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南京邮电大学计算机组成与结构实验一：算术逻辑单元实验

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简介：
本实验为南京邮电大学计算机组成与结构课程的一部分，主要内容是设计并实现一个简单的算术逻辑单元（ALU），旨在帮助学生理解CPU内部数据处理的基本原理和方法。 南京邮电大学2020级计算机科学专业本学期采用全程网课形式授课。实验报告要求记录上网课期间的学习收获，由于没有参加线下的实验课程，所以内容较为有限，仅供参考。

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  • 南京邮电大学计算机组成与结构实验一：算术逻辑单元实验
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    本实验为南京邮电大学计算机组成与结构课程的一部分，主要内容是设计并实现一个简单的算术逻辑单元（ALU），旨在帮助学生理解CPU内部数据处理的基本原理和方法。 南京邮电大学2020级计算机科学专业本学期采用全程网课形式授课。实验报告要求记录上网课期间的学习收获，由于没有参加线下的实验课程，所以内容较为有限，仅供参考。
     
  • 南京邮电大学计算机组成与结构实验报告（第四次）
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    本实验报告为南京邮电大学计算机专业学生完成的第四次《计算机组成与结构》课程实验总结，涵盖了硬件设计、系统实现及性能测试等内容。 1. 算术逻辑运算实验 2. 存储器和总线实验 3. 通用寄存器实验 4. 综合实验的调试
     
  • 南京邮电大学计算机组成与结构实验二：存储器和总线实验
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    本实验为南京邮电大学计算机组成与结构课程的一部分，旨在通过实践加深学生对存储器及总线系统的理解。学生将亲手操作，探索数据传输机制与内存架构。 南京邮电大学2020级计算机科学专业本学期采用全程网课形式上课。实验报告要求记录上网课期间的学习收获，并不需要参加线下的实验课程，因此内容较为有限，仅供参考。
     
  • 南京邮电大学电工电子实验B第六实验（组合逻辑电路实验一）
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    本实验为南京邮电大学《电工电子实验B》课程中的第六个实验——组合逻辑电路实验，旨在通过实际操作加深学生对基本门电路及简单组合逻辑电路的理解与应用。 南京邮电大学电工电子实验B的实验六是组合逻辑电路实验1。
     
  • 计算机组成原理实验一：四位ALU算术逻辑单元的设计与实现
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    本实验旨在通过设计和实现一个四位ALU（算术逻辑单元）来帮助学生理解计算机硬件的基本构成。学生们将学习如何构建能够执行基本算术及逻辑运算的电路，从而深入掌握计算机组成原理中的关键概念和技术细节。 一. 实验目的 1. 了解ALU的功能及使用方法。 2. 认识并掌握超前进位的设计方法。 3. 掌握ALU的逻辑电路组成。 4. 理解并掌握ALU的设计方法。 二. 实验原理 根据结构原理图，实验中的ALU运算逻辑单元由四个一位的ALU运算逻辑单元构成。每个位上的ALU电路包括全加器和函数发生器。实际上，在全加器的基础上扩展其功能以实现多种算术/逻辑运算。为了进行各种类型的计算，An、Bn数据不能直接与全加器相连，它们受制于功能变量F3至F1的控制；通过将这些数据以及Xn 、Yn和下一位进位Cn-1输入到全加器中来实现所需的功能运算。其中，C0为最低位的进位输入端，而C4是最高位的进位输出端。Sn表示每个单元的结果。 一个基本算术/逻辑运算单元的逻辑表达式如下所示：
     
  • 计算机组成原理实验一：四位ALU算术逻辑单元的设计与实现
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    本实验旨在设计并实现一个四位ALU（算术逻辑单元），帮助学生理解计算机硬件中执行基本运算的核心部件的工作原理。通过本次实验，参与者将掌握数字电路的基础知识及Verilog或VHDL语言的编程技巧，并在FPGA平台上验证其设计功能。 一. 实验目的 1. 了解ALU的功能及使用方法。 2. 认识并掌握超前进位的设计方法。 3. 掌握ALU的逻辑电路组成结构。 4. 理解并应用ALU的设计方法。 二. 实验原理 根据结构原理图，本实验中的运算逻辑单元（ALU）由四个一位的ALU单元构成。每个位上的ALU电路包括全加器和函数发生器。实际上，在全加器的基础上扩展其功能以实现所需的多种算术/逻辑运算。由于需要进行多种操作，An、Bn数据不能直接与全加器相连，它们受制于功能变量F3到F1的控制作用。因此，利用An、Bn数据和这些功能变量生成Xn 、Yn信号，并将这两个信号以及下一位进位Cn-作为输入传递给电路。
     
  • 计算机组成原理实验——8位算术逻辑单元(ALU)运算
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    本实验旨在通过设计与实现一个8位算术逻辑单元（ALU），深入理解计算机硬件的基本操作。参与者将学习并实践不同类型的算术和逻辑运算，为后续的计算机系统课程打下坚实基础。 计算机组成原理实验——8位算术逻辑运算ALU，华农信软学院实验报告。
     
  • 计算机组成原理中四位ALU算术逻辑单元设计实验
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    本实验为《计算机组成原理》课程中的实践环节，聚焦于四位ALU（算术逻辑单元）的设计与实现。通过Verilog或VHDL语言编程，学习者将掌握ALU的基本架构、功能模块划分及其在小型计算系统中的应用，旨在强化对计算机硬件工作的理解及数字电路设计技能的培养。 四位ALU算术逻辑单元的Word文档适用于中山大学的学生使用。
     
