2025年运算器实验报告

脱机运算器试验汇报理论課教師姓名：李济生试验指导教師：刘萬成组号：19姓名：刘璐學号：14281063试验目的：理解脱机操作下AM2901运算器的功能与控制信号的使用，理解运算器AM2901的内部构造及工作時序，观测运算器运算的成果對状态標志的影响。深入理解AM2901运算器的功能与详细使用方法，掌握用AM2901完毕多种运算操作時各控制信号的使用，观测指令执行的成果對状态標志的影响；理解4片AM2901的级联方式，深化运算器部件的构成、设计、控制与使用等诸项知识。试验内容：将教學机左下方的5個拨動開关置為1XXOO（單步、16位、脱机）；先按一下“RESET”按键，再按一下“START”按键，進行初始化。接下来，按下表所列的操作在机器上進行运算器脱机试验，将成果填入表中：其中D1取為0101H，D2取為1010H；通過两個12位的紅色微型開关向运算器提供控制信号，通過16位数据開关向运算器提供数据，通過指示灯观测运算成果及状态標志。运算器试验（1）运算I8-I0SSTSSHSCIB口A口压START前压START後ALU输出CZVSALU输出CZVS*D1+0->R00010000000不用0101随机01010000*D2+0->R10010000001不用1010000010100000R0+R1->R0001000000000011111000021211000RO-R1->R00010010000000101010000F0F11000R1-R0->R1001001000100000F0F10000E0E1000R0∨R1->R1001000000100000F0F10000F0F1010R0∧R1->R0001000000000010101101001011010R0≮R1->R0001000000000010E0E101001011000┘(R0≮R1)->R000100000000001FEFE10000E0E1001R0逻辑左移1101000000不用FEFE1001FDFC1001R0逻辑右移1011000000不用FDFC10017EFE0001试验成果分析（选择2個操作运算進行控制信号取值和运算成果值的進行分析）：（1）R0+R1->R0001000000000011111000021211000分析：此指令要完毕的目的為對R0+R1進行运算後将值赋給R0。B口對应R0，且地址為0000；A口對应R1，且地址為0001。数据来源為A和B，I2-I0為：001；运算是+，I3-I5為：000；最终的值存储到B口對应的地址并输出，因此I8-I6所选值為011；该式接受ALU的標志位输出的值，因此SST所选值為001；该式执行的加（ADD），因此SSHSCI所选值為000。由于R0=0101，R1=1010，因此按START前ALU的输出值為1111，故输出值為1111。（2）R0逻辑左移1101000000不用FEFE1001FDFC1001分析：此指令要完毕的目的為對R0進行逻辑左移。B口對应R0，且地址為0000；只有R0一种值A口不用。数据来源為B，I2-I0為：011；I3-I5取加法：000；最终的值存储到B口對应的地址并输出，因此I8-I6所选值為111；左移操作，另三個標志不变，因此SST所选值為110；SSHSCI用于逻辑移位指令，所选值為000。由于R0=FEFE，实現逻辑左移後补0,因此按START之前R0為FEFE，按START後R0变為FDFC。运算器试验（2）试验环节：将教學机左下方的5個拨動開关置為1XX00（單步、16位、脱机）；先按一下“RESET”按键，再按一下“START”按键，進行初始化。接下来，按下表所列的操作在机器上進行运算器脱机试验，将成果填入表中：执行操作I8I7I6I5I4I3I2I1I0SSTSSHSCIB口A口按START前按START後ALUCZVSALUCZVSFFFF→R00110001110010000000不用FFFF0001FFFF0001FFFF→R10110001110010000001不用FFFF0001FFFF0001R1+R0→R101100000100100000010000FFFE0001FFFD1001FFFF→R10110001110010000001不用FFFF1000FFFF00010001→R20110001110010000010不用0001000100010000R1-R2→R201101000100100100100001FFFE0000000110010001→R80110001110010001000不用0001100100010000R8+1→R80110000110010011000不用00020000000300001234→R50110001110010000101不用1234