ 全
C语言的 内部运算 符很丰 富，运算 符是告诉 编译程序 执行特定 算术或逻 辑操作的 符号。C 语言有三 大运算 符：算术 、关系与 逻辑、位 操作。另 外，C还 有一些特 殊的运算 符，用于 完成一些 特殊的任 务。 2.6.1算 术运算符
表2-5列 出了C语 言中允许 的算术运 算符。在 C语言 中，运算 符“+” 、“－” 、“*” 和“/” 的用法与 大多数计 算机语言 的相同， 几乎可用 于所有C 语言内定 义的数据 类型。当 “/”被 用于整数 或字符 时，结果 取整。例 如，在整 数除法 中， 10/3=3。
算术逻辑运算实验报告
置入暂存器B中，暂存器B的值通过ALU单元的B7…B0八位LED灯显示。
(6) 改变运算器的功能设置，观察运算器的输出。
置ALU_B=0、LDA=0、LDB=0，然后按表1-1-1置S3、S2、S1、S0和Cn的数值，并观察数据总线LED显示灯显示的结果。
如置S3、S2、S1、S0为0010，运算器作逻辑与运算，置S3、S2、S1、S0为1001，运算器作加法运算。
如果实验箱和PC联机操作，则可通过软件中的数据通路图来观测实验结果（软件使用说明请看附录一），方法是：打开软件，选择联机软件的“【实验】—【运算器实验】”，打开运算器实验的数据通路图，如图1-1-6所示。
进行上面的手动操作，每按动一次ST按钮，数据通路图会有数据的流动，反映当前运算器所做的操作，或在软件中选择“【调试】—【单节拍】”，其作用相当于将时序单元的状态开关KK2置为‘单拍’档后按动了一次ST按钮，数据通路图也会反映当前运算器所做的操作。
重复上述操作，并完成表1-1-2。
然后改变A、B的值，验证FC、FZ的锁存功能。
图1-1-6 数据通路图
五、实验结果及分析
在CON单元的SD27…SD20数据开关中输入01100101，置LDA=1，LDB=0，连续按动时序单元的ST按钮，将二进制数01100101置入暂存器A中。
在CON单元的SD27…SD20数据开关中输入10100111，置LDA=0，LDB=1，连续按动时序单元的ST按钮，将二进制数10100111置入暂存器B中。
置ALU_B=0、LDA=0、LDB=0，置S3、S2、S1、S0为0010，运算器作逻辑与运算。
实验三16位算术逻辑运算实验
实验三16位算术逻辑运算实验实验三16位算术逻辑运算实验⼀、实验⽬的1、掌握16位算术逻辑运算数据传送通路组成原理。
2、进⼀步验证算术逻辑运算功能发⽣器74L S181的组合功能。
⼆、实验内容1、实验原理实验中所⽤16位运算器数据通路如图3－3所⽰。
其中运算器由四⽚74L S181以并/串形成16位字长的A L U构成。
低8位运算器的输出经过⼀个三态门74L S245（U33）到内部总线，低8位数据总线通过L Z D0～L Z D7显⽰灯显⽰；⾼8位运算器的输出经过⼀个三态门74L S245（U33`）到A L U O1`插座，实验时⽤8芯排线和⾼8位数据总线B U S D8～D15插座K B U S1或K B U S2相连，⾼8位数据总线通过L Z D8～L Z D15显⽰灯显⽰；参与运算的四个数据输⼊端分别由四个锁存器74L S273（U29、U30、U29`、U30、）锁存，实验时四个锁存器的输⼊并联连⾄内部数据总线再⽤8芯线连接到外部数据总线E X D0～D7插座E X J1～E X J3中的任⼀个；参与运算的数据源来⾃于8位数据开并K D0～K D7，并经过⼀三态门74L S245（U51）直接连⾄外部数据总线E X D0～E X D7，输⼊的数据通过L D0～L D7显⽰。
2、实验接线本实验⽤到6个主要模块：⑴低8位运算器模块，⑵数据输⼊并显⽰模块，⑶数据总线显⽰模块，⑷功能开关模块（借⽤微地址输⼊模块），⑸⾼8位运算器模块，⑹⾼8位（扩展）数据总线显⽰模块。
