本实验为《计算机组成原理实验》系列之一，专注于运算器功能验证与性能测试。通过该实验，学生将深入理解算术逻辑单元(ALU)的工作机制及其实现的基本运算操作。
《计算机组成原理实验——运算器实验》
本实验主要围绕算术逻辑运算器74LS181展开，旨在让学生掌握基本的算术、逻辑运算及串行乘法操作。作为一款具备进位输入与输出功能的8位运算器，74LS181可执行多种类型的计算任务。
在实验过程中，通过拨码开关将数据经由三态门（型号为74LS244）传输至总线BUS，并利用数码显示管展示结果。此外，使用两个寄存器REG_0和REG_1来保存中间运算值与临时信息，这两个寄存器分别由8位触发器构成。
具体来说，控制信号ALU_S0、S1、S2、S3、M以及CN共同决定了74LS181的工作模式。例如，在执行A加B的操作时需将这些信号设置为特定值：当S3 S2 S1 S0=1001，且M和CN均为高电平时；而在进行A减B的运算中，则需要调整至另一组设定（即S3 S2 S1 S0=0110, M与CN均设为低）。同时，通过控制M信号可以判断数据是作为有符号数还是无符号数处理。
实验操作步骤包括启动仿真软件、手动设置输入值并通过改变控制参数来执行不同类型的运算。例如，在加法和减法规则下A和B被视为带符号整数；而在逻辑计算中它们被视作位模式进行对比或组合。观察并记录输出端F及标志位CF（进位/溢出）、ZF（结果是否为零）以及SF（结果的正负标识符）的状态变化。
此外，实验还涵盖了一项串行乘法运算任务，通过手动操控ALU通道实现这一过程：将被乘数和乘数分别加载到REG_0与DRB中，并按照既定步骤执行“累加-移位”算法。该环节有助于加深对基于此原理的计算方法的理解。
实验报告部分会详细列出不同控制信号组合下的运算结果，同时对其进行了分类讨论：比如当S3 S2 S1 S0=0001且CN设为高电平时，无论M为何值都将进行有符号数操作。此外还指出了一些仅依赖单个输入或与任何输入都不相关的计算类型。
通过此实验，学生不仅能深入理解74LS181运算器的工作机制，还能掌握计算机内部数据处理的基本流程——包括如何利用控制信号执行各种不同的算术和逻辑指令。这对于学习计算机组成原理的基础知识具有重要意义。
5星
