计算机组成实验报告模板2015-12-1修订版.docVIP

实验内容： 运算器组成实验运算器组成实验 专 业： 计算机科学与技术 班 级： 1201 学 号： U20091224 姓 名： 范 XX 电 话： 1345565666 2015 计算机组成原理计算机组成原理 实验报告实验报告 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 与 Comment T1: 请填写课表上的实 验老师，报告一律双面打印，封 底为成绩评定页，请在该页原创 性声明上签字，实验报告电子版 请以班级为单位压缩打包交任课 老师。抄袭他人或提供他人抄袭 者一经认定报告零分，请谨慎对 待。 邮 件： 1345565666 报告日期： 2014-03-05 指导教师： 胡迪青 谭志虎 秦磊华 Comment T2: 右键点击更新域可 自动更新目录 I 华华 中中 科科 技技 大大 学学 课课 程程 实实 验验 报报 告告 目 录 1实验目的实验目的 1 2实验环境实验环境 1 3实验内容实验内容 1 3.1LOGISM实验1 3.274LS181 实验 1 3.3运算通路实验.1 4方案设计方案设计 1 4.1运算器扩展.1 4.2溢出检测.1 4.3数组累加求和方案.1 5过程与调试过程与调试.1 5.1实验步骤.1 5.2测试用例.1 5.3结果与分析.1 5.4故障与调试.1 6总结与心得总结与心得.1 6.1实验总结.1 6.2实验心得.1 7参考文献参考文献 1 Comment T3: 一级标题，具体可 以用格式刷或复制，各级标题格 式都是固定的，请用格式刷刷格 式或者复制后修改，不要随意修 改样式 1 华华 中中 科科 技技 大大 学学 课课 程程 实实 验验 报报 告告 1实验目的 熟悉 Logisim 软件平台； 掌握运算器基本工作原理； 掌握运算溢出检测的原理和实现方法； 理解有符号数和无符号数运算的区别； 理解基于补码的加/减运算实现原理； 熟悉运算器的数据传输通路。 2实验环境 Logisim 是一款数字电路模拟的教育软件，每一位用户都可以通过它来学习如何 创建逻辑电路，方便简单。 它是一款基于 Java 的应用程序，可运行在任何支持 JAVA 环境的平台，方便学生来学习设计和模仿数字逻辑电路。Logisim 中的主要组 成部分之一就在于设计并以图示来显示 CPU。当然 Logisim 中还有其他多种组合分 析模型来对你进行帮助，如转换电路，表达式，布尔型和真值表等等。同时还可以 重新利用小规模的电路来作为大型电路的一部分。 3实验内容 3.1 Logism 实验 学习使用 Logism 工具栏上的功能 学会使用子电路，并能将子电路放到 main 电路中使用 学习使用时钟，并能使用时钟单步或自动运行 学会使用分线器，理解线宽的概念 学会使用隧道，学习使用探测器，了解 logisim 数据监测方法。 熟悉按键、LED，数码管等基本输出设备 2 华华 中中 科科 技技 大大 学学 课课 程程 实实 验验 报报 告告 3.2 运算器封装实验 利用 logisim 平台中现有运算部件构建一个 32 位运算器，可支持算数加、减、 乘、除，逻辑与、或、非、异或运算、逻辑左移、逻辑右移，算术右移运算， 支持常用程序状态标志（有符号溢出 OF、无符号溢出 CF，结果相等 Equal） ， 运算器功能以及输入输出引脚见下表，在主电路中详细测试自己封装的运算 器。 表 1 片引脚与功能描述 引脚输入/输出位宽功能描述 X输入32操作数 X Y输入32操作数 Y ALU_OP输入4运算器功能码，具体功能见下表 Result输出32ALU 运算结果 Result2输出32ALU 结果第二部分，用于乘法指令结果 高位或除法指令的余数位，其他操作为 零 OF输出1有符号加减溢出标记，其他操作为零 CF输出1无符号加减溢出标记，其他操作为零 Equal输出1Equal=(x=y)?1:0, 对所有操作有效 表 2 运算符功能 ALU OP十进制运算功能 00000Result = X Y 算术右移 （Y 