实验二：输寄存器实验解析
寄存器的输入与输出接口实验
寄存器的输入与输出接口实验概述：本实验旨在通过使用寄存器的输入与输出接口，掌握寄存器在计算机系统中的作用及使用方法。
通过实际搭建和测试电路，了解寄存器的输入和输出接口的工作原理，并验证其正确性。
实验环境：- 电脑- 开发板- 数据线- 逻辑分析仪实验步骤：1. 连接开发板和电脑，确保连接稳定。
2. 打开开发板的软件界面，在寄存器模块中找到输入和输出接口设置。
3. 根据实验要求，设置并配置输入接口的相关参数，如数据位宽、时钟信号等。
4. 确认配置无误后，连接逻辑分析仪，并对输入接口进行检测。
5. 基于实验要求，使用逻辑分析仪发送指定的输入数据，并观察输出结果。
6. 记录实验数据，并与预期输出进行比对。
7. 如果实验结果与预期相符，说明寄存器的输入与输出接口设置正确。
如果不符，检查设置和连接是否有误，并进行修改和调试。
8. 根据实验需要，可以进行多组数据的输入输出测试，以验证接口的稳定性和可靠性。
9. 实验结束后，关闭软件界面和设备连接，整理相关实验数据和记录。
实验注意事项：1. 连接电路时要确保电源接地可靠，防止电路冲突和故障。
2. 寄存器的输入与输出接口参数设置应准确无误，避免出现配置错误。
3. 在进行数据输入和输出时，要注意电平的稳定性和信号的准确性，以保证实验结果的正确性。
4. 对于实验结果不符合预期的情况，要耐心进行排查和调试，找出问题的所在并加以修正。
5. 实验过程中要保持实验环境整洁，避免外部干扰对实验结果的影响。
实验结果分析：通过以上实验步骤，我们能够得到预期的输入和输出接口设置，并且实验结果与预期相符。
这表明寄存器的输入和输出接口的设置正确，能够按照我们的要求进行数据输入和输出。
寄存器的输入和输出接口在计算机系统中扮演着重要的角色，通过实验的操作，我们能够更好地掌握其工作原理，并对寄存器的应用有更深入的了解。
结论：寄存器的输入与输出接口实验通过实际的操作与测试，使我们更加熟悉了寄存器在计算机系统中的作用和使用方法。
寄存器及数据输出实验
EMRD
K3
EM存储器读能
低电平有效
6
IRCK
CLOCK
µPC工作脉冲
上升沿打入
1、µPC加一实验
设置控制信号为：
K3(EMRD)
K2(EMWR)
K1(EMEN)
K0(IREN)
按一次CLOCK一次，CLOCK产生一个上升沿，µPC的输出数据被加一。
2、µPC预置数据实验
用二进制开关K23~K16将数据送到数据总线（DBUS），置数据??H
四、思考题
寄存器
1、AEN、WEN同时为高电平或同时为低电平时，给出CLOCK上升沿，会有什么结果？并解释之
AEN WEN同时为低电平时A W寄存器同时写入数据AEN WEN同时为高电平时A W寄存器都不写入数据
有图可知AEN WEN分别与CK相连进行或运算，CLOCK上升沿时同进同不进
2、寄存器组的数据读出与CLOCK脉冲是否有关系？由此说明寄存器的数据打入与读出在控制上的差别。
MAROE、MAREN、STEN、OUTEN为MAR、ST、OUT寄存器控制信号。
MAROE：控制MAR内容是否输出到ABUS。
MAREN、STEN、OUTEN分别控制DBUS中数据写入寄存器的选定。011--MAR、101--ST、110--OUT。
计数器
1、请叙述程序计数器PC、微程序计数器µPC工作原理，两者在预置条件上有何区别？
K1（SB）
K0（SA）
0
1
0
0
液晶显示为：55
读R1：
置控制信号：
K11（RRD）
K10（RWR）
K1（SB）
K0（SA）
0
1
0
1
寄存器的多功能性能实验
寄存器的多功能性能实验寄存器是计算机中非常重要的组成部分，它们具有多种功能，能够满足不同的需求。
本文将对寄存器的多功能性能进行实验探究，通过实验结果来验证其功能和性能。
一、引言在计算机系统中，寄存器是一种数据存储器件，用于存储指令、数据和地址等信息。
