03-复杂模型机的设计
课程设计复杂模型机设计
课程设计复杂模型机设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握复杂模型机设计的基本原理和方法，培养学生的创新意识和实践能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解并掌握复杂模型机的基本概念、组成原理和设计方法。
2.技能目标：学生能够运用所学知识，独立完成复杂模型机的搭建和调试。
3.情感态度价值观目标：学生培养团队合作精神，提高问题解决能力和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.复杂模型机的基本概念：介绍复杂模型机的定义、特点和应用领域。
2.复杂模型机的组成原理：讲解复杂模型机的各个组成部分及其功能。
3.复杂模型机的设计方法：介绍复杂模型机的设计原则和方法。
4.复杂模型机的搭建与调试：指导学生进行实际操作，培养学生的动手能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式：1.讲授法：通过讲解复杂模型机的基本概念、组成原理和设计方法，使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解复杂模型机的应用和设计。
4.实验法：指导学生进行复杂模型机的搭建与调试，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习材料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能参与到实验环节中来。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估其学习态度和理解能力。
2.作业：布置适量的作业，要求学生独立完成，以评估其掌握知识的情况。
3.考试：安排期中考试和期末考试，全面测试学生对课程知识的掌握程度。
《计算机组成原理》复杂指令模型机设计与实现
《计算机组成原理》复杂指令模型机设计与实现
复杂指令模型(CISC)是一种用来描述CPU识别并执行复杂指令的计算机架构。
CISC机器比RISC机器具有更多的指令，但它的实现却要复杂一些。
这里介绍的是完成CISC机器设计与实现的一些基本IO结构和步骤。
（1）运行环境的设置：使用嵌入式开发环境（EDE）完成硬件的设计。
该环境支持大多数底层硬件架构，如内存，存储器和处理器等，允许程序员快速检查和调试指令，以期达到最佳性能。
（2）硬件实现：通过EDE提供的硬件实现工具，程序员可以根据指定的指令系统（CISC架构）完成对CISC架构CPU进行硬件实现。
此过程中，需要设计出包括指令存取模块、指令执行模块、指令缓存模块、数据缓存模块等硬件模块，将指令的解释与执行紧密结合。
（3）指令编程：利用EDE工具和指定的指令集，开发者需要把各个指令和指令集编程到CISC CPU 系统中，使得指令能够正确的工作。
（4）测试验证：在指令编程完成后，需要对CISC机器系统进行功能测试及验证，确保CISC机器系统能够正确地识别和执行各种指令，最大程度地发挥CISC 机器的性能。
（5）实时性评估：在确认CISC机器系统能正常工作后，需要对系统的实时性（以指令周期为单位时间）进行定期评估，确保CISC机器系统运行的流畅。
总之，完成CISC机器设计与实现过程中，需要首先通过嵌入式开发环境完成硬件设计，接着通过指定的指令集将指令编程至CISC CPU系统中，尽可能达到最佳性能，最后对CISC机器系统进行功能测试及实时性评估，以证明它能够正常工作。
计算机组成原理实验报告基本模型机和复杂模型机的设计
计算机组成原理实验报告基本模型机和复杂模型机的设计文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]基本模型机设计一. 设计目的1. 在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统构造一台稍微复杂的模型计算机；2. 为其定义5条机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试掌握整机概念二. 设计内容部件实验过程中，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。
