计算机组成原理实验报告 进位位控制、通用寄存器判零实验
计算机组成原理-实验三进位与判零控制实验
实验三进位与判零控制实验一、实验目的（1）掌握运算器标志位产生的方法。
（2）通过实验从实际电路中观察标志位产生的过程。
二、实验原理1.标志概念进位与判零实验是算数逻辑运算实验的继续和扩充，实验二没有涉及到标志位，而实际的算术逻辑运算部件（CPU的主要构成部分）标志位是很重要的，它与输出值F7-F0一样是一种运算结果。
如经典的8086CPU有进位标志CF、奇偶校验标志PF、结果为零标志ZF、符号标志SF、数据溢出标志OF等9种标志。
32位的奔腾CPU有多达18中标志。
本实验将验证进位、结果判零两种标志的产生机理。
进位标志CY有许多用途，例如当计算机的数据大于算数逻辑运算部件数据位时，需把数据分成多端进而从低到高逐段进行处理，低段的进位标志CY 作为运算结果需要保存，并作为高段的输入数据参与运算。
利用进位标志CY可比较两个数据大小，把第一个数据减去第二个数据，若第一个数据大于第二个数据，不会产生借位，进位标志CY为“0”；若第一个数据小于第二个数据，则会产生借位，进位标志CY为“1”.同样，判零标志ZI也有特定的用途，例如判断两个数据是否相等，可对两个数进行减法操作，若结果为零，意味着两个数相等，判零标志ZI=“1”；若结果不为零，意味着两个数不等，判零标志Z1 = “0”。
比较两个数，对其进行减法操作，综合判断进位标志CY和判零标志ZI，可确定两个数之间的关系是大于、小于还是等于。
表2 - 3是加法操作时产生典型进位标志和判零标志的一组数据。
表2-3典型进位标志和判零标志的生产事例2.用于标志产生的信号说明本实验所用的实验电路逻辑与实验二相同，见图2-4,在图的左上角有4个方框，它们分别是算术运算时进位判别电路、判零电路、进位标志CY显示电路和判零标志ZI显示电路。
进位标志仅仅在算术运算操作时产生；判零标志除了在算术运算操作时产生外，在逻辑运算操作时也会产生。
在进行进位与判零实验时使用的信号含义说明如下：(1)T4:判断CY、ZI标志的时序脉冲,这个信号在微指令控制区。
计算机组成原理实验报告 通用寄存器单元实验
西华大学数学与计算机学院实验报告课程名称：计算机组成原理年级：2011级实验成绩：指导教师：祝昌宇姓名：蒋俊实验名称：通用寄存器单元实验学号：312011*********实验日期：2013-12-15一、目的1.了解通用寄存器的组成和硬件电路2. 利用通用寄存器实现数据的置数、左移、右移等功能二、实验原理（1）寄存器实验构成1、通用寄存器由2片GAL构成8位字长的寄存器单元。
8芯插座RA-IN作为数据输入端，可通过端8芯扁平电缆，把数据数据输入端连接到数据总线上。
2、数据输出由一片74LS244（输出缓冲器）来控制。
用8芯插座RA-OUT作为数据输出端，可通过端8芯扁平电缆，把数据数据输出端连接到数据总线上。
3、判零和进位电路由1片GAL、1片7474和一些常规芯片组成，用2个LED（ZD、CY）发光管分别显示其状态。
（2）通用寄存器单元的工作原理通用寄存器的核心部件为2片GAL，它具有锁存、左移、右移、保存等功能。
各个功能都由X1、X2信号和工作脉冲RACK来决定。
当置ERA=0、X0=1、X1=1，RACK有上升沿时，把总线上的数据打入通用寄存器。
可通过设置X1、X0来指定通用寄存器工作方式，通用寄存器的输出端Q0~Q7接入判零电路。
LED（ZD）亮时，表示当前通用寄存器内数据为0。
输出缓冲器采用74LS244，当控制信号RA-O为低时，74LS244开通，把通用寄存器内容输出到总线；当控制信号RA-O为高时，74LS244的输出为高阻。
图1 通用寄存器原理图三、使用环境计算机组成原理实验箱四、实验步骤（一）数据输入通用寄存器1．把RA-IN（8芯的盒型插座）与CPT-B板上二进制开关单元中的J1插座相连（对应二进制开关H16~H23），把RA-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ6相连。
2．把RACK连到脉冲单元的PLS1，把ERA、X0、X1、RA-0、M接入二进制拨动开关。
请按下表接线。
进位控制实验 计算机组成原理实验报告
《计算机组成与结构》课程实验报告1计算机科学与信息工程系·2006年编制·二、实验准备1．仔细查线无误后，接通电源。
2.用二进制数码开关KDO ～KD7向DRl 和DR2 寄存器置数，方法：关闭ALU 输出三态门ALUB=1，开启输入三态门SWB=0，输入脉冲T4按手动脉冲发生按钮产生。
如果选择参与操作的两个数据分别为55H 、AAH ，将这两个数存入DR1和DR2的具体操作步骤如下：3.开关ALUB=0，开启输出三态门，开关SWB=1，关闭输入三态门，同时让LDDR1=0，LDDR2=0。
4.如果原来有进位，CY=1，进位灯亮，但需要清零进位标志时，具体操作方 法如下：S3、S2、S1、S0、M 的状态置为0 0 0 0 0，AR 信号置为“0”电平（清零操作时DRl 寄存器中的数应不等于FF ）。
按动手动脉冲发生开关，CY=0，即清进位标志。
注：进位标志指示灯CY 亮时表示进位标志为“1”，有进位；进位标志指示灯CY 灭时，表示进位位为“0”，无进位。
