南京邮电大学计算机组成与结构：算术逻辑单元线上实验解析

"南京邮电大学的计算机组成与结构课程的实验报告，主要涉及算术逻辑运算单元（ALU）的实验，适用于2020级计算机科学与技术专业的学生，采用线上方式进行，旨在帮助学生理解和掌握数据传输方式以及74LS181芯片的应用。" 在计算机组成与结构中，算术逻辑单元（ALU）是处理器的核心部分，负责执行基本的算术和逻辑运算。本次实验重点关注的是ALU的操作，特别是如何实现不带进位位的算术和逻辑运算。74LS181是一款古老的集成电路，它是一个4位可编程逻辑阵列（PLA），能够执行多种算术和逻辑操作，是构建简单ALU的理想选择。 实验中，ALU由两片74LS181芯片构建，形成一个8位的运算单元，能处理8位二进制数据。74LS374是数据锁存器，用于在时钟信号的控制下暂时存储数据，确保数据在ALU内部运算过程中的稳定。在实验中，两片74LS374分别被用作数据锁存器DR1和DR2，它们通过8芯插座ALU-IN接收来自数据总线的输入数据。 此外，运算结果通过一片74LS244输出缓冲器传递到数据总线。输出缓冲器的作用是在数据传输过程中提供足够的驱动能力，防止数据总线上的电压波动影响运算结果的准确性。8芯插座ALU-OUT作为数据输出端，通过8芯扁平电缆将ALU的运算结果连接到数据总线上，使得其他部件可以获取并处理这些数据。 实验要求学生按照既定步骤进行，这不仅包括实际操作，也包括理解ALU的运行机制。通过这样的实验，学生能够深入了解ALU的工作原理，以及74LS181如何被用于实现加法、减法、逻辑与、逻辑或、异或等基本运算。这种实践性学习对于计算机科学与技术专业的学生来说非常重要，因为这不仅强化了理论知识，也为未来的硬件设计和系统级理解打下了坚实基础。同时，这也对准备考研408（计算机学科专业基础综合）的学生有极大的帮助，因为它涵盖了计算机组成原理的重要内容。