计算机组成原理实验2

计算机组成原理实验一、实验目的本实验旨在通过实际操作，加深对计算机组成原理的理解，掌握计算机硬件的基本原理和工作方式。

二、实验设备和材料1. 计算机主机：型号为XXX，配置了XXX处理器、XXX内存、XXX硬盘等。

2. 显示器：型号为XXX，分辨率为XXX。

3. 键盘和鼠标：标准配置。

4. 实验板：包括CPU、内存、存储器、输入输出接口等模块。

5. 逻辑分析仪：用于分析和调试电路信号。

6. 示波器：用于观测电路信号的波形。

三、实验内容1. 实验一：CPU的工作原理a. 将实验板上的CPU模块插入计算机主机的CPU插槽中。

b. 连接逻辑分析仪和示波器，用于观测和分析CPU的工作信号和波形。

c. 打开计算机主机，启动操作系统。

d. 运行一段简单的程序，观察CPU的工作状态和指令执行过程。

e. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，了解CPU的时钟信号、数据总线、地址总线等工作原理。

2. 实验二：内存的存储和读写a. 将实验板上的内存模块插入计算机主机的内存插槽中。

b. 打开计算机主机，启动操作系统。

c. 编写一个简单的程序，将数据存储到内存中。

d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，观察内存的写入和读取过程，了解内存的存储原理和读写速度。

3. 实验三：存储器的工作原理a. 将实验板上的存储器模块插入计算机主机的存储器插槽中。

b. 打开计算机主机，启动操作系统。

c. 编写一个简单的程序，读取存储器中的数据。

d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，观察存储器的读取过程，了解存储器的工作原理和数据传输速度。

4. 实验四：输入输出接口的工作原理a. 将实验板上的输入输出接口模块插入计算机主机的扩展插槽中。

b. 打开计算机主机，启动操作系统。

c. 编写一个简单的程序，通过输入输出接口实现数据的输入和输出。

d. 通过逻辑分析仪和示波器的数据分析，观察输入输出接口的工作过程，了解数据的传输和控制原理。

四、实验结果分析1. 实验一：通过观察CPU的工作状态和指令执行过程，可以验证CPU的时钟信号、数据总线、地址总线等工作原理是否正确。

实验一：脱机运算器实验实验目的：了解AM2901运算器的功能与用法，2片AM2901的级连方式，深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识。

实验仪器：TEC-2000实验仪实验原理：脱机运算器实验，是让运算器从教学计算机整机中脱离出来，此时它的全部控制与操作均需通过两个12位的微型开关来完成，这就不能执行指令，只能通过开头、按键控制教学机的运算器完成指定的运算功能，并通过指示灯观察运算结果。

实验内容：1、将教学机左下方的5个拨动开关置为1XX10（单步、8位、脱机）；先按RESET 按键，再按START按键，进行初始化。

2、按下表所列操作在8位机上进行运算器脱机实验，结果如表所示。

其中D1取为01H，D2取为10H；通过两个12位的红色微型开关向运算器提供控制倍，通过8位数据开关向运算器提供数据（高8位的数据开结果分析：由结果可知，只要按AM2901芯片功能给出其相应的控制信号，即可完成相应的功能。

另AM2901操作周期如下：A、B口数据锁存通用寄存器接收即在下降沿时，A、B口数据锁存器锁存数据，在低电平时通用寄存器接收数据，因此在压START前，ALU输出为结果，压START后，产生高电平到低电平的变化，此时ALU输出的结果存入通用寄存器中，而ALU则输出操作再次被执行的结果，但该结果没有存入通用寄存器中，则下次操作时使用的寄存器值为存入值（表中表现为压START前值）。

实验结论：通过此项实验使我们了解了AM2901运算器的功能与用法，熟悉了2片AM2901的级连方式，以及深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识，让我们加深了对AM2901运算器各项特性的认知程度。

实验二：控制器部件教学实验实验目的：通过教学计算机中已经设计好并正常运行的几条典型指令的功能、格式和执行流程后，设计几条指令的功能、格式和执行流程，并在教学计算机上实现、调试正确。

