**计算机组成原理运算器实验报告概述**
在计算机科学中，运算器是计算机硬件系统的核心组件之一，负责执行基本的算术和逻辑运算。本实验报告旨在深入理解和掌握运算器的结构和工作原理，通过实际操作加深对运算器内部机制的认知。
### 1. 实验目的与要求
实验的目标是：
1. 了解运算器的基本组成结构，包括算术、逻辑和移位运算部件。
2. 掌握运算器的工作流程，理解控制信号如何指导运算器执行不同类型的运算。
### 2. 实验模块与原理
运算器通常包含以下主要部件：
- **算术运算部件**：执行加、减、乘、除等算术运算。
- **逻辑运算部件**：执行AND、OR、NOT、XOR等逻辑运算。
- **移位运算部件**：实现数据的左移、右移以及循环移位。
数据在运算过程中存储在暂存器A和暂存器B中。控制信号S3-S0和CN决定运算类型。例如，移位运算通过桶形移位器实现，使用交叉开关矩阵，根据不同的开关状态完成不同类型的移位操作。
### 3. 实验步骤与结果
实验步骤包括：
1. 根据电路图连接实验设备，确保无误。
2. 设置时序和操作台单元的开关，打开电源并清除暂存器和标志位。
3. 使用输入开关向暂存器A和B置入二进制数。
4. 修改运算器控制信号，观察不同运算下数据总线LED显示的变化。
### 4. 运算器逻辑功能
运算器的逻辑功能通过控制信号S3-S0和CN进行设定，影响运算结果以及进位标志FC和零标志FZ。例如，设置特定的控制信号组合，可以实现逻辑与、加法等运算。
### 5. 实际操作与观察
在实验过程中，可以通过观察LED灯的亮灭来验证运算结果，也可以通过与PC的联机操作，利用软件的数据通路图实时监控运算过程。
### 6. 结论
通过本次实验，参与者能够直观地理解运算器内部的工作流程，熟悉算术、逻辑和移位运算的操作方式，为后续学习计算机体系结构和CPU设计打下坚实的基础。此外，实验还强调了正确连接电路和安全操作的重要性，以避免总线竞争等潜在问题。
### 7. 实验总结
计算机组成原理的运算器实验是一个实践性强、理论与实践结合紧密的学习环节。通过动手操作，学生不仅能巩固理论知识，还能培养问题解决和实验操作技能，对提高计算机科学素养大有裨益。