数据开关置数 开输入三态门数据存入寄存ALUB=1LDDR1= 0LDDR2=1KD0～KD7数据开关置数 开输入三态门数据存入寄存ALUB=1LDDR1=1LDDR2=0KD0～KD7 010101015.验证带进位运算及进位锁存功能这里有两种情况：进位标志已清零，即CY=0，进位灯灭。
使开关CN=0，再来进行带进位算术运算。
例如步骤（2）参与运算的两个数为55H和AAH，当S3、S2、S1、S0状态为10010，此时输出数据总线显示灯上显示的数据为DRl加DR2再加初始进位位“1”（因CN=0），相加的结果应为ALU=00，并且产生进位，此时按动手动脉冲开关，则进位标志灯亮，表示有进位。
使开关CN=1，当S3、S2、S1、S0状态为10010，则相加的结累ALU=FF，并且不产生进位。
原来有进位，即CY=1，进位灯亮。
此时不考虑CN的状态，再来进行带进位算术运算。
计算机组成原理实验4进位实验实验5移位实验
实验4 进位控制实验一、实验目的1. 理解带进位控制的电路图。
2.验证带进位控制的算术运算发生器的功能。
3.按给定数据，完成实验几种指定的算术运算。
二、实验原理1.在算术逻辑运算实验的基础上，增加了进位控制部分,进位控制部分电路。
它主要由一个74LS74锁存器构成。
2．AR是74LS74琐存器的控制信号,低电平有效，与T4脉冲信号配合,可打开琐存器，把74LS181运算的进位结果存入其内。
(3)CY是高位进位标志信号,连接一个发光二极光，能显示其进位情况。
当进位时此灯“亮”，无进位时指示灯“灭”。
具体电路见图4-1带进位运算器通路图。
图4-1带进位运算器通路图图4-1带进位运算器通路三、实验注意事项（1）本实验使用T4脉冲信号，实验时将“W/R UNIT”的T4接至“STA TE UNIT”中KK2的正脉冲冲插头上，按下微动开关KK2（可产生T4正脉冲），即可获得本实验所需的单脉冲信号。
（2）S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、AUL-B、SW-B、AR均为电平信号，与“SWITCH UNIT”中的二进制开关对应相连接，用于产生模拟信号。
（3）ALU-B、SW-B为低电平有效；LDDR1，LDDR2为高电平有效。
（4）实验仪上进位指示灯CY为“亮”时，表示有进位，“灭”表示无进位。
（5）实验仪上ZI(zero indicator)是判零标志灯，当两片74LS181输出全为“0”时，ZI灯亮，当两片74LS181输出不全为“0”时，ZI灯灭。
（6）每次做进位操作前都必须先对进位标志清零。
清零后,注意观看实验仪上进位指示灯CY是否已灭，若清零后CY不灭，要检查原因。
（7）进位清零操作时，有关控制端的状态是：S3、S2、S1、S0、M、AR、LDDR1、LDDR2 置为00000000，然后按下微动开关KK2即可。
（8）做清零操作时，DR1寄存器的内容不能为11111111。
四、实验内容和步骤1. 实验连线实验连线图见图4-2：图4-2 带进位运算实验接线图接线完成后，检查无误，方可接通电源，要养成一个好习惯，通电前要细心检查电路，以防短路发生，造成实验设备的损坏。
计算机组成原理实验
二、通用寄存器单元实验
3.实验说明 (2)通用寄存器单元的工作原理
二、通用寄存器单元实验
3.实验说明 (2)通用寄存器单元的工作原理 通用寄存器单元的核心部件为2片GAL16V8，它 具有锁存、左移、右移、保存等功能。各个功能 都由X1、X2信号和工作脉冲RACK来决定。当置 ERA=0、X0=1、X1=1，RACK有上升沿时，把总线上 的数据打入通用寄存器。可通过设置X0、X1来指 定通用寄存器工作方式，通用寄存器的输出端Q0-Q7接入判零电路。LED(ZD)亮时，表示当前通用 寄存器内数据为0。
A+B
CN=0，M=0 A+1 (A+B)+1
(A+B) + 1
0
0
AB
B A⊕B A B A +B A⊕B
A+AB (A+B)+AB
A-B-1
AB- 1
A+AB+ 1 (A + B )+ A B +1
A-B
A B
A+AB A+B AB-1 A+A (A+B)+A
(A+B)+A
(A+B)+AB
A+AB+1 A+B+1
一、算术逻辑运算单元实验
4.实验步骤 (2)不带进位位加法 74LS181的M=0，CN=1，S3S2S1S0=1110，则 74LS181工作在无进位位加法运算状态，运算为 F=A加B 本实验中，A=33H，B=55H 应得结果为：F=33H加55H=88H LED显示结果：88H 结果正确？
一、算术逻辑运算单元实验
一、算术逻辑运算单元实验
进位控制实验实验报告
一、实验名称进位控制实验二、实验目的1. 理解并掌握进位控制的基本原理和实现方法。
2. 验证带进位控制的算术逻辑运算发生器（ALU）的功能。
3. 通过实验加深对计算机组成原理中运算器结构的理解。
三、实验原理在计算机组成原理中，进位控制是算术运算中非常重要的一个环节。
进位控制主要涉及全加器（Full Adder）和进位链（Carry Chain）的设计与实现。
全加器是一种能够处理带进位的算术运算的电路，它有三个输入端（两个加数和一个进位输入）和两个输出端（和以及进位输出）。
进位链则是通过全加器级联形成，用于实现多位数的加法运算。
本实验以74LS181芯片为基础，通过实验验证带进位控制的ALU的功能。
74LS181是一款8位ALU芯片，内部包含8个4位ALU单元，每个单元都能完成加、减、与、或等运算，并且能够处理进位。