达到以下目的：1、理解计算机控制器的功能、组成知识2、学习计算机各类典型指令的执行流程3、对指令格式、寻址方式、指令系统、指令分类等建立总体概念4、学习组合逻辑控制器的设计过程和相关技术实验仪器：TEC-2000教学计算机实验原理：控制器设计是学习计算机总体组成的设计的重要部分，要在TEC-2000教学机上完成实验，要了解以下内容：1、TEC-2000的功能部件及其连接关系；2、TEC-2000的每个功能部件的功能和控制其运行办法；3、TEC-2000支持的指令格式和指令执行流程分组情况；4、TEC-2000中已经设计并正常运行的各类指令的功能、格式和执行流程，也包括控制器设计与实现中的具体线路和控制信号的组成；5、自己要实现的指令格式、功能、执行流程设计中必须遵从的约束条件。

计算机组成原理实验报告实验目的，通过本次实验，深入了解计算机组成原理的相关知识，掌握计算机硬件的基本组成和工作原理。

实验一，逻辑门电路实验。

在本次实验中，我们学习了逻辑门电路的基本原理和实现方法。

逻辑门电路是计算机中最基本的组成部分，通过逻辑门电路可以实现各种逻辑运算，如与门、或门、非门等。

在实验中，我们通过搭建逻辑门电路并进行实际操作，深入理解了逻辑门的工作原理和逻辑运算的实现过程。

实验二，寄存器和计数器实验。

在本次实验中，我们学习了寄存器和计数器的原理和应用。

寄存器是计算机中用于存储数据的重要部件，而计数器则用于实现计数功能。

通过实验操作，我们深入了解了寄存器和计数器的内部结构和工作原理，掌握了它们在计算机中的应用方法。

实验三，存储器实验。

在实验三中，我们学习了存储器的原理和分类，了解了不同类型的存储器在计算机中的作用和应用。

通过实验操作，我们进一步加深了对存储器的认识，掌握了存储器的读写操作和数据传输原理。

实验四，指令系统实验。

在本次实验中，我们学习了计算机的指令系统，了解了指令的格式和执行过程。

通过实验操作，我们掌握了指令的编写和执行方法，加深了对指令系统的理解和应用。

实验五，CPU实验。

在实验五中，我们深入了解了计算机的中央处理器（CPU）的工作原理和结构。

通过实验操作，我们学习了CPU的各个部件的功能和相互之间的协作关系，掌握了CPU的工作过程和运行原理。

实验六，总线实验。

在本次实验中，我们学习了计算机的总线结构和工作原理。

通过实验操作，我们了解了总线的分类和各种总线的功能，掌握了总线的数据传输方式和时序控制方法。

结论：通过本次实验，我们深入了解了计算机组成原理的相关知识，掌握了计算机硬件的基本组成和工作原理。

通过实验操作，我们加深了对逻辑门电路、寄存器、计数器、存储器、指令系统、CPU和总线的理解，为进一步学习和研究计算机组成原理奠定了坚实的基础。

希望通过不断的实践和学习，能够更深入地理解和应用计算机组成原理的知识。

计算机组成原理实验报告2上海大学计算机组成原理实验报告二姓名：学号：座位号：上课时间：教师：报告成绩：一、实验名称：运算器实验二、实验目的：1. 学习数据处理部件的工作方式控制。