三．概要设计为了向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:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB,SWA 为”0 0”时,按START微动开关,可对RAM连续手动读操作.存储器写操作:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB SWA置为”0 1”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“1 1”时,按START微动开关,既可转入到第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,其定义如下表3-1读写变化根据以上要素设计数据通路框图,如图3-1：表3-2 微代码的定义表3-3 A，B，P字段内容A字段 B字段 P字段当拟定“取指令”微指令时，该微指令的判别测试字段为P1测试。
由于“取指”微指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P1测试结果出现多路分支。
本次课程设计用指令寄存器的前4位（I7-I4）作为测试条件，出现5路分支，占用5个固定微地址单元。
控制台操作为P4测试，它以控制台开关SWB，SWA作为测试条件，出现了3路分支，占用3个固定微地址单元。
实验六 复杂模型机的设计与实现
实验六复杂模型机的设计与实现本实验旨在介绍复杂模型机的设计与实现，包括硬件设计、软件开发以及测试等环节。
一、实验目的1、了解复杂模型机的原理和结构。
4、学会使用测试工具对复杂模型机进行测试和验证。
二、实验原理复杂模型机是一种灵活多变的系统，其结构和输入规则可以进行修改和扩充。
其原理是通过对输入的逐步处理和变换，获取到相应的输出结果。
复杂模型机的硬件设计包括电路结构和部件选择等方面，需要根据具体的应用场景进行选择和设计。
而软件开发则包括编程语言、算法设计以及接口设计等方面。
最终，测试是对复杂模型机进行验证的过程，通过测试可以发现系统中存在的问题，进行修改和优化。
三、实验内容1、硬件设计硬件设计是复杂模型机设计中一个非常重要的环节。
根据具体的应用场景，需要选择合适的器件和电路结构。
例如，在一些需要大量数据传输的应用场景中，需要选择高速缓存、高速总线等器件，以提升系统处理速度。
此外，还需要注意信号处理、干扰防护、热稳定性等问题。
2、软件开发软件开发包括编程语言的选择、算法设计、接口设计等方面。
在编程语言的选择方面，C、C++、Python等语言都有优缺点，需要根据实际情况进行选择。
算法的设计则是根据具体的应用场景来的。
例如，在图像处理领域中，常用的算法有人脸识别、图像增强等。
接口设计包括输入输出接口的设计，需要实现对多种交互方式的支持，如图形界面、脚本等。
3、测试和验证测试和验证是对复杂模型机进行验证的过程，通过测试可以发现系统中存在的问题，进行修改和优化。
常用的测试工具包括单元测试、集成测试、性能测试等。
四、实验步骤根据实际需求进行硬件设计，选择器件和电路结构。
最终进行硬件搭建和测试。
根据实际需求进行软件开发和实现，包括编程语言的选择、算法设计、接口设计等方面。
最终进行软件测试和验证。
五、实验注意事项1、在进行实验前，需要对硬件和软件进行备份，以免因实验操作失误造成数据丢失或损坏。
2、在进行大规模测试前，需要对系统进行充分的测试和验证，以确保系统的稳定性和性能。
复杂模型机设课程设计报告
复杂模型机设课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握复杂模型机的结构组成及其工作原理；2. 学习并运用模型机的编程方法，实现对简单任务的执行；3. 掌握模型机的调试与优化方法，提高模型机的运行效率。
技能目标：1. 能够运用所学知识设计并搭建简单的复杂模型机；2. 能够运用编程语言对模型机进行编程，实现特定功能；3. 能够分析并解决模型机在运行过程中出现的问题，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的团队合作精神，学会在团队中分工合作，共同完成任务；2. 增强学生对工程技术的兴趣，激发创新意识，培养探究精神；3. 引导学生关注科技发展，认识到复杂模型机在现代科技领域的重要地位和价值。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，旨在通过理论与实践相结合的方式，帮助学生掌握复杂模型机的相关知识。
