《计算机组成原理实验报告》由会员共享，可在线阅读。请在人文库网上搜索更多相关的《计算机组成原理实验报告(7页收藏版)》。
1.郑州航空工业管理学院计算机组成原理实验报告 计算机科学与应用系实验报告 课 程 名： 计算机组成原理 学 号： 141096138 姓 名： 阚丰蕊 指导教师： 范喆 成 绩； 计算机科学与应用系 实验一 运算器实验(1) 1、实验目的 深入了解AM2901运算器的功能及具体用法。 深化运算器部件的组成、设计、控制和使用知识。 能熟练掌握运算器所需控制信号的设置，使其完成运算。 能够在运算器中独立完成指令的运算实验。 2、实验要求 实验前，仔细了解AM2901运算器的基本结构，预习所需实验的内容，并在课前填写实验步骤表格，对于实验数据和实验结果进行预期性的分析，以提高实验效率。。
2、 在实验过程中，应按照正确的工艺进行操作，防止设备损坏，分析可能出现的各种现象，判断结果是否正确，并记录操作结果。 实验结束后，应认真填写实验报告，包括对各种现象的分析、实验步骤和实验结果。 3、实验原理 (1)运算器数据通路 TEC-XP教学机的计算器主要使用4片AM2901芯片级联组成；每片AM2901芯片实现4位运算，4片芯片级联成16位运算器。 AM2901芯片组成包括：一个4位算术逻辑运算单元ALU、通用寄存器164位，乘商寄存器Q4位，多路选择开关。AM如图所示： 算术逻辑操作单元ALU ALUR和两个数据输入端S。在RS除去各种组合中的无意。
只有8种有效的组合可以思考和重复。ALU可完成多种操作，如加、减、与、或、异或等。ALU输出结果可保存在通用寄存器和乘客寄存器中Q，并且在保存前可以将其值乘除2。ALU根据其计算结果，将产生4个标志位符号标志位F3、零标志位F=0.溢出标志位OVR和进位标志位Cn 4。 通用寄存器组 AM通用寄存器组由16个寄存器组成，具有双端读写电路。可通过A口，B口输入地址(4位地址)选择寄存器，并将其值输入A、B锁存器。A口地址指定的寄存器只读，B口地址指定的寄存器可读写。 A可作为和B锁存器ALU输入数据，ALU输出的结果值也可以保存在B口指定的寄存器中并写入。
4.寄存器时，可通过通用寄存器组入口的三选一多路开关选择写入ALU结果值，或其左移(乘2)、右移(除2)之后的结果。 乘商寄存器 乘客寄存器Q是合作的ALU设置乘除运算二。寄存器输入端有三选一多路开关ALU输出结果，或乘客寄存器Q本身的内容作为输入数据，同时也可以将这两个输入值左右移动，然后发送到Q中。 最低进位信号Cin AM2901的基本操作是加法电路，其减法功能的实现是通过补充减数来完成的。因此，在ALU操作时应使用SCI控制位设置最低进位信号Cin的状态。 (2)AM2901的级联结构 一片4位的AM2901芯片的引脚信号如图所示。其中A3A0、B3B0用于输入选择。
5.通用寄存器地址；I8I0用于运算过程的控制信号；D3D0用于输入外部数据；Y3Y输出操作结果0；CP时钟信号/OE选择通信号；RAM3、RAM操作结果左右移动时的移出位；Q3、Q0为乘商寄存器Q左右移时的移出位；Cy、F=0、Over、F三是进位标志位、零标志位、溢出标志位、符号标志位；Cin外部输入的最低进位。 注：TEC-XP教学机16位运算器采用4片AM由2901芯片级联制成的每个芯片之间采用串行进位的方式，具体的连接图在此不给出。 注：TEC-XP教学机16位运算器采用4片AM由2901芯片级联制成的每个芯片之间采用串行进位的方式，具体的连接图在此不给出。 (3)AM2901时钟信号的作用 在AM2901的每个ALU在操作周期内，ALU各部件的执行时间不同。当时钟脉冲为高电时，从寄存。
6.器组读取的数据可以通过锁定器直接传输到ALU当数据输入端下降时，A、B当时钟脉冲为低电时，口数据锁定，通用寄存器接收运算器的输出结果，上升时，Q接收数据的寄存器。 (4)实验控制信号开关说明 在完全脱机的情况下完成实验。在实验过程中，试验箱面板下标有标记micro switch 1和micro switch 设置24位运算控制信号的两个红色开关。运算完成后，通过实验箱面板中间位置的发光二极管观察运算结果。外部输入数据可用于实验过程中，可通过实验箱面板右下角的16个黑色数据开关设置。控制信号顺序如下图所示： Micro switch 1 I8I6 I5I3 I2I0 SS。
7、T SSH Micro switch 2 SCI B Port A Port Micro switch开关信号顺序图 (5)指示例子 指令1：MVRD R0，OFFFFII 分析： 该指令用立即数作为寄存器赋值，立即数应从数据总线拨入ALU传送到目的寄存器R0，因此，ALU应选择数据D、0，即I2I0取值为111. 赋值指令中的数据必须通过ALU可以写入通用寄存器，可以使用FFFFH 0-R因此，0操作，ALU计算类型应选择算术加；I5I3取值为000。 ALU运算结果应保存在B口地址指定的通用寄存器中，即I8I6值为011，B口地址输入R0地址(0000)。 ALU运算结果应保存在B口地址指定的通用寄存器中，即I8I6值为011，B口地址输入R0地址(0000)。 其余。
8、信号：A口地址无用，为任意值；SST取000(标志位保持不变，传输指令不影响标志位状态)；SSH-00(不移位)；Sci-00(Cin=0)。 4、实验步骤 首先，将TEC-XP教学机左下角的5个功能开关设置为1*00(单步，16位，脱机)；先按RESET按钮，然后按START按钮，初始化。 初始化完成后，按照给定的指令，按顺序控制计算器执行每个指令。请记录每个指令START前和按START后两个时刻的状态。 预习AM按步骤完成实验后，填写的实验表如下： 运算 I8-0 SST SSH SCI B A 按START前 ALU输出 SVZC 1。
9、111 1111 1111 0000 0001 0001 按START后 ALU输出 0101 1010 2121 F0F1 0E0E 0F0F SVZC 1111 1111 0000 0001 0001 0101 ， ， ， ， ， ， 011000111 011000111 011000001 011001001 011001001 011011001 000 000 001 001 001 001 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01 01 00 0000 0001 0000 0000 0001 0000 0000 0000 0001 0001 0000 0001 0101 1010 1111 0101 0F0F 0F0F 5.实验结果及总结 通过这个实验，进一步了解AM2901年计算器的基本结构可以熟练操作计算器面板上的按钮。在实验过程中，我们也遇到了一些问题，比如一开始没有设置好Micro switch开关中相关信号的位置，以及何时按START”和“RESET不清楚。然而，通过不断的探索和调试，实验终于成功完成，感觉收获很多。然而，通过不断的探索和调试，实验终于成功完成，我觉得收获很多。