000012340000R5→YR5+1→R5010000100001001010101011234000012350000DDDD→R60110001110010000110不用DDDD0000DDDD00017777→R70110001110010000111不用7777000177770000R6-R7→R60110010010010010110011166660000EEEF1010R6逻辑右移1010000111011000110不用6666101033330010R7→Q0000000110010000111不用7777001077770000R7与Q的联合右移1000000111111100111不用777700003BBB1000试验成果分析（选择2個操作运算進行控制信号取值和运算成果值的進行分析）：（1）FFFF→R00110001110010000000不用FFFF0001FFFF0001分析：此指令要完毕的目的是将FFFF赋給R0。B口對应R0，且地址為0000；只有R0一种值A口不用。数据来源為D，I2-I0為：111；I3-I5取加法即加0：000；最终的值存储到B口對应的地址并输出，因此I8-I6所选值為011；接受ALU的標志位输出的值，因此SST选001；SSHSCI相称加法，所选值為000。由于将FFFF赋值給R0，输出為FFFF。（2）R7→Q0000000110010000111不用7777001077770000分析：此指令要完毕的目的是将R7放入Q寄存器。B口對应R7，且地址為0111；只有R7一种值A口不用。数据来源為B，I2-I0為：011；I3-I5取加法即加0：000；最终的值放入Q寄存器并输出，因此I8-I6所选值為000；接受ALU的標志位输出的值，因此SST选001；SSHSCI相称加法，所选值為000。由于R7為7777，输出為7777。思索題：分析R1-R2→R2和R6-R7→R6的成果，并阐明操作控制的区别。1）R1-R2→R201101000100100100100001FFFE000000011001分析：此指令要完毕的目的為對R1-R2進行运算後将值赋給R2。B口對应R2，且地址為0010；A口對应R1，且地址為0001。数据来源為A和B，I2-I0為：001；运算是R-S，I3-I5為：010；最终的值存储到B口對应的地址并输出，因此I8-I6所选值為011；该式接受ALU的標志位输出的值，所以SST所选值為001；该式执行的加（SUB），因此SSHSCI所选值為001。由于R1=FFFF，R1=0001，因此按START前ALU的输出值為FFFE。2）R6-R7→R60110010010010010110011166660000EEEF1010分析：此指令要完毕的目的為對R6-R7進行运算後将值赋給R6。B口對应R2，且地址為0110；A口對应R1，且地址為0111。由于最终的值存储到B口多對应的地址并输出，因此I8-I6所选值為011；运算是S-R，I3-I5為：001；数据来源是A和B，因此I2-I0所选值為001。该式接受ALU的標志位输出的值，因此SST所选值為001；该式执行的減（SUB），因此SSHSCI所选值為001。由于R6=DDDD，R7=7777，因此按START前ALU的输出值為6666，故输出值為6666。3）区别：R1-R2→R2的是R-S，因此I5-I3所选值為010，R6-R7→R6的是S-R，因此I5-I3所选值為001。分析R8+1→R8与R5→Y同步R5+1→R5的成果，并阐明操作控制的区别。1）R8+1→R80110000110010011000不用0002000000030000分析：此指令要完毕的目的是R8自加1，存储到B口多對应的地址并输出。B口對应R8，且地址為1000；只有R8一种值A口不用。数据来源為B，I2-I0為：011；I3-I5取加法即加0：000；最终的值存储到B口對应的地址并输出，因此I8-I6所选值為011；接受ALU的標志位输出的值，因此SST选001；SSHSCI自加1（INC），因此SSHSCI所选值為001。由于R8=0001，因此按START前ALU的输出值為0002，故输出值為0002。2）R5→Y同步R5+1→R5R5→YR5+1→R5010000100001001010101011234000012350000分析：此指令是将R5输出并R5+1存在R5中，由于有两個值，因此A口和B口均有值。R5地址是0101對应的是A口和B口。数据来源是B，因此I2-I0所选值為011；该式实現的自加1运算，因此I5-I3所选值為000；由于最终的值存储到B口對应的地址并输出R5，因此I8-I6所选值為010；该式接受ALU的標志位输出的值，因此SST所选值為001；该式执行的自加1（INC），