学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的学科基础和动手能力，对新技术充满好奇，喜欢探究和挑战。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强化实际操作训练，提高学生的综合运用能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 复杂模型机的基本概念与结构：介绍模型机的定义、分类及其工作原理，重点讲解复杂模型机的结构组成和功能。
教材章节：第一章 模型机概述2. 模型机的编程方法：学习编程语言，掌握模型机的编程技巧，实现基本指令的编写与执行。
教材章节：第二章 编程语言与编程方法3. 模型机的搭建与调试：讲解如何设计并搭建复杂模型机，学会使用调试工具，对模型机进行调试与优化。
教材章节：第三章 模型机的搭建与调试4. 实际案例分析：分析典型复杂模型机的应用案例，让学生了解模型机在现代科技领域的实际应用。
教材章节：第四章 复杂模型机应用案例5. 综合实践：组织学生进行小组合作，设计并搭建一个简单的复杂模型机，实现特定功能，提高学生的实际操作能力。
计算机组成原理课程设计---复杂模型机的设计与实现
计算机组成原理课程设计一~复杂模型机的设计与实现课程设计2011 年 12 月设计题目 学生姓名学 号 专业班级 指导教师复杂模型机的设计与实现范加林20092697计算机科学与技术09-2郭骏一、课程设计目的与要求设计目的：本课程设计是《计算机组成原理》课程之后开设的实践环节课程。
通过本课程设计，使学生进一步加深对计算机原理系列课程相关内容的理解，掌握CPU设计的基本方法和计算机系统的组成原理，进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；锻炼计算机硬件的设计能力、调试能力；培养严谨的科学实验作风、良好的工程素质及团队协作精神，为今后的工作打下基础。
设计要求：基于计算机组成原理教学实验系统设计并实现一个具有16条机器指令、采用微程序控制器的8位计算机。
并根据设计课题要求，给出模型机的设计方案(包括指令系统和硬件结构)。
画岀所设计计算机的硬件连接图，针对所设计的指令系统编写出相应的微程序。
对所设计的计算机进行安装与调试。
编写测试程序, 对系统进行验证。
编写课程设计报告。
二、指令格式和指令系统(-)指令格式K数据格式模型机规定采用定点补码表示数据，且字长为8位，其格式如下:7 6 5 4 3 2 1 0符号尾数其中第7位为符号位, 数值表7K范是：W X<lo2、指令格式模型机设计四大类指令共16条,其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问及转移指令和停机指令。
(1)算术逻辑指令设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下:7 6 5 4 3 2 1 0OP-CODE Rs Rd其中，OPCODE为操作码，Rs为源寄存器,Rd为目的寄存器，并规定:Rs 或Rd选定的寄存器00R001R110R211R39条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见7-12-1o⑵访问指令及转移指令模型机设计2条访问指令，即存数(STA)、取数(LDA) , 2条转移指令，即无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移指令（BZC）,指令格式为:其中“00 M”为源码段，2OP-CODE为目的码段（LDA、STA指令使用）。
复杂模型机组成原理实验
复杂模型机组成原理实验复杂模型机组成原理实验是一种实验方法，旨在研究和探索复杂模型机的组成原理。
该实验通常包括以下步骤：实验目的确定、实验装置和材料准备、实验过程、数据处理和结果分析、结论与讨论。
以下是一个1200字以上的实验报告。
一、实验目的本实验的目的是通过实验研究和分析复杂模型机的组成原理，了解不同组件的作用和相互关系，提高对复杂模型机的认识和理解。
二、实验装置和材料实验装置包括复杂模型机的组成部分，例如主控制器、传感器、执行器等。
实验材料包括复杂模型机的各种组件和相关文献资料。
三、实验过程1.确定实验步骤和流程：根据复杂模型机的组成结构和原理，确定实验步骤和流程，制定实验计划。
2.实验装置搭建：根据实验计划，准备实验装置和材料，进行实验装置的搭建和连接。
