计算机组成原理实验二: 脱机运算器实验

一、实验目的：

1. 深入了解AM2901运算器的功能与具体用法。
2. 深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识。

二、实验设备与器材：

     ~~~~      TEC-XP+教学实验系统

三、实验说明和原理：

     ~~~~      脱机运算器实验，是指让运算器从数学计算机整机中脱离出来，此时，他的全部控制与操作均需通过两个12位的卫星开关来完成，这就谈不上执行指令，只能通过开关，案件控制数学机的运算器完成指定的运算功能，并通过指示灯观察运算器结果。

下面先把前边几讲过的，与该实验直接有关的结论性内容汇总如下。

一、12位微型开关的具体控制功能分配如下：

A口，B口地址：送给AM2901器件用于选择源与目的操作数的寄存器编号：
I8-I0：选择操作数来源，运算操作功能，选择操作数处理结果和运算器输出内容的3组3位的控制码：
SCI，SSH和SST：用于确定运算器最低位的进位输入，移位信号的入/出和怎样处理AM2901产生的状态标志位的结果。

二、开关位置说明：

做脱机运算器实验时，要用到提供24位控制信号的微动开关和提供16位数据的拔动开关。微动开关是红色的，一共有三个，一个微动开关可以提供12位的控制信号，三个开关分别标有SWI1 micro switch 、SW2 micro switch 和SW3 micro switch；数据开关是黑色的，左边的标有SWH的是高8位，右边的标有SWL的是低8位。微动开关与控制信号对应关系见表（从左到右）：

三、开关检测

红色微动开关是该实验系统使用寿命最短的器件，开关好坏的检测方法比较简单，用户将五个控制机器工作方式的开关置于“1XX000”，从左面其第二个和第三个的开关处于任意位置，然后将两个未动开关上的24小纽子依次置为1（开关拨到上方为1），看对应的指示灯是否亮，如果有一个或数个指示灯不亮，则一般是开关除了问题。

四、实验内容：

在脱机方式下，对于给定指令分析其执行过程中运算步骤，通过对AM2901运算器所需的控制信号的设置，使之完成运算，并核对运算结果。

五、实验步骤：

在脱机方式下，通过设置SW1，SW2，SW3各微码字段和数据开关，可实现多种运算。以实现AAAAH->R1为例说明操作过程。
1、按照下表中的微码和数据开关，对运算器的功能进行设置。操作步骤如下：

1. 将教学机左下方的5个拨动开关置为11XX00(单步,16位,脱机);先按一下”RESET”按键,再按一下”START”按键,进行初始化.
2. 通过16个数据开关设置立即数AAAAH。
3. 通过SW1、SW2、SW3设置各微码。
4. 按一次START键，立即数XXXXH置入R1，通过显示灯查看按START键后的输出。
   若要进行其他操作：
   （1）程序设置SW1、SW2、SW3数据开关，通过显示灯观察输出。
   （2）然后按START键执行操作。通过显示灯观察按START键后的输出，检查运算结果是否正确。
5. 接下来,按下表所列的操作在机器上进行运算器脱机实验,将结果填入表中:其中,D1取为0101H,D2取为1010H,通过两个12位的红色微型开关向运算器提供控制信号,通过16位数据开关向运算器提供数据,通过指示灯观察运算结果及状态标志.
   
   注:用*标记的运算,表示D1,D2的数据是由拨动开关SW给出的,开关给的是二进制的信号,注意二进制和十六进制间的转换.

六、实验心得：

     ~~~~      脱机实验操作内容丰富,需要自己看着实验书一步一步的操作,并观察指示灯的显示情况,了解了AM2901运算器的功能。起初因为预习过程中没能仔细的看透知识点,对硬件上的按键和指示灯不太熟悉,总会出现错误的情况,后来认真听老师的讲解和自己不断的尝试后,才能做出正确的答案,通过此次试验,对运算器部件的组成、设计、控制与使用等知识掌握的更加深刻,为之后学习有很大的帮助.