计算机组成原理课程设计-- 基本模型机设计与实现

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1、 计算机组成原理课程设计 课程设计名称： 计算机组成原理 设计项目名称： 基本模型机设计与实现 专 业： 计算机科学与技术 班 级： 计科 115 2014 年 6 月 13 日 一、课程设计的教学目的一、课程设计的教学目的 本课程设计的教学目是在掌握计算机系统的组成及内部工作机制,理解计算机各功能部 件工作原理的基础上,进一步加深计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念,在设 计实践中提高应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。 学会微程序的设计方法， 进一 步掌握微程序控制器的工作原理，并体会设计方案的优劣对性能发挥的重要性,培养科学研 究的独立工作和创新能力，取得设计与调试的实践经

2、验。 二、课程设计任务和基本要求二、课程设计任务和基本要求 本课程设计以 TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统为平台设计完成。 1. 按给定的数据格式和指令系统,设计一个微程序控制器。 2. 设计给定机器指令系统以及微程序流程图,按微指令格式写出微程序的为指令代码。 3. 连接逻辑电路完成启动,测试,编程,测试,效验和运行,并观测运行过程及结果。 4. 将微程序控制器模块与运算器模块,存储器模块联机,组成一台模型计算机。 5. 用微程序控制器控制模型机的数据通路。 6. 通过在模型机上运行由机器指令组成的简单程序,掌握机器指令与微指令的关系,建 立计算机整机的概念,掌握计算机的控制机制。

3、7. 按指定的应用项目进行汇编指令格式及功能设计,并设计相应的机器指令代码,按照 模型机数据通路设计实现机器指令功能的微程序.在PC机上编辑机器指令和微程序, 装载代码到 TDN-CM+实验系统并运行,实现应用要求。 三、设计任务及分析： (1)设计任务: 从输入设备读取数据 X 并将其存入以 A 为间接地址的内存单元，将 X 与 R0.寄存器中的内容 Y 执行 X ，结果送到以 B 为直接地址的内存单元保存。 (2)分析: A:给 R0寄存器直接置入 01H. B:从数据开关给间接地址为 0CH 的内存单元置数,(03H). C:给 R0中的内容取反,结果存在 R0中. D:将间接地址 0C

4、H 中直接地址 0EH 中的内容(03H)放入 DR1 中, R0中的内容放入 DR2 中,将 DR1 和 DR2 种的数进行异或运算,结果放在 R0中. E:将 R0中的内容存在直接地址为 0DH 的内存单元中. 四四、设计原理、设计原理 在部件实验中， 我们是人为用二进制开关模拟一些控制信号来完成数据通路的控制。 而 在本课程设计中， 数据通路的控制将由微程序控制器来完成。 计算机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 一个微程序。 本设计的机器指令程序如下: 地址(二进制) 内容(二进制) 助记符 0000 0000 00

5、00 0000 STA R0，01H 0000 0001 0000 0001 0000 0010 0001 0000 IN R0，0CH； 0000 0011 0000 1100 0000 0100 0010 0000 NOT R0； 0000 0101 0011 0000 XOR R0，0CH； 0000 0110 0000 1100 0000 0111 0100 0000 MOV 0DH，R0； 0000 1000 0000 1101 0000 1001 0101 0000 OUT 0DH； 0000 1010 0000 1101 0000 1011 0110 0000 HLT； 数据区： 0000 1100 0000 1110 0000 1110 0000 0000 0000 1101 0000 0000 本设计的汇编指令如下: 指令 注释 STA R0，01H； 将 01H 存在寄存器 R0中 IN 0CH; 给间接地址为 0CH 的内存单元单元中置数 NOT R0; 给 R0中的内容取反 XOR R0,0CH; 将间接地址为 0CH的内存单元的内容和寄存器 R0中的内容执行 异或运算，结果存入寄存器 R0 MOV 0DH , R0 ; 将寄存器 R0中的内容存入直接地址为 0DH 的内存单元中 OUT 0DH ; 输出 0DH 中的内容 HLT ;