根据实验原理详细接线如下：1、J20,J21,J22,接上短路⽚，图3-1.J20，J21，J22接上短路⽚2、J24，J25，J26接左边；图3-2.J24，J25，J26接左边3、J27,J28 左边图3-3.J27，J28接左边4、J23 置右边T4选“SD”图3-4.J23接右边5、JA5 置“接通”；图3-5.JA5置上⽅“接通”6、JA6 置“⼿动”；图3-6.JA6置下边“⼿动”7、JA3 置“接通”；图3-7.JA3置右边“接通”8、JA1,JA2,JA4置“⾼阻”；图3-8.JA1、JA2接下边“⾼阻”图3-9.JA4置左边“⾼阻”9、JA8 置上⾯“微地址”图3-10.JA8置上⾯“微地址”10、EXJ1接BUS3图3-11.EXJ1接BUS3 11、ALO1'接KBUS1图3-12.ALO1接KBUS1 12、开关CE 、AR 置1图3-13.CE与AR各⾃置113、ZI2，CN4，CN0接上短路⽚图3-14.Z12，CN4和CN0都接上短路⽚3、实验步骤⑴连接线路，仔细查线⽆误后，接通电源。
C语言 运算符
无论是加减乘除还是大于小于，都需要用到运算符，在C语言中的运算符和我们平时用的基本上都差不多。
运算符包括赋值运算符、算术运算符、逻辑运算符、位逻辑运算符、位移运算符、关系运算符、自增自减运算符。
大多数运算符都是二目运算符，即运算符位于两个表达式之间。
单目运算符的意思是运算符作用于单个表达式。
(具体什么是表达式下一节再说)一、赋值运算符赋值语句的作用是把某个常量或变量或表达式的值赋值给另一个变量。
符号为‘=’。
这里并不是等于的意思，只是赋值，等于用‘==’表示。
注意：赋值语句左边的变量在程序的其他地方必须要声明。
得已赋值的变量我们称为左值，因为它们出现在赋值语句的左边；产生值的表达式我们称为右值，因为她它们出现在赋值语句的右边。
常数只能作为右值。
例如：count=5;total1=total2=0;第一个赋值语句大家都能理解。
第二个赋值语句的意思是把0同时赋值给两个变量。
这是因为赋值语句是从右向左运算的，也就是说从右端开始计算。
这样它先total2=0;然后total1=total2;那么我们这样行不行呢？(total1=total2)=0;这样是不可以的，因为先要算括号里面的，这时total1=total2是一个表达式，而赋值语句的左边是不允许表达式存在的。
二、算术运算符在C语言中有两个单目和五个双目运算符。
符号功能+ 单目正- 单目负* 乘法/ 除法% 取模+ 加法- 减法下面是一些赋值语句的例子，在赋值运算符右侧的表达式中就使用了上面的算术运算符：Area=Height*Width;num=num1+num2/num3-num4;运算符也有个运算顺序问题，先算乘除再算加减。
单目正和单目负最先运算。
取模运算符(%)用于计算两个整数相除所得的余数。
例如：a=7%4;最终a的结果是3，因为7%4的余数是3。
那么有人要问了，我要想求它们的商怎么办呢？b=7/4;这样b就是它们的商了，应该是1。
也许有人就不明白了，7/4应该是1.75，怎么会是1呢？这里需要说明的是，当两个整数相除时，所得到的结果仍然是整数，没有小数部分。
运算器实验原理
运算器实验原理
运算器是一种用于进行数学运算的设备。
它通常由电子元件组成，能够执行各种算术和逻辑运算，包括加法、减法、乘法、除法、位运算、逻辑与、逻辑或等。
运算器的基本原理是利用电子元件来实现数字的存储和操作。
它通常由若干个逻辑门、触发器、寄存器和计数器等组成。
这些元件相互连接，通过输入和输出端口与外部设备进行通信。
在运算器中，输入的数字会被转换成二进制形式，然后经过一系列逻辑运算和数值计算后，输出结果也以二进制形式呈现。
为了提高运算效率，运算器通常采用并行计算方式，即同时进行多个运算。
运算器实验中，可以使用逻辑门、触发器和计数器等电子元件进行电路搭建。
通过正确的连接和调试，可以实现特定的运算功能。
实验者可以在输入端口输入待计算的数字，并通过触发器和计数器等元件进行计算，最终将结果通过输出端口显示出来。
运算器实验可以帮助学生理解计算机内部运算的原理和过程，培养其对逻辑和数学的理解和应用能力。
同时，通过实验可以加深学生对二进制数制和逻辑电路的理解，为后续学习计算机原理和设计打下基础。
实验二-算术逻辑单元实验
