计算机设计的模型主要涵盖计算机组成原理中的核心概念，如指令系统设计、总体结构规划、逻辑设计以及微程序的制定。以下是对这些知识点的详细说明：
1. **指令系统设计**：
- **基本字长**：基本字长是计算机处理数据的基本单元，本设计中设定为8位。
- **指令格式**：设计了单字长和双字长指令，其中双字长指令的第二个字节通常用于操作数或操作数地址。指令格式由6个字段组成，包括4位操作码OP，用于区分不同的指令。
- **指令种类**：模型机支持单操作数、双操作数和无操作数指令。
- **寻址方式**：源操作数和目的操作数字段各有4种寻址方式，包括寄存器直接寻址、立即寻址和直接寻址。
2. **总体结构**：
- **寄存器**：设有R0和R1通用寄存器，8位的指令寄存器IR和程序计数器PC，以及地址寄存器MAR。
- **加法器**：采用8位带串行进位并行加法器，用于执行算术运算。
- **选择器**：A和B选择器根据控制信号选择数据来源，如寄存器或内存。
- **数据通路**：以总线为基础，CPU为核心，规定了信息的传输路径，如取指令、执行指令和更新地址等。
3. **逻辑设计**：
- **加法器逻辑**：加法器由8个一位全加器组成，全加器之间通过串行进位连接。
- **选择器逻辑**：A和B选择器在控制信号EN0和EN1的作用下选择数据源。
- **寄存器逻辑**：通用寄存器和指令寄存器由D触发器构成，地址寄存器和程序计数器具有复位功能，以便在必要时清零。
4. **微程序设计**：
- 微程序设计是控制方式的一种，它通过预先编写的一系列微指令来实现复杂操作的控制逻辑。在实验计算机中，虽然没有详细说明微指令的具体设计，但可以理解为微程序控制器会根据指令系统设计的需要，通过微指令来控制数据通路和运算过程。
5. **流水线技术**：
虽然在描述中没有明确提及流水线技术，但在实际的计算机设计中，通过合理地划分计算阶段并重叠执行，可以提高计算机的处理效率。在本设计中，如果考虑流水线，可能需要分析指令间的数据依赖性，并优化数据通路以支持流水执行。
6. **运算器设计**：
运算器是计算机处理数据的核心部分，这里采用了8位加法器，能够执行基本的算术运算。在实际设计中，还需要考虑其他类型的运算，如逻辑运算、移位等。
总结来说，实验计算机设计模型是一个综合性的实践项目，涵盖了计算机组成原理中的关键组件和设计原则。从指令系统设计到逻辑电路实现，每个环节都需要深入理解和精心规划，以确保计算机能够正确、高效地执行程序。这个模型对于学习计算机系统原理和进行硬件设计有着重要的教学价值。
