计算机组成原理课程设计:基本模型机的构建与控制器设计
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更新于2024-08-01
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"这篇文档是关于兰州理工大学计算机与通信学院2009年春季学期的计算机组成原理课程设计,主题是基本模型机的设计。学生通过设计一个简单的计算机系统,包括运算器、存储器、控制器和输入输出系统,来理解和掌握计算机硬件的工作原理,特别是控制器的设计。"
在这次课程设计中,学生需要完成以下关键任务:
1. **系统方案设计**:依据任务需求,设计整个计算机系统的架构,考虑其各个组成部分如何协同工作。
2. **存储系统**:采用模型机的存储模块,需要详细阐述存储器的输入输出时序以及模块间的连接方式。存储系统是计算机中存放指令和数据的地方,时序设计确保数据正确存取。
3. **运算器**:构建一个16位的运算器,利用模型机提供的器件实现片间串行进位的算术逻辑运算功能。运算器是计算机执行算术和逻辑操作的核心部件。
4. **微程序控制器**:利用教学机的系统设计微程序控制器。微程序控制器通过预定义的微指令集控制计算机的操作,简化了硬件设计。
5. **指令系统设计**:设计模型机的指令集,包括微指令格式、微程序流程图,并为每条指令分配相应的微程序。指令系统是计算机能理解和执行的命令集合,是软件和硬件之间的桥梁。
文档详细讨论了以下几个方面:
- **模型机设计概述**:明确了设计的目标、任务、原理和所需的实验设备,强调了控制器设计的重要性。
- **模型机总体设计**:详细介绍了模型机的逻辑结构,包括运算器、存储系统、指令系统、微程序控制器和输入输出模块的设计思路。
- **运算器详细设计**:讲解了74LS181芯片的功能,如何构建多功能ALU,以及具体的运算器设计方案。
- **微程序设计与实现**:阐述了微程序的设计流程、微指令格式设计,以及二进制微代码的制定。
- **系统调试与运行报告**:描述了调试环境的搭建,如DVCC实验箱的连线,以及在调试过程中遇到的问题和解决方案,还有指令执行的过程。
通过这样的课程设计,学生不仅深化了对计算机系统原理的理解,也锻炼了解决实际问题的能力,为后续的专业学习和实践打下了坚实的基础。此外,这个设计过程也强调了理论与实践相结合,促进了学生的逻辑思维和程序设计思想的建立。
2021-09-21 上传
2008-12-28 上传
2024-10-26 上传
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