计算机组成原理：模型机设计与实现

"计算机组成原理-简单模型机设计课设，涉及计算机硬件设计、微程序控制器、指令系统、存储器和输入输出模块，旨在深化理解计算机基本组成和工作原理。" 在计算机组成原理的课程设计中，学生被要求设计一款简单的模型计算机，这是一项综合性的实践任务，旨在将课堂理论知识转化为实际操作。设计任务主要包括以下几个核心部分： 1. **文献调研**：学生需要查阅至少5篇相关文献，以了解模型机的基础知识和现有技术。 2. **模型机设计**：设计一个带有8位自增和自减指令的模型计算机。这要求学生理解并应用计算机的基本组成，如存储系统、运算器和控制器。 3. **存储系统**：存储器是计算机的重要组成部分，设计时需要考虑其输入输出时序和模块连接方式。这可能涉及到ROM（只读存储器）和RAM（随机存取存储器）的使用。 4. **运算器**：设计一个8位移位运算功能的运算器，包括串行进位。运算器执行算术和逻辑运算，是计算机处理数据的核心。 5. **微程序控制器**：微程序控制器通过微指令控制计算机的执行流程。学生需要设计微指令格式，绘制微程序流程图，并为每条指令编写相应的微程序。 6. **指令系统**：设计一套包含基本指令的指令集，如输入（IN）、输出（OUT）、存储（STA、LDA）、跳转（JMP）、条件分支（BZC）、清除（CLR）、移动（MOV）、加法（ADD）、减法（SUB）、进位加法（ADC）、带进位的减法（SBC）、自增（INC）、自减（DEC）、算术左移（SBT）、算术右移（SBC）等。 7. **输入输出模块**：理解和设计模型机的I/O接口，这是计算机与外部世界交互的关键。 8. **程序设计与调试**：基于设计的指令系统，编写汇编语言程序并进行调试，以验证模型机的正确性。 9. **设计报告**：最后，需要撰写详细的设计说明书，包含整体设计方案、数据通路图、微程序流程图、指令格式说明以及模块间的数据和控制信号的详细描述。此外，还需要记录调试过程中的问题及其解决方案，以及对设计和编码的反思和改进建议。 通过这个课设，学生不仅能够掌握计算机硬件的基本原理，还能锻炼问题解决和项目管理能力，为未来在IT领域的深入学习和实践打下坚实基础。