计算机组成原理实验感想一

这周辅导计算机组成原理的实验课。之前没用过quartus，也没自己动手用仿真软件设计过cpu，所以，还是挺challenging的。

自己先提前熟悉了一下软件，参考网上的一些资料，设计了一些部件，基本上能handle学生基本的问题。

今天下午，遇到了第一个有点儿tough的问题。一个学生从网上找了个寄存器的实现图，然后用它再实现一个寄存器组。我问他网上那个设计他看懂没，他说没 有，只是觉得应该是对的，然后验证了一下，基本上是对的，但是连成寄存器组就不对了。然后我就开始给他找bug。先是发现quartus里面的三态门是 en高电平导通的，而那个设计是低电平导通。然后就是怎么就都还是不对了。整整一个下午，感觉到我的胃里都有蝴蝶了。然后实验室关门，我很心有不甘的让他 走了。

回到自己办公室，有些凉，头脑仿佛也清醒些了，问了自己给一个最最基本的问题，为什么那个图里都是latch，不是d-flipflop呢？然后去帮助里 double check了一下，latch果然没有存数的功能，当en低电平有效的时候，是将输入端原封不动的送到输出端，所以根本就不能用来做寄存器。

我下午还跟学生说不要完全相信网上那些人post出来的解答，而我自己的怀疑精神就还不够。检讨一下！

我觉得现在学生最有问题的地方，就是缺乏自己主动思考、去找答案的态度，然后就是缺乏相应的能力。

计算机组成原理实验感想二

(一)算术逻辑运算器

一、实验目的与要求

目的：1.掌握算术逻辑运算器单元alu(74ls181)的工作原理

2.掌握简单运算器的数据传送通道

3.验算由74ls181等组合逻辑电路的运算功能发生器运算功能

4.按给定数据，完成实验指定的算术/逻辑运算

要求：实验前，要求做好实验预习，掌握运算器的数据传送通道和alu的特性，并熟悉本实验中所用的模拟开关的作用和使用方法。

实验过程中，要认真进行实验操作，仔细思考实验有关的内容，把自己想得不太明白的问题通过实验去理解清楚，争取得到最好的实验结果，达到预期的实验教学目的。

实验完成后，要求每个学生写出实验报告。

二、 实验方案

1．按要求在实验仪上接好线，仔细检查正确与否，无误后才接通电源。每次实验都要接一

些线，先接线，后打开电源，养成不带电接线的习惯，这样可以避免烧坏实验仪。

2.用二进制数据开关分别向dr1寄存器和dr2寄存器置数。

3.通过总线输出寄存器dr1和dr2的内容。

4.验证74ls181和算术和逻辑运算功能(采用正逻辑)。

三、.实验结果与数据处理

练习一：b

练习一：b

练习三：

选项

dr1

dr2

s3 s2 s1 s0

逻辑运算

(m=1、cn任意)

算术运算(m=0)

cn=1(无进位)

cn=0(有进位)

b

aa

55

0001

f=(00000000)

f=(11111111)

f=(00000000)

j

ff

ff

1001

f=(11111111)

f=(11111110)

f=(11111111)

o

55

01

1110

f=(01010101)

f=(01010100)

f=(01010101 )

练习四：

选项

操作

alu-b

sw-b

s3 s2 s1 s0

m

cn

dr1

dr2

运算关系及结果显示

3

按位加

0

1

0110

1

x

66

66

dr1+dr2→dr2(66)

7

加法(算术加)

0

1

1001

0

1

66

67

dr1加dr2→dr2(cd)

8

减法

0

1

0110

0

0

66

67

dr1减dr2→dr2(ff)

练习五：b

四、.实验结果分析

经过实验证明，输出的结果与理论值一致。

五、结论

(1)sw-b=0时有效，sw-b=1时无效，因其是低电平有效

alu-b=0时有效，alu-b=1时无效，因其是低电平有效

s3,s2,s1,s0高电平有效

(2)做算术运算和逻辑运算时应设以下各控制端：

alu-b sw-b s3 s2 s1 s0 m cn dr1 dr2

(3)输入三态门控制端sw-b和输出三态门控制端alu-b不能同时为“0”状态，否则存在寄存器中的数据无法准确输出。

(4)s3,s2,s1,s0是运算选择控制端,有它们决定运算器执行哪一种运算;m是算术逻辑运算选

择,m=0时,执行算术运算,m=1时,执行逻辑运算;cn是算术运算的进位控制端，cn=0(低电平)，表示有进位，运算时相当于在最低位上加进位1，cn=1(高电平)，表示无进位。逻辑运算与进位无关;、alu-b是输出三态门控制端，控制运算器的运算结果是否送到数据总线bus上。低电平有效。sw-b是输入三态门的控制端，控制“input device”中的8位数据开关d7～d0的数据是否送到数据总线bus上。低电平有效。