实验二算术逻辑单元（ALU）的设计与实现实验目的1．认识算术逻辑单元的功能及意义2．掌握算术逻辑单元的结构与实现3．进一步熟练Modelsim、Vivado软件和Verilog硬件描述语言的使用4．理解Digilent N4 DDR FPGA开发板上数码管显示原理实验原理1.ALU算术逻辑单元（Arithmetic/Logic Unit , ALU）是现代计算机的核心部件之一。
其内部由算术和逻辑操作部件组合而成，可以实现整数加、减等算术运算和与、或等逻辑运算。
一个典型的算术逻辑单元由两路N位输入、一路N位输出、一组功能选择信号和一些标志位（flag）组成。
两路N位输入数据作为参与运算的两个操作数，输入到ALU中，通过改变功能选择信号，控制ALU对两操作数进行不同的算术或逻辑运算操作，并将N位的结果输出，与结果一同输出的还有运算产生的标志位，例如运算结果为零的标记信号Z（zero）与运算结果溢出的标记信号O（over）、进位标志C（CY）、符号位S（SF）等，如图2-1所示。
图2- 1ALU模块示意图在本次实验中，我们把输入和输出的数据长度定为4位，数据输入命名为A、B，数据输出为F，功能控制信号输入为opcode，进位输入为C n，只产生结果为零的zero标志位。
功能控制信号opcode的定义如表2-1所示。
例如：opcode=0001，运算器实现加法运算。
2.数码管显示关于N4 DDR开发板上数码管的显示原理，参见前面的实验准备部分内容。
实验内容1.基础实验。
用实验调试软件验证ALU的功能，并操作分析、记录结果。
图2- 2 ALU虚拟实验示意图（1）运算功能和控制信号①输入输出对于的开关指示灯分配如下：输入信号A:SW(4-7) B:SW(3-0) Cn:SW8 opcode:SW(12-9)输出信号F：LD(12-15) 标志位S :LD(3) Z LD(2) O: LD(1) C: LD(0)②各种运算对应的控制信号及功能，如下表。
《计算机组成原理》实验报告---8位算术逻辑运算实验
计算机专业类课程实验报告课程名称：计算机组成原理学院：信息与软件工程学院专业：软件工程学生姓名：学号：指导教师：日期：2012 年12 月15 日1电子科技大学实验报告一、实验名称： 8位算术逻辑运算实验二、实验学时：2三、实验内容、目的和实验原理：实验目的：1.掌握算术逻辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理。
2.掌握模型机运算器的数据传送通路组成原理。
3.验证74LS181的组合功能。
4.按给定数据，完成实验指导书中的算术／逻辑运算。
实验内容：使用模型机运算器，置入两个数据DR1=35，DR2=48，改变运算器的功能设定，观察运算器的输出，记录到实验表格中，将实验结果对比分析，得出结论。
实验原理：1.运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。
2.运算器的输出经过一个三态门（74LS245）和数据总线相连。
3.运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器（74LS273）锁存。
4.锁存器的输入连至数据总线，数据开关（INPUT DEVICE）用来给出参与运算的数据，并经过一三态门（74LS245）和数据总线相连。
5.数据显示灯（BUS UNIT）已和数据总线相连，用来显示数据总线内容。
实验器材（设备、元器件）：模型机运算器四、实验步骤：1. 仔细查看试验箱，按以下步骤连线1）ALUBUS连EXJ32) ALU01连BUS13) SJ2连UJ24) 跳线器J23上T4连SD35) LDDR1,LDDR2,ALUB,SWB四个跳线器拨在左边6) AR跳线器拨在左边，同时开关AR拨在“1”电平2. 核对线路，核对正确后接通电源3. 用二进制数据开关KD0-KD7向DR1和DR2寄存器置入8位运算数据。
①调拨8位数据开关KD0-KD7为01100101（35H），准备向DR1送二进制数据。
②数据输出三态缓冲器门控信号ALUB=1（关闭）。
③数据输入三态缓冲器门控信号 SWB=0（打开）。
实验二16位算术逻辑运算实验
实验三16位算术逻辑运算实验一、实验目的1、掌握16位运算器的数据传送通路组成原理。