取低五位） Result2=0 00102Result = X Y 逻辑右移 （Y 取低五位） Result2=0 00113Result = (X * Y)31:0; Result2 = (X * Y)63:32 有符号 01004Result = X/Y; Result2 = X%Y 无符号 01015Result = X + Y Result2=0 (Set OF/CF) 01106Result = X - Y Result2=0 (Set OF/CF) 01117Result = X & Y Result2=0 Comment t4: 这段后面有大面积 留白，最后排版的文档不能出现 这样的情况，请调整前文本顺序 或图片顺序。 3 华华 中中 科科 技技 大大 学学 课课 程程 实实 验验 报报 告告 10008Result = X | Y Result2=0 10019 Result = XY Result2=0 101010Result = (X |Y) Result2=0 101111Result = (X Y) ? 1 : 0 Signed Result2=0 110012Result = (X Y) ? 1 : 0 Unsigned Result2=0 110113Result = Result2=0 111014Result = Result2=0 111115Result = Result2=0 3.3 运算通路实验 利用上述步骤封装的 8 位运算器子电路，以及寄存器模块，构建一个可自动计 算等差数列求和的运算器电路， （不允许使用其他功能模块，运算由时钟驱动，每一 个时钟完成一次加法） ，可方便设置等差数列初始值以及等差值。 （求和的值利用 16 位进制数码管输出显示） （扩展部分，可加分） 如设置初始值为 1，等差值为 1，应该能自动完成 1+2+3+4+5+6+7+8 如设置初始值为 0，等差值为 2，应该能自动完成 2+4+6+8+10+12+14+16 4方案设计 4.1 运算器扩展 所有方案应将设计过程写清楚，为什么这样设计，各部件之间的关系，仅仅粘 贴一张电路图是不合格的报告。 4.1.1 8 位运算器电路图 Comment t5: Logisim 插图不得出 现点阵信息 4 华华 中中 科科 技技 大大 学学 课课 程程 实实 验验 报报 告告 图 1 8 位运算器电路图 请不要直接在 logisim 中直接截图，可通过导出图片功能将对应部件导出 PNG 图（放大系数设大一点） ，不要出现有网格点的图。 4.2 溢出检测 4.2.1 有符号溢出检测 给出具体的分析，最终的溢出检测信号必须给出对应的逻辑表达式，仅仅粘贴 一张电路图是不合格的报告 4.2.2 无符号溢出检测 4.3 数组累加求和方案 5过程与调试 Comment U6: 所有的图，表都必 须交叉引用，注意表格不要发生 这个表格的跨页情况。 Comment U7: 必须出详细的分析， 这是报告的得分点和亮点，希望 大家重视，没有分析的不可能得 高分 5 华华 中中 科科 技技 大大 学学 课课 程程 实实 验验 报报 告告 5.1 实验步骤 5.2 测试用例 溢出测试用例见表 3。 表 3 溢出信号测试用例 #ABF运算有符号溢出无符号溢出 1加 2加 3加 4加 5减 6减 7减 8减 5.3 结果与分析 5.4 故障与调试 5.4.1 故障 1 XXX 5.4.2 故障 2 XXX 5.4.3 故障 2 XXX 6总结与心得 Comment U8: 主要讲实验体会， 收获，以及对实验的建议 6 华华 中中 科科 技技 大大 学学 课课 程程 实实 验验 报报 告告 6.1 实验总结 本次实验主要作了如下几点工作： 1） 熟悉使用了 logismXXX 部件。 2） 利用 2 片 74181 芯片构造了.（自行修订扩充） （自行修订扩充） （自行修 订扩充） 。 3） 设计实现了无符号加减法运算溢出.（自行修订扩充） （自行修订扩充） （自行修订扩充） （自行修订扩充） （自行修订扩充） 。 