本实验为计算机专业课程《计算机组成原理》第四次实践环节，旨在通过深入探究和动手操作加深学生对计算机硬件结构的理解，并鼓励积极思考与创新。
### 多思计算机组成原理实验4知识点解析
#### 一、实验目的
1. **理解总线的概念与作用**：通过学习总线的定义及其在计算机内部的作用，学生可以了解它是如何作为数据、地址及控制信号传输的重要通道，并且能够促进系统内各部分之间的资源共享和通信。
2. **连接运算器与存储器并熟悉其数据通路**：该实验旨在让学生掌握将运算单元（ALU）和内存组件通过总线相连的方法，从而构建起计算机内部的基础信息流动路径。
3. **理解微命令及微操作的概念**：学生需要学习如何利用一系列控制信号来执行特定的硬件指令，并了解这些基本单位是如何组合成更复杂的任务。
#### 二、实验原理
- 数据通路结构：
- 总线连接了数据开关（SW7~SW0）、数据显示灯、运算器(ALU)和存储单元，形成了一条完整的数据路径。
- 数据寄存器(DR1 和 DR2)用于接收总线上传输的数据，并将其传递给 ALU 进行计算。结果再通过三态门返回到总线中显示或进一步处理。
- 地址寄存器(AR)负责从总线获取地址信息，然后将这些数据发送至存储单元以进行读写操作。
- 控制信号：
- 实验涉及的控制信号包括S3、S2、S1、S0、MWE（内存写使能）、LDAR（加载地址寄存器）等。通过设定不同的微命令组合，可以实现特定的操作流程。
#### 三、实验内容与步骤
1. **搭建实验电路**：
- 使用虚拟平台构建所需的硬件连接，并确保表5-1中列出的所有控制信号线正确无误地接好。
2. **设置初始状态**：
- 将数据寄存器DR1, DR2和地址寄存器AR的MR置为1，同时将时序发生器Step也设为1。
3. **计算A+B的操作流程**：
依次执行以下步骤以完成加法运算并显示结果:
a) 设定微命令序列：首先设计用于传送数据开关上值到DR1的指令（`0000011001010`)。
b) 将存储单元地址通过控制信号发送至AR(`0000011010010`)，以便内存能够根据该地址进行读取操作。
c) 从内存中取出数据并将其送入DR2（`0000010000111`）。
d) 最后让ALU执行加法运算并将结果通过总线输出显示(`1001011000001`)。
4. **存储C-D的结果至E的操作流程**：
- 设计并应用微命令序列来实现减法操作，并将最终结果存入指定的内存单元。
a) 将数据开关上的值传输到DR1（`0000011001010`)，即为C。
b) 同样地传送D的数据至DR2(`000001100 836`)。
c) 设定地址寄存器接收E的内存位置信息（`S4 S5 S6 S7`）。
d) 让ALU执行减法运算，并将结果存储到指定单元中（具体微命令组合未列出，但需包含写使能信号等）。
通过上述实验操作不仅能够加深对计算机组成原理的理解，还能够让学生掌握如何使用微指令来控制硬件完成各种复杂任务。这对于进一步学习和设计高效的计算机系统具有重要的意义。
5星
