计算机组成原理实验课件.pptVIP

5）在执行指令之前，要将实验系统右下角的 CLR 清零开关向上拨到 0 位再拨回 1 位，以将程序计数器和微地址寄存器清为零，使得程序可从零地址开始运行。 选择“【运行】－【单步微指令】”功能，每按动一次，系统运行一条微指令并在界面中显示动态数据流及微地址等的变化，仔细观察运行过程，则可了解并掌握计算机的工作过程。 6）每按动一次“【运行】—【单步机器指令】”，则单步执行一条机器指令。一条机器指令对应一段微程序，每执行一条微指令时，计算机同时显示数据流，执行完这条机器指令对应的所有微指令后则自动停止。此时可以再继续单步执行下一条机器指令。 当模型计算机执行完一条指令后，PC 微机则根据指令的执行过程，在屏幕上显示出其数据流，图中各部件的有效控制信号则用高亮显示，并将下一条微指令代码显示在下方。这样就可以形象地看到一条指令的执行过程。 “【运行】—【单步微指令】”的功能是单步执行一条微指令，同时显示其数据流。 “【运行】—【连续运行】”，则连续运行全部程序，同时连续显示整个数据流。当按动 “【运行】—【停止】”时才会停止执行，但不是立即停止，只有当一条机器指令运行完后才会停止。 7）单步执行机器指令，并对照计算机操作程序表，观察对应一条机器指令的一系列微操作的运行过程。 思考问题 1） 单步执行微指令，观察应用软件的数据通路图中各部件的有效控制信号（高亮显示），思考这些控制信号的作用。并对照图 1-2，找到这些控制信号的来源，并思考它们是如何产生的，它们与微代码的关系。思考微程序控制器在整个模型计算机运行中的作用。 2） 单步执行指令 ADD X,R0，观察微操作[DR1]+[DR2]→R0 执行时，运算器 ALU 的有效控制信号 S0～S3、M、CN，思考它们对运算器算术逻辑操作的作用。 实验二 算术逻辑运算实验 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．学习运算器的设计方法。 4．掌握简单运算器的数据传送通路。 5．验证运算功能发生器 74LS181 的组合功能。 二．实验设备 1．TDN-CM+教学实验系统一套。 2．PC 微机一台。 三．实验原理 实验中所用的运算器数据通路图如图所示。图中所示的是由两片 74LS181 芯片以并/串形式构成的 8 位字长的运算器。右方为低 4 位运算芯片，左方为高 4 位运算芯片。低位芯片的进位输出端 Cn+4 与高位芯片的进位输入端 Cn 相连，使低 4 位运算产生的进位送进高 4位运算中。低位芯片的进位输入端 Cn 可与外来进位相连，高位芯片的进位输出引至外部。两个芯片的控制端 S0～S3 和 M 各自相连。 为进行双操作数运算，运算器的两个数据输入端分别由两个数据暂存器 DR1、DR2（用锁存器 74LS273 实现）来锁存数据。要将内总线上的数据锁存到 DR1 或 DR2 中，则锁存器74LS273 的控制端 LDDR1 或 LDDR2 须为高电平。当 T4 脉冲来到的时候，总线上的数据就被锁存进 DR1 或 DR2 中了。 为控制运算器向内总线上输出运算结果，在其输出端连接了一个三态门（用 74LS245 实现）。若要将运算结果输出到总线上，则要将三态门 74LS245 的控制端 ALU-B 置低电平。否则输出高阻态。 数据输入单元(实验板上印有 INPUT DEVICE)用以给出参与运算的数据。其中，输入开关经过一个三态门（74LS245）和内总线相连，该三态门的控制信号为 SW-B，取低电平时，开关上的数据则通过三态门而送入内总线中。 运算器结构图 总线数据显示灯（在 BUS UNIT 单元中）已与内总线相连，用来显示内总线上的数据。控制信号中除 T4 为脉冲信号，其它均为电平信号。 由于实验电路中的时序信号均已连至“W/R UNIT”单元中的相应时序信号引出端，因此，需要将“W/R UNIT”单元中的 T4 接至“STATE UNIT”单元中的微动开关 KK2 的输出端。在进行实验时，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲。 S3、S2、 S1、S0 、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B 各电平控制信号则使用“SWITCHUNIT”单元中的二进制数据开关来模拟，其中 Cn、ALU-B、SW-B 为低电平有效，LDDR1、LDDR2 为高电平有效。 对于单总线数据通路，作实验时就要分时控制总线，即当向 DR1、DR2 工作暂存器打入数据时，数据开关三态门打开，这时应保证运算器输出三态门关闭；同样，当运算器输出结果至总线时也应保证数据输入三态门是在关闭状态。 四．实验步骤 1．按图 连接实验电路并检查无误。 算术逻辑实验接线图 2．开电源开关。 3．用输入开关向暂存器 DR1 置数。 ①拨动输入开关形成二进制数 01100