3.调试实验装置：将各个组件按照实验计划连接到主控制器上，并进行相应的参数调试和校正。
4.执行实验：根据实验计划，进行实验操作，记录实验数据。
5.数据处理和结果分析：对实验数据进行整理和分析，计算各个组件的性能参数和相互关系。
6.结论与讨论：根据实验数据和结果，得出结论并进行讨论，探讨复杂模型机组成原理的相关问题。
四、数据处理和结果分析根据实验数据，对各个组件的性能参数和相互关系进行分析和计算，并绘制相应的图表和曲线。
通过分析数据和图表，可以得出以下结论：1.不同组件的作用：通过实验发现，主控制器是复杂模型机的核心组件，负责控制和调节各个传感器和执行器的工作状态和参数。
传感器用于检测外界环境的信号，并将其转化为电信号。
执行器通过接收主控制器发送的指令，执行相应的任务和动作。
2.相互关系的影响：实验结果表明，不同组件之间的相互关系对复杂模型机的性能和工作效果有着重要影响。
例如，传感器的灵敏度和精度会直接影响到主控制器对外界环境的感知和响应能力。
执行器的速度和力矩则会影响到复杂模型机的动作效果和执行能力。
3.参数优化和调整：通过对实验数据的分析，可以调整和优化各个组件的参数和性能，以提高复杂模型机的工作效率和响应能力。
计算机硬件课程设计(微程序)
三、设计模型计算机的思路
1、确定设计目标：确定所设计计算机的功能和用 途。 2、确定指令系统：确定数据的表示格式、位数、 指令的编码、类型、需要设计哪些指令及使用的 寻址方式。 3、确定总体结构与数据通路：总体结构设计包含 确定各部件设置以及它们之间的数据通路结构， 列出各种信息传送路径以及实现这些传送所需要 的微命令。 4、设计指令执行流程：数据通路确定后，就可以 设计指令系统中每条指令的执行流程。根据指令 的复杂程度。
五、时间安排
第一批：周一上午至周三上午, 本周五下午交报告 第二批：周三下午至周五下午, 下周一下午交报告 上午8:10—11:30 下午2:00—5:00
六、硬件课程设计报告格式
请看样本
七、具体要讲的几个问题
1、指令格式、指令系统：讲各种指令格式，寻址方式，看实验 指导书P33 2、举例讲微操作流程，如ADD RS，RD：看实验指导书P26 3、举例讲微指令编写：看实验指导书的P25 4、微程序的入口地址形成及微指令的后续地址：看实验指导书 的P4 译码电路 5、装载微程序的格式：看实验指导书的P19 6、模型机的时序电路：看实验指导书的P2 7、运行模型机：运行前先要复位（按RESET或拨动CLR开关1-01），按单微指令按钮进行单步调试，按连续按钮进行连续运 行； 8 、模型机电路图：双击CMPP20，在帮助中找到“复杂模型机 图” 9、模型机高度过程中常见问题及解决办法
299移位控制功能表
s1 299-b
0 0 0 1 0 0 任意 0 保持 循环右移s0Biblioteka m功能0 0
0 任意
1 0
0 1
0 1
1 1
1 0
1 任意
带进位循环右移 循环左移
带进位循环左移 装数
复杂模型机课程设计心得
复杂模型机课程设计心得一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握复杂模型机的结构组成和工作原理，理解各部分之间的内在联系。
2. 使学生了解复杂模型机的应用领域，认识到其在科技发展中的重要性。
3. 帮助学生建立复杂模型机的数学模型，培养运用数学工具分析问题的能力。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，能够设计简单的复杂模型机。
2. 提高学生的实验操作能力，熟练使用相关仪器设备进行复杂模型机的搭建和调试。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能够在小组合作中发挥各自优势，共同完成任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对复杂模型机的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度，认识到科技发展对社会进步的重要作用。
3. 引导学生关注我国在复杂模型机领域的发展动态，增强国家自豪感和责任感。
