计算机组成原理课程设计-----基本模型机设计与实现
基本模型机设计与实现
15首劝学诗1.《劝学》唐·颜真卿三更灯火五更鸡，正是男儿读书时。
黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。
2.《白鹿洞二首·其一》唐·王贞白读书不觉已春深，一寸光阴一寸金。
不是道人来引笑，周情孔思正追寻。
3.《金缕衣》唐·杜秋娘劝君莫惜金缕衣，劝君惜取少年时。
有花堪折直须折，莫待无花空折枝。
4.《劝学诗》唐·韩愈读书患不多，思义患不明。
患足己不学，既学患不行。
5.《闲居书事》唐·杜荀鹤窗竹影摇书案上，野泉声入砚池中。
少年辛苦终事成，莫向光阴惰寸功。
6.《励学篇》宋真宗赵恒富家不用买良田，书中自有千钟粟。
安房不用架高梁，书中自有黄金屋。
娶妻莫恨无良媒，书中自有颜如玉。
出门莫愁无人随，书中车马多如簇。
男儿欲遂平生志，六经勤向窗前读。
7.《劝学诗》宋·朱熹少年易老学难成，一寸光阴不可轻。
未觉池塘春草梦，阶前梧叶已秋声。
8.《书院》宋·刘过力学如力耕，勤惰尔自知。
但使书种多，会有岁稔时。
9.《读书》宋·陆九渊读书切戒在慌忙，涵泳工夫兴味长。
未晓不妨权放过，切身须要急思量。
10.《四时读书乐·冬》元·翁森木落水尽千崖枯，迥然吾亦见真吾。
坐对韦编灯动壁，高歌夜半雪压庐。
地炉茶鼎烹活火，一清足称读书者。
读书之乐何处寻?数点梅花天地心。
11.《言志诗》明·杨继盛读律看书四十年，乌纱头上有青天。
男儿欲画凌烟阁，第一功名不爱钱。
12.《今日歌》明·文嘉今日复今日，今日何其少!今日又不为，此事何时了?人生百年几今日，今日不为真可惜!若言姑待明朝至，明朝又有明朝事。
为君聊赋今日诗，努力请从今日始。
13.《明日歌》清·钱泳明日复明日，明日何其多。
我生待明日，万事成蹉跎。
世人若被明日累，春去秋来老将至。
朝看东流水，暮看日西坠。
百年明日能几何?请君听我明日歌。
14.《四季读书歌·春》民国·熊伯伊春读书，兴味长，磨其砚，笔花香。
计算机组成原理课程设计-模型计算机的设计与实现
模型计算机的设计与实现目录1、设计目的 (1)2、设计内容 (2)3、设计要求 (2)4、数据格式与指令系统 (2)4.1 数据格式 (2)4.2指令系统 (3)5、设计原理与电路图 (3)5.1总的逻辑框图： (3)5.2指令的具体分析 (4)6、微程序流程图、代码表 (5)6.1 微程序流程图： (5)6.2微指令分析 (5)7、系统调试情况 (6)8、参考文献 (6)1、设计目的1. 融会贯通教材各章的内容，通过知识的综合运用，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识，加深计算机工作中“时间-空间”概念的理解，从而清晰地建立计算机的整机概念。
2. 学习设计和调试计算机的基本步骤和方法，培养科学研究的独立工作能力，取得工程设计和调试的实践和经验。
2、设计内容1. 根据给定的数据格式和指令系统，设计一台微程序控制的模型计算机。
2. 根据设计图，在QUARTUS II环境下仿真调试成功。
3. 在调试成功的基础上，整理出设计图纸和相关文件，包括：（1）总框图（数据通路图）；（2）微程序控制器逻辑图；（3）微程序流程图；（4）微程序代码表；（5）设计说明书及工作小结。
3、设计要求（1）对指令系统中的各条指令进行分析，得出所需要的占领周期与操作序列，以便确定各器件的类型和数量；（2）设计总框图草图，进行各逻辑部件之间的互相连接，即初步确定数据通路，使得由指令系统所要求的数据通路都能实现，并满足技术指标的要求；（3）检查全部指令周期的操作序列，确定所需要的控制点和控制信号；（4）检查所设计的数据通路，尽可能降低成本，简化线路，优化性能。
以上过程可以反复进行，以便得到一个较好的方案。
4、数据格式与指令系统4.1 数据格式数据字规定采用定点整数补码表示法，字长8位，其中最高位为符号位，其格式如下：4.2指令系统本实验设计使用5条机器指令，其格式与功能说明如下：IN指令为单字长（字长为8bits）指令，其功能是将数据开关的8位数据输入到R0寄存器。
计算机组成原理课程设计报告_基本模型机的设计与实现
本次课程设计的任务是完成一个基本模型机的设计与实现。
设计经过综合运用了以前所学计算机原理的知识,依照设计要求和指导,实现了一个基本的模型计算机。
本模型机实现的功能有：IN（输入）,OUT（输出），ADD（加法），SUB（减法），STA（存数），JMP（跳转）。
设计进行开始,在了解微程序的基本格式, 及各个字段值的作用后, 按微指令格式参照指令流程图，设计出程序以及微程序，将每条微指令代码化，译成二进制代码表，并将二进制代码转换为联机操作时的十六进制格式文件。
根据机器指令系统要求，设计微程序流程图及确定微地址。
