计算机组成原理实验指导书(JSY4)
计算机组成原理实训指导书
计算机组成原理实训指导书一、课程基本知识1、实训目的：《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业本科教学中的一门重要专业基础课。
在计算机科学与技术和信息管理与信息系统专业的教学计划中占有重要地位和作用。
学习本课程旨在使学生掌握计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术，建立计算机系统的整体概念，对培养学生设计开发计算机系统的能力有重要作用。
在实训学习和实践过程中，学生以构建计算机系统整体框架为主线，进行相关实际的设计和操作。
学生通过对计算机组成原理课程的学习，已经初步掌握了计算机组成原理中所涉及到的基础知识。
为了加强计算机系统组成原理的整体理解，开设课程实训课，使学生对计算机系统组成原理有更全面的理解，进一步提高学生对计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术的理解和掌握，强化学生的系统意识，培养学生设计开发计算机系统的能力，同时为后续课程的学习夯实基础。
实训的主要目的是：（1）使学生对计算机系统组成原理有更全面的理解。
（2）进一步提高学生对计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术的理解和掌握。
（3）强化学生的系统意识。
（4）培养学生设计开发计算机系统的能力。
（5）为后续课程的学习夯实基础。
2、实训内容：（1）模型机组成原理实验（2）模型机的I/O实验（3）模型机的中断处理功能实验（4）存储器扩展实验3、实训所用设施：PC机20台、、Windows XP操作系统、EL-JY-II型计算机组成原理实验箱20台、若干排线4、实训任务及要求：（1）模型机组成原理实验(必做)基本要求：掌握各部件功能，组成一个计算机整机系统――模型机；了解微程序控制器是如何控制模型机运行的，掌握整机动态工作过程；掌握微程序的编写和调试。
（2）模型机的I/O实验基本要求：在组成一台完整的计算机整机系统――模型机的基础上，控制真实的外围接口；理解8255接口芯片的基本工作原理。
（3）模型机的中断处理功能实验基本要求：掌握中断响应、中断处理的流程及实现方法；掌握中断微程序的编写和调试。
《计算机组成原理》实验指导书
《计算机组成原理》实验指导书实验一、3～8译码器的设计1．实验目的和要求熟悉ispEXPERT SYSTEM 软件的原理图绘制和编程方法。
了解计算机硬件电路的设计和调试方法。
熟悉、掌握组合逻辑电路的设计方法。
2．实验内容由组合逻辑电路知识可知，采用与门实现的3线～8线译码器的逻辑方程如下： 利用组合逻辑门电路，设计一个3～8译码器，原理图如下：并验证逻辑是否正确。
3.实验提示先根据附录一熟悉ispEXPERT SYSTEM用原理图方式输入组合逻辑门电路连接计算机组成原理实验装置，编程下载ispLSI1032E 拨动开关观察记录LED 显示结果完成实验后，每位同学提交一份实验报告（手写），格式参照附件一。
注：引脚1.开关（输入）：K0~K7： 53~60K8~K15 ： 26~33 开关向上为1，向下为0 灯（输出）：LED0~LED7 ：76~83 LED8~LED15：3~10 L0~L7： 45~52 L8~L15： 34~412.输入输出都要添加缓冲器：在器件库中选择C ：\…\GENERIC\IOPADS.LIB1270126012501240123012201210120a a a y a a a y a a a y a a a y a a a y a a a y a a a y a a a y ========3.引脚锁定：菜单项ADD ，选命令，出现Symbol Attribute Editor 对话框，单击需要定义属性的输入输出PAD ，在对话框中选SynarioPin 属性，输入引脚号。
（2）选择器件 （3）输入源文件（4）编译、仿真源文件 （5）适配在项目管理器窗口，点击左边窗口中的ispLSI1032E-70LJ84,右边窗口双击FitDesign,出现绿色对号，则设计正确，红色错号，存在严重错误。
（6）下载（烧录）将实验系统电源连好使用专用下载电缆将实验系统和微机连好。
《计算机组成原理》实验课教学指导书前言
《计算机组成原理》实验课教学指导书 前言 《计算机组成原理》是计算机和计算机类专业的主干必修课之一。
它以层次结构的观点，以信息加工、处理为主线，讨论了计算机的一般结构及工作原理。
通过教学使学生掌握计算机硬件系统中各大部件的组成原理、逻辑实现方法及互联成整机的技术。