课程性质：本课程属于学科拓展课程，旨在帮助学生深入了解复杂模型机的相关知识，提高实践操作能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的学科基础知识，对新鲜事物充满好奇，动手能力强，但部分学生可能对理论分析较为薄弱。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性和主动性，提高学生的综合素养。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 复杂模型机的基本原理：介绍复杂模型机的定义、分类及其工作原理，使学生了解复杂模型机的基本概念和组成。
教学内容关联教材第3章第1节。
2. 复杂模型机的结构组成：详细讲解各部分的结构和功能，包括控制器、运算器、存储器等。
教学内容关联教材第3章第2节。
3. 复杂模型机的应用领域：介绍复杂模型机在工业、医疗、交通等方面的应用，拓展学生的知识视野。
教学内容关联教材第3章第3节。
4. 数学模型建立与求解：教授如何运用数学工具建立复杂模型机的数学模型，并进行求解。
教学内容关联教材第3章第4节。
复杂模型机的设计过程中大家遇到的问题
复杂模型机的设计过程中大家遇到的问题
复杂模型机的设计过程中可能会遇到以下问题：
1. 复杂性设计要求高，需要在设计阶段考虑到多个因素，包括机械、电气、软件等方面的要求。
2. 性能要求高，机器需要在高速、大负载等环境下进行工作，并能保持稳定性和精度。
3. 制造成本高，机器需要使用高品质的材料和零部件，并需要进行精密加工和调试。
4. 维护和维修难度大，机器的组件和结构复杂，需要专业知识和技能才能进行维护和维修。
5. 安全性要求高，机器在运行过程中需要遵循各种安全标准和法规，并需要考虑到环境的影响。
以上是设计复杂模型机过程中可能遇到的问题，设计团队需要耐心、专业和创意，才能克服这些问题，实现机器的设计目标。
计算机组成原理实验八复杂模型机的设计与实现心得
计算机组成原理实验八复杂模型机的设计与实现心得
在计算机组成原理实验八中，我们需要设计并实现一个复杂的模型机。
这是一个很有挑战性的任务，需要我们充分运用所学的知识和技能，才能成功完成。
在设计过程中，我们首先需要明确模型机的功能需求，并根据需求确定模型机的各个部分以及它们之间的相互关系。
在此基础上，我们可以开始进行具体的设计和实现工作。
在具体实现过程中，我们需要注意代码的可读性和可维护性，尽量避免出现冗长、复杂的代码结构。
同时，我们需要对代码进行严格的测试和调试，确保模型机的各个部分都能正常运行和协同工作。
通过这次实验，我不仅深入了解了计算机组成原理的相关知识，也锻炼了自己的设计和实现能力。
希望今后能够在这方面继续努力，不断提高自己的技能水平。
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计算机硬件课程设计(微程序)
1.指令系统及指令格式 1.指令系统及指令格式
指令系统应包括：算术逻辑运算指令、访存指令、控制转 移指令、I/O指令、停机指令。一般指令格式如下： 移指令、I/O指令、停机指 0
OP-CODE DATA / RS ADDR RD
指令系统如: 指令系统如: ADD RS,RD MOV DATA,RD MOV RS,[ADDR] JZ ADDR IN RD HALT 其中RS RD为R0、R1、R2中之一( 其中RS 、RD为R0、R1、R2中之一(为00,01,10) ，DATA为立即数，ADDR DATA为立即数，ADDR 为内存地址。
七、具体要讲的几个问题
1、指令格式、指令系统：讲各种指令格式，寻址方式 指令格式、指令系统：讲各种指令格式， 举例讲微操作流程， RS，RD： 2、举例讲微操作流程，如ADD RS，RD： 举例讲微指令编写： 3、举例讲微指令编写： 微程序的入口地址形成及微指令的后续地址： 4、微程序的入口地址形成及微指令的后续地址： 装载微程序的格式： 5、装载微程序的格式： 模型机的时序电路： 6、模型机的时序电路： 运行模型机：运行前先要复位（ RESET或拨动CLR开关 或拨动CLR开关1 7、运行模型机：运行前先要复位（按RESET或拨动CLR开关1-0），按单微指令按钮进行单步调试 按单微指令按钮进行单步调试， 1），按单微指令按钮进行单步调试，按连续按钮进行连续运 行； 模型机电路图：双击CMPP20 在帮助中找到“ CMPP20， 8 、模型机电路图：双击CMPP20，在帮助中找到“复杂模型机 图” 9、模型机调度过程中常见问题及解决办法
寄存器地址译码电路
5.微程序装载格式 5.微程序装载格式
机器指令格式: 机器指令格式: $Pxxxx 微指令格式: 微指令格式: $Mxxxxxxxx
计算机组成原理实验报告基本模型机和复杂模型机的设计
