运算器 实验报告汇总
运算器实验报告
运算器实验报告实验背景运算器是计算机中一种重要的基本逻辑电路，用于进行算术和逻辑运算。
本次实验旨在设计一个基于逻辑门的4位二进制加法器，以实现两个4位二进制数的加法运算。
实验设备与材料1. 逻辑门：AND门、OR门、XOR门、NOT门2. 电路连接线3. 电压源4. 实验板5. 4个开关、8个LED灯实验原理在二进制数的加法中，我们需要对每一位进行逐个相加，并考虑进位的情况。
对于两个4位二进制数的加法，我们可以将其划分为4个单独的位加法运算，再结合进位的情况进行计算。
实验步骤1. 连接电路：根据逻辑门的真值表和逻辑方程，使用电路连接线将逻辑门按照设计要求连接在一起。
2. 设计输入：使用4个开关分别表示两个4位二进制数的每一位输入。
3. 设计输出：使用8个LED灯分别表示两个4位二进制数的每一位输出和进位。
4. 进行实验：按照设计的输入情况，观察LED灯的亮灭情况，验证加法器的正确性。
5. 记录结果：将实验结果记录在实验报告中。
实验结果与分析实验中，我们设计的4位二进制加法器成功实现了两个4位二进制数的加法运算。
通过观察LED灯的亮灭情况，我们可以判断出加法器的计算是否正确。
在实验过程中，我们发现在某些情况下，LED灯的亮灭可能存在短暂的闪烁现象，这是因为逻辑门的切换速度限制导致的，不会影响加法器的正常运算结果。
实验总结通过本次实验，我们深入理解了运算器的工作原理，并成功设计并实现了一个基于逻辑门的4位二进制加法器。
在实验中，我们熟悉了逻辑门的连接方法，并通过观察LED灯的亮灭情况验证了加法器的正确性。
此外，在实验中我们也发现了逻辑门的切换速度限制会导致LED 灯的闪烁现象。
在实际应用中，我们需要根据逻辑门的性能要求选择适当的门延迟时间，以保证运算器的稳定工作。
总体而言，本次实验对于我们理解运算器的工作原理，掌握逻辑门的应用具有重要意义。
我们相信通过进一步的学习和实践，我们能够设计出更加复杂和高效的运算器，为计算机的发展做出更大的贡献。
实验报告_运算器实验
实验报告_运算器实验一、实验目的本次运算器实验的主要目的是深入了解运算器的工作原理和功能，通过实际操作和观察，掌握其基本运算逻辑和数据处理过程，培养对计算机硬件系统的理解和实践能力。
二、实验设备本次实验所使用的设备包括计算机一台、相关的实验软件以及连接线路等。
三、实验原理运算器是计算机的核心部件之一，它负责执行各种算术和逻辑运算。
其基本组成包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器、数据总线等。
算术逻辑单元（ALU）是运算器的核心，能够进行加法、减法、乘法、除法等算术运算，以及与、或、非等逻辑运算。
寄存器用于暂时存储参与运算的数据和运算结果。
数据总线则用于在各个部件之间传输数据。
在运算过程中，数据从寄存器通过数据总线传输到ALU 进行运算，运算结果再通过数据总线存储回寄存器或传输到其他部件。
四、实验内容与步骤（一）实验内容1、进行简单的算术运算，如加法、减法、乘法和除法。
2、执行逻辑运算，包括与、或、非操作。
3、观察运算结果在寄存器和数据总线上的传输和存储过程。
（二）实验步骤1、打开实验软件，连接好实验设备。
2、选择要进行的运算类型，如加法运算。
3、在相应的输入框中输入两个操作数。
4、点击“计算”按钮，观察运算结果在寄存器中的显示。
5、重复上述步骤，进行其他类型的运算。
五、实验结果与分析（一）实验结果1、加法运算：当输入操作数分别为 5 和 3 时，运算结果为 8，准确无误。
2、减法运算：输入 8 和 3，结果为 5，符合预期。
3、乘法运算：输入 2 和 4，得到结果 8，正确。
4、除法运算：输入 10 和 2，结果为 5，无差错。
5、逻辑运算：与运算：输入 1010 和 1100，结果为 1000。
或运算：输入 0101 和 1010，结果为 1111。
非运算：输入 1010，结果为 0101。
（二）结果分析通过对实验结果的观察和分析，可以得出以下结论：1、运算器能够准确地执行各种算术和逻辑运算，结果符合预期。
计算机组成原理运算器实验报告(一)
计算机组成原理运算器实验报告(一)计算机组成原理运算器实验报告实验目的•理解计算机组成原理中运算器的工作原理•学习运算器的设计和实现方法•掌握运算器的性能指标和优化技巧实验背景计算机组成原理是计算机科学与技术专业中的重要课程之一，通过学习计算机组成原理，可以深入理解计算机的工作原理及内部结构。
运算器是计算机的核心组成部分之一，负责执行各种算术和逻辑运算。
在本次实验中，我们将通过实践的方式，深入了解并实现一个简单的运算器。
实验步骤1.确定运算器的功能需求–确定需要支持的算术运算和逻辑运算–设计运算器的输入和输出接口2.实现运算器的逻辑电路–根据功能需求，设计并实现运算器的逻辑电路–确保逻辑电路的正确性和稳定性3.验证运算器的功能和性能–编写测试用例，对运算器的功能进行验证–测量运算器的性能指标，如运算速度和功耗4.优化运算器的设计–分析运算器的性能瓶颈，并提出优化方案–优化运算器的电路设计，提高性能和效率实验结果与分析通过以上步骤，我们成功实现了一个简单的运算器。
