计算机组成原理实验报告

计算机组成原理

实验报告

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实验一 运算器实验 (一) 算术逻辑运算器

三、实验结果：

1．按表二的要求改变实验仪S3S2S1SOMCn的开关状态，然后通过“BUSUNIT'’显示灯B7-Bo显示相应运算的实验结果，并把实验结果填入表二的括号里。

表二： DR1 DR2 S3S2S1S0 逻辑运算 （M=1） 算术运算（M=0） Cn=1（无进位） Cn=0（有进位） 数据 数据 AA AA AA AA 65 65 65 65 FF FF FF FF 55 55 55 55 55 55 55 55 A7 A7 A7 A7 FF FF FF FF 01 01 01 01 0 0 0 0 F=（01010101） F=（10101010） F=（10101011） 0 0 0 1 F=（00000000） F=（11111111） F=（00000000） 0 0 1 0 F=（01010101） F=（10101010） F=（10101011） 0 0 1 1 F=（00000000） F=（11111111） F=（00000000） 0 1 0 0 F=（11011010） F=（10100101） F=（10100110） 0 1 0 1 F=（01011000） F=（00100111） F=（00101000） 0 1 1 0 F=（11000010） F=（10111101） F=（10111110） 0 1 1 1 F=（01000000） F=（00111111） F=（01000000） 1 0 0 0 F=（11111111） F=（11111110） F=（11111111） 1 0 0 1 F=（11111111） F=（11111110） F=（11111111） 1 0 1 0 F=（11111111） F=（11111110） F=（11111111） 1 0 1 1 F=（11111111） F=（11111110） F=（11111111） 1 1 0 0 F=（11111111） F=（10101010） F=（10101011） 1 1 0 1 F=（11111111） F=（10101010） F=（10101011） 1 1 1 0 F=（01010101） F=（01010100） F=（01010101） 1 1 1 1 F=（01010101） F=（01010100） F=（01010101） 2．表三列出几种常用的算术与逻辑运算，要求按指定的操作，正确选择运算器数据通道、控制参数S3、S2、S1、S0、M、Cn的状态，并将实验结果填入括号里，开始给定DRl和DR2的初值(十六进制)，以后的运算数据取自前面的运算结果。

表三：(表中ALU-B和SW-B填写的是输出状态)

操作 逻辑乘 传送 按位加 取反 加1 加法 减法 ALU-B SW-B S3S2S1S0 M Cn DR1 DR2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1011 1111 0110 0000 0000 1001 0110 1 × 66 1 × 66 1 × 66 1 × 66 0 0 0 1 0 0 66 66 66 FF 66 66 0 99 BC 运算关系及结果显示 DR1·DR2→DR2（01100110） DR1→DR2（01100110） DR1⊕DR2→DR2（00000000） DR1→DR2（10011001） DR1+1→DR2（01100111） DR1-DR2→DR2（10011001） 67 DR1加DR2→DR2（11001101） 第 1 页

四、实验分析：

(1)SW-B利ALU—B什么时候有效，什么时候无效，为什么?

答：SW-B是输入三态门的控制端，控制“INPUTDEVICE”中的8位数据开关D7~Do的数据是否送到数据总线BUS上。低电平有效。ALU-B是输出三态门的控制端，控制运算器的运算结果是否送到数据总线BUS上。低电平有效。

(2)做算术运算和逻辑运算时，应设置哪些控制端。

答：M是算术／逻辑运算选择，M=0时，执行算术运算，M=I时，执行逻辑运算。Cn是算术运算的进位控制端，Cn=0(低电平)，表示有进位，运算时相当于在最低位上加进位1，Cn=l(高电平)，表示无进位。逻辑运算与进位无关。

(3)将练习一、练习二的结果以及表二、表三的结果都要与理论值进行比较，分析实验值和理论值是否一致，如果不一致，写出原因。

答：实验过程中，出现过不一致，原因是S3、S2、S1、S0、M的状态设置错误。纠正后是一致的。

五、思考问题：

(1)、在向DR1、DR2寄存器置数时，要不要设置S3、S2、S1、S0、Cn、M这些控制端的状态?为什么?

