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1、课程设计报告课程名称： 计算机组成原理题目名称： 复杂模型机设计专业名称： 计算机科学与技术班 级： 2013240203学生姓名：李俊 同组同学：丰翔 王兆宇学 号：指导教师： 兰勇完成时间： 2016年1月8 日 目录一 、课程设计概述21.1 课程设计的教学目的21.2 课程设计任务和基本要求31.3 设计原理3二、 规定项目的实验验证32.1 设计原理32.2 操作步骤9三、 指定应用项目的设计与实现143.1设计任务143.2任务分析以及解决方案14四、 收获和体会154.1 我的收获与体会15一 、课程设计概述1.1 课程设计的教学目的本课程设计的教学目的是在掌握计算机系统组成及内
2、部工作机制、理解计算机各功能部件工作原理的基础上，深入掌握数据信息流和控制信息流的方法，进一步加深对计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念，培养开发和调试计算机的技能。在设计实践中提高应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。1.2 课程设计任务和基本要求 本课程设计以TDCMA计算机组成原理教学实验系统为平台完成。 1. 按给定的数据格式和指令系统，理解微程序控制器的设计原理。 2. 设计给定机器指令系统以及微程序流程图，按微指令格式写出微程序的微指令代码。 3. 连接逻辑电路，完成启动、测试、编程、校验和运行，并观测运行过程和结果。 4. 将微程序控制器模块与运算器模块、存储器模块联
3、机，组成一台模型计算机。 5. 用微程序控制器控制模型机的数据通路。 6. 通过在模型机上运行有机器指令组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，建立计算机的整机概念，掌握计算机的控制机制。 7. 按指定应用项目进行汇编指令格式及功能设计，并设计相应的机器指令代码，按照模型机数据通路设计实现机器指令功能的微程序。在PC机上编辑机器指令和微程序，装载代码到TDCMA实验系统并运行，实现应用要求。1.3 设计原理在部件实验中，我们是人为用二进制开关来模拟一些控制信号完成数据通路的控制。而在本课程设计中，数据通路的控制由微程序控制器来完成。计算机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
4、全部由微指令的列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。二、 规定项目的实验验证2.1 设计原理机器指令格式：$P XX XX 机器指令标志、十六进制地址、机器指令代码微指令格式：$M XX XXXXXX 微指令标志、十六进制地址、微指令代码微指令代码格式232221201918-1514-1211-98-65-0M23CNWRRDIOMS3-S0ABCM5-M00进位读写ALU下一个地址CN代表进位WR、RD代表向MEM单元写和读IOM代表向IN或OUT单元读写S3-S0代表不同的运算A指定目的地址B指定原地址C代表P测试或指定目的地址为PC指针M5-M0代表下一个微指令的地址（一共6位，所以
5、最大值为3F）WR、RD、IOM的功能WRRDIOM功能000不涉及MEM、IN和OUT单元010从MEM单元读数据011从IN单元读数据100向MEM单元写数据101向OUT单元写数据S3S0以及CN的功能运算类型S3；S2；S1；S0CN功能逻辑运算0000XF=A0001XF=B0010XF=AB0011XF=A+B0100XF=B移位运算循环移位0101XF=AB01100F=A11F=A101110F=A11F=AAR, PC加10203107070000100000111000001110000MEM-IR, P04002405000000000010001000000101RS-
6、B0504B201000001001011001000000001A加B-RD06002407000000000010001000000111RS-B07013201000000010011001000000001A与B-RD08106009000100000110000000001000MEM-AR09183001 000110000011000000000001IO-RD0A106010000100000110000000010000MEM-AR0B005341 000000000101001101000001NOP0C103001000100000011000000000001MEM-R
7、D0D200601001000000000011000000001RD-MEM0E005341 000000000101001101000001A-PC0F0000CB 000000000000000011001011NOP, P10280401 001010000000010000000001RS-IO11103001 000100000011000000000001MEM-RD12063201 000001100011001000000001A-1-RD13002414 000000000010010000010100RS-B1405B201 00000101101100100000000
8、1A减B-RD15002416 000000000010010000010110RS-B1601B201 000000011011001000000001A或B-RD171803B201 000000111011001000000001ARD191A1B000001000000000000000000000001A-PC1C10101D 000100000001000000011101MEM-A1D10608C 000100000110000010001100MEM-AR, P1E10601F 000100000110000000011111MEM-AR1F101020 000100000001000000100000MEM-A2010608C 000100000110000010001100MEM-AR, P21006D62 000000000110110001100010PC-AR,PC+22102023 000100000010000000100011MEM-B23058201 000001011000001000000001A-B2425