寄存器具有快速读写速度和存储容量有限等特点，但同时也具备多种功能。
本次实验将通过具体的测试来了解和验证寄存器的多种功能。
二、寄存器的存储功能实验1. 实验目的通过本次实验，我们将了解寄存器的存储功能，并验证其存储容量与读写速度。
2. 实验步骤（1）选择一块适用的寄存器芯片，并准备连接线路。
（2）编写测试程序，在寄存器中存储一定数量的数据。
（3）观察并记录存储数据的过程，包括写入时间和写入结果。
（4）使用读取操作读取寄存器中的数据，并记录读出时间和读出结果。
3. 实验结果经过实验测试，我们得到了以下结果：（1）写入时间：在一定数据量条件下，寄存器的写入时间基本稳定，能够实时完成数据写入。
（2）写入结果：寄存器按照设定的地址顺序存储数据，写入准确无误。
（3）读取时间：寄存器的读取操作非常迅速，几乎可以实时返回读取结果。
（4）读取结果：通过读取操作，我们能够准确读取到寄存器中存储的数据。
4. 结论通过上述实验，我们验证了寄存器的存储功能，能够按照指定地址存储和读取数据，并具备较快的读写速度。
三、寄存器的状态存储功能实验1. 实验目的通过本次实验，我们将了解寄存器的状态存储功能，并验证其能够保存和传递计算结果。
2. 实验步骤（1）选择适合的寄存器，并准备相应的测试电路。
（2）编写测试程序，将计算结果存储到寄存器中。
（3）观察并记录存储数据的过程，包括写入时间和写入结果。
（4）通过其他计算操作，读取寄存器中的数据，并验证结果的准确性。
3. 实验结果经过实验测试，我们得到了以下结果：（1）写入时间：寄存器的写入时间非常短，几乎可以忽略不计。
（2）写入结果：寄存器能够准确地存储计算结果，并能够在读取时传递给其他部件使用。
寄存器实验实验报告
寄存器实验实验报告寄存器实验实验报告一、引言寄存器是计算机中一种重要的数据存储器件，用于暂时存储和传输数据。
在计算机系统中，寄存器扮演着关键的角色，能够提高计算机的运算速度和效率。
本实验旨在通过实际操作，深入了解寄存器的工作原理和应用。
二、实验目的1. 理解寄存器的概念和作用；2. 掌握寄存器的基本操作方法；3. 学习寄存器在计算机系统中的应用。
三、实验器材和方法1. 实验器材：计算机、开发板、示波器等；2. 实验方法：通过编程控制，利用开发板上的寄存器进行数据存储和传输。
四、实验步骤1. 连接开发板和计算机，并进行相应的驱动安装；2. 打开开发板的开发环境，编写程序代码；3. 设置寄存器的初始值，并将数据存入寄存器；4. 通过编程控制，将寄存器中的数据传输到其他设备或存储器；5. 进行数据读取和验证，确保寄存器的正常工作。
五、实验结果与分析经过实验，我们成功地使用寄存器进行了数据存储和传输，并通过读取数据进行了验证。
寄存器在计算机系统中起到了至关重要的作用，它可以快速暂存数据，提高计算机的运算效率。
在实际应用中，寄存器广泛用于存储指令、地址和数据等信息。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了寄存器的工作原理和应用。
寄存器作为计算机系统中的重要组成部分，对于提高计算机的运算速度和效率起到了关键的作用。
掌握寄存器的基本操作方法，对于编程和计算机系统的理解都具有重要意义。
在今后的学习和工作中，我们将继续深入研究寄存器的相关知识，不断提升自己的技术水平。
七、参考文献[1] 计算机原理与接口技术. 李春葆, 刘燕, 张洪岩. 清华大学出版社, 2019.[2] 计算机组成与设计：硬件/软件接口. David A. Patterson, John L. Hennessy. 机械工业出版社, 2016.以上就是本次寄存器实验的实验报告，通过实际操作和实验结果的分析，我们对寄存器的工作原理和应用有了更深入的了解。
寄存器的读取与写入操作实验
寄存器的读取与写入操作实验寄存器是计算机中的重要组成部分，用于存储和处理数据。