经过测试，运算器能够正确执行各种算术和逻辑运算，并且在性能指标方面表现良好。
经过优化后，运算器的速度提高了20%，功耗降低了10%。
实验总结通过本次实验，我们深入了解了计算机组成原理中运算器的工作原理和设计方法。
通过实践，我们不仅掌握了运算器的实现技巧，还学会了优化运算器设计的方法。
这对于进一步加深对计算机原理的理解以及提高计算机系统性能具有重要意义。
参考文献•[1] 《计算机组成原理》•[2] 张宇. 计算机组成原理[M]. 清华大学出版社, 2014.实验目的补充•掌握运算器的工作原理和组成要素•学习如何设计和实现运算器的各个模块•理解运算器在计算机系统中的重要性和作用实验背景补充计算机组成原理是计算机科学中的基础课程，它研究计算机硬件和软件之间的关系，帮助我们理解计算机系统的工作原理和内部结构。
运算器是计算机的核心部件之一，负责执行各种算术和逻辑运算，对计算机的性能和功能起着重要作用。
运算器实验实验报告
运算器实验实验报告一、实验目的运算器是计算机中进行算术和逻辑运算的部件，本次实验的目的在于深入理解运算器的工作原理，掌握其基本结构和功能，并通过实际操作和测试，提高对计算机硬件系统的认识和实践能力。
二、实验设备本次实验所使用的设备包括：计算机、数字逻辑实验箱、导线若干等。
三、实验原理运算器主要由算术逻辑单元（ALU）、寄存器、数据通路和控制逻辑等组成。
ALU 是运算器的核心部件，能够执行加法、减法、乘法、除法等算术运算以及与、或、非等逻辑运算。
寄存器用于存储参与运算的数据和运算结果，数据通路负责在各部件之间传输数据，控制逻辑则根据指令控制运算器的操作。
在本次实验中，我们采用数字逻辑电路来构建运算器的基本功能单元，并通过连线和设置控制信号来实现不同的运算操作。
四、实验内容1、算术运算实验（1）加法运算首先，将两个 8 位二进制数分别输入到两个寄存器中，然后通过控制信号使 ALU 执行加法运算，将结果存储在另一个寄存器中，并通过数码管显示出来。
通过改变输入的数值，多次进行加法运算，观察结果是否正确。
（2）减法运算与加法运算类似，将两个 8 位二进制数输入到寄存器中，使 ALU 执行减法运算，观察结果的正确性。
2、逻辑运算实验（1）与运算输入两个 8 位二进制数，控制 ALU 进行与运算，查看结果。
（2）或运算同样输入两个 8 位二进制数，进行或运算并验证结果。
（3）非运算对一个 8 位二进制数进行非运算，观察输出结果。
3、移位运算实验（1）逻辑左移将一个 8 位二进制数进行逻辑左移操作，观察移位后的结果。
（2）逻辑右移执行逻辑右移操作，对比移位前后的数据。
五、实验步骤1、连接实验设备按照实验箱的说明书，将计算机与数字逻辑实验箱正确连接，并接通电源。
2、构建电路根据实验要求，使用导线将数字逻辑芯片连接起来，构建运算器的电路结构。
3、输入数据通过实验箱上的开关或按键，将待运算的数据输入到相应的寄存器中。
运算器实验报告
运算器实验报告运算器实验报告引言：运算器是一种能够进行数学运算的装置，它是计算机的核心组成部分之一。
在本次实验中，我们将通过搭建一个简单的运算器来深入了解其工作原理和运算过程。
通过实践，我们可以更好地理解计算机的运算逻辑，并掌握一些基本的计算机原理。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过搭建运算器，了解其内部结构和运算过程，培养我们的动手能力和解决问题的能力。
同时，通过实验，我们还可以加深对计算机运算逻辑的理解，为今后的学习和研究打下基础。
二、实验材料和方法1. 实验材料：- 逻辑门芯片（与门、或门、非门等）- 连线- 电源- 开关- LED灯2. 实验方法：- 按照实验指导书的要求，依次连接逻辑门芯片、连线、开关和LED灯。
- 打开电源，观察LED灯的亮灭情况，记录实验结果。
- 根据实验结果，分析运算器的工作原理和运算过程。
三、实验结果与分析在实验过程中，我们按照指导书的要求，搭建了一个简单的运算器。
通过观察LED灯的亮灭情况，我们可以判断运算器是否正常工作。
在实验中，我们进行了加法、减法、乘法和除法等运算，记录了实验结果。
通过分析实验结果，我们可以发现运算器的工作原理和运算过程。
在加法运算中，我们使用了与门和或门来实现进位和求和的功能。
在减法运算中，我们使用了与门和非门来实现借位和求差的功能。
在乘法和除法运算中，我们通过多次加法和减法运算来实现。
四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了运算器的工作原理和运算过程。
我们通过搭建运算器，实际操作了逻辑门芯片、连线、开关和LED灯等实验材料，培养了我们的动手能力和解决问题的能力。
同时，我们还加深了对计算机运算逻辑的理解，为今后的学习和研究打下了基础。
在今后的学习中，我们可以进一步深入研究运算器的原理和应用，探索更复杂的运算过程和算法。
通过不断学习和实践，我们可以提高自己的计算机技术水平，为科学研究和工程应用做出更大的贡献。
总之，本次实验是一次非常有意义的实践活动。
运算器实验报告
运算器实验报告运算器实验报告实验目的：掌握运算器的基本原理和工作方式，了解二进制运算器的组成和运算方法。
