复杂模型机设计与实现：扩展指令与程序运行分析

"这篇实验报告来自广东工业大学计算机科学与技术专业的学生陈玉仪，内容是关于计算机组成原理实验六——复杂模型机的设计与实现。实验目的是掌握并实现复杂的计算机原理，扩展16条机器指令，并编写相关程序。实验过程中涉及到了指令的执行、数据处理以及条件转移等操作。学生通过修改指令、运行程序并记录实验结果，以加深对计算机工作原理的理解。" 在此次实验中，陈玉仪同学主要进行了以下操作： 1. **实验准备**：首先，她联机调试了程序EX3，通过对CLR信号的控制（从1变为0再变回1）来实现单步运行，以便观察计算机执行指令的过程。 2. **指令操作**：实验涉及到多种指令的使用，包括： - **输入指令IN**：用于从外部输入数据到指定寄存器，如IN B A，表示将数据输入到B寄存器。 - **带进位加法指令ADC**：对两个寄存器中的数值进行带进位加法，如ADC B A B D，表示B和A相加，进位存储在D中。 - **传送指令MOV**：将数据从一个寄存器传输到另一个，例如MOV B，将B寄存器的内容传送到目标位置。 - **带进位循环左移指令RLC**：对寄存器内的数据进行带进位的左移操作，如RLC B B B B，将B寄存器的内容左移。 - **条件转移指令BZC**：根据条件判断是否进行转移，如BZC A A A A A，如果条件满足则转移到下一个地址。 3. **数据处理**：陈玉仪同学改变了输入数据，重新运行程序，以验证不同数据对计算结果的影响。例如，第二次运行时，将第一条输入指令的数据改为F0。 4. **指令修改**：她将取反指令改为了求补指令，这涉及到对微指令的重新编写和输入，以实现不同的功能。 5. **新程序编写**：除了执行预设的指令，陈玉仪还编写了一个新的程序，包含了地址、内容、助记符和相关说明，以全面地应用和测试扩展的指令集。 6. **微地址与微指令**：实验报告中还展示了微地址和微指令的内容，如表6.4和表6.5所示，这些是计算机内部操作的详细步骤，包括读写控制、状态位和操作码等。 通过这个实验，陈玉仪不仅理解了计算机指令的执行流程，还掌握了如何扩展指令集并编写相应的程序。这样的实践对于深入理解计算机硬件和软件的交互具有重要意义。