四、实验器材1. 74LS181芯片1片2. 74LS74芯片1片3. 74LS02芯片1片4. 跳线若干5. 电源及万用表五、实验步骤1. 搭建电路根据实验原理图，将74LS181、74LS74、74LS02芯片连接成带进位控制的ALU电路。
具体连接方式如下：- 将74LS181的各个ALU单元的进位输出端连接到下一个ALU单元的进位输入端，形成进位链。
- 将74LS74的时钟端CLK连接到74LS181的进位输出端，用于锁存进位结果。
- 将74LS02芯片的输出端连接到74LS181的进位输入端，实现手动控制进位。
2. 设置初始状态将74LS74的时钟端CLK置为高电平，确保进位结果能够被锁存。
将74LS02芯片的输出端置为低电平，确保74LS181的进位输入端为低电平。
3. 进行实验- 按照实验要求，设置74LS181的输入端，如加数A、加数B以及进位输入端。
- 通过74LS02芯片控制进位输入端，模拟不同的进位情况。
- 观察并记录74LS181的输出端，即和以及进位输出端的结果。
计算机组成原理实验报告-寄存器实验
千里之行，始于足下。
计算机组成原理实验报告-寄存器实验计算机组成原理实验报告-寄存器实验》一、实验目的本次实验旨在通过设计和实现一个基本的寄存器，加深对计算机组成原理中寄存器的理解，并掌握寄存器在计算机中的应用。
二、实验设备及软件1. 实验设备：计算机2. 实验软件：模拟器软件Mars3. 实验材料：电路图、线缆、元器件三、实验原理寄存器是计算机的一种重要组成部分，用于存储数据和指令。
一个基本的寄存器通常由一组触发器组成，可以存储多个位的信息。
本实验中，我们需要设计一个16位的寄存器。
四、实验步骤1. 确定寄存器的结构和位数：根据实验要求，我们需要设计一个16位的寄存器。
根据设计要求，选择合适的触发器和其他元器件。
2. 组装寄存器电路：根据电路图，将选择好的元器件按照电路图连接起来。
3. 连接电路与计算机：使用线缆将寄存器电路连接到计算机的相应接口上。
4. 编写程序：打开Mars模拟器软件，编写程序来测试寄存器的功能。
可以编写一段简单的程序，将数据写入寄存器并读取出来，以验证寄存器的正确性。
5. 运行程序并测试：将编写好的程序加载到Mars模拟器中，并运行程序，观察寄存器的输出和模拟器的运行结果。
第1页/共3页锲而不舍，金石可镂。
五、实验结果在本次实验中，我们成功设计和实现了一个16位的寄存器，并进行了相关测试。
经过多次测试，寄存器的功能和性能良好，能够准确地存储和读取数据。
六、实验心得通过本次实验，我对寄存器的结构和工作原理有了更深入的了解。
寄存器作为计算机的一种重要组成部分，起着存储和传输数据的作用。
通过实际操作和测试，我更加清楚了寄存器在计算机中的应用和重要性。
在实验过程中，我遇到了一些问题，如电路连接不稳定、程序错误等，但通过仔细检查和调试，最终解决了这些问题。
这次实验也让我深刻体会到了学习计算机组成原理的重要性，只有深入理解原理并通过实践运用，才能真正掌握计算机的工作原理和能力。
通过这个实验，我有了更深入的认识和理解，对计算机组成原理的学习也更加系统和完整。
计算机组成原理实验报告
实验一报告内容实验题目：运算器实验实验目的： 1、掌握简单运算器的数据传输方式 2、验证运算功能发生器( 74LS181)及进位控制的组合功能。
实验要求：完成不带进位及带进位算术运算实验、逻辑运算实验，了解算术逻辑运算单元的运用。
实验器材：电子试验箱运算器组成框图：ALU的功能图实验原理：实验中所用的运算器原理如图1-1所示。
其中运算器山两片74LS181以并／串形式构8位字长的ALU。
运算器的输出经过一个三态门(74LS245)和数据总线相连’运算器的两个数据输入端分别由-个锁存器(74LS273)锁存，锁存器的输入已连至数据总线，数据丌关(INPUT UNIT)用来给出参与运算的数据，经一三态门(74LS245)和数据总线相连，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。
本实验装置的控制线(CTR-IN UNIT)应与(CTR-OUT UNIT)相连，数据总线、时序电路( TIME UNIT)产生的脉冲信号（T1-T4）、P(1)、P(2)、P(3)本实验装置已作连接， ( CLK UNIT)必须选择一档合适的时钟，其余均为电平控制信号(HC-UNIT)。
进行实验时，首先按动位于本实验装置右中则的复位按钮使系统进入初始待令状态，在LED显示器闪动出现“P．”的环境下，按动增址命令键使LED显示器自左向右第一位显示提示符H”，表示本装置已进入手动单元实验状态，在该状态下按动单步命令键，即可获得实验所需的单脉冲信号，而各电平控制信号用位于LED显示器左方的K25~KO二进制数据开关来模拟。
在进行手动实验时，必须先预置开关电平：，Load=l, /CE- 1，其余开关控制信号电平均置为0，这在以后手动实验时不再说明，敬请注意。
实验连接：按上图实验线路作以下连接：1、八付运算器控制信号连接：位于实验装置左上方的控制信号(CrR_OLff UNIT)中的(S3、S2. S1. SO.M、／CN. LDDRl. LDDR2. LDCZY. C、B.A)与位于实验装置右中方的(CTR-IN UNIT)、位于实验装置左中方的(UPC UNIT)、位于右J二方的（艮UNIT）作对应连接。
计算机组成原理实验报告实验2.3.2 通用寄存器实验
实验一通用寄存器实验一、实验目的1.熟悉通用寄存器的数据通路。