设计的加法和减法中, 被加数和被减数都由调试人员输入, 而加数和减数都从存储器中读取. 最后上机调试，各个功能运行结果正确。
关键词:基本模型机；机器指令；微指令目录1、课程设计题目-----------------------------------------------12、实验设备---------------------------------------------------13、课程设计步骤-----------------------------------------------13.1、所设计计算机的功能和用途------------------------------13.2、指令系统----------------------------------------------23.3、总体结构与数据通路------------------------------------23.4、设计指令执行流程--------------------------------------33.5、微指令代码化------------------------------------------43.6、组装和调试----------------------------------------------54、课程设计总结-----------------------------------------------75、附录-----------------------------------------------------------------------------------8附录1：数据通路图----------------------------------------------------------8 附录2：微程序流程图--------------------------------------------------------9 附录3：实验接线图------------------------------------------------------------10 附录4：实验程序及微程序---------------------------------------------------11 附录5：参考文献（资料）-----------------------------------121、课程设计题目基本模型机的设计与实现2、实验设备TDN—CM++计算机组成原理教学实验系统一台，微机，虚拟软件，排线若干。
计算机组成原理-实验报告四-基本模型机设计与实现
计算机组成原理实验报告
学院:计算机科学与信息专业：班级：
指令划分为操作码和地址码字段，由二进制数构成，为了执行任何给定的指令，必须对操作码进行测试P（1），通过节拍脉冲T4的控制以便识别所要求的操作。
“指令译码器”根据指令中的操作码译码，强置微控器单元的微地址，使下一条微指令指向相应的微程序首地址。
本系统有两种外部I/O设备，一种是二进制代码开关，它作为输入设备（INPUTDEVICE）；另一种是LED块，它作为输出设备（OUTPUT DEVICE）。
本实验设计机器指令程序如下：
地址（二进制）内容（二进制）助记符号说明
0000 0000 0000 IN R0，SW "INPUT DEVICE"-->R0
0001 0001 0000 ADD R0，09H R0+「09H」-->R0
0010 0000 1001
0011 0010 0000 STA 0BH，R0 R0-->「0BH」
0100 0000 1011
0101 0011 0000 OUT BUS ，0AH 「0AH」-->BUS
0110 0000 1010
0111 0100 0000 JMP 00H 00H-->PC
1000 0000 0000
1001 0101 0101 自定
1010 1010 1010 自定
1011 求和结果。
计算机组成原理课程设计-----基本模型机设计与实现
课程设计(论文)任务书软件学院软件（多媒体）专业05级（4）班一、课程设计(论文)题目基本模型机设计与实现二、课程设计(论文)工作自2007 年 6 月 25 日起至 2007 年6 月30日止。
三、课程设计(论文) 地点: 5－301计算机组成原理实验室四、课程设计(论文)内容要求：1．本课程设计的目的（1）使学生掌握系统各功能模块的基本工作原理；（2）培养学生单片机应用系统的设计能力；（3）使学生较熟练地应用电子线路CAD工具完成单片机系统的硬件设计任务；（4）培养学生分析、解决问题的能力；（5）提高学生的科技论文写作能力。
