计算机组成原理实验教程：运算器工作原理探索

"计算机组成原理实验教程(2013)，主要涵盖了实验报告的编写、实验原理的解析、实验电路的设计以及实验步骤的指导，旨在帮助学生深入理解和掌握计算机组成的基本概念。该教程由山西大学计算机与信息技术学院于2013年8月编撰，并包含了一个实验系统的硬件布局图。实验过程中，特别强调了安全注意事项，如正确接线、避免带电操作、保护主板等。此外，教程还详细介绍了基本运算器实验，包括实验目的、所需设备、实验原理和具体的操作流程。" 在计算机组成原理中，基本运算器实验是学习的重点之一。实验目的是让学生了解运算器的结构，掌握其工作原理。实验设备主要包括个人电脑和特定的TD-CMA实验系统。运算器由算术、逻辑和移位运算部件构成，数据存储在暂存器A和B中，通过控制信号S3...S0和CN来决定执行何种运算。运算器的输出由多路选择开关选取三个部件中一个的结果，如果涉及进位，还会设置进位标志FC和零标志FZ。所有这些功能都集成在一个CPLD芯片中。 实验电路设计中，ALU（算术逻辑单元）的输入和输出通过三态门74LS245与CPU总线相连，而状态标志如FC和FZ则通过指示灯显示。实验箱上的排针布局有特定的连接规则，例如标注有马蹄形标记的排针之间是连通的。控制信号如T4是由时序单元提供，其他信号由控制单元的二进制数据开关模拟。暂存器A和B的数据以及进位标志、零标志和数据总线的状态会在LED灯上实时显示，方便观察和分析。 实验步骤需谨慎操作，包括正确接线、确保无误后再开启电源、避免带电操作等。实验结束后，需要整理好线路，关闭电源，保持实验环境整洁。实验分组一旦确定，整个学期应保持不变，以保证每个学生都能充分实践和学习。 通过这个实验教程，学生不仅能够理解运算器的硬件实现，还能通过实际操作体验到计算机底层运算的过程，从而深化对计算机组成原理的理解。这为后续的系统设计和编程工作打下了坚实的基础。