在计算机系统中，有许多寄存器，每个寄存器都有特定的用途和功能。
本文将重点探讨寄存器的读取和写入操作的实验过程和注意事项。
一、实验目的本实验旨在通过实际操作，了解寄存器的读取和写入操作的过程，并掌握相关的方法和技巧。
通过实验可以加深对寄存器的理解，提高对计算机硬件的认知。
二、实验材料与设备1. 计算机硬件设备：主机、键盘、显示器等。
2. 实验软件：任选一款编程软件，如汇编语言仿真器等。
三、实验步骤1. 准备工作：a. 打开计算机，并确保硬件设备正常运行。
b. 载入所选的编程软件，并准备进行编程操作。
2. 读取寄存器：a. 在编程软件中，选择要读取的寄存器。
b. 编写相应的代码，用于读取寄存器中的数据。
c. 运行代码，并观察寄存器中的数据是否被成功读取。
3. 写入寄存器：a. 在编程软件中，选择要写入的寄存器。
b. 编写相应的代码，用于向寄存器中写入数据。
c. 运行代码，并检查数据是否成功写入寄存器。
4. 实验数据记录与分析：a. 记录读取和写入寄存器的代码和过程。
b. 分析实验结果，观察是否有错误或异常情况。
c. 总结寄存器读取和写入操作的注意事项和技巧。
四、实验注意事项1. 确保实验环境安全，避免因操作不当导致的硬件损坏。
2. 编写代码时，注意语法和格式的正确性，避免出现编译错误。
3. 在编程过程中，仔细检查代码逻辑，避免出现数据错误或意外情况。
4. 在实验过程中，及时保存和备份相关数据和代码，以防数据丢失。
五、实验结果与分析经过实验操作，我们成功读取和写入了寄存器中的数据。
通过观察实验结果，我们可以清楚地了解寄存器的读取和写入操作的步骤和方法。
同时，我们还可以根据实验数据进行进一步的分析和研究，以提高对寄存器的理解和应用能力。
六、实验总结通过本次寄存器的读取与写入操作实验，我们对寄存器的功能和使用方法有了更深入的了解。
计算机组成原理实验报告-寄存器实验
千里之行，始于足下。
计算机组成原理实验报告-寄存器实验计算机组成原理实验报告-寄存器实验》一、实验目的本次实验旨在通过设计和实现一个基本的寄存器，加深对计算机组成原理中寄存器的理解，并掌握寄存器在计算机中的应用。
二、实验设备及软件1. 实验设备：计算机2. 实验软件：模拟器软件Mars3. 实验材料：电路图、线缆、元器件三、实验原理寄存器是计算机的一种重要组成部分，用于存储数据和指令。
一个基本的寄存器通常由一组触发器组成，可以存储多个位的信息。
本实验中，我们需要设计一个16位的寄存器。
四、实验步骤1. 确定寄存器的结构和位数：根据实验要求，我们需要设计一个16位的寄存器。
根据设计要求，选择合适的触发器和其他元器件。
2. 组装寄存器电路：根据电路图，将选择好的元器件按照电路图连接起来。
3. 连接电路与计算机：使用线缆将寄存器电路连接到计算机的相应接口上。
4. 编写程序：打开Mars模拟器软件，编写程序来测试寄存器的功能。
可以编写一段简单的程序，将数据写入寄存器并读取出来，以验证寄存器的正确性。
5. 运行程序并测试：将编写好的程序加载到Mars模拟器中，并运行程序，观察寄存器的输出和模拟器的运行结果。
第1页/共3页锲而不舍，金石可镂。
五、实验结果在本次实验中，我们成功设计和实现了一个16位的寄存器，并进行了相关测试。
经过多次测试，寄存器的功能和性能良好，能够准确地存储和读取数据。
六、实验心得通过本次实验，我对寄存器的结构和工作原理有了更深入的了解。
寄存器作为计算机的一种重要组成部分，起着存储和传输数据的作用。
通过实际操作和测试，我更加清楚了寄存器在计算机中的应用和重要性。
在实验过程中，我遇到了一些问题，如电路连接不稳定、程序错误等，但通过仔细检查和调试，最终解决了这些问题。
这次实验也让我深刻体会到了学习计算机组成原理的重要性，只有深入理解原理并通过实践运用，才能真正掌握计算机的工作原理和能力。
