计算机组成原理课程设计：模型机设计与实现

"本课程设计是关于计算机组成原理，旨在让学生深入理解计算机系统的工作机制，掌握信息流和控制流的处理，以及各组件间的交互。学生将在实践中设计和实现基本模型机，包括程序控制器、运算器、存储器模块，并通过TDN-CM++教学实验系统进行操作。课程设计任务包括理解指令系统、设计微程序、实现数据通路，以及编写和运行汇编指令。此外，还要求学生完成特定的应用项目，涉及汇编指令格式设计和微程序实现。在验证项目中，学生需要实现简单的加法操作，并将结果存储和显示。" 在计算机组成原理的课程设计中，学生首先需要理解计算机系统的基本构成，如CPU、内存、输入/输出设备等。课程设计的核心在于掌握计算机内部的信息处理流程，即如何通过指令系统和微指令控制数据在各个功能部件间的流动。这涉及到对指令集架构（ISA）的理解，包括指令格式和指令执行的微程序设计。 微程序设计是实现指令集的一种方法，它将每条机器指令分解为一系列微指令，这些微指令控制计算机的低级操作。学生需要根据给定的指令系统设计微程序流程图，并编写微指令代码。这一过程有助于理解机器指令与微指令之间的关系，以及如何通过微指令来实现复杂的计算任务。 课程设计还包括硬件连接和测试，学生需要连接逻辑电路，确保计算机能够启动、运行、校验和处理数据。他们需要将微程序控制器与其他模块（如运算器和存储器）集成，构建一个可以执行简单程序的模拟计算机。通过这个模拟系统，学生可以直观地看到指令执行的过程，从而深化对计算机控制机制的理解。 在指定的应用项目中，学生被要求设计特定的汇编指令，编写对应的机器指令代码，并实现这些指令的微程序。这一环节不仅锻炼了学生的编程能力，也强化了他们将理论知识应用于实际问题解决的能力。 最后，验证任务通常是一个简单的计算或数据处理任务，例如在本例中，是从输入设备获取两个数值，进行加法运算，并将结果存储和显示。这个任务让学生实践了从指令输入到结果输出的整个流程，进一步巩固了计算机系统的整体概念。 通过这样的课程设计，学生不仅学习了计算机组成原理的理论知识，还获得了实际操作经验，提升了分析问题和解决问题的能力，为未来从事计算机硬件设计或系统开发奠定了坚实的基础。