2.掌握通用寄存器的构成和运用。
二、实验要求在掌握了AX、BX运算寄存器的读写操作后，继续完成CX、DX通用寄存器的数据写入与读出。
三、实验原理实验中所用的通用寄存器数据通路如下图所示。
由四片8位字长的74LS574组成CX（R1 R0）、DX（R3 R2）通用寄存器组。
图中X2 X1 X0定义输出选通使能，SI、XP控制位为源选通选择。
RXW为寄存器数据写入使能，OP、DI为目的寄存器选择。
DRCK信号为寄存器写脉冲，下降沿有效。
准双向I/O输入输出端口用于置数操作，经2片74LS245三态门与数据总线相连。
图2-3-3通用寄存器数据通路四、实验内容2.寄存器的读写操作1）目的通路当RXW=0时，由DI、OP编码产生目的寄存器地址，详见下表。
表2.3.5通用寄存器“手动／搭接”目的编码2）CX、DX寄存器的写入通过“I/O输入输出单元”向CX、DX分别置数1122h、3344h，操作步骤如下：K10~K6=10000 K18~K16=000 K18~K16=0103）源通路当X2 X1 X0=0 0 1时，由SI、XP编码产生源寄存器，详见下表。
表2.3.6通用寄存器“手动／搭接”源编码1 0 0 DX 字读 1 0 1 DL(R2)偶字节读 11XDH(R2)奇字节读4） CX 、DX 寄存器的读出读CX 数据来源 REG数据总线 显示CX 值读DX 数据总线 显示DX 值五、实验心得本次试验中我对实验设备Dais-CMX16+有了初步的认识。
由于第一次使用这个试验箱，对界面和操作还不是很熟悉，按照指导书上的步骤和要求完成了实验。
但对实验的内部原理的各部件的操作和设置还不是很理解。
实验二准双向I/O口实验一、实验目的熟悉与了解准双向I/O口的构成原理。
二、实验要求掌握准双向I/O口的输入／输出特性的运用。
三、实验原理Dais-CMX16+向用户提供的是按准双向原理设计的十六位输入/输出I/O口，当该位为“1”时才能用作输入源，上电或复位（手动态按【返回】键），该十六位I/O口被置位（即为“0FFFFh”）。
计算机组成原理实验报告
1. 寄存器五、实验总结按照实验要求进行连接和操作，对通用寄存器组进行了数据的写入和读出，两组数据完全对照，得到了预期效果，说明了存入数据的正确性，在整个过程中也对寄存器组的构成和硬件电路有了更深层次的理解。
2. 运算器五、实验总结基本熟悉了整个实验系统的基本结构，了解了该实验装置按功能分成几大区，学会何时操作各种开关、按键。
最重要的是通过实验掌握了运算器工作原理，熟悉了算术/逻辑运算的运算过程以及控制这种运算的方法，了解了进位对算术与逻辑运算结果的影响，对时序是如何起作用的没太弄清楚，相信随着后续实验的进行一定会搞清楚的3. 存储器五、实验总结按照实验要求连接器材设备元件，按照给定步骤进行实验操作。
通过向静态RAM中写入数据并读出数据，在INPUT单元输入数并存入地址寄存器，再向相应的地址单元存入数，验证读出数据时，只需再INPUT单元输入想要读出单元的地址，再通过片选端CE读出存储单元的数据，其中We=0是控制写端，WE=1控制读，CE低电平有效。
实验过程遇到一些问题，对实验容不是很熟，有待提高。
4. CPU与简单模型机设计实验一、实验目的(1) 掌握一个简单CPU的组成原理。
(2) 在掌握部件单元电路的基础上，进一步将其构造一台基本模型计算机。
(3) 为其定义五条机器指令，编写相应的微程序，并上机调试掌握整机概念。
二、实验设备PC机一台，TD-CMA实验系统一套。
三、实验原理本实验要实现一个简单的CPU，并且在此CPU的基础上，继续构建一个简单的模型计算机。
CPU 由运算器（ALU）、微程序控制器（MC）、通用寄存器（R0），指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）和地址寄存器（AR）组成，如图5-1-1 所示。
这个CPU 在写入相应的微指令后，就具备了执行机器指令的功能，但是机器指令一般存放在主存当中，CPU 必须和主存挂接后，才有实际的意义，所以还需要在该CPU的基础上增加一个主存和基本的输入输出部件，以构成一个简单的模型计算机。
计算机组成原理实验 寄存器判零实验
实验四寄存器判零实验一、实验目的熟悉判零线路的硬件。
二、实验要求完成运算寄存器判零。
三、实验原理零标志的实验原理如上如所示，其中181的8位输出逻辑或非后进入LS74锁存器D端，该段的状态所存由T4和LDCZY信号控制，T4是时序脉冲信号，在T4周期将本次零标志锁存到零标志锁存其中，试验时安东“单步”命令键产生。
LDCZY电平控制信号，在LDCZY=1时可实现零标志控制实验。
四、实验连接连接试验线路，把位于实验装置左上方的CTR-OUT UNIT（S3、S2、S1、S0、M、/CN、LDZCY、LDDR1、LDDR2、/SW-B、/ALU-B）与实验装置右中央的CTR-IN UNIT(S3、S2、S1、S0、M、/CN，LDCZY，LDDR1，LDDR2)及实验装置右上方CTR-IN(ALU-B)、实验装置左下方INPUT-UNIT(/SW-B)中的控制信号作对应连接，实验装置中上方区域内Cn+4与Cn+4I相连。
具体信号连接：S3、S2、S1、S0、M、/CN、LDCZY、LDDR1、LDDR2，/SW-B，/ALU-B，Cn+4、Cn+4I。