《计算机组成原理》是一门有很强的实践性课程。
在教学中应该既重视课堂理论教学又应重视实验实践教学。
在实验中通过动手，促进动脑，加强学生对计算机各大部件组成原理的理解，掌握数据信息和控制信息的流向和控制的时序。
从而达到培养学生设计、调试和开发计算机系统的能力。
《计算机组成原理实验指导书》是计算机科学与技术专业计算机组成原理课程的实验教材。
目的在于加强学生的基本实验技术和工程设计技术的训练，培养和提高学生的基本操作技能和实际动手能力，使学生掌握计算机硬件及系统中各大部件的组成原理、逻辑实现、设计方法及互连构成整机的技术；培养学生在硬件系统的分析、设计、开发、使用和维护方面的能力。
根据实验大纲要求，共包含7个实验。
通过这7个实验，使学生对计算机的运算器、控制器、存储器、I/O接口的结构和组成原理有个清楚地认识，并掌握中断的原理和中断接口的结构。
目录 实验一 累加器实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１ 实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１ 实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１ 实验步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１ 实验要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２ 实验二 半导体存贮器ＲＡＭ实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ 实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ 实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ 实验内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ 实验连线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 实验步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 实验要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 实验三 微控制器地址，控制，数据总线读时序实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 实验内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 实验连线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 实验步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 实验四 微控制器地址、控制、数据总线写时序实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 实验内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 实验连线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 实验步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７ 实验五 微控制器取指令实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８ 实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８ 实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８ 实验内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８ 实验连线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８ 实验步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８ 实验六 微控制器指令组成实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 