2. 学习机器语言程序的运行过程。

三、实验原理：CP226实验仪的运算器由一片CPLD实现，包括8种运算功能。

运算时先将数据写到寄存器A和寄存器W中，根据选择的运算方式系统产生运算结果送到直通门D。

实验箱上可以向DBUS送数据的寄存器有：直通门D、左移门L、右移门R、程序计数器PC、中断向量寄存器IA、外部输入寄存器IN 和堆栈寄存器ST。

它们由138译码器的四、实验内容：1. 计算37H+56H后左移一位的值送OUT输出。

2. 把36H取反同54H相与的值送人R1寄存器。

五、实验步骤：实验内容(一):1. 关闭电源。

用8位扁平线把J2和J1连接。

2. 用不同颜色的导线分别把K0和AEN、K1和WEN、K2和S0、K3和S1、K4和S2、K6和X0、K7和X1、K8和X2、K9和OUT连接。

3. K15～K0全部放在1位，K23 ~K16放0位。

4. 注视仪器，打开电源，手不要远离电源开关，随时准备关闭电源，注意各数码管、发光管的稳定性，静待10秒，确信仪器稳定、无焦糊味。

5. 设置实验箱进入手动模式。

6. 设置K0=0，K8K7K6=000，K23 ~K16=0011 0111。

7. 按下STEP键，在A寄存器中存入37。

8. 设置K0=1，K1=0，K23 ~K16=0101 0110。

9. 按下STEP键，在W寄存器中存入56。

10. 设置K0=1，K1=1，K8K7K6=110，K4K3K2=000。

11. 按下STEP键，L寄存器显示1A。

12. 设置K9=0,其他保持不变。

13. 按下STEP键，OUT寄存器显示1A。

14. 关闭实验箱电源。

实验内容(二):1. 基本与实验内容(一)的前5个步骤相同(去掉连接OUT寄存器的导线)。

半导体存储器原理实验一、实验目的：1、掌握静态存储器的工作特性及使用方法。

2、掌握半导体随机存储器如何存储和读取数据。

二、实验要求：按练习一和练习二的要求完成相应的操作，并填写表2.1各控制端的状态及记录表2.2的写入和读出操作过程。

三、实验方案及步骤：1、按实验连线图接线，检查正确与否，无误后接通电源。

2、根据存储器的读写原理，按表2.1的要求，将各控制端的状态填入相应的栏中以方便实验的进行。

3、根据实验指导书里面的例子练习，然后按要求做练习一、练习二的实验并记录相关实验结果。

4、比较实验结果和理论值是否一致，如果不一致，就分析原因，然后重做。

四、实验结果与数据处理：（1）表2.1各控制端的状态（2）练习操作数据1：（AA）16 =（10101010）2写入操作过程：1)写地址操作：①应设置输入数据的开关状态：将试验仪左下方“INPUT DEVICE”中的8位数据开关D7-D0设置为00000000即可。

②应设置有关控制端的开关状态：先在实验仪“SWITCH UNIT”中打开输入三态门控制端，即SW-B=0，打开地址寄存器存数控制信号，即LDAR=1,关闭片选信号（CE），写命令信号（WE）任意，即CE=1,WE=0或1。

③应与T3脉冲配合可将总线上的数据作为地址输入AR地址寄存器中：按一下微动开关START即可。

④应关闭AR地址寄存器的存数控制信号：LDAR=0。

2）写内容操作：①应设置输入数据的开关状态：将试验仪左下方“INPUT DEVICE”中的8位数据开关D7-D0设置为10101010。

②应设置有关控制端的开关状态：在实验仪“SWITCH UNIT”中打开输入三态门控制端，即SW-B=0，关闭地址寄存器存数控制信号，即LDAR=0，打开片选信号（CE）和写命令信号（WE），即CE=0,WE=1。

③应与T3脉冲配合可将总线上的数据写入存储器6116的00000000地址单元中：再按一下微动开关START即可。

实验报告成绩课程名称计算机组成原理指导教师实验日期院(系) 计算机科学与技术学院专业班级实验地点学生姓名学号同组人实验项目名称实验二八位寄存器一、实验目的和要求实验目的：1.了解寄存器的工作原理和构成；2.熟悉 EDA 工具软件的使用方法。

实验要求：1.电源选用+5V，注意D触发器的置0端和置1端必须接高电平，即+5V电源。

否则D触发器工作不正常。

2. D触发器可以选用 74LS74（7474 也可），其逻辑符号（图中SD为置1端，接低电平有效；图中CD为置0端，接低电平有效；CP为脉冲）。

二、实验原理设计一个八位寄存器,该寄存器具有一个时钟输入端CLK，一个复位端RE，八个并行数据输入端d7,d6,…d0和八个数据输出端q7,q6,…q0，当时钟脉冲到来时,并行数据输入端的数据被送入寄存器中。

