兰州理工大学计算机组成原理课程设计:模型机指令与微程序设计

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"计算机组成原理课程设计,基本模型机设计,指令系统,微指令格式,微程序流程图,输入输出模块,模型机逻辑结构,运算器,存储系统,指令系统,微程序控制器,输入输出模块,数据通路,微程序设计,微代码表,系统调试,运行报告" 在计算机组成原理课程设计中,学生被要求设计一个基本的模型机,这涉及到多个关键领域的理解和应用。首先,指令系统是模型机的核心,包括IN、OUT、STA、LDA、JMP、BZC、CLR、MOVE、ADD、SUB、EI、PUSH、POP等指令,这些指令涵盖了数据输入、输出、存储、转移、逻辑运算和控制等功能。 设计模型机时,需要考虑微指令格式和微程序流程图。微指令是构成微程序的基础,它们定义了如何执行机器指令的低级操作。每条机器指令对应一个微程序,微程序由一系列微指令组成,控制模型机的各个部件协同工作。例如,JMP指令可能需要设置PC(程序计数器)的值,而ADD指令则可能涉及运算器的操作和寄存器之间的数据传输。 模型机的输入输出模块是与外部设备交互的关键部分。这部分设计需要理解I/O接口的工作原理,以及如何通过中断或直接内存访问(DMA)机制来实现数据的传输。 在逻辑结构方面,模型机通常包含运算器、存储系统、控制器和输入输出系统。运算器负责执行算术和逻辑运算,存储系统包括内存和寄存器,用于存储数据和指令,控制器则通过微程序来协调整个系统的运行。 设计过程中,学生还需要进行存储器系统的详细设计,包括存储器的扩展和选择合适的集成芯片。微程序的设计和实现是另一个重要环节,它涉及到微指令格式的规划和二进制微代码表的制定,以确保正确执行每一条机器指令。 最后,系统调试和运行报告的编写是验证设计是否成功的关键步骤。这包括创建调试环境,测试模型机的功能,解决遇到的问题,并详细记录指令执行的过程。通过这样的课程设计,学生不仅能深入理解计算机硬件的运作,还能提升实践操作能力,实现理论与实践的结合。