微程序设计与模型机构建——计算机组成原理课程设计

"设计微代码-计算机组成原理课程设计讲义" 设计微代码是计算机组成原理中的一个重要环节，它涉及到计算机硬件系统的核心——控制器的设计。在这个过程中，学生需要掌握整机动态工作过程，理解微程序控制器的工作原理，并能够构建一套简单的指令系统。 在微程序设计中，关键的技术之一是如何处理每条微指令的下地址，确保程序能够正确并高效地执行。本设计中采用的是分段编码的指令格式，通过断定方式来确定下一条微指令的地址。这种策略允许设计者灵活地组织微指令序列，以适应不同的控制逻辑需求。 课程设计的主要内容包括以下几个方面： 1. 设计指令系统：学生需要定义一套8条以上的指令集，涵盖不同寻址方式，如寄存器寻址、直接寻址和立即数寻址。这些指令应能够满足基础的计算和数据处理任务。 2. 编写微程序：基于设计的指令系统，学生需要编写对应的微程序，这些微程序将控制处理器执行指令。微程序由一系列微指令组成，每个微指令对应处理器执行的一个基本操作。 3. 实验接线：在实际的硬件平台上，学生需要根据设计的微程序进行接线，确保处理器的各个部件（如ALU、寄存器、数据总线等）能够按照预期工作。 4. 应用程序编写与调试：设计完成后，学生需要编写应用程序，这些程序可以完成特定的功能，如计算两个一位十进制数的和、求一个两位十进制数的负值补码或统计输入数字的奇偶性。通过调试这些程序，学生可以验证他们的设计是否正确且有效。 报告要求方面，学生需要提交一份手写报告，包含统一的封面、任务书、设计目的、使用的器材、设计要求、模型机结构、指令编码、微程序、应用程序、接线图、调试过程、结果分析以及个人总结。报告的提交时间是在第18周的周五。 EL-JY-Ⅱ组成原理实验仪提供了硬件平台，它包括一个由4片74181组成的16位ALU，用于执行算术和逻辑运算；数据暂存器、寄存器堆、移位寄存器等组成部分，以及数据输入和输出设备，如数码管和键盘接口。学生需要熟悉这些硬件组件的特性，以便在设计微代码时充分利用其功能。 通过这个课程设计，学生不仅能够深入理解计算机硬件的工作原理，还能提高动手能力和问题解决能力，为未来从事计算机硬件相关的研究和开发奠定坚实的基础。