模型机设计：掌握计算机动态工作，构建微程序控制器

"计算机组成原理（模型机设计）" 这篇文档是关于计算机组成原理课程设计的一份说明书，主要内容是设计并实现一个基本的模型机。该设计旨在让学生掌握整机动态工作过程，理解微程序控制器的设计，以及如何构建指令系统，并通过实际操作来调试模型机。 设计题目为“模型机设计”，学生需要完成以下任务： 1. 设计指令系统：制定一套包含8条以上指令的指令集，这些指令应包括不同寻址方式，如寄存器寻址、直接寻址和立即数寻址。 2. 编写微程序：根据设计的指令系统，编写微代码，这将决定处理器如何执行每一条指令。 3. 编写测试程序：设计用于验证模型机功能的测试程序，可能包括计算两个十进制数的和、数的扩展、求负数补码、统计数字特征等任务。 4. 调试模型机：实现硬件接线，编写并执行程序，确保模型机按照预期工作。 在设计过程中，学生将使用TDN-CM计算机组成原理教学实验系统，通过微程序控制器来控制数据通路，使得在程序的控制下，各部件单元能自动产生所需的控制信号，执行指令周期内的所有操作。 模型机设计的具体步骤包括： 1. 定义模型机的功能和用途，例如，它可能用于简单的算术运算和数据处理。 2. 设计数据通路图，这是模型机内部数据流动的逻辑表示，包括数据的输入、处理和输出路径。 3. 定义微代码，即微指令的集合，它们是控制计算机硬件执行特定操作的低级指令。 4. 创建微程序流程图，描述微指令的执行顺序和控制流程。 5. 编译微指令的二进制代码，这是微代码在实际硬件上的表现形式。 6. 设计机器指令集，根据功能需求编写具体的操作码。 7. 实现模型机，包括硬件接线、编写机器语言程序，以及运行和调试这些程序以验证模型机的正确性。 通过这个课程设计，学生不仅能够理论联系实际，深入理解计算机硬件的工作原理，还能提升编程和问题解决的能力。同时，参考文献提供了进一步学习的资料，如《计算机组成原理》和《计算机组成原理》教材，以帮助学生深入研究相关主题。