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《计算机组成原理与系统结构》实验指导书.doc

实验1 运算器组成实验

实验序号：1 实验名称：运算器组成实验

适用专业：计算机科学与技术 学 时 数：4学时

实验目的

掌握简单运算器的数据传送通路。

验证运算功能发生器(74LS181)的组合功能。

实验原理

实验中所用的运算器数据通路如图1-1所示。其中运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。运算器经过一个三态门(74LS245)和数据总线相连，运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器(74LS373)锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据开关(“INPUT DEVICE”)用来给出参与运算的数据，并经过一三态门(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。

图1－1 运算器数据通路

图中已将用户需要连接的控制信号用圆圈标明(其他实验相同，不再说明)，其中除T4为脉冲信号，其他均为电平信号。由于实验电路中的时序信号均已连至“W/R UNIT”的相应时序信号引出端，因此，在进行实验时，只需将“W/R UNIT”的T4接至“STATE UNIT”的微动开关KK2的输出端，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲，而S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B各电平控制信号用“SWITCH UNIT”中的二进制数据开关来模拟，其中Cn、ALU-B、SW-B为低电平有效，LDDR1、LDDR2为高电平有效。

实验内容

按照图1-2连接实验线路，仔细查线无误后，接通电源。

图1－2 实验连接图

用二进制数码开关向DR1和DR2寄存器置数。具体操作步骤图示如下：

检验DR1和DR2中存的数据是否正确，具体操作为：关闭数据输入三态门(SW-B＝1)，打开ALU输出三态门(ALU-B＝0)，当置S3、S2、S1、S0、M为11111时，总线指示灯显示DR1中的数，而置成10101时总线指示灯显示DR2中的数。

验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能(采用正逻辑)

在给定DR1＝65、DR2＝A7的情况下，改变运算器的功能设置，观察运算器的输出，填入下表1-1中，并和理论分析进行比较、验证。

表1－1

DR1DR2S3 S2 S1 S0M=0(算术运算)M=1

(逻辑运算)Cn=1

无进位Cn=0

有进位65A70 0 0 0F=(65)F=(66)F=(9A)65A70 0 0 1F=(E7)F=(E8)F=(18)65A70 0 1 0F=(7D)F=(7E)F=(82)65A70 0 1 1F=( FF )F=( 00 )F=( 00 )65A70 1 0 0F=( A5 )F=( A6 )F=( DA )65A70 1 0 1F=(27 )F=(28 )F=( 58 )65A70 1 1 0F=(BD )F=( BE )F=( C2 )65A70 1 1 1F=( 3F )F=( 40 )F=( 40 )65A71 0 0 0F=( 8A )F=( 8B)F=( BF)65A71 0 0 1F=(0C )F=( 0D )F=( 3D)65A71 0 1 0F=( A2 )F=( A3 )F=( A7 )65A71 0 1 1F=( 24 )F=( 25 )F=( 25 )65A71 1 0 0F=( CA )F=( CB )F=( FF )65A71 1 0 1F=( 4C )F=( 4D )F=( 7D )65A71 1 1 0F=( 72 )F=( 73 )F=( 77 )65A71 1 1 1F=( 64 )F=( 65)F=( 65 )实验设备

TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。

实验预习要求

复习运算器的基本组成与工作原理。

掌握74LS181的工作原理。

实验报告

按照表1-1填写实验结果

2、分析、总结实验结果

实验2 存储器实验

实验序号：2 实验名称：存储器实验

适用专业：计算机科学与技术 学 时 数