计算机组成原理逻辑运算名词解释

InfiniBand:微机总线的发展方向

SCSI:小型计算机系统接口的简称。它是一个高速智能的接口，可混接各种I/O设备

USB： PC机常用的一个通用串行接口。数据速率可达480Mb/s IEEE1394：一种高速的串行接口，用来代替SCSI接口，速度更快，连接更方便。

RISC：精简指令系统计算机,+基本特点 CISC：复杂指令系统计算机+基本特点

PCI(外围部件互连)总线: 连接高速的I/O设备模块。64位，带宽100MHz

SRAM：静态读写存储器，存取速度快，容量小 DRAM：动态读写存储器，需要刷新操作

FPM-RAM：快速页模式动态存贮器。根据程序执行局部性原理实现

DRAM？SDRAM：同步型动态存贮器，SDRAM的操作与系统时间同步区别于其他DRAM

ROM：只读存储器，只能读不能写 PROM：可一次编程的ROM，一次性的改写 EPROM：通过紫外线照射可多次改写的ROM E2PROM：用电可改写多次的ROM

SAM：顺序存储器（磁带），存取速度最慢

DAM：半顺序存储器或叫直接存储器（磁盘），采用直接存取方式

DMA：数据交换不经过CPU，由DMA接管对总线的控制，直接在内存和高速的外设之间进行高速传送数据。

PnP规

实 验 报 告

学院： 计算机科学学院 专业：计算机应用技术 2013年10月25日 姓 名 班 级 课程名称 实验名称 操文健 计应（2）班 计算机组成原理 成 算术逻辑运算单元实验 不带进位位逻辑或运算实验 1．实验目的 1.掌握简单运算器的数据传输方式 2.掌握74LS181的功能和应用 学 号 2012030311043 指导老师 王松 绩 2．实验内容 1.完成不带进位位算术，逻辑运算实验。 2.按照实验步骤完成实验项目，了解算术逻辑运算单元的运行过程 3．实验环境 科技大楼D208计算机组成原理实验室

4．实验方法和步骤（含设计）

1.把

控制信号 D1CK D2CK EDR1 EDR2 ALU-O CN M S3 S2 S1 S0

接入开关信号 PLS1孔 PLS1孔 H8孔 H7孔 H6孔 H5孔 H4孔 H3孔 H2孔 H1孔 H0孔

ALU-IN（8芯的盒型插座）

与右板上的二进制开关单元中

J01插座相连（对应二进制开关H16~H23），

把ALU-OUT（8芯的盒型插座） 与数据总线上的DJ2相连。 2.把D1CK和D2CK用连线连到脉冲 单元的PLS1上，把EDR1，EDR2, ALU-O，S0

实验二 算术逻辑运算实验

一、实验目的

（1）了解运算器芯片（74LS181）的逻辑功能。

（2）掌握运算器数据的载入、读取方法，掌握运算器工作模式的设置。 （3）观察在不同工作模式下数据运算的规则。

二、实验原理

1.运算器芯片（74LS181）的逻辑功能

74LS181是一种数据宽度为4个二进制位的多功能运算器芯片，封装在壳中，封装形式如图2-3所示。

5V A1 B1 A2 B2 A3 B3 Cn4 F324232221201918171615141374LS181123456789101112BO A0 S3 S2 S1 S0 Cn M F0 F1 F2 GND

图2-3 74LS181封装图

主要引脚有：

（1）A0—A3：第一组操作数据输入端。 （2）B0—B3：第二组操作数据输入端。 （3）F0—F3：操作结果数据输入端。 （4）F0—F3：操作功能控制端。 ：低端进位接收端。 （5） ????（6）????4：高端进位输出端。

（7）M：算数/逻辑功能控制端。

芯片的逻辑功能见表2-1.从表中可以看到当控制端S0—S3为1001、

实验二 算术逻辑运算实验

一、实验目的

（1）了解运算器芯片（74LS181）的逻辑功能。

（2）掌握运算器数据的载入、读取方法，掌握运算器工作模式的设置。 （3）观察在不同工作模式下数据运算的规则。

二、实验原理

1.运算器芯片（74LS181）的逻辑功能

74LS181是一种数据宽度为4个二进制位的多功能运算器芯片，封装在壳中，封装形式如图2-3所示。

5V A1 B1 A2 B2 A3 B3 Cn4 F324232221201918171615141374LS181123456789101112BO A0 S3 S2 S1 S0 Cn M F0 F1 F2 GND

图2-3 74LS181封装图

主要引脚有：

（1）A0—A3：第一组操作数据输入端。 （2）B0—B3：第二组操作数据输入端。 （3）F0—F3：操作结果数据输入端。 （4）F0—F3：操作功能控制端。 ：低端进位接收端。 （5） ????（6）????4：高端进位输出端。

（7）M：算数/逻辑功能控制端。

芯片的逻辑功能见表2-1.从表中可以看到当控制端S0—S3为1001、

第一章

名词解释：

1. 中央处理器：主要由运算器和控制器组成。控制部件，运算部件，存储部件相互协调，共同完成对指令的执行。

2. ALU：对数据进行算术和逻辑运算处理的部件。

3. 数据通路：由操作元件和存储元件通过总线或分散方式连接而成的进行数据存储，处理和传送的路径。

4. 控制器：对指令进行译码，产生各种操作控制信号，规定各个部件在何时做什么动作来控制数据的流动。

5. 主存：存放指令和数据，并能由中央处理器（CPU）直接随机存取。

6. ISA：指令集体系结构：计算机硬件与系统软件之间的接口。指令系统是核心部分，还包括数据类型，数据格式的定义，寄存器设计，I/O空间编址，数据传输方式，中断结构等。

7. 响应时间：作业从开始提交到完成的时间，包括CPU执行时间，等待I/O的时间，系统运行其他用户程序的时间，以及操作系统运行时间。

8. CPU执行时间：CPU真正用于程序执行的时间。包括用户CPU时间（执行用户程序代码的时间）和系统CPU时间（为了执行用户代码而需要CPU运行操作系统的时间） 简答题：

1. 冯诺依曼计算机由那几部分组成，主要思想：

① 计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部件组成。 ② 各基本

实验一 运算器实验

计算机的一个最主要的功能就是处理各种算术和逻辑运算，这个功能要由 CPU 中的运算器来完成，运算器也称作算术逻辑部件 ALU。首先安排基本运算器实验，了解运算器的基本结构。

