计算机组成原理实验一：全加器实验
实验基于多思计算机组成原理网络虚拟实验系统
实验室地址：http://www.dsvlab.cn/
实验目的：
1.完成全加器的电路图
2.实现 2 位串行进位并行加法器
前置知识：
半加器：
半加器电路是指：对两个输入数据位相加，输出一个结果位和进位，没有进位输入的加法器电路。 是实现两个一位二进制数的加法运算电路
类比：现实中我们可以很容易计算出 1 + 1 = 2这样简单的基础加法问题，但是计算机中没有人这样智能，计算机本质就是元器件，逻辑电路组成的工具。
计算机必须借助基本的逻辑元部件才能实现加法操作。
基本电路逻辑单元
半加器逻辑真值表
| 被加数A | 被加数字B | 和数S | 进位数C |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
不难看出：
半加器的基本实现通过基本逻辑单路异或电路就能实现对和的计算
进位的统计则完全可以借助一个与门电路来进行实现
特点：
输入没有进位，而输出没进位
基本电路图：
不难看出，半加器的电路还是相对简单的，一个异或逻辑单元，一个与门逻辑单元，接入输入信息接通电源后就能实现~~~
全加器
全加器英语名称为full-adder，是用门电路实现两个二进制数相加并求出和的组合线路，称为一位全加器。一位全加器可以处理低位进位，并输出本位加法进位。多个一位全加器进行级联可以得到多位全加器
特点：
在半加器基础上改进，使得输入有进位，输出有进位，即三输入二输出的一个部件
全加器真值表
| 输入 | 输出 | |||
| Ai | Bi | Ci | Si | Ci+1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
1 位二进制加法器有三个输入量：两个二进制数字 Ai、Bi 和一个低位的进位信号 Ci，这三个值相加产生一个和输出 Si 以及一个向高位的进位输出 Ci+1，这种加法单元称为全加器，其逻辑方程如下：
Si=Ai⊕Bi⊕Ci (1.1) [⊕异或操作]
Ci+1=AiBi+BiCi+CiAi所需电路元器件：
与非门、异或门、开关、指示灯
思路：
求和部分：逐位相加，两个输入相加，之后再同进位输入信息相加 --------> 异或门实现
进位部分：输入与非 输入和同进位与非 之后两个结果在进行与非 -----> 借助与非电路实现
电路逻辑图：
2 位串行进位并行加法器 的实现
将全加器进行串接，进位信息前一个全加器提供
串行进位并行加法器的主要缺点是什么？有改进的方法吗？
答：高位的运算必须等到低位的进位产生才能进行，因此运算速度较慢。改进方法：为了提高运算速度，可采用超前进位的方式，即每一位的进位根据各位的输入同时预先形成，而与低位的进位无关。比如74ls283芯片
能使用全加器构造出补码加法/减法器吗？
答：可以。因为当前计算机中加法和减法都是通过加法器来实现的。数值一律用补码来存储可以将符号位和其他位一起处理，便于加法和减法运算。
小结
重点阐述半加器，全加器，二位串行并行加法器的原理及电路图，同时给出真值表的分析
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