研制微型实验计算机：计算机组成与结构课程设计解析

"计算机组成与结构 课程设计" 本次课程设计的目标是研制一台简易的实验计算机，它具备键盘和打印机两种外部设备，并且采用程序查询法来与外设交互。计算机的运算器采用单累加器多通用寄存器结构，提供了多种寻址方式，包括直接地址寻址、立即数地址寻址、寄存器直接寻址和寄存器间接寻址。指令系统包含8条基本指令，涵盖了数据移动、加载、存储、跳转、条件判断等功能。 计算机的核心组成部分包括存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备。在本设计中，运算器采用单累加器架构，意味着有一个专门用于计算的累加器寄存器，并且配备多个通用寄存器，可以进行数据的临时存储和处理。寻址方式的多样性使得指令执行更为灵活，能够适应不同的操作需求。 指令系统的设计是关键，包括了如下的8条指令： 1. MOV Ri, A：将累加器A中的值转移到寄存器Ri。 2. MOV A, @Ri：从Ri指定的内存地址读取数据到累加器A。 3. MOV A, #data：将立即数data加载到累加器A。 4. LDA adda：从内存地址adda加载数据到累加器A。 5. ST A, addr：将累加器A中的值存储到内存地址addr。 6. JMP addr：无条件跳转到addr指定的地址。 7. JZ addr：如果累加器A的零标志ZD为1，则跳转到addr，否则顺序执行下一条指令。 8. INC A, Ri：将Ri寄存器的值加1后存回累加器A。 此外，设计还要求能执行一个简单的任务，即接收键盘输入的二位数字并打印出来。这涉及到输入设备（键盘）的使用，数据的读取、处理（可能需要通过指令实现进位或移位操作）以及输出设备（打印机）的控制。 在课程设计过程中，学生需要完成从系统逻辑框图的设计，到运算器、指令部件模块的详细设计，包括微操作控制信号的确定、微指令格式的设定、微程序控制方式的选择，以及编写每条指令对应的微程序。最后，还需要进行硬件组装、信号连线和程序调试，确保整个系统能够正常运行。 这个设计旨在让学生深入理解计算机的基本工作原理，熟悉计算机系统的组成和操作，同时提升实践操作能力，为将来从事计算机相关的开发和研究打下坚实的基础。通过这样的实践，学生能够将理论知识与实际应用相结合，更好地掌握计算机组成与结构的核心概念。