计算机组成原理课程设计：跳转指令实现

"基本模型机的设计---跳转指令的实现" 在计算机组成原理课程设计中，学生被要求设计一个基本模型机，其中的关键部分是实现跳转指令。这个任务不仅涵盖了计算机体系结构的基础知识，还涉及到实际操作和实验验证。下面是关于这个设计任务的详细解释： 1. **设计目标与原理**：设计基本模型机的目标是让学生通过实践来巩固和应用所学的计算机组成原理，包括电工电子学、数字逻辑、汇编语言和计算机组成原理等课程的知识。设计原理主要基于计算机的五大部件（运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备）以及指令系统的概念。 2. **逻辑框图**：学生需要根据设计要求画出模型机的逻辑框图，展示每个组成部分如何相互连接和协作，以执行计算任务。 3. **指令系统设计**：设计一套简单的指令集，其中包括跳转指令。跳转指令允许程序根据特定条件改变执行流程，如无条件跳转、条件跳转等。 4. **指令格式分析**：定义每条指令的格式，包括操作码、地址码等字段，确保它们能正确地指示计算机执行所需的操作。 5. **微程序设计**：为了实现指令，需要设计微指令，这是控制单元执行操作的基本单位。微程序包括微指令格式、微程序入口地址的形成以及如何生成后续微地址。 6. **时序设计**：模型机的时序设计是确定各个操作步骤的顺序和时间间隔，包括时钟周期、指令周期和机器周期等，确保指令能按预期执行。 7. **指令执行流程**：详细描述从取指到执行完毕的整个指令执行流程，特别是跳转指令的处理过程。 8. **源程序与微程序**：编写源程序，其中包括至少一个跳转指令，然后将其转化为指令代码和对应的微程序。 9. **软件使用**：使用HKCPT软件进行联机和脱机方式的模拟，分析跳转指令执行时的时序，观察累加器A和寄存器、存储器的数据变化，理解数据流路径。 10. **课程设计总结**：最后，学生需要总结设计过程，评估其特点、不足，分享个人收获和体会。 这个设计任务旨在培养学生的系统思维能力和动手能力，通过实际操作加深对计算机内部运作的理解，特别是跳转指令这一关键的控制机制。通过这样的实践，学生不仅能掌握理论知识，还能锻炼问题解决和实验验证的能力。