计算机组成原理-简单模型机设计课设.doc

【计算机组成原理-简单模型机设计】 计算机组成原理是一门重要的计算机科学基础课程，它涵盖了计算机硬件的基础知识，包括处理器、存储系统、输入输出设备以及它们之间的交互。本设计任务旨在让学生通过实际操作来深入理解这些概念。在这个设计中，学生需要设计一个带有特定指令集的简单模型计算机。 设计任务要求学生进行文献调研，了解模型机的基本构造和工作原理，这通常包括阅读至少五篇相关的文献资料。然后，基于教学实验用的模型机，设计一个具备8位自增、自减指令的整机模型。这需要考虑计算机的整体架构，包括存储系统、运算器、微程序控制器和输入输出模块。 **存储系统**：这部分设计需要考虑存储器的输入输出时序和模块连接方式。存储器是计算机存放数据和指令的地方，设计时需确保数据能在正确的时间读取和写入，并能与其它组件有效地通信。 **运算器**：运算器是执行算术和逻辑操作的核心部分。在这个设计中，要求实现一个8位移位运算功能的运算器，需要考虑如何实现片间串行进位，以支持数据的左移和右移操作。 **微程序控制器模块**：微程序控制器是通过微指令控制计算机硬件操作的。学生需要设计微程序控制器，确保每个指令的执行可以通过一组微指令来实现。 **指令系统**：设计一套包含IN、OUT、STA、LDA、JMP、BZC、CLR、MOV、ADD、SUB、ADC、ADT、INC、DEC、SBT、SBC等指令的指令集。这涉及微指令格式、微程序流程图的绘制，以及每条指令对应的微程序编写。 **输入输出模块**：理解并说明模型机的I/O系统如何与外部环境交换数据，如键盘、显示器等。 **程序设计与调试**：在设计的指令系统上编写并调试一个汇编语言程序，以验证模型机的正确性。 **课程设计报告**：学生需要提交一份详尽的设计报告，包括设计的目标、原理、数据通路图、微程序流程图、指令格式分析、模块内部及模块间的信号处理等，并记录调试过程中的问题及其解决方案，以及设计反思和经验总结。 设计报告的具体结构应包括中文摘要、前言、设计目标与原理、模型机的逻辑结构、运算器物理结构、存储系统说明、指令系统设计、微程序控制器逻辑结构、微程序设计与实现、系统调试报告以及设计总结。 参考文献的选择对于理解和实施设计任务至关重要，其中包括《计算机组成原理》、《计算机组成原理题解、题库、实验》、《计算机组成与结构》等经典教材。 这个设计任务是一个为期两周的项目，分为分析、设计、编程、调试和编写报告等阶段。通过这个实践，学生不仅能够掌握计算机组成原理的基本理论，还能锻炼实际操作技能，为未来在计算机硬件领域的深入学习和研究打下坚实基础。