通过这个实验，我有了更深入的认识和理解，对计算机组成原理的学习也更加系统和完整。
寄存器实验实验报告
寄存器实验实验报告在学习计算机组成原理的过程中，寄存器可是个至关重要的概念。
为了更深入地理解它，咱进行了一场有趣的寄存器实验。
实验开始前，看着那一堆实验设备和线路，心里还真有点小紧张。
毕竟这可不是闹着玩的，一个不小心接错线，可能整个实验就泡汤了。
不过，咱还是鼓起勇气，准备大干一场！实验中用到的主要设备有数字逻辑实验箱、导线、示波器等等。
我们的任务是通过连接线路，实现对寄存器的读写操作，并观察数据的变化。
先来说说寄存器的基本原理吧。
寄存器就像是计算机里的一个个小抽屉，专门用来存放数据。
它具有快速存储和读取数据的能力，是计算机运行的重要组成部分。
开始动手连接线路啦！这可真是个细致活儿。
我小心翼翼地拿着导线，眼睛紧紧盯着实验箱上的插孔，生怕插错了地方。
每插一根线，都感觉像是在完成一项艰巨的任务。
好不容易把线路连接好了，接下来就是输入数据进行测试。
当我按下第一个数据输入按钮时，心里别提多期待了。
眼睛一直盯着示波器的屏幕，盼着能看到正确的数据显示。
哎呀！没想到第一次居然出错了。
数据显示得乱七八糟，完全不是我想要的结果。
这可把我急坏了，赶紧检查线路，看是不是哪里接错了。
经过一番仔细的排查，终于发现原来是有一根导线接触不良。
重新接好后，再次输入数据，这次终于成功啦！看着示波器上显示出正确的数据，那种成就感简直爆棚。
在实验过程中，我还发现了一个有趣的现象。
当连续输入多个数据时，寄存器会按照先后顺序依次存储，就像排队一样，整整齐齐。
而且读取数据的时候，也是按照存储的顺序一个一个来，可听话了。
通过这次实验，我对寄存器有了更直观、更深刻的理解。
以前在书本上看到的那些抽象的概念，现在都变得清晰起来。
我明白了寄存器的工作原理，知道了它是如何存储和读取数据的，也更加体会到了计算机内部运行的神奇之处。
回想起刚开始面对实验设备时的紧张和迷茫，再看看现在成功完成实验后的喜悦和满足，真的是感慨万千。
这次实验不仅让我学到了知识，还锻炼了我的动手能力和解决问题的能力。
实验二 IO口的输入与输出
主讲人:
宋淇
一、实验目的：
了解IO口的结构 熟源自IO口的特性 掌握IO口的控制二、实验仪器：
ATmage16实验板 一块 ISP单片机下载线 一条 PC机 一台
三、实验原理：
作为通用数字I/O 使用时，AVR 所有的I/O 端口都具有真正的读- 修改 - 写功能。这意味着用SBI 或CBI 指令改变某些管脚的方向( 或者是端口电 平、禁止/ 使能上拉电阻) 时不会改变其他管脚的方向( 或者是端口电平、 禁止/ 使能上拉电阻)。输出缓冲器具有对称的驱动能力，可以输出或吸收 大电流，直接驱动LED。所有的端口引脚都具有与电压无关的上拉电阻。 并有保护二极管与VCC 和地相连，如 Figure23 所示。在控制I/O时，分别 由方向寄存器DDRX与数据寄存器PORTX控制I/O的状态，如下表。
Figure 23. I/O 引脚等效原理图
所有的寄存器和位以通用格式表示：小写的“x” 表示端口的序号， 而小写的“n” 代表位的序号。但是在程序里要写完整。例如，PORTB3 表示端口B 的第3 位，而本节的通用格式为PORTxn。物理I/O 寄存器和 位定义列于P63“I/O 端口寄存器的说明” 。 每个端口都有三个I/O 存储器地址: 数据寄存器 – PORTx、 数据方向 寄存器 – DDRx 和端口输入引脚地址– PINx。数据寄存器和数据方向寄 存器为读/ 写寄存器，而端口输入引脚为只读寄存器。但是需要特别注 意的是，对PINx 寄存器某一位写入逻辑"1“ 将造成数据寄存器相应位的 数据发生"0“ 与“1“ 的交替变化。当寄存器MCUCR 的上拉禁止位PUD 置位时所有端口引脚的上拉电阻都被禁止。
端口引脚配置图
寄存器实验实验报告
寄存器实验实验报告一. 引言寄存器是计算机中重要的数据存储器件之一，用于存储和传输数据。
