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计算机组成原理 课程设计.pdf
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计算机组成原理 课程设计.pdf
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目 录
目 录..................................................................................................................................................2
第一章 课设任务概述......................................................................................................................3
1.1 课设目的.............................................................................................................................3
1.2 课设任务.............................................................................................................................3
第二章 课设内容..............................................................................................................................4
2.1 指令的执行流程.................................................................................................................4
2.21 题一...........................................................................................................................4
2.22 题二...........................................................................................................................4
2.23 题三...........................................................................................................................5
2.2 存储器.................................................................................................................................5
2.21 题四...........................................................................................................................5
2.3 运算器.................................................................................................................................6
2.31 题五...........................................................................................................................6
2.4 硬件系统组成.....................................................................................................................8
2.41 题六...........................................................................................................................8
第三章 个人总结............................................................................................................................11
第四章 参考文献............................................................................................................................12
第一章 课设任务概述
1.1 课设目的
通过课程设计,掌握计算机硬件的基本工作原理,并能利用所学知识,完成课设
内容。理解计算机基本构造以及微观操作。对指令在计算机内部的执行过程进行
深入了解,掌握存储器中的地址变换等。
1.2 课设任务
1.21 参考给出的或者课本上的计算机的硬件(应有中断功能)组成,写出完成
下面给定的指令格式的指令的执行流程;
(1)累加器内容完成“异或”运算
“异或” 指令的指令格式
操作码 DR SR
(2)把一个内存单元中的内容读到所选择的一个累加器中。
操作码 DR SR
(3)以下五条机器指令为选做题目,给出指令执行流程(选做要求:(组号 mod
5)+1=红色题目编号):IN(输入)、ADD(二进制加法)、STA(存数)、OUT(输
出)、JMP(无条件转移),其指令格式如下:
助记符 机器指令码 说明
JMP addr 0100 0000 ×××× addrPC
1.22 某机器中,已知配有一个地址空间为(0000—1FFF)
16
的 ROM 区域,现在用
几个 SRAM 芯片(8K×8 位)形成一个 16K×16 位的 RAM 区域,起始地址为
2000H。假设 SRAM 芯片有 CS 和 WE 控制端,CPU 地址总线 A
15
——A
0
,数据总线
为 D
15
——D
0
,控制信号为 R / W(读 / 写),MREQ(当存储器读或写时,该信号
指示地址总线上的地址是有效的)。要求:
满足已知条件的存储器,画出地址码方案。
(2) 画出 ROM 与 RAM 同 CPU 连接图。
1.23 设计计算机运算器(包括逻辑框图与指令系统,以及各指令的微程序流程
图)
1.24 了解计算机的硬件系统。就计算机的某些硬件组成部分,说明对其认识。
1.25 简单的类 MIPS 多周期流水线处理器的实现实验。(807 机房)
第二章 课设内容
2.1 指令的执行流程
参考给出的或者课本上的计算机的硬件(应有中断功能)组成,写出完成下
面给定的指令格式的指令的执行流程
2.21 题一 累加器内容完成“异或”运算
“异或” 指令的指令格式
操作码 DR SR
DR:目标寄存器 SR:源寄存器
这条指令实现将目标寄存器 DR 的内容与原寄存器 SR 的内容相加并将结果存入目
标寄存器 DR 的功能。
1、取指周期:
T1:AR<—PC ;将 PC 的内容传给 AR
T2:DR<—M ;由 AR 规定的存储单元的内容(当前指令)传送到 DR
PC<—PC+I ;PC 内容加 I 形成下条指令地址,I 为指令长度
T3: IR<—DR ;DR 的内容传送到 IR
2、执行周期:
T1:Y<—SR ;将 SR 中的数据传送到暂存器 Y 中
T2:Z<—AC+Y ;AC(累加器)中数据与 Y 中数据加载至 ALU 做加法,结果暂
存于 Z 中
T3: AC<—Z ;将暂存器 Z 的内容传送到 AC 中
2.22 题二 把一个内存单元中的内容读到所选择的一个累加器中。
操作码 DR SR
1、取值周期:
T1:AR<—PC ;将 PC 的内容传给 AR
T2:DR<—M ;由 AR 规定的存储单元的内容(当前指令)传送到 DR
PC<—PC+I ;PC 内容加 I 形成下条指令地址,I 为指令长度
T3: IR<—DR ;DR 的内容传送到 IR
2、执行周期:
T1:M<—AR ;将 AR 的内容通过地址总线传给 M
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