"该文档是关于计算机组成原理的课程设计,主要内容涉及一台模型计算机的设计与调试,包括数据格式、指令系统、数据通路、时序系统、微指令格式、微程序控制器、微程序流程图以及设计体会等。设计的计算机采用8位定点整数数据格式,具有14条指令,包括算术逻辑运算、访内、转移、输入输出等。"
在计算机组成原理的课程设计中,设计者构建了一台模型计算机,主要关注以下几个关键方面:
1. **数据格式**:设计的计算机使用8位字长,定点整数格式。数据表示的范围为-128到127,其中最高位作为符号位,其余位代表数值。
2. **指令系统**:设计了14条指令,包括7条算术逻辑运算指令(如加、减、逻辑与、逻辑或等),2条访内指令(存数STA、取数LDA),2条转移指令(无条件转移JMP、条件转移BZC)以及一条停机指令。指令长度固定为4位,采用寄存器寻址方式。
- 算术逻辑运算指令:操作码OP-CODE占4位,源寄存器Rs和目的寄存器Rd各占3位。
- 访内和转移指令:D为位移量,M为寻址方式,支持直接寻址、变址寻址和相对寻址。
3. **数据通路**:详细描述了计算机内部的数据流动路径,包括全局概略图、单片机写控制、微程序显示、指令寄存器、通用寄存器、运算器、内存和程序计数器、地址总线显示、手动输入微程序、单片机写微程序、控制存储器、指令译码、微地址显示、单片机与数据总线输入等组件的功能和设计。
4. **时序系统**:讨论了时序系统如何与起停控制关联,并给出了时序波形图,这有助于理解计算机的执行过程。
5. **微指令格式**:设计了微指令的结构,这是实现微程序控制器的基础。
6. **微程序控制器**:包含微程序控制器的原理图和地址转移逻辑,用于实现复杂操作的控制流。
7. **微程序流程图**和**微程序代码表**:提供了微程序的执行流程和对应的代码,用于指导计算机的控制逻辑。
8. **设计体会**:作者分享了在设计和调试过程中遇到的问题和解决方法,对其他学习者具有参考价值。
这个课程设计涵盖了计算机组成原理的基本要素,从指令集设计到硬件模块的实现,为理解和构建简单的计算机系统提供了一个实践平台。通过这样的设计,学生可以深入理解计算机的工作原理,并提升问题解决和系统设计的能力。