通过对寄存器进行实验，我们可以更好地理解寄存器的工作原理和应用。
本实验旨在通过设计和测试不同类型的寄存器，深入掌握寄存器的各种功能和操作。
二. 实验设计本实验设计了两个寄存器的实验，分别为移位寄存器和计数器寄存器。
1. 移位寄存器实验移位寄存器是一种特殊的串行寄存器，它能够实现对数据位的移位操作。
本实验设计了一个4位的移位寄存器，分别使用D触发器和JK触发器实现。
实验步骤如下：1) 首先，根据设计要求将4个D或JK触发器连接成移位寄存器电路。
2) 确定输入和输出端口，将输入数据连接到移位寄存器的输入端口。
3) 设计测试用例，输入测试数据并观察输出结果。
4) 分析实验结果，比较不同触发器类型的移位寄存器的性能差异。
2. 计数器寄存器实验计数器寄存器是一种能够实现计数功能的寄存器。
本实验设计了一个二进制计数器，使用T触发器实现。
实验步骤如下：1) 根据设计要求将多个T触发器连接成二进制计数器电路。
2) 设计测试用例，输入计数开始值，并观察输出结果。
3) 测试计数的溢出和循环功能，观察计数器的行为。
4) 分析实验结果，比较不同计数器位数的性能差异。
三. 实验结果与分析在实验过程中，我们完成了移位寄存器和计数器寄存器的设计和测试。
通过观察实验结果，可以得出以下结论：1. 移位寄存器实验中，无论是使用D触发器还是JK触发器，移位寄存器都能够正确地实现数据位的移位操作。
而使用JK触发器的移位寄存器在性能上更加优越，能够实现更复杂的数据操作。
2. 计数器寄存器实验中，二进制计数器能够准确地实现计数功能。
通过设计不同位数的计数器，我们发现位数越多，计数范围越大。
综上所述，寄存器是计算机中重要的存储器件，通过实验我们深入了解了寄存器的工作原理和应用。
移位寄存器和计数器寄存器都具有广泛的应用领域，在数字电路设计和计算机系统中起到了重要作用。
实验二 通用寄存器实验
实验二通用寄存器实验一、实验目的⒈熟悉通用寄存器概念以及它在运算器中的作用。
⒉熟悉通用寄存器的组成和硬件电路。
二、实验要求完成3个通用寄存器的数据写入与读出。
三、实验原理实验中所用的通用寄存器数据通路如图2-1所示。
由三片8位字长的74LS374组成R0、R1、R2寄存器组成。
三个寄存器的输入接口用一8芯扁平线连至BUS总线接口，而三个寄存器的输出接口用一8芯扁平线连至BUS总线接口。
图中R0-B、R1-B、R2-B经CBA二进制控制开关译码产生数据输出选通信号（详见表2-1），LDR0、LDR1、LDR2为数据写入允许信号，由二进制控制开关模拟，均为高电平有效；T4信号为寄存器数据写入脉冲，上升沿有效。
在手动实验状态（即“L”状态）每按动一次【单步】命令键，产生一次T4信号。
图2-1通用寄存器单元电路表2-1通用寄存器单元选通真值表四、实验连线图2-2实验连线示意图按图2-2所示，连接实验电路：①总线接口连接：用8芯扁平线连接图7-2-2中所有标明“”或“”图案的总线接口。
②控制线与时钟信号“”连接：用双头实验导线连接图2-2中所有标明“”或“”图案的插孔（注：Dais-CMH的时钟信号已作内部连接）。
五、实验内容（一）通用寄存器的写入拨动二进制数据开关向R0和R1寄存器置数，具体操作步骤如下：注：【单步】键的功能是启动时序电路产生T1~T4四拍单周期脉冲（二）通用寄存器的读出关闭数据输入三态(SW-B=0)，存储器控制端CE=0，令LDR0=0、LDR1=0、LDR2=0，分别打开通用寄存器R0、R1、R2输出控制位，置CBA=100时，按【单步】键，数据总线单元显示R0中的数据01H；置CBA=101时，按【单步】键。
数据总线单元显示R1中的数据80H；置CBA=110时，按【单步】键，数据总线单元显示R2中的数据（随机）。
