计算机组成原理实验：运算器设计与操作指南

"这是一份关于计算机组成原理的实验讲义，主要涵盖了运算器组成实验，特别是进位控制实验。这份资料来自四川大学计算机学院，使用了西安唐都科教仪器公司的TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统。实验内容包括理解和操作简单的运算器数据通路，验证74LS181芯片的运算功能，以及如何通过控制信号实现不同的算术和逻辑运算。" 计算机组成原理是计算机科学的基础课程，它研究计算机硬件系统各个组成部分的结构、功能和工作原理。在这个实验中，我们重点关注的是运算器，它是计算机处理数据的核心部分。 运算器组成实验旨在让学习者掌握数据在运算器中的传输路径，以及如何验证特定集成电路（如74LS181）的运算功能。74LS181是一种四象限乘法/加法器，可以执行多种算术和逻辑运算。实验设备包括一个TDN-CM++教学实验系统和一些连接线，用于模拟实际的计算机硬件环境。 实验内容涉及一个由两片74LS181组成的8位ALU（算术逻辑单元）。ALU的输出通过74LS245三态门与数据总线相连，数据输入则由74LS373锁存器锁存，并可以通过数据开关提供外部输入。数据总线上的内容会显示在数据显示灯上，便于观察和验证实验结果。 实验步骤包括正确连接线路、设置和检查数据寄存器（DR1和DR2）的数值，以及利用微动开关模拟控制信号，如T4脉冲、S3-S0选择信号、进位信号Cn、读写信号M、左移位信号LDDR1和LDDR2，以及ALU操作选择信号ALU-B和数据选择信号SW-B。通过调整这些信号，可以实现不同类型的运算。 在验证74LS181功能时，例如给定DR1为65（二进制1000001）和DR2为A7（二进制10100111），通过改变ALU的操作模式，可以进行加法、减法、逻辑与、逻辑或等运算，并记录下对应的输出结果，与理论计算进行比较，以确保运算器的正确性。 这个实验不仅提供了实践经验，还加深了对计算机底层工作原理的理解，是学习计算机组成原理的重要实践环节。通过这样的动手操作，学生能够更好地掌握计算机硬件的运作机制，为后续的系统设计和问题解决打下坚实基础。