答：不需要。因为控制端S3、S2、S1、S0、M都是用来控制ALU的状态的，Cn是算术运算的进位控制端，它们都与DR1，DR2寄存器无关。

(2)、DR1置数完成后为什么要关闭控制端LDDRI? DR2置数完成后为什么要关闭控制端LDDR27?

答：LDDRl是寄存器DRl存数控制信号。高电平有效。LDDR2是寄存器DR2存数控制信号。高电平有效。所以在设置完数后要关闭，以免其它的操作影响寄存器的内容。

(3)、输入三态门控制端SW-B和输出三态门控制端ALU-B能否同时为“0”状态?为什么? 答：可以同时为0，但是输入、输出的三态门都关闭了，导致数据无法输入，处理结果无法输出。

(二) 进位控制实验

三、实验结果：

表二给定了DRl利DR2的值(十六进制表示)，要求分别做无进位算术加(A加B)、有进位算术加(A加B加1)的运算，正确选择填写表二各控制端的状态e及实验结果。

(注意：操作前要先对进位标；先清零) 表二： 实验结果 操作 Cn S3S2S1S0AR M DR1 DR2 （“BUS UNIT” 中B7—B0 显示实验结果） T4 CY灯 进 脉 状态 位 冲 （亮/灭） 否 按下 开无进位 算术加 （A加B） 1 0 10010 AA 01 10101011 灭 无 第 2 页

关 KK2 有进位 算术加 （A加B加1） 按下 开关 KK2 按下 开关 KK2 按下 开关 KK2 0 0 10010 AA 01 10101100 灭 无 无进位 算术加 （A加B） 1 0 10010 F0 0F 11111111 灭 无 无进位 算术加 （A加B加1） 0 0 10010 F0 0F 00000000 亮 有 四、实验分析：

把练习题表二的运算结果与理论值进行比较，分析实验值和理论值是否一致，如果不一致，写出原因。

答：实验过程中，出现过不一致，原因是S3、S2、S1、S0、M的状态设置错误。纠正后是一致的。

五、思考问题：

(1)、为什么进位运算操作前要先对进位标志清零?

答：因为在做运算的时候，进位标志的不同，对运算结果能产生影响。 (2)、设DRl=AAH，DR2=55H，求DRl-DR2。要求： ①．写山控制端S3S2S1S0、M、Cn、AR的状态。

②．记录实验结果，并理论分析实验结果正确否。解释减法运算是利用什么操作来完成的。

③．记录CY灯的状态(亮或灭)，根据CY灯的状态分析该减法运算的结果有没有溢出。 答：实验结果如下表： 实验结果 Cn AR S3S2S1S0M DR1 DR2 （“BUS UNIT” 中B7—B0 显示实验结果） T4 脉 冲 按下 开关 KK2 CY灯 状态 （亮/灭） 溢 出 否 1 0 01100 AA 55 01010101 灭 无 四、实验分析：

将表二中各种移位结果与理论值进行比较，分析实验值利理论值是否一致，如果不一致，写出原因。

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答：实验过程中，出现过不一致，原因是S1、S0、M的状态设置错误。纠正后是一致的。

五、思考问题：

(1)、做带进位的循环移位操作前为什么要记录进位灯的状态?进位灯的状态对移位结果有没有影响?

答：在进行带位循环右移、带位循环左移操作的时候，进位控制器上的数据会随同数据右移，会对移位结果产生影响。所以要记录其进位灯的状态。

(2)、哪些循环移位操作不用考虑进位灯?

答：不带位的循环右移、不带位的循环左移操作不用考虑进位灯。

实验二 半导体存储器原理实验

三、实验结果：

1．根据存储器的读写原理，填写下表： 表一：

控制信号 SW—B LDAR CE WE 写地址 写内容 读内容 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 2．向存储器的00H，01H，02H，03H，04H，05H，06H地址单元分别写入数据AAH，55H，33H，44H，66H，08H，FOH(十六进制)。即：

表二：

地址 内容 地址 内容 (十六进制) (十六进制) (二进制) (二进制) 00 01 02 AA 55 33 00000000 10101010 00000001 01010101 00000010 00110011 第 4 页

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