计算机组成原理课程设计：模型机设计与指令系统

"底板布局-计算机组成原理课程设计讲义" 这是一份关于计算机组成原理课程设计的讲义，主要关注的是模型机的设计和实现。在这个设计过程中，学生需要掌握计算机动态工作流程，理解微程序控制器的设计以及构建简单的指令系统。此外，他们还需要实际操作，组装模型机并编写应用程序进行调试。 课程设计的目标主要有三个方面： 1. 掌握整机动态工作过程：这是理解计算机硬件如何执行指令和处理数据的基础，涉及CPU、内存、输入/输出设备之间的交互。 2. 了解微程序控制器的设计：微程序控制器通过预定义的控制字段来实现指令的执行，是理解计算机控制单元工作方式的关键。 3. 组建模型机并编写应用程序进行调试：实践操作能帮助学生深入理解计算机系统的实际运作。 设计内容与要求包括： 1. 设计指令系统：至少包含8条指令，涵盖不同的寻址方式，如寄存器寻址、直接寻址和立即数寻址。 2. 编写微程序：微程序是控制计算机硬件执行特定操作的一系列指令，需要根据设计的指令系统来完成。 3. 实验接线：实际连接硬件组件，确保模型机能正常工作。 4. 编写应用程序：实现指定的功能，例如处理十进制数的加法、求负数补码、统计奇偶数等。 报告要求： 报告应手写完成，包括统一的封面，任务书，设计目的、器材、要求、模型机结构、指令编码、微程序、应用程序、接线图、调试过程、结果分析和总结等内容。 实验仪介绍： EL-JY-Ⅱ组成原理实验仪用于教学，其底板布局包含了16位ALU、数据暂存器、寄存器堆、移位寄存器等功能部件。输入设备可以通过电平开关或键盘/串口线，而输出设备主要由LED数码管组成，用于显示数据。 在设计中，学生需要理解每个硬件组件的作用，以及它们如何通过控制信号协同工作。例如，ALU用于执行算术逻辑运算，数据暂存器用于临时存储数据，寄存器堆提供数据存储空间，而移位寄存器则用于数据的位移操作。通过这样的实践，学生能够深入学习计算机硬件和软件的集成，从而全面理解计算机的组成原理。