寄存器框图如图所示。

三、主要仪器设备1.操作系统为WINDOWS的计算机一台；2.数字逻辑与计算机组成原理实验箱一台；3.基本D触发器7474。

四、实验方法与步骤1. 原理图输入：采用图形输入法在计算机上完成实验电路的原理图输入。

2. 管脚定义：根据硬件实验平台资源示意图和附录一“平台资源和FPGA引脚连接表”完成原理图中输入、输出管脚的定义。

将寄存器的输出q7－q0分别锁定在LD7－LD0上。

将寄存器的输入d7－d0分别锁定在K7－K0上。

将寄存器的输入脉冲CLK锁定在单脉冲(Pin 132引脚)上。

3.原理图编译、适配和下载：在QuartusⅡ环境中选择EP2C8Q208C8器件，进行原理图的编译和适配，无误后完成下载。

4.功能测试：改变K7－K0的状态，按动一次单脉冲键，LD7－LD0的显示将与K7－K0相对应，若有错则重新调试。

5.生成元件符号。

五、实验结果分析六、实验心得通过本次实验，了解了寄存器的工作原理和构成；熟悉了EDA工具软件的使用方法。

在实验中，用一个锁定在开关k8上的输入端用来控制置0端，我认为VCC也需要使用一个输入端表示，否则在引脚分配时无法对VCC进行分配。

计算机组成原理实验二脱机运算器实验实验目的深入了解AM2901运算器的功能与具体用法，4片AM2901的级连方式，深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等诸项知识。

实验说明脱机运算器实验，是指让运算器从教学计算机整机中脱离出来，此时，它的全部控制与操作均需通过两个12位的微型开关来完成，这就谈不上执行指令，只能通过开关、按键控制教学机的运算器完成指定的运算功能，并通过指示灯观察运算结果。

12位微型开关的具体控制功能分配如下：A口、B口地址：送给AM2901器件用于选择源与目的操作数的寄存器编号；I8-I0：选择操作数来源、运算操作功能、选择操作数处理结果和运算器输出内容的3组3位的控制码；SCi、SSH和SST：用于确定运算器最低位的进位输入、移位信号的入/出和怎样处理AM2901产生的状态标志位的结果。

运算器的控制信号的编码及功能参见《TEC-2000教学计算机系统技术说明与实验指导》中的第三章《硬件系统的基本组成和实现》中的有关运算器的部分。

实验内容1．将教学机左下方的5个拨动开关置为1XX00（单步、16位、脱机）；先按一下“RESET”按键，再按一下“START”按键，进行初始化。

2．接下来，按下表所列的操作在十六位机上进行运算器脱机实验，将结果填入表中：其中D1取为0101H，D2取为1010H；通过两个12位的红色微型开关向运算器提供控制信号，通过16位数据开关向运算器提供数据，通过指示灯观察运算结果及状态标志。

注：用*标记的运算，表示D1、D2的数据是由拨动开关SW给出的。

实验要求1．实验之前认真预习，写出预习报告，包括操作步骤，实验过程所用数据和运行结果等，否则实验效率会很低，所学到的内容也会大受影响；2．实验过程当中，要仔细进行，防止损坏设备，分析可能遇到的各种现象，判断结果是否正确，记录运行结果；3．实验之后，认真写出实验报告，包括对遇到的各种现象的分析，实验步骤和实验结果，自己在这次实验的心得体会与收获。

《计算机组成原理》实验报告实验二移位运算实验一、实验目的掌握移位控制的功能及工作原理二、实验环境EL-JY-II 型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。

三、实验内容与实验过程及分析（写出详细的实验步骤，并分析实验结果）实验步骤：开关控制操作方式实验本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。

1、按图 2－4 接线：连线时应注意：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。

为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所对应的指示灯亮。

2、实验过程：（以左移为例）开始实验前要把所有控制开关电路上的开关置为高电平“1”状态。

拨动清零开关 CLR，使其指示灯灭。

再拨动 CLR，使其指示灯亮。

（1）置数：置C-G＝1，299-G＝0，通过数据输入电路输入要移位的数据，置 D15---D0= “0000000000000001”，然后置C-G＝0，数据总线显示灯显示“0000000000000001”，置 S0=1，S1=1，M=1 参考功能表表 2－2 可见，此时为置数状态，按脉冲源及时序电路上的【单步】按钮，置 C-G=1，完成置数的过程，进位指示灯亮表示进位“Z”已置位。

