3. Wyniki pomiarów. Dyskusja wyników pomiarów.

Korzystając z tabeli działania układu ALU sprawdziliśmy działanie układu dla wybranych funkcji logicznych i arytmetycznych .

TABELA DZIAŁANIA UKŁADU ALU

Wejścia selekcjonujące S3 S0 S1 S0				Funkcja logiczna MC=1	Funkcja arytmetyczna MC=0, CO=1
L	L	L	L
L	L	L	H
L	L	H	L
L	L	H	H
L	H	L	L
L	H	L	H
L	H	H	L
L	H	H	H
H	L	L	L
H	L	L	H
H	L	H	L
H	L	H	H
H	H	L	L
H	H	L	H
H	H	H	L
H	H	H	H

1. Sprawdziliśmy następujące funkcje logiczne i otrzymaliśmy podane poniżej w tabeli wyniki:

Funkcja	A	B	Wynik
F=A	01	--	01
	01	--	10
	0101	0011	1110
F=0	0101	0011	0000
	0101	0011	0001
	0101	0011	0110
	0101	0011	1011
	--	01	10

• dla funkcji logicznej F=A otrzymany przez nas wynik jest prawidłowy co widać w tabeli na pierwszy rzut oka.

• funkcja logiczna
  ( jest to funkcja zwana negatorem i reprezentowana jest ona przez bramkę logiczną NOT ) działa także prawidłowo, gdyż zgodnie z przewidywaniami pozamieniała ona zera na jedynki i jedynki na zera.

• funkcja
  ( jest to funkcja NOT połączona z funkcją AND, czyli zanegowany AND. Reprezentowana jest ona przez funkcję logiczną NAND ) także zadziałała prawidłowo. Jest to pokazane w poniższej tabeli:

A	0101
B	0011
	0001
	1110
Nasz wynik	1110

Jak widać z tej tabeli wynik przez nas uzyskany jest prawidłowy.

• funkcja F=0 dała prawidłowy wynik, gdyż dla każdej kombinacji zer i jedynek wynikiem jej działania było zero.

• funkcja logiczna
  ( jest to funkcja AND ) zadziałała prawidłowo. Funkcja ta daje w wyniku jedynkę, gdy na obu wejściach są jedynki. Dla pozostałych kombinacji wynikiem jej działania jest zero. Uzyskany przez nas wynik jest prawidłowy.

• funkcja
  ( jest to funkcja XOR ) daje w wyniku jedynkę, gdy na wejściach ma podane różne wartości ( 0 i1 lub 1 i 0 ). Dla pozostałych stanów wejściowych daje ona w wyniku zero. Jak widać uzyskaliśmy prawidłowy wynik.

• dla funkcji
  wyniki przez nas uzyskane są również prawidłowe co pokaże w poniższej tabelce:

A	0101
B	0011
	1010
	1011
Nasz wynik	1011

• ostatnia ze zbadanych przez nas funkcji logicznych, czyli
  działa prawidłowo, gdyż poprawnie zanegowała elementy wyrazu B.

2. Sprawdziliśmy następujące funkcje arytmetyczne i otrzymaliśmy następujące wyniki:

Funkcja	A	B	Wynik	C0	C4
F=A	0000	----	0000	1	1
		1100	----	1100	1	1
		1111	----	1111	1	1
	F=A+B	0000	0000	0000	1	1
		0101	0101	1010	1	1
		1111	1111	1110	1	0
	F=A-B-1	0000	0000	1111	1	1
		0101	0011	0001	1	0
		1111	1111	1111	1	1
	F=	0000	0000	1111	1	1
		0101	0111	0010	1	0
		1111	1111	1110	1	0
	F=A+A	0000	0000	0000	1	1
		1001	0011	0010	1	0
		1101	1000	1010	1	0
		1111	1111	1110	1	0
	F=A+	0000	0000	0000	1	1
		1010	0011	1100	1	1
		1111	1111	1110	1	0
	F=-1	0000	0000	1111	1	1
		1010	1010	1111	1	1
		1111	1111	1111	1	1

Ponieważ funkcje arytmetyczne układ przez nas badany wykonywał w zapisie z uzupełnieniem do dwóch, więc przydatna będzie poniższa tabela, która pokazuje jakiej liczbie dziesiętnej jest przyporządkowana liczba binarna w kodzie z uzupełnieniem do dwóch:

Liczba całkowita	Z uzupełnieniem do dwóch
+7	0111
+6	0110
+5	0101
+4	0100
+3	0011
+2	0010
+1	0001
0	0000
-1	1111
-2	1110
-3	1101
-4	1100
-5	1011
-6	1010
-7	1001
-8	1000

Uwaga: Wartość C4 w naszej tabeli funkcji arytmetycznych jest to bit przeniesienia na kość starszą. W naszym doświadczeniu bit ten miał wartość 0 gdy następowało przeniesienie na kość starszą, a wartość 1 w przeciwnym przypadku.

• dla funkcji arytmetycznej F=A wynik jest prawidłowy co widać od razu. Liczba binarna reprezentowana przez A jest identyczna z otrzymanym przez nas wynikiem.

• funkcja arytmetyczna F=A+B także działa poprawnie co widać w poniżej:

A C4 0000 C4 0101 C4 1111

B +0000 +0101 +1111

A+B 1 0000 1 1010 0 1110

Nasz wynik 1 0000 1 1010 0 1110

• sprawdzam funkcję arytmetyczną F=A-B-1:

A C4 0000 C4 0101 C4 1111

B +0000 +1101 +0001

-1 +1111 +1111 +1111

F=A-B-1 1 1111 0 0001 0 1111

Nasz wynik 1 1111 0 0001 0 1111

Funkcja ta jak widać działała poprawnie dla wybranych przez nas wartości A i B, gdyż wynik przez nas uzyskany jest zgodny z obliczeniami.

• dla funkcji arytmetycznej F=
  wyniki przez nas otrzymane zgadzają się z wynikami przeprowadzonych przez nas poniżej obliczeń, co widać poniżej:

A C4 0000 C4 0101 C4 1111

B 0000 0111 1111

1111 1000 0000

1111 1101 1111

0000 0101 1111

1 1111 0 0010 0 1110

Nasz wynik 1 1111 0 0010 0 1110

• sprawdzam funkcję F=A+A:

A C4 0000 C4 1001 C4 1101 C4 1111

B 0000 0011 1000 1111

F=A+A 1 0000 0 0010 0 1010 0 1110

Nasz wynik 1 0000 0 0010 0 1010 0 1110

Wynik uzyskany przez nas zgadza się z obliczeniami, a więc funkcja ta działa prawidłowo.

• funkcja arytmetyczna F=A+
  także działa poprawnie co widać w poniższych obliczeniach:

A C4 0000 C4 1010 C4 1111

B 0000 0011 1111

0000 0010 1111

F=A+
1 0000 1 1100 0 1110

Nasz wynik 1 0000 1 1100 0 1110

• funkcja arytmetyczna F=-1 również działa poprawnie gdyż niezależnie od podanych przez nas wartości A i B wynikiem był ciąg binarny 1111, czyli -1 w kodzie U2.

---