华北科技学院计算机组成原理：扩展指令设计与实现

本篇文档是华北科技学院计算机B06班学生沈旭辉的课程设计报告，题目为“华科计算机组成原理课程设计--扩展指令”。该设计旨在深化对计算机组成原理的理解，特别是通过设计并验证四条扩展指令：NINC、DERC、NINR和HORH，来增强TEC-2000A汇编指令的功能。设计者的目标是将理论知识应用于实践，熟悉运算器、状态标志寄存器以及AM2901这类位片结构运算器的工作原理。 首先，设计者利用了两个独立的8位运算器模块，每个由两片AM2901构成，这些运算器具备基本的算术和逻辑运算功能。运算器还包括状态标志寄存器，用于存储运算结果的状态信息。在实现十六位教学机运算器时，设计者采用4片AM2901芯片组合，其中最低位和最高位芯片分别负责处理移位操作，进位信号通过短路子进行连接以确保正确处理全范围的运算。 扩展指令NINC、DERC、NINR和HORH的设计涉及加1取反、减1右移、加1取反右移以及数据寄存器（DR）和状态寄存器（SR）内容的与运算。这四个指令的实现不仅考验了设计者的指令集扩展能力，也要求他们理解和运用寄存器操作以及状态控制。 课程设计的目的是通过这样的实践，使学生能够深入理解计算机硬件工作原理，掌握指令集设计的技巧，同时提升硬件系统设计和调试能力，为未来更高级别的硬件设计奠定坚实的基础。在指导教师席振元、余生晨、赵竞雄和邵铁军的指导下，沈旭辉在规定时间内完成了这项任务，并准备了详细的报告和验证过程，以供评估和改进。 这份报告详细记录了设计过程和实现细节，对于学习计算机组成原理的学生或对指令集扩展感兴趣的读者来说，是一份宝贵的参考资料。