实验仪器：数字逻辑实验箱、数字通用计算机（8051微处理器）。
实验原理：运算器是计算机中的核心部件，用于进行算术和逻辑运算。
它由控制器、运算单元和存储器组成，可以实现加、减、乘、除等运算。
实验步骤：1. 将运算器的控制器、运算单元和存储器分别连接起来，并与计算机相连。
2. 输入两个二进制数A和B，将它们存入存储器中。
3. 根据运算需求，设置控制器的工作状态，选择相应的运算模式。
4. 控制器将A和B送入运算单元，运算单元根据控制信号进行运算。
5. 运算结果输出到存储器中，供后续操作使用。
实验结果：本次实验中，我选择了加法运算作为示范。
首先输入两个二进制数0101和0011，将它们存入存储器中。
然后设置控制器的工作状态，选择加法运算模式。
运算单元接收到输入信号后，按照加法运算的规则进行计算。
最后，运算结果0110被存入存储器中。
实验分析：通过本次实验，我成功完成了运算器的搭建和使用，并实现了加法运算。
运算器的工作原理和基本操作方法有了更深入的理解。
在实验中，我发现运算器的速度非常快，能够在瞬间完成大量的运算操作。
这使得计算机能够以极高的效率进行数据处理，大大提高了工作效率。
实验总结：通过本次实验，我对运算器的工作原理和使用方法有了更深入的了解。
运算器是计算机的核心部件，是实现算术和逻辑运算的关键。
在今后的学习和工作中，我会继续深入研究运算器的相关知识，不断提高自己的运算能力。
此外，我还会学习其他计算机组成原理的知识，加深对计算机工作原理的整体认识。
为了能更好地应对未来的挑战，我会持续努力学习和提高自己的技能水平。
运算器实验总结
运算器实验总结一、引言在现代科技高度发展的今天，计算机已经成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分。
而计算机的核心部件之一就是运算器。
运算器作为计算机的“大脑”，起着重要的计算和控制作用。
本文将对运算器实验进行总结，包括实验目的、实验过程和实验结果等内容。
二、实验目的运算器实验的目的是通过设计和实现一个简单的运算器电路，加深对计算机运算原理的理解，以及培养学生的动手能力和解决问题的能力。
三、实验过程运算器实验分为设计和搭建电路两个步骤。
1. 设计在实验开始之前，我们需要根据运算器的功能需求，设计出运算器电路的逻辑结构。
运算器一般包括算术逻辑单元(ALU)和控制单元(CU)等组成部分。
我们可以根据实验要求，设计出适合的运算器结构。
2. 搭建电路在设计完成后，就可以开始搭建运算器电路了。
首先，我们需要根据设计图纸，准备所需的电子元件，如逻辑门、开关和触发器等。
然后，按照电路图的连接顺序，一步一步地将电子元件连接起来，形成一个完整的运算器电路。
3. 调试与测试搭建完成后，需要经过调试和测试来确保电路的正常工作。
我们可以通过给电路输入不同的二进制数值，观察电路输出是否符合预期结果来判断电路的正确性。
如果出现问题，可以逐步检查电路连接是否正确，是否存在元件损坏等情况。
四、实验结果经过设计、搭建和调试测试，最终我们得到了一个正常工作的运算器电路。
在测试过程中，我们对电路进行了多组输入输出的验证，结果表明电路正常。
通过我们的运算器，可以完成四则运算、逻辑运算等基本运算需求。
五、实验启示通过这次运算器实验，我们收获了很多。
首先是对计算机运算原理的深入理解。
在设计和搭建电路的过程中，我们不仅需要了解计算机的基本运算原理，还需要将理论知识实际应用到电路设计和调试中。
实践过程不仅加深了我们对计算机原理的理解，还帮助我们发现了一些之前未曾察觉到的问题和异常现象。
其次是培养了动手能力和解决问题的能力。
在实验过程中，我们需要亲自动手进行电路的搭建和调试。
实验2 运算器 实验报告
实验2 运算器实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入了解运算器的工作原理和功能，通过实际操作和观察，掌握运算器在计算机系统中的重要作用，提高对计算机硬件结构的理解和认识。
二、实验设备本次实验使用了以下设备：1、计算机一台，配置为_____处理器、＿____内存、＿____硬盘。
2、实验软件：＿____。
三、实验原理运算器是计算机中执行算术和逻辑运算的部件。
它主要由算术逻辑单元（ALU）、寄存器、数据通路和控制电路等组成。
算术逻辑单元（ALU）能够进行加、减、乘、除等算术运算，以及与、或、非、异或等逻辑运算。
寄存器用于暂存操作数和运算结果，数据通路负责在各个部件之间传输数据，控制电路则根据指令控制运算器的操作。
在运算过程中，数据从寄存器或内存中读取，经过 ALU 处理后，结果再存回寄存器或内存中。
四、实验内容与步骤（一）加法运算实验1、打开实验软件，进入运算器实验界面。
2、在操作数输入框中分别输入两个整数，例如 5 和 10。
3、点击“加法”按钮，观察运算结果显示框中的数值。
4、重复上述步骤，输入不同的操作数，验证加法运算的正确性。
（二）减法运算实验1、在实验界面中，输入被减数和减数，例如 15 和 8。
2、点击“减法”按钮，查看结果是否正确。
3、尝试输入负数作为操作数，观察减法运算的处理方式。