(5) dr1、dr2置数完成后之所以要关闭控制端lddr1、lddr2是为了确保输入数据不会丢失。

(6) 如果把sw-b置为“0”和alu-b置为“1”，那么数据总线的灯会改变为原来的数据。

(7)a+b是逻辑运算，控制信号状态000101；a加b是算术运算，控制信号状态100101

(8)cn进位控制端与算术运算有关

(9) 进位cn与减法运算有关，cn是0

(10) 在接下去的运算需要用到求反后的数据，而接下去的运算是对dr1运行

六、实验总结

(1)通过本次实验我掌握了算术逻辑运算器单元alu(74ls181)的工作原理，掌握了简单运算器的数据传送通道，了解了由74ls181等组合逻辑电路的运算功能发生器运算功能，能够按给定数据，完成实验指定的算术/逻辑运算。自己能够更清楚了算术逻辑运算器的功能，同时更明白逻辑加与算术的区别，也加强了自己的动手能力。

(2)实验开始的时候，接入线路还蛮顺利的，开始的实验证明也能很快验证。但在练习一

中，就遇到问题了，因为结果和旁边的同学不一样，自己多次调试，还是自己的结果。最后问老师，老师说是机器的问题，这证明自己的实验步骤没有错。后面的练习，其实都是前面练习的延续，可以说只要弄懂了其中的原理，都可以顺利的做下去。不过同时也需要耐心和细心。

七、思考题

(1)   a

(2)   a

(3)   a

(4)   d

(5)    b

(6)   c

(7)   a

(8)   b

(9)   a

(10)   b

(二)算术逻辑运算器

一、实验目的与要求

目的：1、验证带进位控制的算术运算功能发生器的功能

2、按指定的数据完成几种指定的算术运算

要求：实验前，要求做好实验预习，掌握进位控制运算器的原理。

实验过程中，要认真进行实验操作，仔细思考实验有关的内容，把自己想不太明白的问题通过实验去理解清楚，争取得到最好的实验结果，达到预期实验教学目的。

实验完成后，要求每个学生写出实验报告。

二、实验方案

1．实验连线：在实验仪上连接好导线后，仔细检查正确与否，无误后接通电源。

2．验证带进位算术及进位锁存功能。

(1)用二进制数据开向dr1和dr2存入数据

(2)存数完成后，在对进位标志清零

(3)做算术加法运算

三、实验结果与数据处理

练习一：b

练习一：ab

四、实验结果分析

经过实验证明，输出的结果与理论值一致。

五、结论

(1)如果不在进位运算操作前先对进位标志清零就无法确定是不是这次运算得到的进位。

(2)清零后，实验仪上进位指示灯灭，说明这时高位上无进位，然后进行运算，如果高位进位，这时cy灯亮，就能正确显示实验结果，否则实验结果会受到影响。

(3)cy灯所表示的进位是高位的进位，而cn进位控制端所表示的是在最低位上的进位。

(4)dr1加dr2加1的结果中高位没有进位，则cy灯不会亮。

(5)dr1加dr2加1的结果中高位有进位，则cy灯会亮。

六、实验总结

(1)通过这个实验，我掌握了带进位控制的算术运算功能发生器的功能，掌握了按指定的数据完成几种指定的算术运算。而且真切地知道了实验真得很需要耐心和细心，特别是这个实验要在操作前先对进位标志清零，否则整个实验就全部失败了。

(2)在之前的实验基础上，对一些实验出现的问题及时向老师请教了。所以这个实验进行得比较顺利。

七、思考题

(1)     b

(2)    b

(3)     a

计算机组成原理实验感想三

一、实验目的：

1、深入了解am2901运算器的功能与具体用法； 2、深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识。

二、实验设备与器材：

tec-xp+实验系统

三、实验内容：

在脱机方式下，对于给定指令分析其执行过程中运算的步骤，通过对am2901运算器所需控制信号的设置，使之完成运算，并核对运算结果。

四、实验要求：

1、实验前，认真了解am2901运算器的基本结构，预习所需实验的内容，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、实验过程中，要按正确流程操作，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。

五、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。

六、实验步骤：

在脱机方式下，通过设置sw1、sw2、sw3各微码字段和数据开关，可实现多种运算。以实现aaaah->r1为例说明操作过程。

1、按照表2.2.8中的微码和数据开关，对运算器的功能进行设置。操作步骤如下： (1)将教学机左下方的6个拨动开关置为1xx000(单步、16位、脱机、mach)；先按一下reset按键，再按一下start按键，进行初始化。 (2)通过16个数据开关设置立即数aaaah。 (3)通过sw1、sw2、sw3设置各微码。

2、按一次start键，立即数xxxxh置入r1，通过显示灯察看按start键后的输出。

若要进行其他操作：

(1)重新设置sw1、sw2、sw3、数据开关，通过显示灯观察输出。 (2)然后按start键执行操作，通过显示灯观察按下start键后的输出，检查运算结果是否正确。

3、完成表中的各种运算，记录按start键前和按start键后的alu输出及标志位c、z、v、s的值。