简易计算机设计：主机构架与微指令系统

"简单主机设计，组成原理" 本文档是关于计算机组成原理的课程设计，主要任务是设计一个简单的主机，该主机通过硬布线实现控制，并涵盖了数据通路、系统架构、选择的器件以及指令系统的详细设计。设计目的是让学生对计算机系统的基本组成、部件设计、连接方式以及微程序的编写和调试有深入的理解。 在第一章概述中，设计任务被定义为构建一个能执行基本运算（如取数、读数、加法和送数）的简单计算机。设计目标旨在通过实际操作提升对计算机系统整体工作流程的认知。设计概要中，数据通路被视为关键部分，它基于总线结构，以CPU为中心。系统简介提到，机器指令存储在3#RAM中，执行顺序由程序计数器（PC）和地址寄存器（MAR）控制。控制存储器由2#RAM和1#RAM组成，其中微指令的高八位和低八位分别存储在这两个单元中。 第二章详细介绍了所选用的器件，包括二四译码器、三八译码器、后继地址产生逻辑、一位全加器、八位串行进位并行加法器、微指令计数器μPC、三位二进制计数器、二选一选择器、不带复位端和带复位端的八位寄存器。这些器件是构建简单主机的基础组件。 第三章中，简单计算机的详细设计展开，包括微指令设计、总体结构的确定、逻辑设计、控制方式的选择以及微程序的编写。微指令字段和微命令形成逻辑的设定是微指令设计的核心，而寄存器、加法器、选择器和数据通路的配置构成了系统的硬件基础。逻辑设计涉及各种逻辑门和组合电路的布局，而控制方式的确定则关系到指令执行的顺序和流程。微程序编写部分详细列出了程序、操作码的二进制代码以及微程序的入口地址。 第四章讨论了指令系统，包括基本字长、指令格式、指令类型和寻址方式。这些内容定义了计算机能理解和执行的指令集，以及如何访问和处理数据。 最后，第五章结束语是对整个设计过程的总结，可能包含了设计的反思和对未来改进的建议。 参考文献部分提供了进一步阅读和研究的资源，以深化对这个主题的理解。 整个设计过程不仅涉及理论知识，也包括实际操作，这有助于学生将理论与实践相结合，提高问题解决和系统设计的能力。