1.1实验目的

(1) 了解运算器的组成结构。 (2) 掌握运算器的工作原理。

1.2实验设备

PC机一台，Digilent Nexys 4TM开发板，Xilinx Vivado开发套件。

1.3实验原理

Digilent Nexys 4TM开发板的通用I/O设备电路图如图1.1所示：

开发板的通用I/O设备电路图

如上所示，Nexys4 DDR板 包括2个三色LED，16个滑动开关，6个按钮开关，16个单体LED和1个数字-8的七段显示器。为了防止粗心大意的短路（假如一个FPGA针脚分派到一个按钮开关或者滑动开关被粗心大意的定为输出时将发生短路）损害，按钮开关和滑动开关通过串联电阻连接到FPGA。5个按钮开关分派到1个“+”信号的配置是瞬时开关，在正常情况下，这些瞬时开关不用时产生低信号输出，被压时产生高信号输出。另一方面，“CPU RESET”红色按钮不用时产生高信号输出，被压时产生低信号输出。“CPU RESET”按钮常常在EDK（嵌入式开发

实验一 运算器实验

计算机的一个最主要的功能就是处理各种算术和逻辑运算，这个功能要由 CPU 中的运算器来完成，运算器也称作算术逻辑部件 ALU。首先安排基本运算器实验，了解运算器的基本结构。

1.1实验目的

(1) 了解运算器的组成结构。 (2) 掌握运算器的工作原理。

1.2实验设备

PC机一台，Digilent Nexys 4TM开发板，Xilinx Vivado开发套件。

1.3实验原理

Digilent Nexys 4TM开发板的通用I/O设备电路图如图1.1所示：

开发板的通用I/O设备电路图

如上所示，Nexys4 DDR板 包括2个三色LED，16个滑动开关，6个按钮开关，16个单体LED和1个数字-8的七段显示器。为了防止粗心大意的短路（假如一个FPGA针脚分派到一个按钮开关或者滑动开关被粗心大意的定为输出时将发生短路）损害，按钮开关和滑动开关通过串联电阻连接到FPGA。5个按钮开关分派到1个“+”信号的配置是瞬时开关，在正常情况下，这些瞬时开关不用时产生低信号输出，被压时产生高信号输出。另一方面，“CPU RESET”红色按钮不用时产生高信号输出，被压时产生低信号输出。“CPU RESET”按钮常常在EDK（嵌入式开发

实验题目 运算器实验

一、算术逻辑运算器

1. 实验目的与要求：

1.掌握算术逻辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理。 2.掌握简单运算器的数据传送通道。

3.验算由74LS181等组合逻辑电路组成的运算功能发生器运算功能。 4.能够按给定数据，完成实验指定的算术/逻辑运算。 2. 实验方案：

（一）实验方法与步骤 1实验连线

按书中图1－2在实验仪上接好线后，仔细检查正确与否，无误

后才接通电源。每次实验都要接一些线，先接线再开电源，这样可以避免烧坏实验仪。

2 用二进制数据开关分别向DR1寄存器和DR2寄存器置数。 3 通过总线输出寄存器DR1和DR2的内容。 （二）测试结果

3. 实验结果和数据处理： 实验结果记录表： 练习一 B 练习二 选项 B J O DR1 AA FF 55 DR2 55 FF 01 S3 S2 S1 S0 逻辑运算 算术运算（M=0） (M=1、Cn任意) Cn=1(无进位) Cn=0(有进位) 0 0 0 1 F=（00000000） F=（11111111） F=（00000000）

1．第6题

下列____不属于浮点加法的流水段？

A.对阶

B.阶码相加 C.尾数加减

D.规格化及舍入处理

标准答案：B 您的答案： 题目分数：2.0 此题得分：0.0

2．第7题

存储器容量为64M字，字长32位，模块数m = 10，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。假定存储周期为T = 200ns，数据总线宽度为32位，总线周期为τ= 20ns。若连续读出10个字，顺序存储器和交叉存储器的带宽分别是 。

A.320Mb/s，1684Mb/s B.842Mb/s，320Mb/s C.160Mb/s，842Mb/s D.160Mb/s，1600Mb/s

标准答案：C 您的答案： 题目分数：2.0 此题得分：0.0

3．第10题

下面哪个标志触发器是CPU是否受理中断或者批准中断的标志____。

A.准备就绪的标志(RD) B.允许中断触发器(EI) C.中断请求触发器(IR) D.中断屏蔽触发器(IM)

标准答案：D 您的答案： 题目分数：2.0 此题得分：0.0

4．第16题

微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是____。

A.每一条机器指令由一条微指令来执行

B.一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行

简答题

第一章 计算机系统概论

1.5冯?诺依曼计算机的特点是什么？P8 解：

?计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成； ?指令和数据以同同等地位存放于存储器内 ,并可按地址寻访。 ?指令和数据均用二进制表示；

?指令由操作码、地址码两大部分组成；操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置。

?指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；

?机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。

1.7解释下列概念：

主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。 解：P9-10

主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成； 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。

存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。

存储字：一个存储单元所存二进制