实验内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 实验连线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 实验步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０ 实验七 微控制器执行指令实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２ 实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２ 实验原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１２ 三． 实验内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３ 四． 实验连线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３ 五 实验方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１３ 附录一 实验要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１５ 附录二 实验成绩的考核与评定办法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６ 附录三 实验项目设置与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１９ 实验一累加器实验实验目的了解累加器的用途。
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计算机组成原理实验指导书一、实验目的。
本实验旨在通过实际操作，加深学生对计算机组成原理的理解，掌握计算机硬件的基本组成和工作原理，提高学生的动手能力和实际操作能力。
二、实验器材。
1. 计算机主机。
2. 显示器。
3. 键盘。
4. 鼠标。
5. 逻辑分析仪。
6. 示波器。
7. 电源。
8. 万用表。
9. 逻辑门集成电路。
10. 接线板。
11. 连接线。
三、实验内容。
1. 计算机硬件基本组成的实验。
通过拆卸计算机主机，了解各个硬件组件的作用和连接方式，包括主板、CPU、内存、硬盘、显卡、电源等。
并通过重新组装，加深对计算机硬件组成的理解。
2. 逻辑门电路实验。
使用逻辑门集成电路和连接线搭建基本的逻辑门电路，包括与门、或门、非门等，并通过逻辑分析仪观察输入输出的关系，加深对逻辑门原理的理解。
3. 示波器使用实验。
学习示波器的基本使用方法，观察不同信号的波形，了解数字信号和模拟信号的特点，加深对计算机输入输出原理的理解。
4. 电源电压测量实验。
使用万用表测量计算机主板各个电源接口的电压值，了解各个电源接口的作用和电压标准，加深对计算机电源原理的理解。
四、实验步骤。
1. 计算机硬件基本组成的实验步骤。
（1）拆卸计算机主机，观察各个硬件组件的位置和连接方式。
（2）了解各个硬件组件的作用和特点。
（3）重新组装计算机主机，检查各个硬件组件的连接是否正确。
2. 逻辑门电路实验步骤。
（1）根据实验指导书搭建与门、或门、非门电路。
（2）使用逻辑分析仪观察输入输出的关系，记录实验数据。
3. 示波器使用实验步骤。
（1）学习示波器的基本使用方法。
（2）使用示波器观察不同信号的波形，记录实验数据。
4. 电源电压测量实验步骤。
（1）使用万用表测量各个电源接口的电压值。
（2）比较测量结果与电压标准的差异，记录实验数据。
五、实验注意事项。
1. 在拆卸和重新组装计算机主机时，注意防止静电干扰，避免损坏硬件组件。
2. 在搭建逻辑门电路时，注意连接线的接触是否良好，避免信号传输不畅。
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实验一运算器实验实验目的：了解模型机中算术、逻辑运算单元的控制方法。
实验内容：利用CPTH 实验仪的K16..K23 开关做为DBUS 数据，其它开关做为控制信号，将数据写累加器A和工作寄存器W，并用开关控制ALU的运算方式，实现运算器的功能。
实验原理：CPTH 中的运算器由一片CPLD实现，有8 种运算，通过S2，S1，S0 来选择，运算数据由寄存器A及寄存器W 给出，运算结果输出到直通门D。
