計算機組成原理課程設計---基本模型機的設計與實現

1、<p><b>　　本科生課程實習</b></p><p>　基本模型機的設計與實現</p><p>　課程名稱計算機組成原理</p><p>　學生姓名</p><p>　學生學號</p><p>　所在專業(yè)計算機科學與技術</p><p>　所在班級</

2、p><p>　指導教師職稱</p><p>　成績</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1設計任務與要求2</p><p>　　1.1設計目的2</p><p>　　1.2設計內容2</p><p>　　1.3設計

3、要求2</p><p><b>　　2設計思想2</b></p><p>　　2.1 實驗設備2</p><p><b>　　2.2基本原理3</b></p><p><b>　　3設計方案3</b></p><p>　　3.1程序流程圖

4、3</p><p>　　3.2 接線圖5</p><p>　　4測試結果及分析5</p><p>　　4.1 測試過程5</p><p>　　4.2 測試結果6</p><p><b>　　5源程序6</b></p><p><b>　　6總結

5、7</b></p><p><b>　　題目</b></p><p>　?。▽I(yè)：計算機科學與技術，學號：201011621217 ，姓名：馬慧穎 ）</p><p><b>　　指導教師：彭小紅）</b></p><p><b>　　設計任務與要求<

6、/b></p><p><b>　　設計目的 </b></p><p>　　綜合運用所學計算機組成原理知識，在理解計算機各功能部件工作原理上，進一步加深計算機系統(tǒng)各模塊間相互關系的認識和整機的概念，將微程序控制器模塊同運算模塊、存儲器模塊聯機，組成一臺基本模型計算機。用微程序控制器控制模型機的數據通路，通過在構造的模型機上運行機器指令組成的簡單程序，掌握機器指令

7、與微指令的關系，建立機器的整機概念。</p><p><b>　　設計內容</b></p><p>　　本次實驗設計了七條機器指令(包括IN、OUT、STA指令三條指令)：邏輯運算A+B、邏輯運算A、，算術乘運算、或運算，其指令格式如下：</p><p>　　操作碼 地址碼</p><p

8、>　　IN 0000 0000 </p><p>　　A+B 0001 0000 1001 1101</p><p>　　0011 0000 1001 1101</p><p>　　A*B 0101 0000 100

9、1 1101</p><p>　　（A⊕B） 0110 0000 1001 1101</p><p>　　STA 0010 0000 1001 1110</p><p>　　OUT 0100 0000 1001 1110</p&

10、gt;<p>　　IN為單字長（8位），含義是將數據開關8位數據輸入到RO寄存器。</p><p>　　STA為雙字長指令，含義是將RO中的內容存儲到內存單元中。</p><p>　　OUT為雙字長指令，含義是將內存中以第二字為地址的數據讀出到數據總線上，由數據顯示燈顯示進行。</p><p><b>　　設計要求</b><

11、/p><p>　　1，掌握實驗系統(tǒng)的熟練操作</p><p>　　2，完成模型機的實驗線路連接</p><p>　　3，調試模型機，并記錄下實驗結果</p><p><b>　　設計思想</b></p><p><b>　　2.1 實驗設備</b></p><

12、;p>　　組成原理實驗儀一臺，PC機一臺，排線若干。</p><p><b>　　2.2基本原理</b></p><p>　?。?）數據通路如下圖所示：</p><p>　?。?）在模型機實驗中，數據通道的控制將由微程序控制器來完成，CPU從內存取出一條機器指令到執(zhí)行指令結束的一個指令周期，是由微指令組成的序列來完成的，即一條機器指令對應

13、一個微程序。</p><p>　?。?）本實驗我們將七條機器指令及有關數據寫入RAM和ROM中。通過CPU運行由七條機器指令組成的簡單程序，掌握機器指令與微指令的關系。</p><p><b>　?。?）微指令格式：</b></p><p>　　A字段 B字段

14、 C字段</p><p><b>　　設計方案</b></p><p><b>　　3.1程序流程圖</b></p><p><b>　　3.2 接線圖</b></p><p><b>　　測試結果及分析</b></p>&l

15、t;p><b>　　4.1 測試過程</b></p><p>　　1，首先按照電路圖連接好電路。</p><p>　　2，寫程序，先將機器指令對應的微代碼正確的寫入2816中，使用控制臺KWE和KRD微程序進行機器指令的裝入和檢查。</p><p>　　3，使編程開關處于“RUN”狀態(tài)，STEP為“STEP”狀態(tài)，STOP為“RUN”狀態(tài)

16、。撥動總開關CLR（0置為1），微地址寄存器清零。此時用“DATA UNIT”單元的8位二進制開關給出要寫入RAM區(qū)的首地址，控制臺SWB,SWA開關置為“0 1”，按動一次啟動開關START，微地址顯示燈顯示“010010”，再按動一次START鍵，即完成該條指令的寫入。</p><p>　　4，運行程序，使“STATE UNIT”中的STEP開關置為“ECEX”狀態(tài)，STOP開關置為“RUN”狀態(tài)。將“DAT

17、A UNIT”的8位二進制開關設置為機器指令程序的首地址，然后按動START鍵，系統(tǒng)連續(xù)運行，稍后將STOP撥置為“STOP”，系統(tǒng)停機。</p><p><b>　　4.2 測試結果</b></p><p>　　A:鍵盤輸入 B:內存1001 1101單元的內容</p><p>　　邏輯運算A+B:0010 0001

18、 0000 0110</p><p>　　結果：0010 0111</p><p>　　邏輯運算：0010 0111 0000 0110</p><p>　　結果：0010 0001</p><p>　　算術運算A-B：0101 0000 0000 0110&

19、lt;/p><p>　　結果：0100 1010</p><p>　?。ˋ⊕B）運算：1011 0010 0000 0110</p><p>　　結果：0000 1011</p><p><b>　　源程序</b></p><p><b>　　總結</b></p&

20、gt;<p>　　學習了計算機組成原理這門課后，終于從理論上對計算機的運行過程有了一個大概的認識，但這些中就是理論，形成不了能力。在做完課程設計之后才真正弄懂了它的奧妙所在，同時也收獲了成功的喜悅。整體上，主要有以下幾方面的收獲：.對數據通路有了很深刻的了解，數據在內存，控制器，運算器，寄存器之間的傳遞過程能在大腦中形成鮮活的意識。在學習理論課的時候，對指令，微指令，微程序之間的聯系和區(qū)別概念很模糊，老師把它們混淆，但是在

21、做完課程設計之后對它們有了深刻的認識之后就不再疑惑了，了解了各功能部件的工作原理和工作機制以及流程圖的含義。在實驗過程中，由于操作臺的關系我們的指令運行總是出現錯誤，但在一次又一次的調試中終于可以順利運行程序，結果完全正確。從中我也學習到了對于這些復雜的機器代碼一定要靜下心來，認真分析自己的不足和錯誤，這樣才能達到事半功倍的效果。在指令的設計中，我們也是在一次次實踐中修改了再修改的，直到最后能順利運行，這很大程度上培養(yǎng)了我們遇到問題，分