复杂模型机

【复杂模型机】是一种计算机组成原理课程设计中的模拟实践项目，旨在让学生运用所学的理论知识，特别是微程序设计的概念，来设计并实现特定功能的微型计算机系统。在这个设计中，有三个不同的课题，分别是： 1. **简单模型机的设计(累加和)**：这个课题要求设计一个计算机系统，它能读取内存中从地址20h开始的一系列数字（如1、3、5、7、9等），然后计算它们的和，并将结果依次输出。设计时，需要编写机器指令和微指令，确保能够正确执行数组元素的累加操作。 2. **复杂模型机的设计之一（求最大值）**：在这个设计中，任务是在内存的20h地址开始的数组（如66、33、88、00等）中找到最大值，并仅输出最大值。同样需要设计对应的机器指令和微指令，确保能够实现查找并输出最大值的功能，且结束时有停机指令。 3. **复杂模型机的设计之二（原码四位乘法）**：这个部分要求设计一个能处理4位无符号二进制数相乘的计算机系统，输出乘积，同样需要停机指令。数据字长和指令字长都要求是8位的整数倍，而微指令字长为24位。 设计过程涉及多个步骤： 1. **确定设计目标**：定义计算机系统的主要功能和应用场景。 2. **确定指令系统**：包括数据的表示方式（如位数、格式）、指令编码、指令类型、寻址方式，以及每种指令所需的微操作。 3. **总体结构与数据通路**：设计各个部件，规划数据在各部件间流动的路径，考虑计算机速度、性价比和可靠性等因素，设计内总线和外总线。 4. **设计指令执行流程**：确定每条指令需要的机器周期数，以及微指令如何在不同总线结构中同步执行。 5. **确定微程序地址**：基于后续微地址的形成方法，设定微程序及其分支转移地址。 6. **微指令代码化**：根据微指令格式，将微程序转化为二进制代码存储在控制存储器中。 7. **组装与调试**：首先分模块进行组装和分调，确保各模块正常，然后进行整体调试，验证指令执行的正确性。 完成课程设计后，需要撰写一份详细的设计说明书，包括题目、实验设备、设计步骤、个人总结、附录等部分，附录中应包含数据通路图、微程序流程图、实验接线图、实验程序和微程序，以及参考文献。设计的最终成果需要能够演示并满足设计指标，同时，设计文档必须规范、完整。 成绩评定基于设计的完成度、创新性和文档质量，分为优秀、良好、中等、及格和不及格五个等级。优秀成绩需要完成额外的挑战，如设计冒泡排序或补码乘法，指令系统全面，调试成功，文档齐全。