（三）乘法运算实验1、输入两个整数作为乘数和被乘数，例如 3 和 7。
2、启动乘法运算功能，检查结果的准确性。
3、对较大的数值进行乘法运算，观察运算时间和结果。
（四）除法运算实验1、给定被除数和除数，如 20 和 4。
2、执行除法运算，查看商和余数的显示。
3、尝试除数为 0 的情况，观察系统的处理方式。
（五）逻辑运算实验1、分别进行与、或、非、异或等逻辑运算，输入相应的操作数。
2、观察逻辑运算的结果，理解不同逻辑运算的特点和用途。
五、实验结果与分析（一）加法运算结果通过多次输入不同的操作数进行加法运算，结果均准确无误。
运算器实验报告
运算器实验报告
实验目的
本次实验的主要目的是研究计算机运算器的工作原理，并通过实验模拟计算器的加减乘除运算，以达到对运算器工作原理的理解与掌握的目的。
实验器材
该实验所需的器材主要有：
1.计算机运算器实验板
2.示波器
3.数字信号发生器
4.电缆线
5.万用表
6.电子元器件
实验步骤
1.根据实验板说明书进行组装，接通电源，检查实验板是否能够正常工作。
2.使用数字信号发生器提供输入信号，将输入信号通过运算器
进行运算，从而得到相应的输出信号。
3.使用示波器观测输入信号和输出信号的波形，以评估运算器
的各项性能指标。
4.通过电缆线将运算器连接到计算机，将运算器的输出信号保
存至计算机硬盘，以方便后续处理和分析。
实验结果
通过对实验板的组装和调试，我们成功地实现了模拟计算器的
加减乘除运算。
同时，我们还使用示波器观测到了输入信号和输
出信号的波形，并通过电缆线将运算器连接到计算机，将运算器
的输出信号保存到了计算机硬盘中。
实验总结
本次实验结束后，我们深刻地认识到了计算机运算器的重要性。
在计算机系统中，运算器扮演着极为关键的角色，通过对各种数
字信号进行加减乘除等运算，完成了计算机的复杂计算任务。
因此，对运算器的研究和掌握显得十分必要，尤其是在计算机科学
与技术领域，更是必不可少的一部分。
最后，我们要感谢老师对我们的指导和支持，在这个实验中，我们更加深入地了解了计算机的原理与工作机制。
希望在未来的学习中能够发扬这种学习精神，更好地掌握计算机科学与技术的核心内容，为我们的学习和研究提供有力的支撑。
计算机组成原理运算器实验报告
计算机组成原理运算器实验报告本次实验的主题为计算机组成原理运算器实验。
在本次实验中，我们通过对运算器的实验进行研究和探究，了解了计算机组成原理方面的相关知识，更加深入地认识了计算机的运作原理。
一、实验目的本次实验的目的是使学生掌握运算器的组成和运算过程，并且了解运算器在计算机中的位置和给计算机的工作。
二、实验原理1、硬件部分运算器是一种计算机硬件，可以进行算术和逻辑运算。
运算器包含一个算术逻辑单元（ALU），一个累加器和一些寄存器。
运算器可以在CPU 中实现简单的算术操作。
运算器由三部分组成：算术逻辑单元（ALU）、寄存器和累加器。
ALU 是计算机CPU中负责完成算术和逻辑运算的部分；寄存器是计算机中用来暂时存放数据的小型存储器，它是CPU中数据存储的主要形式；累加器是CPU中的一种特殊寄存器，在运算过程中用于存储运算结果。
2、软件部分计算机编程中常常涉及到算术和逻辑运算，进行这些运算的方法是在程序中调用运算器中的算术逻辑单元（ALU）。
ALU是计算机CPU中负责完成算术和逻辑运算的部分，用于进行各种算术和逻辑运算，如加、减、乘、除、与、或、非、移位等。
三、实验过程— 1 —本次实验的实验步骤如下：1、打开实验设备，将电源线插进插座，将设备的开关打开，在设备前方的显示器上能够看见下划线。
2、按下NORM键，增益调整。
将x的值设置为“0011”，将y的值设置为“1101”。
3、操作者可以选择不同的操作符。
例如选择ADD操作，将其输入。
4、按下RUN键，运算器开始计算。
5、运算结束后，在屏幕上将显示运算结果。
本例中，结果为“1000”。
四、实验结果与分析在本次实验中，我们利用运算器实现了不同运算的计算过程，并且也成功地输出了运算结果。
这一过程与计算机组成原理中的运算器的定义、作用及组成都有密切的关系。
在本次实验中，我们也进一步加深了对计算机组成原理中该重要部分的理解。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了运算器在计算机中的作用及其实现方法。
《计算机组成原理》运算器实验报告(总结报告范文模板)
《计算机组成原理》运算器实验报告实验目录：一、实验1 Quartus Ⅱ的使用（一）实验目的（二）实验任务（三）实验要求（四）实验步骤（五）74138、74244、74273的原理图与仿真图二、实验2 运算器组成实验（一）实验目的（二）实验任务（三）实验要求（四）实验原理图与仿真图三、实验3 半导体存储器原理实验（一）实验目的（二）实验要求（三）实验原理图与仿真图四、实验4 数据通路的组成与故障分析实验（一）实验目的（二）实验电路（三）实验原理图与仿真图五、本次实验总结及体会：一、实验1 Quartus Ⅱ的使用（一）实验目的1.掌握Quartus Ⅱ的基本使用方法。
2.了解74138（3：8）译码器、74244、74273的功能。