五、实验内容（1）用二进制数码开关向DR1、DR2寄存器置数首先关闭ALU输出三态门（CBA=000），开启输入三态门(CBA=001)，设置数据开关。
例如向DR1、DR2分别存入00000001。
具体步骤如下：（2）DR1、DR2打入数据的检查检查DR1和DR2中存放的数是否正确，具体操作为：关闭数据输入三态（CBA=000），打开ALU输出三态门，当置S3、S2、S1、S0、M为11111时，总线指示灯（BUS-DISP UNIT）显示DR1中的数据00000001，而置10101时总线指示灯DR2中的数据00000001。
（3）进位标志清零关闭数据输入三态（CBA=000），S3、S2、S1、S0、M、/CN 的状态置为00000，LDCZY状态置为1，按动“单步”命令键是现金为标志的清零。
计算机组成原理的实验报告
计算机组成原理的实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解计算机组成原理中的关键概念和组件，通过实际操作和观察，增强对计算机硬件系统的认识和掌握能力。
具体包括：1、了解计算机内部各部件的工作原理和相互关系。
2、熟悉计算机指令的执行流程和数据的传输方式。
3、掌握计算机存储系统的组织和管理方法。
4、培养分析和解决计算机硬件相关问题的能力。
二、实验设备本次实验使用的设备包括计算机、逻辑分析仪、示波器以及相关的实验软件和工具。
三、实验内容1、运算器实验进行了简单的算术运算和逻辑运算，如加法、减法、与、或等操作。
观察运算结果在寄存器中的存储和变化情况。
2、控制器实验模拟了指令的取指、译码和执行过程。
分析不同指令对计算机状态的影响。
3、存储系统实验研究了内存的读写操作和地址映射方式。
考察了缓存的工作原理和命中率的计算。
4、总线实验观察数据在总线上的传输过程和时序。
分析总线竞争和仲裁的机制。
四、实验步骤1、运算器实验步骤连接实验设备，将运算器模块与计算机主机相连。
打开实验软件，设置运算类型和操作数。
启动运算，通过逻辑分析仪观察运算过程中的信号变化。
记录运算结果，并与预期结果进行比较。
2、控制器实验步骤连接控制器模块到计算机。
输入指令序列，使用示波器监测控制信号的产生和变化。
分析指令执行过程中各个阶段的状态转换。
3、存储系统实验步骤搭建存储系统实验电路。
进行内存读写操作，改变地址和数据，观察存储单元的内容变化。
分析缓存的替换策略和命中率的影响因素。
4、总线实验步骤连接总线模块，配置总线参数。
多个设备同时发送数据，观察总线的仲裁过程。
测量数据传输的时序和带宽。
五、实验结果与分析1、运算器实验结果加法、减法等运算结果准确，符合预期。
逻辑运算的结果也正确无误。
观察到在运算过程中，寄存器的值按照预定的规则进行更新。
分析：运算器的功能正常，能够准确执行各种运算操作，其内部的电路和逻辑设计合理。
2、控制器实验结果指令能够正确取指、译码和执行，控制信号的产生和时序符合指令的要求。
组成原理实验
华中科技大学文华学院《计算机组成原理实验》专业：09软件工程班级：二班姓名：陈龙学号：0901********指导老师：袁全清声明：学号后三位101,16进制表示为65H实验一：算术逻辑运算单元实验一、实验目的1、掌握简单运算器的数据传输方式2、掌握74LS181的功能和应用二、实验要求输入数据DR1 = 65H，DR2 = 65H，在保持数据不变的情况下，改变运算器的功能设置，记录运算器的输出，填写表格，并进行相应的分析和比较三、所使用的模块算术逻辑单元、二进制开关、数据总线四、实验过程①把ALU-IN(8芯的盒型插座)与右板上的二进制开关单元中J01插座相连(对应二进制开关H16~H23)，把ALU-OUT与数据总线上的DJ2相连。
②把D1CK和D2CK用连线连到脉冲单元的PLS1上，把EDR1、EDR2、ALU-0、S0、S1、S2、CN、M接入二进制开关。
按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D1CK上产生一个上升沿，把65H打入DR1数据锁存器入DR2数据锁存器五、实验结果及分析实验二：通用寄存器单元实验一、实验目的了解通用寄存器的组成和硬件电路，利用通用寄存器实现数据的置数、左移、右移等功能二、实验内容输入自己学号的后3位数对应的十六进制数，重作输入数据、循环左、右移实验，记录每次移位后的结果，可多次移位。
再输入自己学号的数据，使M=0，重作输入数据、逻辑左、右移位实验，直到结果全0,2D灯亮。
记录实验过程及结果。
对实验结果，作出相应的分析。
三、实验要求按照实验步骤完成实验项目，实现通用寄存器移位操作。
了解通用寄存器单元的工作原理应用。
四、所使用的模块通用寄存器单元，二进制开关，数据总线五、实验过程1、将实验器材按下表接线4、将各控制信号置如下，按PLS1，寄存器中的值将左移(无进位循环左移)一．实验结果及分析实验三：进位控制、通用寄存器判零实验2、实验目的1、熟悉带进位控制的算术逻辑运算器的组成和硬件电路用进位寄存器来实现带进位的左移、右移2、熟悉判零线路3、实验内容1、带进位位逻辑或（算术逻辑单元带进位的加法运算实验）自己学号的后三位数对应的十六进制，与0FFH作进位相加2、带进位移位实验自己学号的后三位数对应的十六进制，作带进位(M=0)左、右移位实验和不带进位的(M=1)左、右移位实验记录实验过程及结果。
计算机组成原理实验报告
