### 基本模型机的运算器逻辑框图设计
#### 一、课程设计目的
在计算机组成原理的课程设计中，“基本模型机的运算器逻辑框图设计”旨在帮助学生深入理解计算机内部的工作机制与各个功能模块之间的关联性。通过这一实践过程，学生能够建立起对整个计算机系统的宏观认识，并掌握以下核心技能：
1. **了解并掌握计算机各功能模块的基本原理及其相互间的关系**：包括但不限于运算器、控制器、存储器等主要组成部分。
2. **熟悉并能够设计特定的机器指令**：在此基础上编写相关的微程序，并通过实验平台进行调试验证。
3. **掌握整机概念**：通过理论学习与实践操作相结合的方式，使学生能够在更深层次上理解计算机是如何执行指令、处理数据的。
#### 二、课程设计设备及工具
本课程设计所需的硬件设备为TDN-CM计算机组成原理实验系统以及必要的连接线材等。此外，还需要配套的软件环境支持，例如用于编写微程序的设计工具、仿真软件等，以便于实现从指令解析到执行全过程的模拟。
#### 三、课程设计内容详解
##### 3.1 课程设计原理与实施步骤
本节内容着重介绍了如何在微程序控制器的管理下，通过自动产生各部件单元控制信号的方式实现特定指令的功能。具体来说，整个过程可以概括为以下几个关键步骤：
1. **确定指令集**：定义了六条机器指令，分别是IN、ADD、STA、TRY、OUT和JMP，每条指令均具有明确的功能说明与编码规则。
- IN：单字长指令，用于从外部输入设备获取数据至寄存器R0。
- ADD：双字长指令，实现寄存器R0与内存单元内容的加法运算，并将结果保存回R0。
- STA：双字长指令，将寄存器R0中的数据存储至指定内存地址。
- OUT：双字长指令，将指定内存地址的数据输出至总线（BUS）。
- JMP：双字长指令，实现程序跳转，将指定地址作为新的程序计数器(PC)值。
- TRY：双字长指令，此处未给出具体说明，但根据上下文推测可能是一种特殊指令或测试指令。
2. **设计控制台操作微程序**：为了便于向RAM中加载程序和数据、验证写入的准确性以及启动程序执行，需设计三个控制台操作微程序：
- 存储器读操作（KRD）：控制台开关SWB、SWA置为“00”，实现连续手动读取RAM内容。
- 存储器写操作（KWE）：控制台开关SWB、SWA置为“01”，实现连续手动写入RAM。
- 启动程序：控制台开关SWB、SWA置为“11”，启动程序运行。
3. **微指令格式及微程序流程图**：这部分内容涉及微指令的具体格式、控制信号定义以及微程序的执行流程。微程序流程图展示了指令执行的逻辑顺序，包括TRY和JMP指令的特定路径。
4. **微指令二进制代码表**：提供了微指令的详细二进制代码表，其中包括微地址、控制信号、转移地址等内容，这些信息对于理解和实现微程序至关重要。
通过上述内容的学习与实践，学生不仅能够深入了解计算机内部的工作原理，还能锻炼实际操作能力，为后续深入研究计算机组成原理打下坚实的基础。