实验步骤：连接线表1. 将55H写入A寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H置控制信号为：按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。
放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。
2. 将33H写入W寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据33H置控制信号为：按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器W 的黄色选择指示灯亮，表明选择W 寄存器。
放开STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据33H 被写入W 寄存器。
3. 控制运算器运算置下表的控制信号，检验运算器的运算结果注意：运算器在加上控制信号及数据(A,W)后，立刻给出结果，不须时钟。
实验二存储器实验实验目的：了解模型机中程序存储器EM 的工作原理及控制方法。
实验内容：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，实现程序存储器EM 的读写操作。
实验原理：存储器EM 由一片6116RAM 构成，是用户存放程序和数据的地方。
存储器EM 通过一片74HC245与数据总线相连（74HC245：8位三态缓冲门电路，常做为总线收发器使用）。
存储器EM 的地址可选择由PC或MAR 提供。
另外：存储器EM 的数据输出还直接接到指令总线IBUS上，指令总线IBUS 的数据还可以来自一片74HC245。
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计算机组成原理实验指导书青岛科技大学数字技术实验中心目录实验一运算器实验 (1)实验二进位运算和移位运算实验 (7)实验三静态存储器原理实验 (11)实验四数据通路实验 (13)实验五微程序控制器实验 (15)实验六微程序控制器实验 (25)实验一运算器实验一、实验目的1)熟悉实验装置；2)学习算术逻辑单元电路的构成及其工作原理，掌握运算器实验的数据传送通路的结构及不同实验状态下的各运算数据的流程；3)验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能；二、实验设备JYS-4计算机组成原理实验箱及导线若干。
三、实验内容1、实验装置简介JYS-4计算机组成原理实验装置是一种能够通过多种“原理计算机”的设计和构造，来灵活地实现“计算机组成原理”课程的实验教学，以满足不同层次和不同教学环节实验要求的开放式教学实验设备。
使用JYS-4计算机组成原理实验装置可完成运算器实验、进位和移位控制实验、静态存储器原理实验、计算机的数据通路实验、微程序控制器实验、基本模型机的设计与实现实验、带移位运算的模型机的设计与实现等实验。
JYS-4计算机组成原理实验装置采用内、外总线结构，并按开放式结构要求设计了各关联的单元实验电路，除进一步规范了可组成的原理计算机结构外，也为实验教学提供了充足的硬件可设计空间和软件可设计空间，在实验电路构造方面，系统也提供了多种手段，可按部件层次组合方式逐次构造不同结构和复杂程度的部件实验电路及模型计算机。
整个实验仪器是由分散元器件构成，包括计算机中的各组成部件：运算器、存储器、控制器等，这些器件的内部连线已经连好，需要连接的是一些控制信号线。
实验板上对各个器件的划分比较清楚，都用白色框线表示，每个器件的名称也用白色注明。
JYS-4计算机组成原理实验装置具有以下特点：1)系统装置支持三种实验电路构造方式，即实验元件零连线方式（在面包板上自己搭建实验电路）、单元电路跨接方式（使用装置提供的排线通过跨接构造出实验电路）和实验“软连线”方式（使用可编程逻辑器件通过编程设计实验电路）。
计算机组成原理实验指导
《计算机组成原理》实验指导实验一监控程序与汇编语言程序设计实验教学机的监控程序是用教学机的汇编语言实现的，运行在教学机的硬件系统之上。
它的主要功能是支持把计算机终端或PC机仿真终端接入教学机系统，使用这样的设备执行输入/输出操作，运行教学机的有关程序，以更方便直观的形式支持教学机上的各项实验功能，提供教学机汇编语言的可用子程序。
监控程序提供类似PC机DOS系统下的Debug程序的功能，支持A、U、G、P、T、R、D和E共8个监控命令。
监控命令的格式为：单字母的命令名后跟回车，或命令名后跟一个地址参数，或寄存器名（编号）参数。
当有些命令运行时需要参数，但命令名后又不跟参数时，监控程序会从内存指定单元取一个默认的地址参数值，通常为该命令前一次运行后所接收地址。
