吉林建筑工程学院
电气与电子信息工程学院
微机原理技术课程设计报告
设计题目： 算术逻辑运算 专业班级： 电子信息科学与技术081 学生姓名： 颜晓永 学 号： 10308132 指导教师： 王蓉晖 设计时间： 2011.07.27－2011.07.08
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目录
第1章 绪论·············································4
1.1 1.2 1.3
实验目的·····································4 算术逻辑单元的作用···························4 算术逻辑单元的发展状况·······················4
第2章 算术逻辑运算系统设计·····························6 2.1 算术逻辑运算硬件设计 ··························6 2.2 算术逻辑运算软件设计 ··························9 第3章实验验证···········································12 3.1不带进位位逻辑或运算实验·························12 3.2 不带进位位加法运算实验·························13 实验总结 ················································16 参考文献 ···········································16
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摘要：
算术逻辑单元是进行整数运算的结构。现阶段是用电路来实现，应用在电脑芯片中。
在计算机中，算术逻辑单元（ALU）是专门执行算术和逻辑运算的数字电路。ALU是计算机中央处理器的最重要组成部分，甚至连最小的微处理器也包含ALU作计数功能。在现代CPU和GPU处理器中已含有功能强大和复杂的ALU；一个单一元件也可能含有ALU。
ALU的输入是要进行操作的数据（称为操作数）以及来自控制单元的指令代码，用来指示进行哪种运算。它的输出即为运算结果。 在许多设计中ALU也接收或发出输入或输出条件代码到（或来自）状态寄存器。这些代码用来指示一些情况，比如进位或借位、溢出、除数为零等。
ALU必须使用与数字电路其他部分使用同样的格式进行数字处理.对现代处理器而言,几乎全都使用二进制补码表示方式。早期的计算机曾使用过很多种数字系统，包括反码、符号数值码，甚至是十进制码，每一位用十个管子。 以上这每一种数字系统所对应的ALU都有不同的设计，而这也影响了当前对二进制补码的优先选择，因为二进制补码能简化ALU加法和减法的运算。 一个简单的能进行与或非和加运算的2位ALU。
关键字：算术逻辑单元、处理器、数字系统、运算
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Abstract：
The arithmetic logic unit is an integer structure. At present is to realize with circuit, and is applied to the computer chip.
In computers, the arithmetic logic unit (ALU) is specially perform arithmetic and logical operations digital circuits. The ALU is computer of the CPU is the most important part, even the smallest microprocessors also contains the ALU be count function. In the modern CPU and GPU processors already contains powerful and complex ALU; A single components may also contain the ALU.
The ALU must use and digital circuit other parts used the same format digital processing of modern processor. Concerned, almost all use binary complement way said. Early computer ever use very DuoZhong digital systems, including FanMa, numerical code, even symbols decimal code, every one of the ten a tube. Above this every digital system of the corresponding ALU has a different design, and this also influence the complement of binary choice of priority, because the binary complement can simplify the ALU addition and subtraction computation. A simple can and or not and add operation two ALU.
Key words: the arithmetic logic unit, processor, digital system, operation
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第1章：绪论
1.1实验目的：了解算术逻辑单元的构成、功能及其发展。掌握简单运算器的数据传输方式，掌握74LS181的功能和应用。
1.2算术逻辑单元单元的作用: ：在计算机中，算术逻辑单元（ALU）是专门执行算术和逻辑运算的数字电路。ALU是计算机中央处理器的最重要组成部分，甚至连最小的微处理器也包含ALU作计数功能。在现代CPU和GPU处理器中已含有功能强大和复杂的ALU；一个单一元件也可能含有ALU。
绝大部分计算机指令都是由ALU执行的。ALU从寄存器中取出数据，数据经过处理将运算结果存入ALU输出寄存器中。其他部件负责在寄存器与内存间传送数据。 控制单元控制着ALU，通过控制电路来告诉ALU该执行什么操作。 算术逻辑单元可以完成以下运算∶ 整数算术运算、位逻辑运算、移位运算。
图1-1 CPU内部结构图
1.3算术逻辑单元的发展现状：
1945年数学家冯诺伊曼在一篇介绍被称为EDVAC的一种新型电脑的基础构成的报告中提出ALU的概念。 早期发展
1946年，冯诺伊曼与同事合作为普林斯顿高等学习学院(IAS)设计计算机。随后IAS计算机成为后来计算机的原形。在论文中，冯诺伊曼提出他相信计算机中所需的部件，其中包括ALU。 冯诺伊曼写到，ALU是计算机的必备组成部分，因为已确定计算机一定要完成基本的数学运算，包括加减乘除。于是他相信「（计算机）应该含有专门完成此类运算的部件。
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