（2）不带进位移位：置299-G＝0，S0=1，S1=0，M=0，参考功能表 2－2，此时为循环左移状态，数据总线显示灯显示“0000000000000001”，按【单步】，数据总线显示灯显示“0000000000000010”，再按一次【单步】，数据总线显示的数据向左移动一位。

连续按【单步】，观察不带进位移位的过程。

如想进行右移，参考表 2－2，置 S0=0，S1＝1，再按【单步】即可实现右移操作。

（3）带进位移位当数据总线显示“0000000000000001”时，置 299-G＝0，S0=1，S1=0，M=1，参考功能表 2－2，此时为带进位循环左移状态。

计算机组成原理实验报告计算机组成原理实验报告引言：计算机组成原理是计算机科学与技术专业的重要课程，通过学习该课程，我们可以深入了解计算机的工作原理和内部结构。

本次实验旨在通过实际操作，加深对计算机组成原理的理解，并掌握一些基本的计算机硬件知识。

实验目的：1. 理解计算机的基本组成部分，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等；2. 掌握计算机的运行原理，了解指令的执行过程；3. 学习使用计算机组成原理实验箱，进行实际的硬件连接和操作。

实验过程：1. 实验一：组装计算机本次实验中，我们需要从零开始组装一台计算机。

首先，我们按照实验指导书的要求，选择合适的硬件组件，包括主板、CPU、内存、硬盘等。

然后，我们将这些硬件组件逐一安装到计算机箱中，并连接好电源线、数据线等。

最后，我们将显示器、键盘、鼠标等外设连接到计算机上。

2. 实验二：安装操作系统在计算机组装完成后，我们需要安装操作系统。

本次实验中，我们选择了Windows 10作为操作系统。

首先，我们将Windows 10安装盘插入计算机的光驱中，并重启计算机。

然后，按照安装向导的指引，选择安装语言、时区等相关设置。

最后，我们根据自己的需求选择安装方式，并等待操作系统安装完成。

3. 实验三：编写并执行简单的汇编程序在计算机组装和操作系统安装完成后，我们需要进行一些简单的编程实验。

本次实验中，我们选择了汇编语言作为编程工具。

首先，我们编写了一个简单的汇编程序，实现两个数相加的功能。

然后，我们使用汇编器将程序翻译成机器码，并将其加载到计算机的内存中。

最后，我们通过调试器来执行这个程序，并观察程序的执行结果。

实验结果与分析：通过本次实验，我们成功地组装了一台计算机，并安装了操作系统。

在编写并执行汇编程序的实验中，我们也成功地实现了两个数相加的功能。

通过观察程序的执行结果，我们发现计算机能够按照指令的顺序逐条执行，并得到正确的结果。

这进一步加深了我们对计算机的工作原理的理解。

《计算机组成原理》实验报告
一、实验目的
1.搭建并操作一个最基本的模型计算机。

2.建立对计算机组成及其原理的基本认识。

二、实验设备
1.TDN-CM+教学实验系统一套。

2.排线31条：8芯8条，6芯3条，4芯3条，2芯17条。

3.PC 机一台。

三、实验内容
1.一台简单模型计算机的结构
我们将算术逻辑运算器、控制器、寄存器、内部总线等部件搭接起来构
成一个CPU，然后再加上存储器、输入设备、输出设备即构成一台完
整的模型计算机。

其逻辑框图如下。

2.构造一台模型计算机
将组成一台计算机的基本模块组合起来。

在TDN-CM+实验系统中使用
连接导线（排线）将模型计算机的各个部件连接在一起，构成一台完整
的模型计算机。

连线图如下。

四、模型计算机的运行操作
1.打开实验系统的电源开关，点击图标CMP运行软件。

2.联机正常后，可测试连线是否正确。

先选择“【运行】--【通路图】”，再
选“【测试】--【开始】”（否则该菜单呈灰色显示），即弹出“系统测试
对话框”。

实验(二）存储器实验1、实验目得1 深入理解计算机内存储器得功能,组成知识。

２深入得学懂静态存储芯片得读写原理与用她们组成教学计算机存储系统得方法(即字,位扩展技术）,控制其运行方式2、实验内容1、完成存储器扩展得实验,需要为扩展内存选择一个地址,并注意读写与OE等控制得正确状态。

