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计算机组成原理运算器实验步骤解析

计算机组成原理运算器实验怎么做

在计算机组合原理进行操作实验时,我们需要遵循几个步骤,以确保实验的成功和准确性。
首先,提供实验材料,包括模块,电源,测试工具(示波器,逻辑分析师等)和程序员很重要。
该设备将帮助我们完成实验任务。
接下来是连接电路。
操作员模块的每个部分都需要连接,包括输入端口,输出端口,时钟信号,重新信号等。
正确连接这些部分对于实验的成功很重要。
写作程序是实验的关键步骤。
我们需要使用程序员编写程序来实现基本的算术操作,例如加法,拒绝,乘法等。
这将有助于我们测试计算器模块的功能。
辩论回路是确保实验成功的重要步骤。
使用示波器和逻辑分析师进行调试和测试电路的测试,以确保操作员模块可以正确执行算术操作。
在辩论过程中,仔细检查每个连接点并信号以确保其正常工作。
测试程序是评估操作员模块性能的关键链接。
我们需要编写测试程序来测试计算器模块的各种功能,例如溢出,符号扩展等。
这将帮助我们找到可能的问题并按时自定义。
最后,根据测试结果对电路进行了优化和维修,以提高操作员模块的性能和可靠性。
在优化设计的过程中,我们需要注意实验记录以记录实验数据并及时产生以促进后续分析和摘要。

如何利用4位并行算术逻辑运算单元74LS181实现16位二进制数运算?有哪些解决方案?

实验中使用的数据通道图如图3.1-1所示。
图为由两片74LS181芯片以a/串的形式组成的8位长计算机。
右侧是低 4 位计算芯片,左侧是 4 位计算芯片。
低电平芯片CN+4的入口输出端连接到高电平芯片的输入端CN,因此将低4位运算产生的程序转移到4位运算。
低电平芯片的输入端CN可外接,高电平芯片的入口输出拉出。
两个芯片S0~S3和M的控制端相连。
为了进行双运算数字运算,运算器的两个数据输入由两个数据输入端子DR1和DR2进行数据锁定(由锁74LS273实现)。
为了将数据从内部总线锁定到DR1或DR2,锁74LS273的控制端LDDR1或LDDR2必须为高电平。
当T4脉冲到来时,总线上的数据被锁定到DR1或DR2中。
为了控制内部总线的输出操作来控制计算机,在输出端连接了一个三重门(用74LS245实现)。
要在总线上输出计算结果,必须将三态门74LS245的控制端ALU-B置于低电平。
否则输出为高。
数据输入单元(实验板上的输入设备)用于提供参与任务的数据。
其中,输入开关通过三态门(74LS245)连接到内部总线。
3 由内线穿过正门。
总线数据显示灯(总线员工单元内)连接到内部总线并显示内部总线上的数据。
控制信号中,除T4为脉冲信号外,其余均为电平信号。
由于实验电路的定时信号连接到“w/runit”器件对应的定时信号,因此“w/runit”器件的T4应连接到输出端。
进行实验时,按下微动开关即可获得实验所需的单脉冲。
图 3.1-1 算子计算 图 S3、S2、S1、S0、CN、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、B 每一级控制信号均使用“开关单元”器件中的二进制数据开关进行模拟,CN、ALU -B、SW-B为低电平有效,LDDR1、LDDR2为高电平有效。
对于单总线的数据通道,进行实验时,即向DR1和DR2的数据插入数据时,必须及时通过操作员输出到总线来控制总线,数据输入三级门必须被关闭。
4、实验步骤 (1) 按图2.6-2连接并检查实验电路。
图中用户需要连接的信号线用小圆圈标记(其他实验也一样,不再解释)。
(2) 打开电源开关。
(3) 使用临时设备DR1 上的输入开关。
① 调用输入开关,形成二进制数01100101(或其他值)。
(数据显示用0表示灯亮,用1表示灯灭)。
SWITCH-B = 0 开关单元的开关 SW-B = 0(打开数据输入的三状态门),ALU-B = 1(关闭 ALU 输出的三状态门),LDDR1 = 1,LDDR2 = 0. 微按动开关KK2,然后将二进制数01100101放入DR1。
(4) 使用暂存器DR2上的输入开关。
① 调用输入开关,形成二进制数10100111(或其他值)。
SW-B=0,ALU-B=1保持不变,LDDR1,更改LDDR2并创建LDDR1 = 0,LDDR2 = 1。
按Micro -Motion Switch KK2,然后将二进制10100111的数量放入DR2中。
(5)确保在DR1和DR2中的每个沉积物的数字正确。
① 데이터 입력 3 상태 도어 (SW-B = 1)를 끄고 ALU 출력 트리오 (ALU-B = 0)를 열고 LDDR1 = 0, LDDR2 = 0을 만들고 레지스터를 끄십시오. S3,S3,S2,S1,S0,M为11111,总线显示照明的数量表示DR1的数量。
S3,S3,S2,S1,S0,M为10101,总线显示照明的数量表示DR2的数量。
(6) 연산자의 기능적 설정을 변경하고 연산자의 출력을 관찰하십시오. ①WSW-B = 1, ALU-B = 0은 변경되지 않았습니다. 在表2-2中,将S3,S2,S1,S0,M和CN的值放置,并观察总线指示的显示。
例如:S3,S2,S1,S0,M和CN为100101,并且将操作员用作附加任务。
S3,S2,S1,S0,M和CN为011000,操作员用作减法。
(7)如果提供了DR1 = 65,DR2 = A7,则设置了74LS181算术和逻辑工作(采用正逻辑)的验证设备,并观察到输出以创建下表并比较理论分析并与理论分析和比较理论分析。
图3.1-2算术逻辑实验的连接这是一个由两个181芯片组成的8位ALU。