3.利用Quartus Ⅱ验证74138（3：8）译码器、74244、74273的功能。
（二）实验任务1、熟悉Quartus Ⅱ中的管理项目、输入原理图以及仿真的设计方法与流程。
2、新建项目，利用原理编辑方式输入74138、74244、74273的功能特性，依照其功能表分别进行仿真，验证这三种期间的功能。
（三）实验要求1.做好实验预习，掌握74138、74244、74273的功能特性。
2.写出实验报告，内容如下：（1）实验目的；（2）写出完整的实验步骤；（3）画出74138、74244和74273的仿真波形，有关输入输出信号要标注清楚。
（四）实验步骤1.新建项目：首先一个项目管理索要新建的各种文件，在Quartus Ⅱ环境下，打开File，选择New Project Wizard后，打开New Project Wizard：Introduction窗口，按照提示创建新项目，点击“Next”按钮，再打开的窗口中输入有关的路径名和项目名称后，按“Finish”按钮，完成新建项目工作。
2.原理图设计与编译：原理图的设计与编译在Compile Mode（编译模式）下进行。
2.1．新建原理图文件打开File菜单，选择New，打开“新建”窗口。
基本运算器实验实验报告
基本运算器实验实验报告一、实验目的本次基本运算器实验的主要目的是深入理解计算机中基本运算的原理和实现方式，通过实际搭建和测试运算器电路，掌握加法、减法、乘法和除法等基本运算的逻辑实现，以及运算过程中的进位、借位和溢出等概念。
同时，通过实验培养我们的动手能力、逻辑思维能力和问题解决能力，为进一步学习计算机组成原理和数字电路等相关课程打下坚实的基础。
二、实验设备与环境1、实验设备数字电路实验箱示波器逻辑分析仪万用表2、实验环境实验室提供稳定的电源和良好的通风条件。
三、实验原理1、加法器半加器：只考虑两个一位二进制数相加，不考虑低位进位的加法电路。
其逻辑表达式为：和＝ A ⊕ B，进位＝ A ∧ B。
全加器：考虑两个一位二进制数相加以及低位进位的加法电路。
其逻辑表达式为：和＝ A ⊕ B ⊕ C_in，进位＝（A ∧ B) ∨（A ∧C_in) ∨（B ∧ C_in)。
多位加法器：通过将多个全加器级联可以实现多位二进制数的加法运算。
2、减法器利用补码原理实现减法运算。
将减数取反加 1 得到其补码，然后与被减数相加，结果即为减法的结果。
3、乘法器移位相加乘法器：通过将被乘数逐位与乘数相乘，并根据乘数对应位的值进行移位相加，得到乘法结果。
4、除法器恢复余数法除法器：通过不断试商、减去除数、恢复余数等操作，逐步得到商和余数。
四、实验内容与步骤1、加法器实验按照实验原理图，在数字电路实验箱上连接全加器电路。
输入不同的两位二进制数 A 和 B 以及低位进位 C_in，观察输出的和 S 和进位 C_out。
使用示波器和逻辑分析仪监测输入和输出信号的波形，验证加法器的功能。
2、减法器实验按照补码原理，设计减法器电路。
输入被减数和减数，观察输出的差和借位标志。
使用万用表测量相关节点的电压，验证减法器的正确性。
3、乘法器实验搭建移位相加乘法器电路。
输入两位二进制被乘数和乘数，观察输出的乘积。
通过逻辑分析仪分析乘法运算过程中的信号变化。
运算器实验报告汇总
井合肥禽院HEFEI UNIVERSITY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与结构_____________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2015-11-1 __________________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、实验逻辑原理图与分析2.1 实验逻辑原理图及分析运算器内部含有三个独立运算部件，分别是算术、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，）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。
逻辑运算部件由逻辑门构成，较为简单，而后面又有专门的算术运算部件设计实验，在此对这两个部件不在赘述。
移位运算采用的是桶形移位器，一般采用交叉开关矩形来实现。
每一个输入都通过开关与一个输出相连，把沿对角线的开关导通，就可以实现移位功能，即：⑴ 对于逻辑左移或者逻辑右移功能，将一条对角线的开关导通，这将所有的输入位与所使用的输出分别相连。
而没有同任何输入相连的则输出连接0.⑵ 对于循环右移功能，右移对角线同互补的左移对角线一起激活。
⑶ 对于未连接的输出位，移位时使用符号扩展或者是0填充，具体由相应的指令控制，使用另外的逻辑进位移位总量译码和符号判别，运算器部件由一片CPLD实现。
运算器原理实验报告
运算器原理实验报告运算器原理实验报告一、引言运算器是计算机中的重要组成部分，它负责进行各种算术和逻辑运算。
在本次实验中，我们将探索运算器的基本原理，并通过实际搭建电路并进行测试，来验证运算器的功能和性能。
二、实验目的本次实验的主要目的有以下几点：1. 理解运算器的基本原理和工作方式；2. 学习运算器电路的搭建和调试方法；3. 掌握运算器的性能测试和评估方法。
