长沙学院：复杂模型机设计——求最大值与微程序实现

本篇文档是长沙学院计算机科学与技术系10班的一份课程设计说明书，主题为"复杂模型机设计之求最大数"，隶属于计算机组成原理课程。该设计任务要求学生运用微程序设计思想，设计一个指令系统，针对三个课题展开：1）简单模型机的累加和；2）复杂模型机的求最大值；3）复杂模型机的四位原码乘法。设计过程需要在TDN-CM计算机组成原理教学实验系统中进行，并提供测试程序、调试和答辩。 首先，设计者需明确目标，确定计算机的功能和应用场景，比如可能是一个用于特定数据处理或分析的小型计算器。接着，他们需要确定指令系统架构，如数据的存储格式（例如8位无符号数），指令编码方式（可能采用固定长度或变长），并设计必要的指令集，如加、取最大值、乘法等，同时指定寻址方式（直接寻址、间接寻址等）以及所需的微操作。 在整体结构设计部分，学生需考虑如何组织硬件组件如运算器、控制器、存储器等，并设计数据通路，这直接影响到数据在不同部件间的流动和处理效率。他们需要权衡计算机的性能、速度、成本和可靠性，选择合适的内总线和外总线架构。 对于求最大值课题，设计者需编写机器指令和微指令，以便在内存地址20h处存放的数组中寻找最大值，并确保有停机指令。同样，对于累加和和四位乘法，也需要相应的指令和微指令来完成加法运算和乘法运算，最后输出结果。 整个设计过程要求清晰地阐述设计思路，包括指令执行流程的规划，即如何通过微指令控制数据通路，确保每个指令所需的机器周期数合理，以及微操作的调度策略。最终，学生需提交详细的课程设计说明书，记录整个设计过程、实现方法和测试结果，以准备课程设计的答辩。