计算机组成原理课程设计：模型机构建与指令系统

"这篇资源是关于计算机组成原理课程设计的一份指南，主要涉及如何设计一个简单的模型机。设计要求包括在Proteus环境下仿真或实验箱运行，指令数至少8条，涵盖多种类型和格式，所有图形手工绘制，设计报告需包含设计说明和体会，并以手写形式提交。设计内容涵盖了数据格式、指令系统、数据通路、时序系统、微指令格式、微程序控制器、微程序流程图和微程序代码表。" 在计算机组成原理的课程设计中，模型机的设计是一个关键部分。首先，你需要确定数据格式，例如选择8位字长，并决定是否使用定点数，如定点整数或定点小数。定点数的表示中，通常会设置一位符号位，如7位为符号位，这样数值范围对于定点小数是-1到小于1，对于定点整数则是-128到小于127。 接着，指令系统的构建是核心任务。指令类型通常分为算术逻辑运算、数据存取、程序控制和输入输出。指令格式可以是单字节或双字节，操作码长度可能固定，例如4位，而操作数则可能涉及源寄存器Rs和目的寄存器Rd。指令系统中，需要设计合理的操作码（OP-CODE）和寄存器编码，以实现各种操作，比如RR型指令用于寄存器间的操作。 在设计指令系统时，需要考虑不同类型的指令，例如算术逻辑运算类指令，包括加减乘除等，通常采用寄存器寻址方式。此外，访内指令如存数（STA）和取数（LDA），以及转移指令如无条件转移（JMP）、条件转移（如BZC，基于结果是否为零或有进位）也是必不可少的。输入输出指令可能涉及直接、间接、R2变址或相对寻址方式，以控制输入设备和输出设备。 此外，微指令格式和微程序控制器的设计涉及到模型机的内部工作流程。微指令决定了CPU执行每一步操作的细节，而微程序控制器则根据微指令组织整个操作序列。微程序流程图和微程序代码表则用来详细说明这些操作的顺序和控制逻辑。 最后，停机指令（HALT）是一个必要的指令，它用于终止程序执行。指令格式通常包括操作码和可能的附加信息，如地址字段。 这个课程设计要求学生全面理解和应用计算机组成原理的基本概念，通过实际操作加深对计算机硬件工作原理的理解。通过这样的设计，学生能够掌握从指令系统设计到微程序控制的完整过程，为未来深入学习计算机系统打下坚实基础。