计算机组成原理实验报告基本模型机和复杂模型机的设计1.引言2.设计目标本次实验的设计目标是实现一个满足基本要求的计算机模型，了解计算机的基本组成结构和工作原理。
然后我们将设计一个更复杂的模型，通过增加功能模块和优化设计，实现更高级的计算能力和更好的性能。
3.实验方法基本模型机的设计主要包括五个核心模块：输入模块、中央处理器（CPU）、存储器、控制器和输出模块。
我们将使用VHDL语言来实现这些模块，并使用FPGA来实现整个基本模型机。
复杂模型机的设计在基本模型机的基础上进行扩展和优化。
我们将对CPU进行升级，加入多核处理器和并行计算能力，增加存储器容量和传输速率，优化控制器的运行效率。
通过这些优化，我们可以提高复杂模型机的计算性能和运行效率。
4.实验结果4.1基本模型机的实验结果基本模型机的实验结果显示，我们成功实现了输入输出功能，能够将用户的输入数据送入存储器，并通过CPU进行计算后将结果输出。
虽然这个模型的计算能力和性能较低，但是它对于初学者来说是一个良好的实践项目。
4.2复杂模型机的实验结果复杂模型机的实验结果显示，我们成功实现了多核处理器和并行计算的功能，并大幅提升了计算性能和运行效率。
存储器的容量和传输速率的提升也带来了更高的数据处理能力。
控制器的优化使得整个模型机的运行更加稳定和高效。
5.实验总结通过设计和实现基本模型机和复杂模型机，我们加深了对计算机组成原理的理解，并掌握了相关的设计和实践技巧。
实验结果表明，我们的设计能够满足计算机的基本要求，并具有一定的性能和计算能力。
通过进一步优化和扩展，我们可以设计出更高级的计算机模型，满足更多应用需求。
[1]《计算机组成原理》李文新，清华大学出版社，2024年。
复杂模型机课程设计分工
复杂模型机课程设计分工一、教学目标本章节的教学目标是使学生掌握复杂模型的机课程设计分工的相关知识，能够理解并运用相关技能进行模型设计。
具体目标如下：1.了解复杂模型的定义及其在工程设计中的应用。
2.掌握机课程设计分工的基本原则和方法。
3.熟悉不同类型模型的设计流程和要点。
4.能够运用相关软件进行模型的建立和优化。
5.能够根据设计需求，合理分配设计任务，并进行分工协作。
6.能够进行模型的验证和修正，以满足设计要求。
情感态度价值观目标：1.培养学生的团队合作意识和能力。
2.培养学生的创新思维和解决问题的能力。
3.培养学生的工程责任感和职业操守。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括复杂模型的定义和应用、机课程设计分工的基本原则和方法、不同类型模型的设计流程和要点。
具体内容包括：1.复杂模型的定义及其在工程设计中的应用。
2.机课程设计分工的基本原则和方法，包括分工的依据、分工的流程和分工的评估等。
3.不同类型模型的设计流程和要点，包括机械结构模型、电气控制系统模型和软件系统模型等。
三、教学方法为了达到本章节的教学目标，将采用多种教学方法进行教学，包括讲授法、案例分析法、实验法等。
具体方法如下：1.讲授法：通过讲解复杂模型的定义、机课程设计分工的基本原则和方法等理论知识，使学生掌握相关概念和理论。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解不同类型模型的设计流程和要点，提高学生的实际操作能力。
3.实验法：通过实验室实践，使学生能够运用相关软件进行模型的建立和优化，培养学生的实际操作能力。
四、教学资源为了支持本章节的教学内容和教学方法的实施，将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《复杂模型机课程设计分工》教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：推荐学生阅读相关领域的参考书籍，以拓展知识面。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，以便进行生动形象的讲解和展示。
4.实验设备：准备计算机、相关软件等实验设备，以便进行实验室实践教学。
复杂模型计算机的设计_任务书
课程设计报告课程名称计算机组成原理课题名称复杂模型计算机的设计专业计算机科学与技术班级学号（填全称）姓名指导教师陈华光、陈多、邓作杰2013年9 月日湖南工程学院课程设计任务书课程名称计算机组成原理课题复杂模型计算机的设计专业班级学生姓名学号（填全称）指导老师陈华光、陈多、邓作杰审批陈华光任务书下达日期2013年9月3 日任务完成日期2013年9月日一、设计内容与设计要求1．设计内容模型机是由五个部分组成的计算机，通过它可以理解计算机整机的结构及功能，理解CPU、存储器、中断控制器、总线的结构及实现逻辑和各部件之间的接口关系。