六、实验思考题思考题2.1：由数据开关分别向R0、R1、R2等寄存器置数时，需要用到那些控制信号？这些控制信号的作用分别是什么？思考题2.2：通用寄存器R0、R1、R2的地址分别是多少？能否同时选择其中的二个寄存器？为什么？。
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成绩：
计算机原理实验室实验报告
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实验报告格式必须保持原样，蓝色部分按照实验内容自行填写；全班统一使用A4大小纸张，部分困难学生可以使用等大小纸张，自绘实验报告格式；全部实验完成后，学委按照实验顺序把每个学生的实验报告（含首页）装订成册，按照学号顺序排列，提交给实验指导老师（询问代课老师，学校将实验工作指派给了哪位老师）。
学委提交报告时，需要同时提交（附录）实验成绩登记表一份。
其中表头部分课程，班级，班级总人数照实填写，项目填写本学期本课程的实验数量；学号姓名栏按照顺序填写，报告一栏填写该同学交报告的份数（每项目每人一份报告）；出勤和成绩栏留空，由实验室填写；特殊情况填写在备注处，若空间不够请写于背面并在备注处标明；若有学号超过58号的情况，请在背后按照格式登记所有项目；空学号可以不留空位置，顺序递进。
课程：计算机组成原理
姓名：刘翔翔
专业：软件工程
学号：1420561 21
日期：2016年6月
太原工业学院
计算机工程系
实验二：输寄存器实验
实验环境PC机＋Win 7＋proteus仿真器实验日期2016.06.01 一．实验内容
基本要求
1.理解CPU运算器中寄存器的作用
2.设计并验证寄存器组（至少四个寄存器）
扩展要求
3.实现更多的寄存器（至少8个）
思考题：
思考随着寄存器的增多，电路设计的复杂度是什么比例增大？
二．理论分析或算法分析
1.基本要求
使用74LS373充当寄存器，74LS139做地址译码，74LS245用作输入，数码管显示寄存器内的数据。
74LS139为二-四译码器，用两根线作为地址线接到74LS139的输入端，输出端分别接到每个74LS373的OE上，再用一个74LS139配合反相器产生控制每个74LS373的LE的信号。
74LS245的输出端分别对应接到373输入端的每个管脚上的。
74LS373的输出端对应接到数码管的对应管教上，以实现数据的显示。
先在各个寄存器中输入不同的数据，然后关闭74ls248(输入)，选择不同的373(寄存器)，在数码管上显示不同的数据。
2.扩展要求
与基本要求相比大体不变，地址译码部分选择74LS138来做地址译码器。
原理图连接方式原理不变，验证方式不变。
三．实现方法（含实现思路、程序流程图、实验电路图和源程序列表等）
1.基本要求
以下是4个寄存器的原理图连接：
在U1~U4分别存入0x00，0x02，0x01，0x21，然后关闭74LS245，SW11和SW12为地址线，验证寄存器的存储功能。
U2中存储的数据为0x02：
U4中存储的数据为0x21：
到此，四个寄存器组的验证实验完成。
2.扩展要求
以下是8个寄存器的原理图连接：
分别在8个寄存器（R0~R7）中存入0x00，0x11，0x22，0x33，0x44，0x55，0x66，0x77。
验证方式不变
以下分别为输出锁存的验证状态图：
计算机原理实验室实验报告
四．实验结果分析（含执行结果验证、输出显示信息、图形、调试过程中所遇的问题及处理方法等）通过上述步骤验证了实验的基本要求与扩展要求,实现了寄存器组输入锁存与锁存输出功能。
思考题：
随着寄存器的增多，系统的寻址系统越来越复杂，，每多一根地址线，寄存器的数量就可以扩大一倍，寻址系统相应的扩大N倍，所以随着寄存器的增多，电路系统以1：（1+N）的比例增大。
五．结论
完成了本次实验要求的验证寄存器组的寄存功能实验内容。
了解并掌握了74LS373、74LS139、74LS138等芯片的引脚功能以及基本的使用方法。
10。