2、用监控程序得D，Ｅ命令对存储器进行读写,比较ＲAＭ,EＥＰROM，EPＲＯM在读写上得异同。

3、用A命令写一段程序，对RAM进行读写,用D命令查瞧结果就是否正确。

4、用A命令写一段程序,对扩展存储器ＥEPROM进行读写，用D命令查瞧结果就是否正确,如果不正确,分析原因,改写程序,重新运行。

3、实验步骤1、检查FＰＧＡ下方得插针要按下列要求短接:标有“/MWR”“RD”得插针左边两个短接,标有“/ＭＲD”“GND”得插针右边两个短接，标有ＲＯMLCS与RAMＬCS得插针短接。

2、RAＭ(6１16)支持即时读写，可直接用A、E命令向扩展得存储器输入程序或改变内存单元得值。

RＡM中得内容在断电后会消失,重新启动实验机后会发现内存单元得值发生了改变。

１>用E命令改变内存单元得值并用D命令观察结果。

<1>在命令行提示符状态下输入:Ｅ20２0<2>在命令行提示符状态下输入:D202０＜3>断电后重新启动教学实验机，用D命令观察内存单元202０～2023得值。

2>用A命令输入一段程序，执行并观察结果。

<1>在命令行提示符状态下输入:Ａ 2000<2＞在命令行提示符状态下输入：Ｔ 200０<3>在命令行提示符状态下输入:G 2０00＜4> 在命令行提示符状态下输入:ﻩＲ3、将扩展得ROM芯片(27或27系列得替代产品58C65芯片）插入标有“EＸTROＭＨ”与“EXTROMＰ”得自锁进插座,要注意芯片插入得方向，带有半圆形缺口得一方朝左插入。

如果芯片插入方向不对，会导致芯片毁坏,然后锁紧插座。

计算机组成原理实验项目实验一运算器组成（2学时）验证性实验内容：使用181四位算术逻辑芯片实现八位算术逻辑运算实验。

基本要求：1、掌握简单运算器的数据传送通路；2、验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能。

实验二存储器原理（2学时）验证性实验内容：通过总线系统验证存储器的存储功能。

基本要求：1、掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法；2、掌握存储器读/写电路的设计方法。

实验三寄存器实验（2学时）验证性实验内容：使用八位寄存器验证寄存器的存储功能。

基本要求：1、掌握寄存器操作时序。

2、掌握寄存器电路的连接方法。

实验四时序生成电路实验（2学时）设计性实验内容：验证控制器所需要的T1~T4的生成。

基本要求：1、掌握模型机时序特征；2、设计时序生成电路。

3、通过示波器验证T1~T4的状态周期。

实验五微程序控制器（2学时）验证性实验内容：使用模型机验证微指令与微操作的关系，验证微程序执行时序。

基本要求：1、掌握时序产生器的工作原理和组成原理；2、掌握微程序的编制、写入、观察微程序的执行；3、掌握硬布线控制器的组成原理、设计方法；4、了解硬布线控制器和微程序控制器的各自优缺点。

掌握简单运算器的数据传送通路。

三、主要仪器设备计算机、Proteus仿真软件、模型机仿真软件计算机硬件实验室实验报告课程名称：姓名学号班级成绩设备名称及软件环境实验名称实验日期一．实验内容题目及要求二．理论分析或算法分析芯片功能以及芯片真值表三．实现方法（含实现思路、程序流程图、实验电路图和源程序列表等）电路图及相关说明四．实验结果分析（含执行结果验证、输出显示信息、图形、调试过程中所遇的问题及处理方法等）结果真值表，运行态抓图，以及相关的说明五．结论验证了什么？和题目要求对应报告提交日期（注意：内容写不下时可另附页。