TEC—2机从终端接收地址、指令，数值时，均用最多4位的16进制数输入与显示，并且不能（或说不必）用跟字符h加以标志。
⑴单条汇编命令A格式：A[adr]这里的[adr]表示此处的地址参数adr为任选项（但选择范围必须为0800H—0FFFH）。
无此参数时，系统将取默认值。
该规则下同。
功能：完成单条指令的汇编操作，把产生出来的TEC—2机的执行代码放入对应的内存单元中。
命令名后的地址是头一条汇编语句的执行码的内存单元地址。
每条语句汇编完成之后，系统将相应修改地址值，以便正确处理下条汇编语句。
在应该输入汇编语句时，不给出汇编语句而直接回车，则结束A命令的运行过程。
若汇编中发现语法错误，用ˆ指明出错位置后请求重新给出正确语句。
要说明，这里的单条汇编功能不很完善，例如不支持语句标号，也不能使用伪指令等。
遇到这些问题，要求使用者直接使用机器码，并通过E命令将其送入相应内存单元。
⑵反汇编命令U格式：U[adr]功能：每次从指定的（或默认的）地址反汇编15条命令，并将结果显示在终端屏幕上。
反汇编完成之后，已将该命令的默认地址修改好。
接下来再键入不带参数的U命令，保证接着从上一次反汇编的最后一条语句之后继续反汇编。
江苏科技大学计算机组成原理实验指导书(含课程设计内容)计算机专业
《计算机组成原理与结构》实验指导书适用专业：计算机科学与技术江苏科技大学电子信息学院2006年9月前言该实验系统是一套完全开放性的实验装置，通过对各计算机结构部件和多种结构模型计算机的设计及实现，可使学生对计算机系统的基本原理有一个清晰的概念和认识，掌握设计计算机系统的原理与方法，能更好地培养学生的创新意识和设计能力。
系统功能特点如下：（1）结构清晰的单元式实验电路，可构造出不同结构及复杂程度的原理性计算机系统采用部件单元式结构，包括运算器及数据通路、存贮器、控制器、信号及时序控制、内总线、外总线、外围接口及输入输出设备、大规模可编程逻辑设计器件等计算机部件单元电路，用户可使用排线连接方式或计算机电子自动逻辑设计方式，根据自己所设计的模型计算机结构方案，来构造出不同结构及复杂程度的原理性计算机，使学生能够对计算机组成结构有清楚的认识和理解。
（2）对实验设计具有完全的开放性，增强学生综合设计能力实验系统所具有的硬软件结构对用户的实验设计具有完全的开放特性，其数据线、地址线、控制线都可由用户来操作连接，系统中的运算器结构、控制器结构及微程序指令的格式及定义均可由用户根据教学需要来做灵活改变或重新设计。
这对于用户自行设计各种结构及不同复杂程度的模型计算机提供了强大的硬软件操作平台，从而避免了单纯验证性的实验模式，极大提高了学生计算机系统的综合设计能力。
（3）通用逻辑器件和大规模可编程逻辑器件相结合，可面向不同层次的学生系统采用通用逻辑器件和大规模可编程逻辑器件并用的方式，既能给熟练掌握复杂逻辑系统设计和CPLD工具的学生提供高档的实验平台，又能对不熟悉这些内容的学生提供易操作的实验平台。
符合循序渐进、先基础后提高的教学原则。
（4）具有实时调试功能的图形方式操作界面系统具有与PC微机联机实时调试的功能，提供了图形方式的调试操作界面，在调试过程中可动态实时显示模型计算机各部件之间的数据传送过程以及各部件和总线上的所有信息。
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计算机组成原理实验指导书青岛科技大学数字技术实验中心目录实验一运算器实验 (1)实验二进位运算和移位运算实验 (7)实验三静态存储器原理实验 (11)实验四数据通路实验 (13)实验五微程序控制器实验 (15)实验六微程序控制器实验 (25)实验一运算器实验一、实验目的1)熟悉实验装置；2)学习算术逻辑单元电路的构成及其工作原理，掌握运算器实验的数据传送通路的结构及不同实验状态下的各运算数据的流程；3)验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能；二、实验设备JYS-4计算机组成原理实验箱及导线若干。
三、实验内容1、实验装置简介JYS-4计算机组成原理实验装置是一种能够通过多种“原理计算机”的设计和构造，来灵活地实现“计算机组成原理”课程的实验教学，以满足不同层次和不同教学环节实验要求的开放式教学实验设备。
使用JYS-4计算机组成原理实验装置可完成运算器实验、进位和移位控制实验、静态存储器原理实验、计算机的数据通路实验、微程序控制器实验、基本模型机的设计与实现实验、带移位运算的模型机的设计与实现等实验。
JYS-4计算机组成原理实验装置采用内、外总线结构，并按开放式结构要求设计了各关联的单元实验电路，除进一步规范了可组成的原理计算机结构外，也为实验教学提供了充足的硬件可设计空间和软件可设计空间，在实验电路构造方面，系统也提供了多种手段，可按部件层次组合方式逐次构造不同结构和复杂程度的部件实验电路及模型计算机。
