微程序控制的基本模型计算机实验

"淮海工学院计算机科学系的实验报告书，主要介绍如何构建一个基本模型计算机，并在该计算机上定义并执行五条机器指令，包括IN、ADD、STA、OUT和JMP。实验中使用ZYE1601B教学实验箱和PC机作为设备，通过微程序控制器实现指令的自动化控制。此外，实验还包括了存储器的读写操作以及程序的启动等控制台操作。" 在计算机组成的基本模型机实验中，学生将学习如何将之前单元实验中的各个组成部分整合成一个完整的系统，构建一台基本的计算机模型。这个过程中，重点在于理解和应用微程序设计技术，它使得CPU能够自动生成控制信号，而不是像之前实验中那样手动产生。微程序控制器在此起到关键作用，它根据微指令序列控制计算机数据通路，使得每一条机器指令都能顺利执行。 实验中定义了五种基本的机器指令，它们分别是： 1. IN：输入指令，从"INPUT"设备获取开关状态并存储到寄存器R0中，指令码为00000000。 2. ADD：加法指令，将寄存器R0的值与内存地址addr处的值相加，结果存回R0，指令码为00010000，addr为二进制地址码。 3. STA：存储指令，将寄存器R0的值存入内存地址addr，指令码为00100000。 4. OUT：输出指令，将内存地址addr处的值输出到总线BUS，指令码为00110000。 5. JMP：无条件转移指令，程序计数器PC的值更新为addr，指令码为01000000，addr同样为二进制地址码。 这些指令的前四位是操作码，区分不同的指令类型。其中，IN是单字长指令，其他均为双字长指令，需要地址码扩展至8位。 实验还包括了对存储器的操作，如读（READ）和写（WRITE）操作，以及启动程序（RUN）的控制台指令。通过控制台开关SWB和SWA的不同组合，可以实现这些功能。例如，当SWB和SWA均为0时，表示执行内存读操作；当SWB为0而SWA为1时，执行内存写操作；当SWB和SWA均为1时，启动程序执行。 通过这样的实验，学生不仅能够理解计算机系统的基本结构，还能深入学习微程序控制器的工作原理，以及如何编写微程序以实现特定的机器指令功能。同时，实验还强调了存储器的读写操作和程序的启动流程，这些都是计算机系统中至关重要的环节。