计算机组成原理课程设计指南：微程序控制器与模型机实践

"该讲义主要涉及计算机组成原理的课程设计，目的是让学生掌握整机动态工作过程，了解微程序控制器的设计以及如何构建指令系统。同时，通过组建模型机并编写应用程序进行调试，增强实践能力。设计内容包括设计指令系统、编写微程序、实验接线以及编写应用程序。报告要求为手写并包含设计目的、器材、要求、模型机结构等多个方面。实验仪介绍中提到了16位ALU、数据暂存器、寄存器堆、移位寄存器等功能部件，以及输入输出设备的工作原理。" 在计算机组成原理的课程设计中，学生需要深入理解整机动态工作过程，这是一个涵盖计算机硬件系统运行流程的全面概念，包括CPU、内存、输入/输出设备之间的交互。学生需要学习如何使这些组件协同工作，以完成特定的计算任务。 微程序控制器的设计是另一项关键任务。微程序设计方法允许通过微指令集来实现机器指令，微指令是控制单元执行操作的基础。学生需要设计一套微指令系统，这涉及到对微指令格式、控制字段和微地址产生机制的理解。 指令系统的构建是课程设计的重要组成部分。学生需要设计至少8条指令，包括不同寻址方式如寄存器寻址、直接寻址和立即数寻址。这要求学生理解每种寻址方式的工作原理，并能根据需求创建有效的指令集。 实验接线是将理论知识付诸实践的过程，学生需要连接各个硬件组件，确保它们按照设计意图正确通信。此外，编写应用程序是为了验证设计的正确性，可以选择实现如计算两个十进制数的和、求负数补码或统计奇偶数个数等功能。 报告要求不仅包括了设计的详细描述，还包括了对设计过程的反思和结果分析。这有助于培养学生的文档编写能力和问题解决能力，也是评估设计成果的重要依据。 实验仪的介绍部分提供了具体硬件组件的信息，例如使用4片74181构建的16位ALU，用于数据处理；74273构成的数据暂存器，用于临时存储数据；以及各种控制信号，如ALU_G、LDR1、LDR2等，它们是控制数据流动的关键。输入设备和输出设备的描述揭示了数据如何进入和离开系统，而存储器部分则涉及到数据的存储机制。 这个课程设计旨在通过实际操作，使学生全面理解计算机硬件系统的运作，并提升他们的动手能力和问题解决技巧。