三、实验原理运算器是由逻辑门电路组成的，它能够对输入的数据进行算术和逻辑运算，并输出结果。
在实验中，我们将使用与门、或门、非门等逻辑门电路来构建一个简单的四位二进制加法器。
四、实验步骤1. 准备工作：收集所需器件和元件，包括与门、或门、非门、触发器等，并确保它们的正常工作。
2. 运算器电路的搭建：按照实验指导书上的电路图，将逻辑门电路依次连接起来，形成一个完整的运算器电路。
3. 电路调试：将电路连接到电源上，并使用示波器等工具进行电路的调试，确保信号的传输和转换正常。
4. 功能测试：输入不同的二进制数值，并通过示波器观察输出结果是否正确。
5. 性能评估：测试运算器的响应速度、功耗等性能指标，并与理论值进行对比分析。
五、实验结果与分析通过实验，我们成功搭建了一个四位二进制加法器，并进行了功能测试和性能评估。
在功能测试中，输入不同的二进制数值，运算器能够正确地进行加法运算，并输出正确的结果。
在性能评估中，我们发现该运算器的响应速度较快，功耗较低，符合设计要求。
六、实验总结本次实验通过搭建运算器电路并进行测试，加深了对运算器原理的理解。
实验结果表明，通过合理设计和调试，可以构建出性能良好的运算器电路。
然而，我们也发现实验过程中存在一些问题，如电路连接不稳定、信号干扰等，这些问题需要进一步的优化和改进。
七、实验心得通过本次实验，我深刻认识到了运算器在计算机系统中的重要性，同时也了解到了运算器电路搭建和调试的一些技巧。
在今后的学习和研究中，我将进一步探索运算器的原理和应用，为计算机系统的设计和优化做出更多的贡献。
运算器实验总结
运算器实验总结引言本文旨在总结并分析我们小组进行的运算器实验。
该实验是计算机组成原理课程中的一项重要实践内容，通过设计和实现一个简单的运算器，我们加深了对计算机基本运算原理的理解，并提升了实际操作的能力。
实验目标本次实验的主要目标是设计一个基本的运算器，能够支持常见的算术运算，包括加法、减法、乘法和除法。
实验要求我们使用一个预定义的指令集，并利用指令集中的指令完成相应的运算操作。
实验的重点在于理解运算器设计的原理和实现逻辑。
实验步骤1. 指令集设计首先，我们需要设计一个符合实验要求的指令集。
根据要求，指令集应包括加法指令、减法指令、乘法指令和除法指令，以及相应的存储器读写指令和跳转指令。
我们经过讨论和研究，综合考虑了指令的使用频率和实现难度，最终确定了一个简洁而实用的指令集。
2. 运算器设计在指令集确定后，我们开始设计运算器的硬件电路。
运算器主要由运算单元、存储器和控制单元组成。
我们根据指令集的需求，设计了相应的运算单元和存储器，并利用逻辑门和触发器等基本电子元件实现了运算器的硬件电路。
3. 运算器实现在硬件电路设计完成后，我们将其实现为实际的运算器。
这一步骤需要进行电路连接和元件焊接等操作。
经过小组成员的共同努力，我们最终成功地将硬件电路编码为实际的运算器。
4. 运算器测试完成运算器的实现后，我们对其进行了全面的测试。
测试过程包括输入不同的算术表达式和指令，验证运算器的运算正确性和稳定性。
我们还进行了性能测试，评估运算器的运算速度和资源使用情况。
实验结果经过严格的测试和评估，我们的运算器设计和实现达到了预期的效果。
在正确性方面，我们进行了大量的功能测试，发现运算器能够正确地执行各种算术运算。
在性能方面，我们进行了多轮性能测试，发现运算器的运算速度能够满足我们的需求，并且资源使用情况较为合理。
总结与体会通过本次运算器实验，我们深入理解了计算机的运算原理和实现逻辑。
我们了解了指令集的设计和运算器的硬件电路实现过程，并通过实际操作提升了我们的实践能力。
运算器实验报告
运算器实验报告实验目的：通过设计和实现一个简单的运算器，掌握数字电路的基本原理和设计方法。
实验原理：运算器是计算机中的一个重要组成部分，用于实现各种算术运算和逻辑运算。
本实验将设计一个4位加法器，实现两个4位二进制数的相加操作。
实验器材：1. 电子实验箱2. 电工工具（例如：万用表、镊子、取针）3. 数字电路集成电路（例如：逻辑门电路、触发器等）4. 连接线5. 电源实验步骤：1. 准备工作：将实验箱中的电源接通，检查连接线和电路的接触是否良好。
2. 按照设计要求，连接各种逻辑门电路和触发器，组成一个4位加法器电路。
3. 将两个4位二进制数通过开关输入到运算器中。
4. 按下计算按钮，观察LED显示屏上的运算结果。
5. 验证运算结果的正确性，可以手动计算两个4位二进制数的和，与实验结果进行对比。
6. 关闭电源，拆除电路连接。
实验结果：经过多次实验，观察和验证运算结果，发现设计的运算器能够正确实现两个4位二进制数的相加操作。
实验分析：1. 通过本实验，我们深入了解了数字电路的基本原理和设计方法。
2. 通过手动计算与实验结果对比，验证了设计的运算器的正确性。
3. 实验过程中，我们发现一些可能的故障原因，例如连接线接触不良、电源故障等。
4. 在实验中，我们需要仔细操作，注意观察，以确保实验结果的准确性。
实验总结：通过本次实验，我们掌握了数字电路设计的基本方法和技巧，充分理解了数字电路的工作原理。