计算机组成原理实验报告一、实验目的本次计算机组成原理实验的主要目的是深入理解计算机的内部结构和工作原理，通过实际操作和观察，巩固和拓展课堂上学到的理论知识，培养实践动手能力和解决问题的能力。
二、实验设备本次实验所使用的设备包括计算机主机、逻辑分析仪、示波器、面包板、各种芯片（如 74LS 系列、8255 芯片等）、导线若干。
三、实验内容1、算术逻辑运算单元（ALU）实验通过使用芯片搭建一个简单的算术逻辑运算单元，实现加法、减法、与、或等基本运算，并观察运算结果。
2、存储单元实验构建一个存储单元，了解存储器的读写操作和存储原理，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
3、控制器实验设计一个简单的控制器，实现指令的译码和执行，理解计算机如何按照指令序列进行工作。
4、总线结构实验研究计算机内部的总线结构，包括数据总线、地址总线和控制总线，了解它们在信息传输中的作用。
四、实验原理1、算术逻辑运算单元算术逻辑运算单元是计算机中进行算术和逻辑运算的核心部件。
它通常由加法器、减法器、逻辑门等组成。
通过对输入的操作数进行相应的运算操作，产生输出结果。
2、存储单元存储器用于存储程序和数据。
随机存储器（RAM）可以随时读写，但其数据在断电后会丢失；只读存储器（ROM）中的数据在制造时就已确定，只能读取不能修改，且断电后数据不会丢失。
3、控制器控制器是计算机的指挥中心，负责从存储器中取出指令，对指令进行译码，并产生控制信号，控制各个部件的操作。
4、总线结构总线是计算机内部各个部件之间传输信息的公共通道。
数据总线用于传输数据，地址总线用于传输地址信息，控制总线用于传输控制信号。
五、实验步骤（1）按照实验电路图，在面包板上正确连接 74LS 系列芯片，如74LS181 等，构建加法器和逻辑运算电路。
（2）通过改变输入信号的值，使用逻辑分析仪观察输出结果，验证运算的正确性。
2、存储单元实验（1）使用芯片搭建随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）电路。
计算机组成原理 实验报告
ALU主要完成对二进制数据的定点算术运算（加减乘除）、逻辑运算（与或非异或）以及移位操作。在某些CPU中还有专门用于处理移位操作的移位器。
通常ALU由两个输入端和一个输出端。整数单元有时也称为IEU（Integer Execution Unit）。我们通常所说的“CPU是XX位的”就是指ALU所能处理的数据的位数。
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。
计算机组成原理实验报告
实验一 基本运算器实验
一、
1.了解运算器的组成结构
2.掌握运算器的工作原理
3.深刻理解运算器的控制信号
二、
PC机一台、TD-CMA实验系统一套
三、实验原理
1.(思考题)运算器的组成包括算数逻辑运算单元ALU（Arithmetic and Logic Unit）、浮点运算单元FPU（Floating Point Unit）、通用寄存器组、专用寄存器组。
计组实验报告5
本次实验锁存器相当于寄存器，起到缓冲数据的作用。第一组实验中数据开关设置的
是（01H），使数据直接存入锁存器中。将数据开关设置成（02H），数据也直接存入锁存 器中，此时，数据总线和锁存输出显示(02H)。
七、实验总结
本次实验主要掌握了输入/输出的硬件电路，对锁存器的功能有了进一步的体会。实验 步骤简单易懂，实验过程顺利。
设置数据开关，具体操作步骤如下：
数据开关
（00000001）
三态门 CBA=000
CE=0 SW-B=1
寄存器ＤＲ２
（00000001）
LDDR1=0 LDDR2=1 按单步建
寄存器ＤＲ１
（00000001）
LDDR1=1 LDDR2=0 按单步建
结果分析：
运算单元的 DR1、DR2 与数据总线都显示（01H）。
（1）按单步键后，数据总线显示(00H)，内存显示(11H)，地址总线显示(00H)。 再按单步键后，数据总线显示(11H)。
（2）按单步键后，数据总线显示(01H)，内存显示(12H)，地址总线显示(01H)。 再按单步键后，数据总线显示(12H)。
（3）按单步键后，数据总线显示(02H)，内存显示(13H)，地址总线显示(02H)。
（４）寄存器判零
在保持带进位减法运算所设置的状态下，令ＡＲ＝１，按【单步】，若零标志灯Ｚ“亮”， 表示当前运算结果为零，反之表示结果不为零。
结果分析：
这个实验结果Ｚ灯亮。因为带进位减法运算的结果是（00H）。所以，当 Z 灯亮时结
果为零。
六、实验总结
（1）通过这个实验，熟悉了判零实验的硬件，基本了解了判零实验的原理，加深了 对寄存器判零的理解。
LDAR 为高电平有效，而 WE 为读/写(W/R)控制信号，当 WE=0 时进行读操作，当 WE=1 时进行写操作。
计算机组成原理实验资料报告材料
实验1 通用寄存器实验一、实验目的1.熟悉通用寄存器的数据通路。
2.了解通用寄存器的构成和运用。
二、实验要求掌握通用寄存器R3~R0的读写操作。
三、实验原理实验中所用的通用寄存器数据通路如下图所示。
由四片8位字长的74LS574组成R1 R0（CX）、R3 R2（DX）通用寄存器组。
图中X2 X1 X0定义输出选通使能，SI、XP控制位为源选通控制。
RWR为寄存器数据写入使能，DI、OP为目的寄存器写选通。
DRCK信号为寄存器组打入脉冲，上升沿有效。
准双向I/O输入输出端口用于置数操作，经2片74LS245三态门与数据总线相连。