本次课程设计的主要内容是利用西安唐都公司的TDN-CM++的内部可编程资源，设计一个模型计算机。
本课程设计的主要目的是通过部件级的模型机的设计和调试，使学生理解计算机由5部分组成，掌握计算机的工作过程，从“指令—微指令—微操作”概念的理解，从而清晰地建立计算机的整机概念，并培养学生分析和解决实际问题的能力，同时增强学生的动手能力。
2．设计要求：(1) 借助于TDN-CM++的内部可编程资源，运算器单元，控制存储器，微命令寄存器，地址转移逻辑，微地址寄存器，控制时序信号单元，寄存器组，总线，输入\输出单元等，用微程序的方式设计一台的模型计算机。
设计包括模型计算机组成的设计，指令系统的设计，并用汇编语言完成设计并调试成功。
(2) 复杂模型机的设计要求(参考P107-115)模型机设计四大类指令共十六条，其中包括算术逻辑指令、I/O 指令、访问及转移指令和停机指令。
设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址。
设计2条访内指令，即存数（STA）、取数（LDA），2 条转移指令，即无条件转移（JMP）、结果为零或有进位转移指令（BZC）。
设计2 条I/O 指令，输入（IN）和输出（OUT）指令采用单字节指令。
设计停机指令1条用单字节表示。
(3) 调试的程序第一组地址（H）内容（H）助记符说明$P00 44 IN 01 R0 INPUT device->R0$P01 46 IN 01 R2 INPUT device->R2$P02 98 ADC R2 R0 R2+R0+CY->R0$P03 81 MOV R0 R1 R0->R1$P04 F5 RLC R1 R1 R1右移一位$P05 0C BZC 00 00 00->PC$P06 00第二组地址（H）内容（H）助记符说明$P00 45 IN 01 R1 INPUT device->R1$P01 00 LDA 00 00 R0 (20)-> R0$P02 20$P03 86 MOV R1 R2 R1->R2$P04 A8 SBC R2 R0 R2-R0-CY->R0$P05 F5 RLC R1 R1 R1右移一位$P06 0C BZC 00 00 00->PC$P07 00第三组地址（H）内容（H）助记符说明$P00 46 IN 01 R2 INPUT device->R2$P01 84 MOV R2 R0 R2-> R0$P02 44 IN 01 R0 INPUT device->R0$P03 98 ADC R2 R0 R2+R0+CY->R0$P04 E2 COM R2 NOT R2 ->R0$P05 06 STA 00 0A R2 R2 ->(0A)$P06 0A$P07 0C BZC 00 00 00->PC$P08 00在规定的时间内以小组为单位完成相关的系统功能实现、数据测试和记录并进行适当的分析。
计算机组成原理课程设计-复杂模型机设计实验
复杂模型机设计实验一、实验目的综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。
二、实验设备1、ZYE1603B计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。
2、PC机一台。
三、数据格式及指令系统1. 指令格式模型机设计四大类指令共十六条，其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问及转移指令和停机指令。
1). 算术逻辑指令设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：为源寄存器，rd为目的寄存器，并规定：其中，OP－CODE为操作码，rs2). 访存指令及转移指令模型机设计2条访存指令――存数（STA）和取数（LDA），2条转移指令――无条件转移（JMP）和结果为零或有进位转移指令（BZC），这4条指令长度为2个字节，其指令格式为：其中，OP－CODE为操作码，rd为目的寄存器地址（LDA、STA指令使用）。
D为偏移量（正负均可），M为寻址模式，其定义如下：本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。
