计算机组织与体系结构课程设计--具有逻辑运算及跳转功能的复杂模型机设计

1、 1 * * 学学 院院 计算机组织与体系结构计算机组织与体系结构 课程设计报告课程设计报告 题目：题目：具有逻辑运算及跳转功能的复杂模型机设计 姓名：姓名：* 学号：学号：200*1 系别：系别：计算机学院 专业班级：专业班级：*班 同组同学：同组同学：* 指导教师：指导教师：* 起止时间：起止时间：2011.9.052011.9.09 2 一、课程设计要求及目的一、课程设计要求及目的 1、设计要求： 课程设计是将我们所学的课程的理论知识与实践相结合的实 验。本课程设计我们所选的题目是具有逻辑运算及跳转功能的复杂 模型机设计，我们要设计出具有逻辑运算及跳转功能的机器指令， 再写出指令对应的微

2、程序，然后按照复杂模型机的电路图在实验箱 上接线，然后与电脑联机执行，并观察执行过程和输出结果。 2、设计目的： （1）复杂模型机系统分析与设计，利用所学的计算机组成原理 课程中的知识和提供的实验平台完成设计任务，从而建立清晰完整 的整机概念。 （2）掌握各个单元模块的工作的原理,进一步将其组成完整的 系统,构造一台基本的复杂模型机。 （3）学会规划读/写内存、寄存器、 数值计算等功能,并且编 写相应的机器指令和微程序,在具体上机的过程中,观察设计出的模 型机的执行情况，根据输出的结果做出分析，从而更好的掌握计算 机组成原理的知识。 二、机器指令的设计和微程序设计原理二、机器指令的设计和微程序

3、设计原理 计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU 从内存 中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令 组成的序列来完成，即一条机器指令对应于一组微程序。 1、数据格式 3 模型机规定采用定点补码表示法表示数据，且字长为 8 位，其 格式如下： 其中第 7 位为符号位，数值表示范围是：。 2、指令格式 模型机设计四大类指令共十六条，其中包括算术逻辑指令、I/O 指令、访问及转移指令和停机指令。 （1）算术逻辑指令 设计 9 条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器 直接寻址，其格式如下： 其中，OP-CODE 为操作码，rs 为源寄存器，rd 为目的寄存器，

4、并规定： 9 条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表 7.2-1。 4 (2) 访问指令及转移指令 5 模型机设计 2 条访内指令，即存数 （STA） 、取数（LDA） ，2 条 转移指令， 即无条件转移 （JMP） 、 结果为零或有进位转移指令 （BZC） ， 指令格式为： 其中， OP-CODE 为操作码， rd 为目的寄存器地址 （LDA、 STA 指 令使用）。D 为位移量（正负均可），M 为寻址模式，其定义如下： 本模型机规定变址寄存器 RI 指定为寄存器 R2。 （3）I/O 指令 输入（IN）和输出（OUT）指令采用单字节指令，其格式如下： 其中，addr=01 时，选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为输 入设备，addr=10 时，选 中“OUTPUT DEVICE”中的数码块作为输 出设备。 （4）停机指令 6 指令指令格式如下： HALT 指令，用于实现停机操作。 3、指令系统 本模型机共有 16 条基本指令，其中算术逻