图2-3-3 通用寄存器数据通路四、实验容1.实验连线2.寄存器的读写操作①目的通路当RWR=0时，由DI、OP编码产生目的寄存器地址，详见下表。
通用寄存器“手动／搭接”目的编码②通用寄存器的写入通过“I/O输入输出单元”向R0、R1寄存器分别置数11h、22h，操作步骤如下：通过“I/O输入输出单元”向R2、R3寄存器分别置数33h、44h，操作步骤如下：③源通路当X2~X0=001时，由SI、XP编码产生源寄存器，详见下表。
通用寄存器“手动／搭接”源编码④通用寄存器的读出五、实验心得通过这个实验让我清晰的了解了通用寄存器的构成以及通用寄存器是如何运用的，并且熟悉了通用寄存器的数据通路，而且还深刻的掌握了通用寄存器R3~R0的读写操作。
实验2 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。
计算机组成原理实验报告 进位位控制、通用寄存器判零实验
计算机组成原理实验报告进位位控制、通用寄存器判零实验西华大学数学与计算机学院实验报告课程名称:计算机组成原理年级:201１级实验成绩：指导教师：祝昌宇姓名：蒋俊实验名称:进位位控制、通用寄存器判零实验学号:31２８实验日期:2０1３-12-１5一、目的1．熟悉带进位位控制的算术逻辑运算器的组成和硬件电路2.用进位寄存器来实现带进位的左移、右移3.熟悉判零线路二、实验原理(1）进位和判零电路的实验构成进位和判零电路由１片GAＬ、７４ＬＳ７4和两个LED（CY、ＺD）发光管组成。
当有进位时CY发光管亮，ZD发光管亮表示当前通用寄存器的内容为0。
(2）进位控制的原理1．进位电路与通用寄存器、ALU有着非常紧密的关系,算术逻辑单元的进位输出和通用寄存器带进位移动都会影响进位寄存器的结果。
2.若实验者在做算术逻辑实验时，选择了算术运算方式，当ALU的计算结果输出至总线时，在CCK上来一个上升沿，将把74LS181的进位输出位(CN+４)上的值（为了统一进位标识,1表示有进位,0表示无进位),打入进位寄存器(74LS74)中,并且有进位时CY （LED）发光。
3.在进行通用寄存器的数据移位实验时,把ＣCK和通用寄存器的工作脉冲接在一起，当选择带进位左移时，在工作脉冲下,通用寄存器的最高位将移入进位寄存器中，进位寄存器中的值将移入通用寄存器的最低位。
当进位寄存器中的值为1时，CY（ＬEＤ)发光,若进位寄存器中的值为０时，CY（LＥD)灭。
同样在带进位右移时,也会产生这样的结果。
４.通过把通用寄存器中的每一位做“或”运算，当寄存器的每一位为０时，ＺD输出0,ZD（LEＤ)发光图1进位控制原理图三、使用环境计算机组成原理实验箱四、实验步骤(一)算术逻辑运算单元带进位位的加法运算实验把RA-IN(8芯的盒型插座）与ＣPＴ-Ｂ板上二进制开关单元中的J１插座相连（对应二进制开关H16~H23）,把RA-OUT（８芯的盒型插座）与数据总线上的DＪ２相连。
进位控制实验计算机组成原理实验报告
进位控制实验一、引言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，我们可以了解计算机的基本构成和工作原理，并能够实际操作，进行实验验证。
进位控制是计算机组成原理中的一个关键概念，它涉及到二进制的加法运算中的进位规则。
二、实验目的本实验旨在通过编写程序实现进位控制，加深对计算机组成原理中进位控制的理解。
三、实验原理在二进制加法运算中，当两个二进制位相加时，有以下四种可能的情况：1. 0+0=0：没有进位；2. 0+1=1：没有进位；3. 1+0=1：没有进位；4. 1+1=0：产生进位。
进位控制的实质是通过判断两个位相加时是否产生进位，并根据不同的进位情况进行处理。
通常情况下，进位的处理方式有以下两种：1. 进位加1：当两个位相加产生进位时，将进位加1，并与低位相加；2. 进位不变：当两个位相加产生进位时，保持进位的值不变，并与低位相加。
四、实验步骤1. 编写程序：首先，根据计算机组成原理中的进位控制规则，编写程序实现进位控制的功能；2. 输入数据：随机生成两个二进制数，作为加法运算的操作数；3. 进行二进制加法运算：使用编写的程序对两个二进制数进行加法运算，并进行进位控制；4. 输出结果：输出运算结果；五、实验结果经过实验验证，编写的程序能够正确地实现进位控制功能，并输出正确的运算结果。
通过对不同情况下的进位进行处理，程序能够准确地得出正确的进位控制结果。
六、实验总结通过本次实验，我进一步加深了对计算机组成原理中进位控制的理解。
在实验过程中，我发现进位控制在二进制加法运算中起到了重要的作用，能够有效解决进位问题，保证运算结果的正确性。
通过编写程序实现进位控制功能，我不仅掌握了相关的编程技巧，还对计算机组成原理中的进位控制有了更加深入的认识。
七、参考文献[1] 计算机组成原理（第2版），王逢南，高教出版社，2018年。
[2] 计算机组成与设计（第5版），David A. Patterson，John L. Hennessy，机械工业出版社，2014年。
计算机组成原理通用寄存器实验
LDR1 是寄存器 R1 的控制端， 此时 LDR1 的灯亮，表明要将 数据总线上的数据送到寄存 器 R1 中，按单步键后，寄存 器组的 R1 位置显示数据开
关输入的数据 80
2、通用寄存器的读出