微处理器的组成及其各部分的功能?

微处理器是微型计算机的主要部分,又称中央处理单元(简称CPU)。
微处理器主要由控制器和运算单元(以及一些支持电路)组成,完成指令的解释和执行。
CPU中的算术单元由算术逻辑单元ALU、累加器AC、数据缓冲寄存器DR和标志寄存器F组成,是计算机的数据处理部件。
我们以两个数A和B相加的简单运算为例来说明运算单元各部分的运算步骤。
计算A+B 1)从主存M中取出第一附加A,通过双向数据总线DB、数据缓冲寄存器DR和算术逻辑单元ALU发送到临时累加器AC; 来自主存M的加数B通过双向数据总线DB送到数据缓冲寄存器DR暂存。
3)在控制信号的作用下; 数字A和B分别从AC和DR中取出并发送到ALU进行加法。
溢出等标志状态写入标志寄存器F。
4)AC中两数之和通过DR、DB数据总线送至主存存储; 上述过程可以用符号表示为:(A)→DR(DR)→AC(AC)+(DR)→AC; )—>M。
从上面的例子可以看出,算术单元必须具备这些基本功能: 1)具有处理数据的能力,例如加、减、乘、除等算术运算以及逻辑运算。
例如“与”、“或”和“非”。
这些任务是由算术逻辑单元ALU来完成的。
2)它具有传输数据的能力,并暂时存储运算涉及的数据和一些中间运算结果,通常通过内部数据传输总线和通用寄存器; 它具有控制操作所涉及的数据的能力。
具有选择数据并执行运算的功能,并能根据指令要求将运算结果发送到指定部件。
这部分功能主要由运算单元中的大量电子控制装置来完成。
CPU中的控制部分由IP指令计数器、IR指令寄存器、指令译码器ID以及相应的运算控制部件组成。
它产生的各种控制信号使计算机的各个部件能够协调工作,是计算机指令执行的部件。
控制器的主要工作原理及各部件的功能如下: 1)指令检索:根据IP指令计数器(指令地址)的,通过地址从主存中检索出一条要执行的指令。
寄存器 AR 并同时发送到 IR 指令寄存器 使里面的 IP 指向下一条要执行的指令的地址(通常通过 IP 的加 1 来实现 2) 解析指令:也称为指令解码,解码器ID分析IR指令寄存器中存储的指令,并基于(); 指令请求生成相应的操作命令。
如果参与运算的数据在主存中,则必须形成操作数对应的地址。
并通过了通过算术单元和主内存和I/O设备准备执行以执行每种说明的功能,包括处理结果的处理以及下一个指令地址的形成。
遇到或受到外部干预的指示。
在微型计算机中,接收说明和指令分析通常被共同称为采用说明。
因此,完成计算机指令的过程也分为两个步骤:接收说明和执行说明。
完成指令执行所需的时间称为机器周期。
机械周期可以分为撤回说明和指令执行周期的周期。
任何指令的指令收据周期都是相同的,但是由于指令的性质不同,执行周期不一样,要完成的操作是非常不同的,因此不同指令的执行周期不同。
CFA中的主要寄存器执行其任务并执行特定功能。
检查特定寄存器之间信息传输的方法,即如何检查数据流,是计算机如何命令不同指令的本质。
在寄存器之间传输信息的路径通常从信息开始以及寄存器或组件中称为数据路径? 该组件根据指令要求生成不同的功能控制信号,以便准确设置数据路径并执行特定指南。