同时，通过验证实验结果，我们对设计的运算器的正确性进行了验证。
在今后的学习和实践中，我们将运用数字电路设计的知识，不断探索和创新，提高自身的实践应用能力。
运算器原理实验报告
运算器原理实验报告摘要本实验利用运算器实现了加法和乘法运算，并通过编程控制了运算过程。
实验结果表明，该运算器能够正确地进行加法和乘法运算，并输出正确的结果。
同时，通过在程序中添加适当的控制语句，可以实现不同运算的选择。
1.引言运算器是计算机中非常重要的一部分，用于进行数值计算和逻辑运算。
在本实验中，我们设计了一个简单的运算器，通过编程控制实现加法和乘法运算。
2.实验设备和原理2.1 实验设备本实验主要使用了一台电脑，并在其上运行了相应的编程软件。
同时，还需要连接显示屏和输入设备（如键盘）以方便数据的输入和输出。
2.2 实验原理本实验采用的运算器是基于二进制数的加法和乘法运算，其原理如下：（1）加法运算：将两个二进制数按位相加，超出位数则向高位进位。
（2）乘法运算：利用加法和位移操作实现。
对于A、B两个数的乘法，依次将A的每一位与B相乘，然后将结果相加得到最终的乘积。
3.实验步骤3.1 编写程序根据实验原理，编写相应的程序代码，包括加法和乘法的实现以及相应的控制语句。
3.2 运行程序将程序上传至运算器设备，并打开相应的输入输出设备。
根据需要输入相应的操作数和运算符，然后运行程序，观察输出结果。
4.实验结果与分析经过实验，我们发现该运算器能够正确地进行加法和乘法运算，并输出正确的结果。
通过在程序中添加控制语句，可以实现不同运算的选择，提高了运算器的灵活性。
5.结论通过本次实验，我们成功设计并实现了一个基于二进制数的运算器，可以进行加法和乘法运算，并输出正确的结果。
该运算器具有一定的灵活性，可以通过编程控制实现不同运算的选择。
运算器实验报告
运算器实验报告实验目的，通过设计和制作一个简单的运算器，加深对逻辑门原理和数字电路的理解，掌握数字电路的基本设计方法和实验技能。
一、实验原理。
1.逻辑门原理。
逻辑门是数字电路的基本组成部分，根据输入信号的不同组合产生不同的输出信号。
常见的逻辑门有与门、或门、非门等。
2.数字电路设计。
数字电路是由逻辑门和触发器等数字元件组成的电路，能够对数字信号进行处理和运算。
二、实验器材。
1.电源。
2.逻辑门集成电路。
3.示波器。
4.万用表。
5.连接线。
6.电路板。
7.开关。
8.LED等。
三、实验步骤。
1.根据设计要求，选择适当的逻辑门集成电路，连接电源和示波器等设备。
2.按照逻辑门的真值表，确定输入信号的组合，观察输出信号的变化。
3.调试电路，确保逻辑门的输入输出符合设计要求。
4.将电路连接至LED等输出装置，观察LED的亮灭情况。
四、实验结果。
经过实验，我们成功设计并制作了一个简单的运算器。
通过观察示波器和LED 等输出装置，我们可以清晰地看到输入信号和输出信号的变化情况。
经过调试，我们确保了逻辑门的输入输出符合设计要求，实现了基本的逻辑运算功能。
五、实验分析。
本次实验通过设计和制作运算器，加深了对逻辑门原理和数字电路的理解。
在实验过程中，我们发现了一些问题，并通过调试和改进，最终取得了成功。
这些问题的解决过程，也让我们更加深入地理解了数字电路的基本设计方法和实验技能。
六、实验总结。
通过本次实验，我们不仅掌握了数字电路的基本设计方法和实验技能，还加深了对逻辑门原理的理解。
在未来的学习和工作中，我们将继续努力，不断提高自己的实验能力，为将来的科研和工程实践打下坚实的基础。
七、实验感想。
本次实验让我们深刻体会到了实验的重要性，实践是检验理论的最好方法。
通过亲自动手设计和制作运算器，我们不仅对数字电路有了更深刻的理解，还增强了实验技能和动手能力。
希望在未来的学习和科研中，能够继续保持这种探索精神，不断提高自己的实验能力和创新能力。
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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与结构
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 2015-11-1
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、实验逻辑原理图与分析
2.1 实验逻辑原理图及分析
运算器内部含有三个独立运算部件，分别是算术、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)，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。
逻辑运算部件由逻辑门构成，较为简单，而后面又有专门的算术运算部件设计实验，在此对这两个部件不在赘述。
移位运算采用的是桶形移位器，一般采用交叉开关矩形来实现。
每一个输入都通过开关与一个输出相连，把沿对角线的开关导通，就可以实现移位功能，即：
⑴对于逻辑左移或者逻辑右移功能，将一条对角线的开关导通，这将所有的输入位与所使用的输出分别相连。
而没有同任何输入相连的则输出连接0.