置 CBA=100，由表 7-2-1 知，数据总线单元显示 R0 中的数据，CBA=101 时，数据总线单元 显示 R1 中的数据，CBA=110 时，数据总线单元显示 R2 中的数据是随机的，因为之前并未 向 R2 中置数
指令寄存器、指令择码器、微代码控制寄存器及其 26 位二进制控制模拟开关、逻辑译码单元、时序电路、 启停电路、单脉冲电路、脉冲源、中断控制 SRAM6116 开关、显示灯、8 位 LED 显示、16 个数字键、16 个命 令键,每个部件都有双位显示器 2 路逻辑信号 PC 示波器、信号测试 控制单片机、MACH、RS-232-C 串口等 高性能开关电源、输出为+5V/3A 2 个 IC-40/28 芯通用型锁紧式扩展插座 2 个 PLCC 扩展方插座
线
寄存器 R0 （00000001） LDR0=1 LDR1=0 LDR2=0
LDR0 是寄存器 R0 的控制 端，此时 LDR0 的灯亮， 表明要将数据总线上的 数据送到寄存器 R0 中， 按单步键后，寄存器组 的 R0 位置显示数据开关
输入的数据 01
数据开关 （10000000） 在缓冲输入 单元拨动数 据开关，相应 的灯亮，向相 应单元置入 此数据，数据 总线显示输 入的数据 80
图案的插孔（注：Dais-CMH 的时钟信号已作内部连接）。
四、实验内容及结果分析
(一)通用寄存器的写入 拨动二进制数据开关向 R0 和 R1 寄存器置数，具体操作步骤如下：
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计算机组成原理实验报告进位位控制、通用寄存器判零实验
西华大学数学与计算机学院实验报告
课程名称：计算机组成原理年级：2011
级
实验成绩：
指导教师：祝昌宇姓名：蒋俊
实验名称：进位位控制、通用寄存器判零实验学号：31201108061
1118
实验日期：
2013-12-15
一、目的
1.熟悉带进位位控制的算术逻辑运算器的组成和硬件电路
2.用进位寄存器来实现带进位的左移、右移
3.熟悉判零线路
二、实验原理
（1）进位和判零电路的实验构成
进位和判零电路由1片GAL、74LS74和两个LED（CY、ZD）发光管组成。
当有进位时CY发光管亮，ZD发光管亮表示当前通用寄存器的内容为0。
（2）进位控制的原理
1.进位电路与通用寄存器、ALU有着非常紧密的关系，算术逻辑单元的进位输出和通
用寄存器带进位移动都会影响进位寄存器的结果。
2.若实验者在做算术逻辑实验时，选择了算术运算方式，当ALU的计算结果输出至总
线时，在CCK上来一个上升沿，将把74LS181的进位输出位（CN+4）上的值（为了统一进位标识，1表示有进位，0表示无进位），打入进位寄存器（74LS74）中，并且有进位时CY（LED）发光。
3.在进行通用寄存器的数据移位实验时，把CCK和通用寄存器的工作脉冲接在一起，
当选择带进位左移时，在工作脉冲下，通用寄存器的最高位将移入进位寄存器中，进位寄存器中的值将移入通用寄存器的最低位。
当进位寄存器中的值为1时，CY（LED）发光，若进位寄存器中的值为0时，CY（LED）灭。
同样在带进位右移时，也会产生这样的结果。
4.通过把通用寄存器中的每一位做“或”运算，当寄存器的每一位为0时，ZD输出0，
ZD（LED）发光
图1 进位控制原理图
三、使用环境
计算机组成原理实验箱
四、实验步骤
(一)算术逻辑运算单元带进位位的加法运算实验
1．把RA-IN（8芯的盒型插座）与CPT-B板上二进制开关单元中的J1插座相连（对应二进制开关H16~H23），把RA-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ2相连。
2．把D1CK、D2CK、CCK用连线连到脉冲单元的PLS1上，把EDR1、EDR2、ALU-O、S0、S1、S2、S3、CN、M。
信号定义接入开关位号
D1CK PLS1孔
D2CK PLS1孔
CCK PLS1孔
EDR1 H8孔
EDR2 H7孔
ALU-O H6孔
CN H5孔
M H4孔
S3 H3孔
S2 H2孔
S1 H1孔
S0 H0孔
3．CY清零（CY灯灭），在本实验中使用算术逻辑单元作为进位发生器，按运行键，实验即进入运行状态。
4．二进制开关H16~H23作为数据输入，置65H（对应开关如下表）
5．打入DR1数据锁存器。
通过逻辑笔来测量确定DR1寄存器（74LS374）的输出端，检验数据是否进入DR1中。
6．
7．打入DR2数据锁存器。
通过逻辑笔来测量确定DR2寄存器（74LS374）的输出端，检验数据是否进入DR2中。
8．
9．的进位打入进位寄存器中，在有进位的情况下，CY指示灯亮，并且ALU-O为0，把计算结果输出到数据总线。
$ 经过74LS181的计算将产生进位，即CN+4输出0，当把计算结果输出到总线时，数据总线上的LED指示灯IDB0~IDB7显示结果为0CH。
（二）带进位移位
1．按启停单元中的停止按钮，实验机停机并且把进位寄存器CY清零（CY灯灭），在本实验中使用通用寄存器作为进位发生器，按运行键，实验即进入运行状态。
2．把RA-IN（8芯的盒型插座）与CPT-B板上二进制开关单元中的J1插座相连（对应二进制开关H16~H23），把RA-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ6相连。
3．把CCK、RACK连到脉冲单元的PLS1，把ERA、X0、X1、RA-0、M接入二进制拨动开关。
请按下表接线。