4） 设计实现了有符号加减法运算溢出 5） 封装了 6） 测试了. 6.2 实验心得 1） 自行修订扩充，自行修订扩充自行修订扩充自行修订扩充自行修订扩充自 行修订扩充自行修订扩充自行修订扩充收 OSD 命令并进行处理。 2） 自行修订扩充自行修订扩充自行修订扩充自行修订扩充自行修订扩充。 请仔细阅读所有的批注，阅读理解后删除批注和注释信息。请仔细阅读所有的批注，阅读理解后删除批注和注释信息。 模板各个标题下面的内容仅是举例，作者应依照自己思想重写该部分内容模板各个标题下面的内容仅是举例，作者应依照自己思想重写该部分内容 7参考文献 1 秦磊华，王小兰. 计算机组成原理实验指导及课程设计指导书(基于 EDA 平台). 武汉：华中科技大学出版社，2010 年. 2 秦磊华，吴非，莫正坤.计算机组成原理. 北京：清华大学出版社，2011 年. 3 DAVID A.PATTERSON(美).计算机组成与设计硬件/软件接口(原书第 3 版).北 京：机械工业出版社. 2007 年. 4 袁春风编著. 计算机组成与系统结构. 北京：清华大学出版社，2011 年. 参考文献属于论文的辅文部分。为了反映文稿的科学依据和作者尊重他人研究 成果的严肃态度以及向读者提供有关信息的出处，论文中应列出参考文献。所列参 Comment T9: 参考文献必须规范， 见后续说明,阅后删除 7 华华 中中 科科 技技 大大 学学 课课 程程 实实 验验 报报 告告 考文献一般只限于作者亲自阅读过且发表在公开出版物上的文献，非此类文献一般 不能作为参考文献，慎用互联网上的文献。 列示参考文献时，要求著录项目齐全，格式规范，其要点如下： (1) 允许列入公开出版的图书、期刊的文章、专利、硕士和博士论文、科技报告 等。未公开发表的文章和非正式出版物等请勿列入。 (2) 文献的著录项目及其次序，有以下几种情况： A 图书：序号 作者.书名.版本(第版).译者.出版地:出版者,出版年：起页-止页 B 期刊：序号 作者.文章名称.期刊名称,年号,卷号(期号)：起页-止页 C 会议论文集：序号 作者.文章名称. In(见):整本文集的编者姓名 ed.(多编者用 eds.).文集名.会址.开会年.出版地：出版者,出版年：起页-止页 D 专利：序号 专利申请者.专利题名.专利国别,专利文献种类,专利号,出版年： 起页-止页 E 学位论文：序号 作者.题名:博士或硕士学位论文.保存地点:保存单位(如华 中科技大学),年份. F 网页: 序号 URL: 网络地址，如 URL:http:/www.cbs.dtu.dk/services (3) 所有参考文献均应在正文中予以引用，引用方式分以下两种情况： A 在正文中附注参考文献时，把所有文献的号码连方括号一并放在加注处的右 上角，例如：“TCP/IP3-6,9是” ； B 所提及的文献作为叙述文中的直接说明语时，则其编号连方括号应与正文并 排，例如：“见文献2,3-6” 。 方括号内可为单个文献的编号，如2；也可为若干参考文献编号的罗列，如 2,6,9；也可为用“x-y”表示的序号区间，如3-6；或以上形式的组合，如2,3-6。 (4) 其它注意事项： A 序号编制顺序：参考文献的序号依据引用先后编制，即第一篇被引用的参考 文献编号为 1，第二篇被引用的参考文献编号为 2，依此类推； B 文献若属第 1 版，则参考文献著录项目“版次”一项可略； C 若为多作者的文献，则作者间用逗点“,”隔开。作者超过三个时，只著录前 3 个，其后加“等”(英文用“et al ”)。外文作者采用姓在前、名在后的书写形式。 外国人的名可以缩写为首字母，缩写的名后不加圆点“.” ； D 无出版地者要注明“出版地不详”或与之相应文字（英文用S.L.） ，无出版 8 华华 中中 科科 技技 大大 学学 课课 程程 实实 验验 报报 告告 者要注明“出版者不详”或与之相应文字（英文用S.N.） ； E 网页作为参考文献，除非必要，尽量少用。 F 参考文献引用时标注位置不能在章、节的标题上，如“2.3 软件测试方法概述 1,3-6”为不正确的标注，必须引用在正文的文字段落中；同时标注位置要在句末的 标点符号以内，不能先写标点符号，再标参考