⑵对于循环右移功能，右移对角线同互补的左移对角线一起激活。
⑶对于未连接的输出位，移位时使用符号扩展或者是0填充，具体由相应的指令控制，使用另外的逻辑进位移位总量译码和符号判别，
运算器部件由一片CPLD实现。
ALU的输入和输出通过三态门74LS245连到CPU内总线上，另外还有指示灯表明进位标志FC。
图中除T4和CLR，其余信号均来自于ALU单元的排线座，实验箱中所有单元的T1、T2、T3、T4都连接至控制总线单元的T1、T2、T3、T4，CLR都连接至CON单元的CLR按钮。
T4由时序单元的TS4提供,其余控制线号均由CON单元的二进制数据开关模拟给出。
控制信号中除T4为脉冲信号外，其余均为电平信号，其中ALU_B为低有效，其余为高有效。
运算器原理图
暂存器A和暂存器B的数据能在LED灯上实时显示，原理如图所示。
进位标志FC、零标志FZ和数据总线D7…D0的显示原理也是如此。
A0显示原理图
ALU和外围电路的连接如图所示，图中的小方框代表排针座。
在运算器的逻辑功能表中，S3、S2、S1、S0及CN为控制信号，FC为进位标志，FZ为运算器零标志，在功能栏内的FC、FZ表示当前运算会影响到该标志。
三、数据通路图及分析(画出数据通路图并作出分析)
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。
操作过程为：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，如下图所示。
进行手动操作，每按动一次ST按钮，数据通路图会有数据的流动，反应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，数据通路图也会反应当前运算器所做的操作。
数据通路图
四、实验数据和结果分析
4.1 实验结果数据和结果数据分析如图所示
⑴将两个数的值置入暂存器中A和B中
⑵逻辑运算：置ALU_B=0，LDA=0,LDB=0，S3、S2、S1、S0=0010，做与运算：
置ALU_B=0，LDA=0,LDB=0，S3、S2、S1、S0=0011，做A+B运算：
置ALU_B=0，LDA=0,LDB=0，S3、S2、S1、S0=0100，做A取反运算：
⑶移位运算：置ALU_B=0，LDA=0,LDB=0，S3、S2、S1、S0=0101，做A不带进位循环右移B(取低三位)运算：
一位：
置ALU_B=0，LDA=0,LDB=0，S3、S2、S1、S0=0110，当CN=1时做A带进位循环右移一位：
置ALU_B=0，LDA=0,LDB=0，S3、S2、S1、S0=0111，当CN=0时做A逻辑左移一位：
环左移一位：
⑷算术运算：置ALU_B=0，LDA=0,LDB=0，S3、S2、S1、S0=1000，置FC=CN 运算：
置ALU_B=0，LDA=0,LDB=0，S3、S2、S1、S0=1001，做A+B运算：
置ALU_B=0，LDA=0,LDB=0，S3、S2、S1、S0=1010，当FC=0时，做A+B+FC 运算：
置ALU_B=0，LDA=0,LDB=0，S3、S2、S1、S0=1010，当FC=1时，做A+B+FC 运算：
置ALU_B=0，LDA=0,LDB=0，S3、S2、S1、S0=1011，做A-B运算：
置ALU_B=0，LDA=0,LDB=0，S3、S2、S1、S0=1100，做A-1运算：
置ALU_B=0，LDA=0,LDB=0，S3、S2、S1、S0=1101，做A+1运算：
五、实验问题分析、思考题与小结
5.1实验问题分析
实验要完整无错误的进行，首先要确保实验接线图连线的正确性才能确保在进行实验时数据通路流向以及数据的的正确性，这样才能到达实验的目的；在进行实验过程中需要理解每一步骤的原因，也加强自己的理解性和掌握程度；在实验过程中活树会遇到线路正确但数据错误，这能很有可能是自己连接线路有问题，所以在连接线路上一定要保证每条线是否正确。
5.2思考题
⑴ CON单元的SD27…SD20的数据开关置一个二进制数(任意)、置LDA=1，
LDB=0，连接按动时序单元的ST按钮，实现了什么数据逻辑？
答：实现了向暂存器A中存入一个二进制数。
⑵ CON单元的SD27…SD20的数据开关置一个二进制数(任意)、置LDA=0，
LDB=1，连接按动时序单元的ST按钮，实现了什么数据逻辑？
答：实现了向暂存器B中存入一个二进制数。
⑶置ALU_B=0、LDA=0、LDB=0、置(S3、S2、S1、S0、M)=11111,实现了什
么数据通路，进行什么运算？
答：实现了算数运算，数据通路是ALU单元到CPU内部总线。
⑷置ALU_B=0、LDA=0、LDB=0、置(S3、S2、S1、S0、M)=10101,实现了什
么数据通路，进行什么运算？
答：实现了的运算是F=A+B+FC，数据通路是ALU单元到CPU内部总线。
⑸置ALU_B=0、LDA-0、LDB=0、置(S3、S2、S1、S0、M)=10101,运算结果
是什么？
答运算结果是当FC=1时F=0D,当FC=0是F=0C。
⑹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。
利用它可以组成多位全加器。
5.3 小结
在本次实验做的是运算器实验，主要完成逻辑运算、移位运算及算术运算。
刚开始时，对实验中操作的结果不是很理解，后来随着在实验操作过程中数据连通图会相应的变化，也明白了每步操作的目的。
在实验中S3、S2、S1、S0为控制信号，通过他们完成相应运算，比如：当S3、S2、S1、S0=1001时，表示A+B 的运算结果。
所以呢，这次的实验不是很难，做起来很轻松。
当然，在上课前预习很重要，要明白每个部件的含义及作用，这样在实验过程中条理会清晰些。
得分（百分制）
实验报告分析评价
课程名称计算机组成与结构班级
实验名称基本运算器实验时间2015-11-1 实验报告情况分析：
实验报告分为五大部分：实验目的；实验逻辑原理图与分析；数据通路图及分析；实验数据和结果分析；实验问题分析、思考题与小结。
其主要核心部分在第四节：实验数据和结果分析，包含了实验的操作流程及数据的结果分析。
当然，其他部分也介绍了实验目的，原理及实验步骤，并且加了一些原理图使其更好地理解。
在实验报告最后还添加了实验问题分析、思考题与小结部分，介绍了在实验过程中自己遇到的问题及注意事项；思考题则是考察自己对本实验的掌握情况等问题。
经验总结及进一步改进措施：
在本次实验做的是运算器实验，主要完成逻辑运算、移位运算及算术运算。
刚开始时，对实验中操作的结果不是很理解，后来随着在实验操作过程中数据连通图会相应的变化，也明白了每步操作的目的。
当然，在学习实验之前，预习是一定要的，这样更能掌握实验的主要部分，以及操作流程，也能让自己很快的上手，达到老师布置给我们的任务。