整个实验仪器是由分散元器件构成，包括计算机中的各组成部件：运算器、存储器、控制器等，这些器件的内部连线已经连好，需要连接的是一些控制信号线。
实验板上对各个器件的划分比较清楚，都用白色框线表示，每个器件的名称也用白色注明。
JYS-4计算机组成原理实验装置具有以下特点：1)系统装置支持三种实验电路构造方式，即实验元件零连线方式（在面包板上自己搭建实验电路）、单元电路跨接方式（使用装置提供的排线通过跨接构造出实验电路）和实验“软连线”方式（使用可编程逻辑器件通过编程设计实验电路）。
我们可以根据实验教学的需要，灵活使用。
2)系统装置提供灵活的操作方式。
即可以通过拨动微程序控制器单元的数据开关（以发光二极管为显示器）以二进制数码进行编程、显示来调试实验程序，也可以通过RS-232C通讯接口与PC微机联机，在PC机上进行编程、传送、装载程序，动态调试和运行程序。
3)系统装置提供图形方式的联机操作软件，可以显示用户设计的实验模型机的逻辑示意图。
在调试过程中可以动态的显示数据流向及数据、地址和控制总线的各种信息，使调试过程形象化。
4)系统装置采用E2PROM作为微程序存储器，从而对程序既能修改又具有断电保护功能每套实验仪器内部都有电源线、排线若干，电源开关在旁侧。
JYS-4硬件系统主要由安装在一块印刷电路大板上的开关、电阻、LED显示器、集成电路等器件构图1-1 系统布局示意图JYS-4计算机组成原理实验装置系统配置如表1-1所示。
表1-1 JYS-4系统的主要配置2、实验原理1) 算术逻辑运算单元电路的结构算术逻辑运算单元电路的结构如图1-2所示，使用2片74LS181以并/串连的形式构成8位字长的ALU，ALU的输出经过一个三态门（74LS245）同数据总线相连。
运算器的两个输入端的数据分别由两个锁存器（74LS273）锁存，锁存器的输入与数据总线相连，数据开关用来给出参与运算的数据，并通过三态门(74LS245)和数据总线相连，数据显示灯与数据总线相连，用来显示数据总线的内容。
在实验过程中，ALU根据不同的运算控制信号对2个锁存器中的二进制数进行相应的算术或逻辑运算。
其运算结果可以经三态门（74LS245）送到数据总线上，挂在数据总线上的指示灯便显示其内容。
图1-2 算术逻辑运算单元数据通路2）算术逻辑运算单元电路的主要控制信号算术逻辑单元电路中用到的控制信号主要有 T4、S0、S1、S2、S3、Cn 、M 、LDDR1、LDDR2、B SW -、B ALU -。
在实际应用中，只需将“W/R UNIT”的T4接至“STATE UNIT”的微动开关KK2的输出端，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲，其中Cn 、B SW -、B ALU -为低电平有效，它们是分别控制运算器进位、数据开关至数据总线的三态门以及运算器输出至数据总线三态门的控制信号。
需要说明的是，在实验过程中必须保证任何时刻最多只能有一路数据出现在数据总线上，B SW -和B ALU -这两个信号不能同时有效，否则会引发数据总线上多个方向的数据流同时存在（如数据开关上的数据和ALU 上的数据同时送往数据总线），这种情况会引发数据总线上的“数据冲突”，很容易导致各自的三态门等器件烧毁，这是一定要注意避免的。
在今后做其他实验的时候更要注意，因为数据的来源越多，引发这种“数据冲突”的可能性就越大。
LDDR1、LDDR2为高电平有效，它们分别是运算器的“A 寄存器”和“B 寄存器”数据锁存控制信号，有效（高电平状态）时当有T4脉冲来临便接收数据，无效时便锁存数据。
S0、S1、S2、S3以及M 和Cn 是运算功能发生器（74LS181）的运算功能控制信号，其状态与功能见74LS181功能表。
四、实验步骤1、 按要求打开实验装置，把上述原理图中用到的单元电路及控制信号与实验装置上各单元电路和相关信号控制开关等实物对照，熟悉应用和操作对象。
2、 本次实验用到的所有数据开关和控制开关如果不在初始状态，则要先将其打到初始状态（即断开状态），在本装置中，开关断开，其输出均为高电平状态（开关指示灯灭）。
3、 按照图1-3连接线路（按照实验一里要求的方法要点接线），连接完毕后要进行仔细检查（每两组之间也要交换检查），确保无误后方可通电实验。
图1-3 实验接线图4、 用二进制数据开关向DR1(寄存器A)和DR2(寄存器B)置运算数据。
其具体步骤如下：1） 再次查看开关单元的ALU-B 开关是否处于初始状态，不在初始状态则打到初始状态（ALU-B=1），关闭ALU 输出的三态门。