）。

计算机科学技术系王玉芬2012年11月3日基础实验部分该篇章共有五个基础实验组成，分别是：实验一运算器实验实验二存储器实验实验三数据通路组成与故障分析实验实验四微程序控制器实验实验五模型机CPU组成与指令周期实验实验一运算器实验运算器又称作算术逻辑运算单元（ALU），是计算机的五大基本组成部件之一，主要用来完成算术运算和逻辑运算。

运算器的核心部件是加法器，加减乘除运算等都是通过加法器进行的，因此，加快运算器的速度实质上是要加快加法器的速度。

机器字长n位，意味着能完成两个n位数的各种运算。

就应该由n个全加器构成n位并行加法器来实现。

通过本实验可以让学生对运算器有一个比较深刻的了解。

一、实验目的1．掌握简单运算器的数据传输方式。

2．掌握算术逻辑运算部件的工作原理。

3. 熟悉简单运算器的数据传送通路。

4. 给定数据，完成各种算术运算和逻辑运算。

二、实验内容：完成不带进位及带进位的算术运算、逻辑运算实验。

总结出不带进位及带进位运算的特点。

三、实验原理：1.实验电路图图4-1 运算器实验电路图2.实验数据流图图4-2 运算器实验数据流图3.实验原理运算器实验是在ALU UNIT单元进行；单板方式下，控制信号，数据，时序信号由实验仪的逻辑开关电路和时序发生器提供，SW7－SW0八个逻辑开关用于产生数据，并发送到总线上；系统方式下，其控制信号由系统机实验平台可视化软件通过管理CPU来进行控制，SW7－SW0八个逻辑开关由可视化实验平台提供数据信号。

（1）DR1，DR2：运算暂存器，（2）LDDR1：控制把总线上的数据打入运算暂存器DR1，高电平有效。

（3）LDDR2：控制把总线上的数据打入运算暂存器DR2，高电平有效。

（4）S3，S2，S1，S0：确定执行哪一种算术运算或逻辑运算（运算功能表见附录1或者课本第49页）。

（5）M：M＝0执行算术操作；M＝1执行逻辑操作。

（6）/CN ：/CN＝0表示ALU运算时最低位加进位1；/CN＝1则表示无进位。

实验二一位全加器实验姓名：王雄学号：专业：数媒2班【实验环境】1. Windows 2000 或 Windows XP2. QuartusII、GW48-PK2或DE2-115计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。

【实验目的】1、熟悉原理图和VHDL语言的编写。

2、验证全加器功能。

【实验原理】设计一个一位全加器，能完成两个二进制位的加法操作，考虑每种情况下的进位信号，完成8组数据的操作。

【实验步骤】1.1建立工程项目1.1.4 原理图设计新建项目后，就可以绘制原理图程序了。

下面以一位全加器如图1-12所示为例，讲解原理图的编辑输入的方法与具体步骤。

图1-12 一位全加器原理图（1）执行菜单“File”→“New…”，或在工具栏中单击图标，弹出如图1-13所示的“New”对话框。

在此对话框的“Design Files”项中选择“Block Diagram/Schematic File”，在单击“OK”按钮，QuartusⅡ10.0的主窗口进入如图1-14所示的原理图工作环境界面。

图1-13 “New”对话框（2）在如图1-14所示的原理图工作环境界面中单击图标或在原理图编辑区的空白处双击鼠标或在原理图编辑区的空白处右键单击在弹出的菜单中选择“Insert”中的任意一个，弹出如图1-15所示的元件输入对话框，在“Name”栏中直接输入所需元件名或在“Libraries: ”的相关库中找到合适的元件，再单击“OK”按钮，然后在原理图编辑区中单击鼠标左键，即可将元件调入原理图编辑区中。

为了输入如图1-12所示的原理图，应分别调入and2、xor2、or3、input、output。

对于相同的器件，可通过复制来完成。

例如3个and2门，器操作方法是，调入一个and2门后，在该器件上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Copy”命令将其复制，然后在合适的位置上右键，在弹出的菜单中选择“Paste”命令将其粘帖即可。