计算机组成原理实验报告.docx

计算机组成原理实验报告计算机组成原理实验报告范文实验一基本运算器实验一、实验目的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、实验设备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(ArithmeticandLogicUnit)、浮点运算单元FPU(FloatingPointUnit)、通用寄存器组、专用寄存器组。①算术逻辑运算单元ALU(ArithmeticandLogicUnit)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(IntegerExecutionUnit)。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。②浮点运算单元FPU(FloatingPointUnit)FPU主要负责浮点运算和高精度整数运算。有些FPU还具有向量运算的功能，另外一些则有专门的向量处理单元。③通用寄存器组通用寄存器组是一组最快的存储器，用来保存参加运算的操作数和中间结果。④专用寄存器专用寄存器通常是一些状态寄存器，不能通过程序改变，由CPU自己控制，表明某种状态。而运算器内部有三个独立运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件，逻辑运算部件由逻辑门构成，而后面又有专门的算术运算部件设计实验。下图为运算器内部原理构造图2.运算器的控制信号实验箱中所有单元的T1、T2、T3、T4都连接至控制总线单元的T1、T2、T3、T4，CLR都连接至CON单元的CLR按钮。T4由时序单元的TS4提供(脉冲信号)，其余控制信号均由CON单元的二进制数据开关模拟给出。控制信号中除T4为脉冲信号外，其余均为电平信号，其中ALU_B为低有效，其余为高有效。下图为ALU和外围电路的连接。图中的小方框代表排针座。在运算器的.工作过程中，S3S2S1S0和CN为控制信号，FC为进位标志，FZ为运算器零标志。运算器的逻辑功能见下表，表中功能栏的FC、FZ表示当前运算会影响到该标志。(思考题)运算器功能的选择：如图在表中，可以通过调整S3S2S1S0和CN的值来改变运算类型，功能如上图所示，不同的S3S2S1S0和CN的值对应不同的运算类型和结果。CON单元的数据开关控制数据的形成。(思考题)运算器的数据通路：以下为数据通路图(思考题)运算器的各组成部件的控制信号的作用:LDA和LDB控制存入数据的位置(具体运行方式如上图所示)SD27到SD20通过开和关两个状态控制输入数据而S3S2S1S0和Cn控制运算的类型(Cn只用于移位运算)四、实验内容(1)按图1-1-5连接实验电路，并检查无误。图中将用户需要连接的信号用圆圈标明(其它实验相同)。