2） 接通SW-B 开关，打开数据输入单元的三态门。
3） 分别向寄存器A 和寄存器B 置数，操作流程如下：4） 关闭数据输入三态门，即断开SW-B 开关（使SW-B=1）。
5、 验证寄存器A(DR1)和寄存器B(DR2)中数据的正确性，操作步骤如下：1） 在上述关闭数据输入三态门(SW-B=1)的情况下，打开ALU 输出的三态门(ALU-B=0)。
2） 当置S3、S2、S1、S0、M 于初始状态时，其控制开关均在断开状态，输出信号均为高电平(1)，这时ALU 输出的是寄存器A 里的数据，对照所设置的数据看是否与总线指示灯显示的数据相同。
3） 只接通S2和S0信号的控制开关(使S2=0，S0=0)，其余开关状态不变，拨动输入单元的数据开关生成八位二进制数据X向寄存器A 置数据： LDDR1=1 LDDR2=0 T4=拨动输入单元的数据开关生成八位二进制数据Y向寄存器B 置数据： LDDR1=0 LDDR2=1 T4=这时ALU输出的是寄存器B里的数据，对照所设置的数据看是否与总线指示灯显示的数据相同。
4）经过上述检验，如果两个寄存器所显示的数据与所置入的数据是一致的，表明实验装置所用到的这部分单元电路、实验接线和实验操作都是正确无误的。
否则必有一个或几个实验环节发生错误，必须认真检查分析，找出出错原因。
后续实验必须在上述结果正确无误的基础方可进行。
6、验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能(采用正逻辑)，在给定寄存器A(DR1=X)和寄存器B(DR2=Y)数据的情况下，改变运算器的功能，观察运算器的输出，把相关功能下的输出结果填入下表1-3，并做出理论分析和比较，验证实验的正确性。
五、实验注意事项1、接线时将电源断开，接好线后相互检查无误，最后指导教师检查无误后，方可打开电源。
2、相互冲突的总线控制信号要确保互斥出现，否则会出现总线冲突，导致烧毁器件。
3、认真对待，反复检查、确认；不太确定的事情不能草率行事，经指导老师确认后再做。
4、插拔排线时动作要慢，对准板子上的排针垂直插入和拔出，以免损伤排针和拍线。
5、当使用排线连接多个数据线和控制信号时，注意对应关系，排线中各条线的颜色可以帮助辨认。
6、接线前要认真阅读《实验指导书》，联系课堂所学知识，搞清楚电路结构及工作原理，达到理论与实践相结合的目的。
7、根据实验内容写出实验报告。
实验二进位运算和移位运算实验一、实验目的1)学习算术逻辑单元电路的构成及其工作原理。
2)验证带进位控制的算术运算功能发生器的进位功能。
3)验证移位控制的组合功能。
4)按指定的数据完成几种特定的算术运算。
二、实验设备JYS-4计算机组成原理实验箱及导线若干。
三、实验内容1、进位控制单元电路实验原理进位控制单元电路是在算术逻辑运算单元的基础上增加进位控制部分形成的单元电路，其作用是验证运算器在进行运算的过程中是否产生进位，并将结果用指示灯显示出来。
图2-1 进位控制单元数据通路进位控制单元电路的结构原理如图2-1所示，由于进位控制单元电路是以算术逻辑运算单元电路为基础，所以具有算术逻辑运算单元的所有控制信号，为了控制进位锁存器，进位控制单元增加了AR 控制信号，当该控制信号处于低电平，同时发送一个T4信号，ALU(74LS181)的进位则被锁存在一个74LS74锁存器中。
2、移位运算单元电路实验原理移位运算单元电路是运算器单元电路中负责完成二进制数的逻辑左移、逻辑右移、算术左移、算术右移的部件。
移位运算单元电路数据通路如图2-2所示，使用了一片74LS299作为移位发生器，其八位输入/输出端以排针方式和总线单元电路连接。
B 299信号控制其使能端，T4时序为其时钟脉冲，实验时将“W/R UNIT”中的T4接至“STATE UNIT”中的KK2单脉冲发生器，由S0 S1 M 控制信号控制其功能状态（如表2-1）。
通过控制信号，改变单元的功能。
每给一次T4信号，产生一次移位运算。
图2-2移位运算单元电路的数据通路表3-1 74LS299功能表299-B S1 S0 M 功能 0 0 0 任意 保存0 1 0 0 循环右移 0 1 0 1 带进位的循环右移0 0 1 0 循环左移0 0 1 1 带进位的循环左移任意1 1任意 装数四、实验步骤1、进位运算实验步骤1)连接实验线路。
按图2-3连接实验线路，将“W/R UNIT”中的T4接至“STATEUNIT”中的KK2单脉冲发生器。
ALU UNIT的AUJ1连接至BUS UNIT再接到INPUT UNIT的SWJ3，AUL-B S3-CN LDDR1、LDDR2、AR接至SWITCH UNIT的相应接口上，连接完毕后要进行仔细检查。