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北 京 林 业 大 学

2022学年—2023学年第 1 学期计算机组成原理A实验任务书

专业名称： 计算机科学与技术 实验学时： 2

课程名称：计算机组成原理A 任课教师： 张某某

实验题目：实验一 运算器部件实验

实验环境： TEC-XP+教学实验系统、PC机

实验内容

1．脱机情况下，实现往寄存器中送数、加、减、与、或、非、异或、左移、右移的运算。

2．在脱机情况下，通过数据开关拨入参加运算的数据，通过微型开关提供操作运算器运行所必需的控制信号，通过信号指示灯观察运算结果。

实验目的

1．深入理解运算器芯片Am2901的功能和内部组成，运行中使用的控制信号及各自的控制作用；

2．熟悉与深入理解用4片4位的运算器芯片构成16位的运算器部件的具体方案，各数据位信号、各控制位信号的连接关系；

3．明确教学计算机的运算器部件，使用总计23位的控制信号就完全确定了它的全部运算与处理功能，脱机运算器实验中可以通过24位的微型开关中的23位提供这些控制信号，教学计算机正常执行指令时（即运算器联机时），这些控制信号必须改由控制器部件来提供。在两种方式下，每一位（组）的控制功能是完全相同的。

实验要求

１．实验之前认真预习，明确实验的目的和具体实验内容，写出实验用到的数据和控制信号的取值，做好实验之前的必要准备。

２．想好实验的操作步骤，明确通过实验到底可以学习哪些知识，想一想怎么样有意识地提高教学实验的真正效果；

３．在教学实验过程中，要爱护教学实验设备，记录实验步骤中的数据和运算结果，仔细分析遇到的现象与问题，找出解决问题的办法，有意识地提高自己创新思维能力。

４．实验之后认真写出实验报告，重点在于预习时准备的内容，实验数据，运算结果的分析讨论，实验过程、遇到的现象和解决问题的办法，自己的收获体会，对改进教学实验安排的建议等。善于总结和发现问题，写好实验报告是培养实际工作能力非常重要的一个环节，应给以足够的重视。

5．请提前在ftp://202.204.121.156/张某某/授课材料/本科生/计算机组成原理A/实验/下载《TEC-XP＋技术说明和实验指导》，阅读P22-24的内容：2．2．3运算器部件实验。

实验说明

运算器是计算机硬件系统传统的5大功能部件之一，承担执行运算和暂存运算数据的功能，通常由执行算术逻辑运算功能的ALU线路、暂存参加ALU运算的数据和中间运算结果的通用寄存器组、支持乘除法运算的专用寄存器三部分组成，三个部分之间通过多路选择器线路实现连接，从而构成一个完整的运算器部件。

TEC-XP16系统的运算器部件的主体部分由4片4位长度的位片结构的运算器芯片Am2901组成，每片Am2901可以接收来自内部总线IB的4位输入数据，其4位输出都直接送到地址寄存器AR的不同字段（AR不属于运算器的组成部分），并且经过支持三态功能的开关门电路送到内部总线IB。

脱机运算器实验方式是指使运算器部件完全脱离与计算机主机其他部件正常的连接关系，在完全孤立出来的运算器上进行的教学实验。此时，只能通过数据开关拨入参加运算的数据，通过微型开关提供操作运算器运行所必需的控制信号，通过信号指示灯观察运算结果，操作简单，实验结果清晰易理解。

下面先把与该实验直接有关的结论性内容汇总如下。

1．12位微型开关的具体控制功能分配如下：

A口、B口地址：送给AM2901器件用于选择源与目的操作数的寄存器编号；

I8-I0：选择操 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 0←R0⊕R1





R1←2*R1





R0←R0/2





说明：乘以2可用左移指令实现，除以2可用右移指令实现。

实验考核：

1、实验完毕后上交实验报告，实验报告模板从ftp://202.204.121.156/张某某/授课材料/本科生/计算机组成原理A/实验/中下载，实验报告的内容包括实验目的、实验内容和结果分析，实验报告一律写成word文档。

2、将实验报告上传到ftp://202.204.121.156/张某某/课程作业/本科生/计算机组成原理A/各班文件夹

3、文件命名要求:学号姓名，例如你叫张某某，学号为050101，则实验报告名称为“050101张某某.doc”）

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