模型机设计：跳转、转移指令实现与微程序控制

"该资源是一份关于计算机组成原理课程设计的文档，重点在于实现跳转和转移指令。设计目标是让学生理解和掌握计算机系统的组成，包括CPU、内存、寄存器等，以及微指令和指令系统的工作原理。通过设计和编写微程序，实现五条基本的机器指令，包括SUB、ADD、STA、MOV、JMP以及两个条件转移指令。" 在这次课程设计中，学生需要实现的基本模型机包含了跳转和转移指令的处理，这是计算机执行流程控制的关键部分。跳转和转移指令允许程序在执行过程中改变其正常的顺序，使得程序可以根据条件或者特定需求动态地选择执行路径。 设计目的旨在巩固和应用所学的计算机组成原理知识，具体包括以下几个方面： 1. **理解单元模块工作原理**：学生需要了解和掌握CPU、内存、寄存器等基本组件的工作方式，并能将它们组合成一个完整系统。 2. **程序编译和加载过程**：学习程序如何被转换为机器语言，并存储在内存中等待执行。 3. **微指令和指令系统**：深入学习微指令和指令的关系，理解微指令如何控制计算机的各个部件执行指令。 4. **数据流向的掌握**：通过微单步和单拍调试，观察和理解数据在计算机内部的流动路径。 在设计原理方面，强调了CPU是通过微指令控制的。每条机器指令都会对应一个微程序，这个微程序由一系列微指令组成，负责执行对应的机器指令功能。在这个实验平台上，模型机的指令执行过程由微指令和时序系统共同完成，每个机器指令都有其对应的微程序。 设计的五条机器指令包括： - **SUB**：执行减法操作。 - **ADD**：执行二进制加法。 - **STA**：将数据存储到内存中。 - **MOV**：赋值操作，将数据从一个位置复制到另一个位置。 - **JMP**：无条件转移，改变指令执行的顺序。 - **JC** 和 **RRC**：条件转移指令，分别基于某些条件执行转移和执行循环右移操作。 逻辑框图展示了模型机的组成部分，如运算器、数据锁存器等，这些组件如何协同工作以执行指令。 指令系统的设计和分析是课程设计的重要环节，它涉及到指令的编码、操作码的定义以及执行这些指令所需的微指令序列。学生需要考虑如何有效地编码指令，以实现所需的功能，并确保指令的执行效率和正确性。 通过这个课程设计，学生不仅能深入理解计算机内部的工作机制，还能提升实践操作技能，为未来在硬件设计、系统架构等领域的工作打下坚实基础。