微程序控制器下移位运算模型机设计与实验过程详解

在本次计算机组成原理实验中，学生们被要求设计并实现一个带移位运算的模型机，这是一项旨在深入理解计算机内部工作原理和指令集操作的重要实践任务。实验的主要目标包括： 1. 微程序控制器的理解：通过实际操作，学生需熟悉由微程序控制器控制的数据通道，这是理解计算机硬件如何执行指令的关键环节。 2. 指令使用和编程：学生需要掌握如何编写和应用机器指令，如输入(IN)、加法(ADD)、移位(RLC和RRC)、传输(STA)、输出(OUT)以及无条件跳转(JMP)，这些都是基础的计算机语言。 3. 设计与调试过程：实验涉及了从电路连接、程序设计到调试的完整流程，让学生体验从概念到实际应用的转换，培养问题解决和调试能力。 实验步骤包括： - 实验准备：根据实验指导，正确连接实验仪，确保线路无误，并且预览实验程序，了解指令结构。 - 程序编写：利用实验提供的微指令程序，结合基本模型机的指令，编写包含移位指令的实验程序。程序中的地址和内容采用十六进制表示，操作码占用前四位。 - 内存修改：在DVCC实验系统中，学习如何修改RAM和ROM中的数据，以适应程序的执行需求。 - 实验实施：按照实验步骤顺序操作，记录每一步骤的结果，并对程序进行测试。 - 数据处理与分析：整理实验结果，填写实验记录表，观察移位指令的效果，分析不同指令执行后的状态变化。 实验报告中还包含了练习操作记录表，如微地址分配和微指令代码，这些数据对于理解和验证微程序控制器的工作机制至关重要。例如，微地址S3S2S1S0MCnWEA9A8用于指示微指令的执行路径，而机器指令程序则展示了如何将高级指令转化为低级操作，如INR0,30H，表示将13H的值存入寄存器R0。 通过这个实验，学生不仅锻炼了实际操作技能，也加深了对计算机组成原理理论的理解，为后续的学习和职业发展打下了坚实的基础。