3). I/O指令输入（IN）和输出（OUT）指令采用单字节指令，其格式如下：其中，addr＝01时，选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为输入设备，addr＝10时，选中“OUTPUT DEVICE”中的数码块作为输出设备。
4).停机指令指令格式如下：HALT指令用于实现停机操作。
2. 指令系统本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令7条，访存指令和程序控制指令4条，输入输出指令2条，其它指令1条，表列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。
表1四、总体设计本模型机的数据通路框图如图所示。
图1：复杂模型机数据通路图根据机器指令系统的要求，设计微程序流程图及确定微地址如下：图2：复杂模型机微程序流程图按照系统建议的微指令格式，参照微指令流程图，将每条微指令代码化，译成二进制代码表，并将二进制代码表转换为联机操作时的十六进制格式文件。
五、实验步骤1. 根据复杂模型机的指令系统，编写实验程序。
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计算机组成原理课程设计任务书（08级）
题目：模型机设计—3
学生姓名：学号：
班级：指导教师：
一、计算机组成原理课程设计题目简介
该设计要求学生根据计算机组成原理课程所学知识，设计、开发一套简单的模型计算机。
通过对一个简单计算机的设计，以达到对计算机的基本组成、部件的功能与设计、微程序控制器的设计、微指令和微程序的编制与调试等过程有更深的了解，加深对理论课程的理解。
通过模型机的设计和调试，连贯运用计算机组成原理课程学到的知识，建立计算机整机概念，加深计算机时间和空间概念的理解。
二、计算机组成原理课程设计的任务
1、查阅文献资料，一般在5篇以上；
2、以教学实验用模型机为背景，通过调研、分析现有的模型机，建立带有带8位自增、自减指令的整机模型。
3、完成系统编程与测试工作；
4、撰写设计说明书；
5、做好答辩工作。
三、计算机组成原理课程设计的主要内容、功能及技术指标
1、根据任务要求设计整机系统的方案。
2、存储系统：使用模型机的存储模块，说明存储器的输入输出时序，模块
连接方式等。
3、运算器：使用模型机的器件，组成带有片间串行进位16位算数逻辑运
算功能的运算器。
4、微程序控制器模块：使用教学机的系统，设计微程序控制器。
5、设计模型机指令系统：（含设计微指令格式、微程序流程图，每条指令所
对应的微程序等）。
指令系统包括下列指令：IN、OUT、CLR、STA、
LDA、JMP、HLT
6、了解并说明教学模型机的输入输出模块。
7、在自己设计的指令系统基础上，编制一个汇编语言小程序实现简单输入、
计算、存数并输出的功能，进行调试通过。
8、整机设计分模块进行，说明模块中数据和控制信号的来源、去向、功能、
时序，以及模块间数据和控制信号的来源、去向、功能、时序等。
四、完成课程设计报告
1、设计题目、设计任务、实验设备与器材；
2、整机设计方案，设计原理与内容；
3、画出模型机数据通路图；
4、画出设计的模型机微程序流程图和微程序；
5、说明指令系统的格式；
6、说明模块中数据和控制信号的来源、去向、功能、时序，以及模块间数
据和控制信号的来源、去向、功能、时序等。
7、调试情况，调试过程中遇到的主要问题，是如何解决的；对设计和编码
的回顾讨论和分析；改进设想；经验和体会等；
五、计算机组成原理课程设计提交的成果
1. 设计说明书一份，内容包括：
1)中文摘要100字；关键词3-5个；
2)前言；
3)设计的目的及设计原理；
4)模型机的逻辑结构及框图；
5)运算器的物理结构；
6)存储器系统的组成与说明；
7)指令系统的设计与指令格式分析；
8)微程序控制器的逻辑结构及功能；
9)微程序的设计与实现（含微指令格式、后续地址产生方法以及微程
序入口地址的形成）
10)系统调试报告；
11)设计总结。
2. 刻制光盘一张。
六、设计（论文）的主要参考文献
1 白中英. 计算机组成原理. 科学术出版社，2006.8
2 白中英. 计算机组成原理题解、题库、实验. 科学术出版社，2006.8
3王爱英，计算机组成与结构，清华大学出版社，1999
4 王诚，计算机组成与结构，清华大学出版社，1999清华大学出版社，1999
5 唐朔飞. 计算机组成原理，高等教育出版社，1993
2011年6月18日。