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1、课程设计( 论文)任务书信息工程 学 院 计算机科学与技术 专 业 1 班一、课程设计(论文)题目 带复杂指令的设计与实现 二、课程设计(论文)工作自 2011 年 6 月 26 日起至 2011 年 7 月 1 日止。三、课程设计(论文) 地点: 5-301 四、课程设计(论文)内容要求：1本课程设计的目的通过课程设计，使学生将掌握的计算机组成基本理论应用于实践中，在实际操作中加深对计算机各部件的组成和工作原理的理解，掌握微程序计算机中指令和微指令的编码方法，深入理解机器指令在计算机中的运行过程。2课程设计的任务及要求1）基本要求：要求学生动手操作实验设备，掌握微程序设计思想和设计方法，设计
2、实现一个简单的模型机，该模型机由运算器、寄存器、译码电路、存储器、和存储微指令用的控制存储器组成，并能实现一些简单的机器指令，并根据设计好的指令设计简单的机器指令程序，实现输入、输出、存储器读写和简单的控制指令。2）创新要求： 要求学生根据要求，设计符合要求的指令程序实现简单的任务，并为设计的机器指令编写相应的微程序代码，并在模型机上验证和测试。3）课程设计论文编写要求（1）要按照书稿的规格打印誊写毕业论文。（2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、附录等。（3）课程设计论文装订按学校的统一要求完成。4）答辩与评分标准： 及格：能按时完成基本指令微程序的设计与在模型机上实现，课程设计报告
3、基本符合要求。中：能按时完成基本指令微程序的设计与在模型机上实现，课程设计报告符合要求，能够分析设计基本指令之外指定的指令，能实现复杂寻址方式的指令。良：能按时完成基本指令微程序的设计与在模型机上实现，课程设计报告符合要求，能够分析设计基本指令之外指定的指令，能设计实现复杂寻址方式和能够自由设计功能相对简单的机器指令并为其编写微程序代码。优秀：能按时完成基本指令微程序的设计与在模型机上实现，课程设计报告符合要求，能够分析设计基本指令之外指定的指令，能设计实现复杂寻址方式和能够自由设计功能灵活的机器指令并为其编写微程序代码，能够自由控制微指令执行流程，代码设计有一定的创新性。指定的复杂指令包括：
4、(1)设计减法指令 SUB功能：1AH-1BH 1CH 寻址方式：寄存器间寻址指令执行流程：输入两个数 05,01 分别送到存储器地址单元 1AH,1BH，05H1AH /IN，STA01H1BH /IN，STA1AHR0 /INR0 R0 /自己设计R0-1BH R0 /自己设计R01CH 1CH LED 显示存储单元 1CH 内容(2)设计加法指令 ADD2功能：1AH+ 1BH 1CH 寻址方式：存储器间接寻址指令执行流程：输入两个数 05,01 分别送到存储器地址单元 1AH,1BH，1DH1AH /IN，STA05H1DH/ IN，STA01H1BH /IN，STA1AHR0 /IN
5、R0 R0 /自己设计R0+1BH R0 /自己设计R01CH 1CH LED 显示存储单元 1CH 内容(3)寄存器加法指令功能：（R0） ）+（R1）R0其中 R0、R1 的起始内容由输入开关输入，R0 输入 1AH，存储器1AH单元中 预先存放数 05H，R1 的起始内容输入 01H，然后 RO 完成一次存储器间接寻址将数 05H 取出，加上寄存器 R1 的内容 01H，加法结果存到 R0 寄存器，最后将加法结果存储到单元1CH中并在 LED 灯上显示出来。寻址方式：寄存器间寻址、寄存器寻址指令执行流程：输入两个数 05,01 分别送到存储器地址单元 1AH,1BH，05H1AH /IN
6、，STA1AHR0 /INR0 R0 /自己设计01HR1 /自己设计R0+ R1 R0 /自己设计R01CH 1CH LED 显示存储单元 1CH 内容注意：以上三条复杂指令可以选择实现任意一条即可。5）参考文献：（1）（2） 张 . 某出版社（3）6）课程设计进度安排内容 天数地点构思及收集资料 1 图书馆上级调试 3 实验室撰写论文 2 图书馆、教室学生签名： 2011 年 6 月 26 日课程设计(论文)评审意见（1） 完成原理分析（ 20 分）：优（ ） 、良（ ） 、中（ ） 、一般（ ） 、差（ ） ； （2） 设计分析 （ 30 分）：优（ ） 、良（ ） 、中（ ） 、一般（
7、 ） 、差（ ） ； （3） 完成调试 （ 20 分）：优（ ） 、良（ ） 、中（ ） 、一般（ ） 、差（ ） ；（4） 回答问题 （ 10 分）：优（ ） 、良（ ） 、中（ ） 、一般（ ） 、差（ ） ；（5） 格式规范性 （ 20 分）：优（ ） 、良（ ） 、中（ ） 、一般（ ） 、差（ ） ；评阅人： 职称： 2011 年 7 月 2 日目 录一、 实验原理 .5二、 设计及分析 .61.微程序流程图设计 .112.微指令代码设计 .123.机器指令设计 .134.IN指令分析 .135.SUB机器指令 .146.STA机器指令 .147.OUT机器指令 .158.JMP机器
8、指令 .15三、调试程序.161.实物接线图.162.写入程序.173.检查程序.174.运行程序.17四、总结.18五、参考文献.181、 实验原理部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU 从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。本实验采用五条机器指令：IN（输入） 、SUB（二进制减法） 、STA（存数） 、OUT（输出） 、JMP（无条件转移） 。其中 IN 为单字长，其余
9、为双字长指令。为了向 RAM 中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，还必须设计三个控制台操作微程序。存储器读操作（KRD）：拨动总清开关 CLR 后，控制台开关 SWB、SWA 为“00”时，按START 微动开关，可对 RAM 连续手动读操作。存储器写操作（KWE）：拨动总清开关 CLR 后，控制台开关 SWB、SWA 为“01”时，按START 微动开关，可对 RAM 进行连续手动写入。启动程序：拨动总清开关 CLR 后，控制台开关 SWB、SWA 置为“11”时，按 START 微动开关，即可转入到第 01 号“取址”微指令，启动程序运行。上述三条控制台指令用两个开关 SWB、SWA 的状态来设置，其定义如下：SWB SWA 控制台指令001011读内存（KRD）写内存（KWE）启动程序（RP）微代码定义如表 1 所示。24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1S3 S2 S1 S0 M Cn WE A9 A8 A B C uA5 uA4 uA3 uA2 uA1 uA0A 字段 B 字段 C 字段 表 4-12、 设计及分析据以上数据原理要求设计数据通路框图如下：IN 的数据流通图：STA 的数据流通图： OUT 的数据流通图：