2、进一步验证算术逻辑运算功能发生器74LS181的组合功能。
3、按要求和给出的数据完成几种指定的算术逻辑运算。
二、实验内容1、实验原理16位运算器数据通路如图2-1所示，其中运算器由四片74LS181以并/串形成16位字长的ALU构成。
低8位运算器的输出经过一个三态门74LS245（U33）到ALUO1插座，实验时用8芯排线和内部数据总线BUSD0～D7插座BUS1～6中的任一个相连，低8位数据总线通过LZD0～LZD7显示灯显示；高8位运算器的输出经过一个三态门74LS245（U33`）到ALUO1`插座，实验时用8芯排线和高8位数据总线BUSD8～D15插座KBUS1或KBUS2相连，高8位数据总线通过LZD8～LZD15显示灯显示；参与运算的四个数据输入端分别由四个锁存器74LS273（U29、U30、U29`、U30、）锁存，实验时四个锁存器的输入并联后用8芯排线连至外部数据总线EXD0～D7插座EXJ1～EXJ3中的任一个；参与运算的数据源来自于8位数据开并KD0～KD7，并经过一三态门74LS245（U51）直接连至外部数据总线EXD0～EXD7，输入的数据通过LD0～LD7显示。
2、实验接线本实验需用到6个主要模块：①低8位运算器模块；②数据输入并显示模块；③数据总线显示模块；④功能开关模块（借用微地址输入模块）；⑤高8位运算器模；，⑥高8位（扩展）数据总线显示模块。
根据实验原理详细接线如下（接线①～⑤同实验一）：①ALUBUS连EXJ3；②ALUO1连BUS1；③SJ2连UJ2；④跳线器J23上T4连SD；⑤LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB四个跳线器拨至左侧（手动方式）；⑥AR跳线器拨至左侧，同时开关AR拨至“1”电平；⑦ALUBUS`连EXJ2；⑧ALUO1`连KBUS1；⑨跳线器J19、J25拨至左侧（16位ALU状态）；⑩高8位运算器区跳线器ZI2、CN0、CN4连上短路套。
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计算机组成原理实验报告
系别班级学号姓名地点
计算机科学系软件1202111111111 计算机组成原理实验室
课程名称计算机组成原理实验名称8位算术逻辑运算实验
实验过程
一．实验目的
1 掌握简单运算器的数据传送通路组成原理
2 验证算术逻辑运算功能发生器74LS181的组成功能
二．实验原理
实验中所用的运算器数据通路如图所示，其中运算器由两片74LS181以并或串形成8位字长的ALU构成。
运算器的输出经过一个三态门74LS245到ALUOI插座，实验时用八芯排线和内部总线BUSD0~D7插座BUS1~6中任意一个相连，内部数据总线通过LZD~LZD7显示灯显示;运算器的两个输入端分别由二个锁存器74LS273锁存，两个锁存器输入端并联后连至插座AUBUS，实验时八芯排线连至外部数据总线EXD0~D7插座EXJ1~EXJ3中的任一个；参与运算的数据来自8位数据开关KD0~KD7，并经过一三态门74LS254直接运至外部数据总线EXD0~EXD7，通过数据开关输入的数据由LD0~LD7显示。
图中算术算术逻辑功能发生器74LS181的功能控制信号S3，S2,S1,S0，CN，M并行相连后连至SJ2插座，试验时通过6排芯线连至6位功能开关插座UJ2,以手动方式用二进制开关S1，S2，S1，S0，CN,M来模拟74LS181的功能控制信号S1，S2，S1，S0，CN,M；其他电平控制信号LDDR1，LDDR2,ALUB,SWB,以及手动方式要二进制开关LDDR1，LDDR2,ALUB,SWB来模拟，这几个信号有手动和自动两种方式产生，通过跳线切换器，其中ALUB.SWB为低电平有效，LDDR1，LDDR2为高电平有效。
另有信号T4为脉冲信号，在手动方式下进行试验时，只需将跳线器J23上T4与手动脉冲开关的输出端SD相连，按动脉冲开关，即可获得试验所需的单脉冲。
三．实验连线
本试验用到了四个模块，（1）低八位运算器模块，（2）数据输入并显示模块，（3）数据总线显示模块，（4）功能开关模块。
根据试验原理连线如下：。