东北大学COP2000实验：微程序设计与乘除运算实现

东北大学计算机组成原理课程设计是一门实践性强的课程，旨在通过设计和实现机器指令及对应的微指令，使学生深入理解微程序设计控制器的构造方法和指令系统与硬件结构的关系。课程设计以COP2000实验仪为平台，任务是针对该实验仪的指令/微指令系统进行扩展，着重于实现乘法和除法运算功能。 首先，设计目标明确，包括掌握微程序设计的基本技巧，通过实践巩固计算机组成原理的核心知识，并锻炼学生的综合实践能力和独立解决问题的能力。学生需要在COP2000的集成开发环境中，重新设计指令系统，编写相应的微程序，同时通过编写实现乘法和除法的程序来验证设计的有效性。 硬件设备主要包括COP2000实验仪和PC机，软件工具则有COP2000仿真软件，这些都是进行设计和验证不可或缺的资源。学生需要对COP2000模型机的微程序控制器有深入理解，它包含运算器、累加器、工作寄存器等基本组件，以及地址和数据总线，虽然为8位架构，但遵循16位机的工作原理。指令系统设计的关键在于利用指令码作为微地址或产生控制信号，每个指令可能需要多个状态周期来完成操作。 设计过程分为几个关键步骤：首先，全面研究COP2000模型机的微程序控制器工作原理，包括其组成、时序控制和指令分类（如算术、逻辑和移位指令）。然后，根据实际需求定制新的指令集，编写微程序以处理乘法和除法操作。最后，编写测试程序，通过模型机运行验证新设计的正确性和效率。 通过这个课程设计，学生不仅能够提升编程技能，还能加深对计算机硬件结构和指令系统理解，锻炼实际操作和问题解决能力，为后续的计算机系统设计和开发打下坚实基础。