  • 南京邮电大学电工电子实验B第七实验（组合逻辑电路实验二）
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    本实验为南京邮电大学电工电子课程的一部分，重点在于设计和实现组合逻辑电路。学生将通过实践操作巩固理论知识，掌握基本的数字电路设计技能。 南京邮电大学电工电子实验B的第七个实验是组合逻辑电路实验2。
     
  • 南京邮电大学计算机网络实验三：ACL实验
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    本实验为南邮大计算机网络课程的一部分，旨在通过配置访问控制列表（ACL）来增强学生对网络安全的理解与实践技能。参与者将学习如何保护网络免受未授权访问，同时允许必要流量流通，确保系统安全性和稳定性。 ### 南京邮电大学计算机网络实验三（ACL 实验） #### 实验背景 在现代网络管理与维护过程中，访问控制列表 (Access Control List, 简称 ACL) 作为一种重要的安全机制被广泛应用。通过合理配置 ACL，网络管理员能够实现对网络流量的精细化控制，确保网络安全的同时提升网络性能。本次实验旨在通过具体的实践操作帮助学生深入了解并掌握 ACL 的基本概念及其配置方法。 #### 实验目的和要求 本实验的主要目标是让学生熟悉思科路由器的操作系统 IOS，并掌握以下技能： 1. **了解路由器的硬件结构与接口类型**：熟悉不同类型的接口及其功能。 2. **掌握基本的路由器配置命令**：学会如何进行初始配置，如设置路由器名称、密码等。 3. **配置标准 ACL**：通过配置标准 ACL 来实现特定 IP 地址或子网的访问控制。 4. **配置扩展 ACL**：学习如何使用扩展 ACL 对数据包中的更多字段进行过滤，例如源 IP 地址、目的 IP 地址和端口号等。 5. **验证 ACL 的效果**：通过 ping 和 telnet 命令测试不同主机间的通信情况，确保 ACL 配置符合预期。 #### 实验环境 - **实验设备**：个人电脑 (PC) 与 Cisco Packet Tracer 软件。 - **软件环境**：Cisco Packet Tracer 提供了一个模拟真实网络环境的平台，在这里可以构建、配置和测试网络设备。 #### 实验步骤与结果分析 ##### 1. 路由器的配置与连线 首先需要确保路由器之间的正确连接。实验中涉及到三个路由器，它们通过串行接口相连以进行后续 ACL 配置测试。 - **命名规则**：使用“学号后四位或序号 + 姓名首字母缩写”作为设备名称。例如，如果学号最后四位是1234且姓名为张三，则命名为 1234ZS。 ##### 2. 标准 ACL 配置 - **标准 ACL 表**：用于基于源 IP 地址控制数据包的传输。可以通过配置不同的规则实现以下效果： - 允许一个主机 ping 并 telnet 三个路由器。 - 一台主机可以 ping 通三个路由器，但无法 telnet 这些路由器。 - 一台主机可以 ping 通所有路由器，但只能 telnet 直连的路由器。 示例配置如下： ```plaintext Router(config)# ip access-list standard ACL-NAME Router(config-std-nacl)# permitdeny ip source-address wildcard-mask ``` - **具体配置实例**：以二号路由器为例，在其标准 ACL 表中，“3”用来阻止pc2和pc0的 telnet 请求， “4” 用来阻止 pc0 的 ping 请求。 ##### 3. 扩展 ACL 配置 - **扩展 ACL**：除了源 IP 地址外，还可以根据目的 IP 地址、协议类型（如 TCP 或 UDP）以及端口号等条件进行过滤。 - **配置要求**：在确保所有路由器配置完成后，需满足： - 一个主机可以 ping 并 telnet 三个路由器。 - 一台主机可以 ping 通三个路由器，但无法 telnet 这些路由器。 - 一台主机可以 telnet 所有路由器，但不能 ping 通过这些路由器。 示例配置如下： ```plaintext Router(config)# ip access-list extended ACL-NAME Router(config-ext-nacl)# permitdeny protocol source-address wildcard-mask destination-address wildcard-mask ``` - **具体配置实例**：一号路由器的标准 ACL 配置示例如下： ```plaintext Router(config)# ip access-list standard ACL-1 Router(config-std-nacl)# deny tcp 192.168.0.2 0.0.0.255 any eq telnet Router(config-std-nacl)# permit ip any any ``` ##### 4. 测试与验证 - **ping 命令**：用于测试主机间的基连通性。 - **telnet 命令**：用于验证远程登录是否成功。 示例结果如下： - pc1 对三台路由器的 ping 测试确认了连接正常。 - pc1 对三台路由器的 telnet 测试验证了远程访问权限。 - pc0 对其他两台 PC 的 ping 测试检查了特定主机间的连通性。 - **pc0** 对三台路由器的 telnet 测试进一步验证 ACL 配置的有效性。 #### 实验总结 在实验过程中，学生可能会遇到一些问题，例如配置错误导致无法达到预期效果。此时建议： - 仔细阅读文档：再次核对官方文档或教材中的配置步骤。 - 利用 Packet Tr