"这篇文档是关于‘微程序分析’的计算机组成原理课程设计,由陈洁在安徽大学计算机科学与技术学院完成。课程设计的主要目的是巩固课堂知识,深化理解计算机组成原理,并设计一个模型计算机。设计过程中,学生们需要两人一组,共同完成包括指令系统、总体结构、数据通路和微程序流程图在内的设计任务。报告要求包含设计步骤、总结和个人任务说明,并附有数据通路图、微程序流程图和机器码及微程序的详细信息。设计步骤涉及确定设计目标、熟悉实验环境、确定指令系统、设计总体结构和数据通路、制定指令执行流程、确定微程序地址以及微指令的代码化。"
在这个课程设计中,学生需要掌握以下几个核心知识点:
1. **微程序设计**:微程序是控制计算机硬件执行指令的一种方式,它将复杂的控制逻辑转换为一系列简单的微操作。微程序由微指令组成,每个微指令对应一个或多个微操作。
2. **指令系统设计**:确定数据的表示格式(如二进制、浮点数、字符编码等)、指令的位数、编码方式(如固定长度或变长编码)、指令类型(如数据处理、转移控制等)以及寻址方式(如立即寻址、直接寻址、间接寻址等)。
3. **总体结构与数据通路**:设计计算机的架构,包括CPU、内存、I/O设备的连接方式,以及数据在这些部件间如何流动。数据通路图是描述数据流和控制信号流在硬件内部路径的图形表示。
4. **指令执行流程**:定义每条指令从取指到执行完毕的过程,包括取指、译码、执行、写回结果等阶段。微程序控制的计算机需要考虑如何通过微指令来协调这些阶段。
5. **微程序地址确定**:基于微地址的形成方法,为每个微程序分配唯一的地址,同时考虑分支转移地址的设定,以便于微程序的跳转和流程控制。
6. **微指令代码化**:将微程序流程中的每个微指令转化为二进制代码,这些代码将存储在控制存储器中,用于在运行时驱动计算机的各个部件。
7. **课程设计报告**:报告不仅包含设计过程的详细描述,还包括个人学习体验和解决问题的方法,以及小组成员各自的任务完成情况,是展示理解和应用知识的重要载体。
通过这样的课程设计,学生能够将理论知识付诸实践,提高解决实际问题的能力,为将来深入学习计算机系统和硬件设计打下坚实的基础。