CPU上必须有一个时间生成器,其功能是将严格控制时间应用于计算机不同组件的高速度操作,以便每个组件可以执行其任务并与一个组合 - 另一个组件以实现相同的目的。
总而言之,可以总结一个典型的CPU组件如下:1)6个关键寄存器用于存储各种数据信息或运行状态信息时,CPU为:AC,DR,DR,AR,AR,IP,IP,IR,P; 寄存器中的过程数据ALU算术逻辑单元3)ID指令解码器和功能控制逻辑用于生成不同的操作控制信号,以在寄存器之间设置数据跟踪4)用于控制不同的时间控制信号,该时间生成器使所有组件都可以在协调; 。
随着计算机技术的开发,微处理器结构已变得越来越复杂,已经采用了越来越多的新技术,并且它们的功能变得越来越强大。
但是,本节中使用的最简单的CPU模型在描述CPU工作和组成的基本原理时不会失去有效性和正确性。
2。
微处理器的分类微处理器性能的主要指标是语音长度和主要频率。
SO称为“单词长度”是指微处理器中算术单元可以同时处理的二进制数字数量。
这就像一条城市高速公路,车道越多,汽车可以通过的越多同时。
Frekuenca kryesore është frekuenca e orës së CPU-së, e cila përcakton shpejtësinë e funksionimit të mikroprocesorit. Sa më e lartë të jetë frekuenca kryesore, aq më shpejt përpunon të dhënat. Aktualisht, prodhuesit që prodhojnë mikroprocesorë përfshijnë Intel, AMD, IBM, DEC, etj. 微处理器通常根据“单词长度”进行分类,可以分为:8位,16位,32位和64位微处理器。
Zakonisht, indeksi i performancës së CPU-së përcakton shkallën e mikrokompjuterit të përbërë pre j tij. 人们经常说8位计算机,16位计算机和32位计算机是指微型计算机中的CPU可以同时处理8位,16位和32位数据。
例如:一台计算机为486/33,这意味着微型计算机CPU为80486,主频率为33 MHz,指定的计算机是五角/100,这意味着Microcomputer CPU是Pentium,Dhe freekuenca kryesore kryesorealshsshtëshsshtësshtësshtë ; 微处理器还具有其他指标,例如数据总线宽度,地址总线宽度,所需空间,微处理器芯片集成等。
Por treguesit kryesorë të performancës janë gjatësia e fjalës dhe frekuenca e mikroprocesorit.

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