计算机组成原理课程设计：模型机设计与指令系统构建

"组成原理课程设计-计算机组成原理课程设计讲义" 计算机组成原理课程设计是计算机科学与技术专业的重要实践环节，旨在让学生深入理解计算机系统的基础构造和工作原理。设计题目是“模型机设计”，这要求学生通过设计、组装和调试一个简单的计算机模型来实现特定的功能。 课程设计的主要目的是： 1. 掌握整机动态工作过程：通过实际操作，学生能够理解计算机在执行指令时的各个阶段，包括取指、译码、执行、数据传递等步骤。 2. 了解微程序控制器的设计：微程序控制器利用预编译的微指令来实现指令系统的功能，这有助于理解控制器的内部工作机制。 3. 构建指令系统并组建模型机：学生需要设计一套指令集，包括但不限于8条指令，并基于这些指令构建一个可运行的模型机。 4. 编写和调试应用程序：在模型机上实现特定的功能，如计算两个一位十进制数的和、求一个两位十进制数的负值补码或统计输入数中的奇偶数个数。 设计内容和要求包括： 1. 设计指令系统：学生需要考虑指令的种类、寻址方式（如寄存器寻址、直接寻址、立即数寻址）以及指令编码格式。 2. 编写微程序：根据设计的指令系统，编写对应的微程序以实现指令的执行逻辑。 3. 实验接线：实际组装模型机，确保硬件连接正确，使得指令的执行和数据的流动能够顺畅进行。 4. 应用程序开发：编写满足设计要求的程序，并在模型机上进行调试，验证其功能正确性。 报告要求方面，学生需提交一份手写报告，内容应包括： 1. 设计目的：阐述设计模型机的目标和意义。 2. 器材清单：列出所使用的硬件设备。 3. 设计要求：详细说明设计模型机的具体规范和约束。 4. 模型机结构：描述模型机的整体架构，包括主要组成部分。 5. 指令编码：展示设计的指令系统编码方案。 6. 微程序：列出编写的微程序及其实现的功能。 7. 应用程序：提供实现特定功能的程序代码。 8. 接线图：绘制清晰的接线示意图，方便他人理解和复现。 9. 调试过程：记录程序调试过程中的问题和解决方法。 10. 结果分析：对设计结果进行分析，讨论可能的优化方向。 11. 总结：总结整个设计过程，反思经验教训。 此外，EL-JY-Ⅱ组成原理实验仪被介绍，这是一个用于实验的平台，具有16位ALU、数据暂存器、寄存器堆、移位寄存器等功能模块，支持不同数据输入和输出设备的连接，便于学生进行模型机的设计和测试。学生需要熟悉该实验仪的布局和功能，以便于实现课程设计的要求。