CISC模型机设计：数据通路与指令系统分析

"CISC计算机模型设计文档是一个关于设计CISC（复杂指令集计算）模型机的项目，由学生刘正超完成，属于06计算机2班的《计算机组成与系统结构》课程设计。这份设计说明书包含了从2009年6月8日至12日的整个设计过程，涉及了数据通路框图、操作控制器逻辑、指令系统和格式、数据格式、微程序流程、微指令代码、汇编和机器语言源程序以及功能仿真测试等内容。设计目标是创建一台能处理10个整数排序的CISC模型机。" 在CISC计算机模型设计中，以下几个关键知识点尤为重要： 1. **数据通路框图**：数据通路是计算机内部数据流动的路径，包括ALU（算术逻辑单元）、寄存器、控制信号、数据总线等部件。图1所示的数据通路框图描绘了这些组件如何协同工作来执行指令。 2. **操作控制器逻辑框图**：操作控制器负责生成必要的控制信号来协调各个部件的操作。图2展示了在T4周期内形成微指令微地址，并在T2的上升沿时读取并执行微指令的过程。 3. **指令系统与指令格式**：设计中定义了10条基本指令，如IN1（输入）、MOV（移动数据）、MOV1（存储到内存地址）、MOV2（从内存地址加载数据）、OUT1（输出）、CMP（比较）、DEC（减1）、INC（加1）、JMP（无条件跳转）和JB（小于跳转）。每条指令都有特定的格式，例如，MOV1的指令格式为1010，表明它将源寄存器的内容存储到目的寄存器指向的地址。 4. **数据格式**：数据在计算机中以二进制形式存储，可以是有符号或无符号整数。在这个设计中，可能涉及到了特定的数据表示方式，例如二进制补码或者无符号表示。 5. **微程序流程图**和**微指令代码表**：微程序是实现机器指令操作的一系列微指令的序列。微指令代码表列出了每条指令对应的微指令编码，这些微指令在操作控制器中被执行，从而实现具体功能。 6. **汇编和机器语言源程序**：设计包括了对应的汇编语言和机器语言程序，用于测试模型机的功能。汇编语言是一种人类可读的语言，而机器语言则是二进制代码，直接被硬件执行。 7. **编译和功能仿真测试**：这部分可能涉及到编写和调试汇编程序，然后将其转换成机器语言，通过功能仿真器检查模型机是否能正确执行给定的指令序列，以达到预期的排序功能。 这个设计项目不仅涵盖了计算机体系结构的基础知识，还涉及了实际的系统设计和编程实践，对于理解计算机内部工作原理具有重要意义。