2．课程设计的任务及要求1）基本要求：（1）分析所设计系统中各功能模块的工作原理；（2）选用合适的器件（芯片）；（3）提出系统的设计方案（要有系统电气原理图）；（4）对所设计电路进行调试。
2）创新要求：在基本要求达到后，可进行创新设计，如改善电路性能；对系统进行仿真分析。
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、谢辞、附录等（3）毕业论文装订按学校的统一要求完成4）答辩与评分标准：（1）完成原理分析：20分；（2）完成设计过程：30分；（3）完成调试：20分；（4）回答问题：20分。
（5）格式规范性：10分。
5）参考文献：（1）胡越明.《计算机组成与系统结构》电子工业出版社（2）白中英.《计算机组成原理》科学技术出版社（3）/down/42/2006/20061105264.html6）课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料1图书馆组装与调试4实验室撰写论文2图书馆、实验室学生签名：2007年6 月25 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（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）完成调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）格式规范性（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）考勤是否降等级：是（）、否（）评阅人：职称：助教2007 年7 月1日目录一、课设目的及内容 (1)二、设计的原理 (2)三、二进制微代码表设计 (4)四、机器指令程序 (5)五、线路连接图 (6)六、微程序流程及说明 (11)七、心得体会 (12)八、参考文献 (13)一、课设目的及内容目的：(1)掌握部件单元电路，例如，主存储器单元(MAIN MEN),输入设备单元(INPUT DEVICE),输出设备单元(OUTPUT DEVICE),总线单元(BUS UNIT)等。
基本模型机的设计与实现
计算机组成原理课程设计报告题目：简单模型机设计院（系）：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术班级：100602学生：王朝纲学号：*********指导教师：***2012年6月一、实验目的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地构造一台基本模型计算机。
2、为其定义5条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试掌握机概念。
二、实验设备Ｄais-CMH+/CMH计算器组成原理教学实验系统一台，实验用扁平线、导线若干。
三、实验内容1.实验原理部件实验过程中，各部件单元的控制信号是以人为模拟产生为主，而本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元的控制信号，实现特定的指令的功能。
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.在这次课程设计中，主要用到IN(输入)、ADD(加法)、STA(存数)、OUT(输出)、JMP(无条件转移)五条机器指令，其指令格式如下（前四位为操作码）：其中IN为单字节（8位），期于为双字节指令，XXXXXXXX 为addr对应的二进制地址码。
系统涉及到的微程序流程图如图1-1所示，数据通路框图见图1-2，当拟定“取消”微指令时，该微指令的差别测试字段为P(1)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P（1）的测试结果出现多路分支。
本机用指令寄存器的前4位（IR7~IR4）作为测试条件，出现5路分支，占用5个固定微地单元。
图1-1微程序流程图图1-2数据通路框图其中：①ALU：这是4位带进位的加法器。
带有两个锁存器IR1、IR2。
由S0、S1、S2、S3、CN、N控制信号设置其运行状态。
S0、S1、S2、S3控制ALU的运算方式；同时当二进制开关N=1是进行逻辑运算，当N=0是进行算术运算。
CN 是ALU的进位控制开关，当CN=0是无进位；CN=1是带进位。
计算机组成原理课程设计-- 基本模型机设计与实现
计算机组成原理课程设计-- 基本模型机设计与实现计算机组成原理课程设计课程设计名称：计算机组成原理设计项目名称：基本模型机设计与实现专业：计算机科学与技术班级：计科115 2014 年 6 月 13 日一、课程设计的教学目的本课程设计的教学目是在掌握计算机系统的组成及内部工作机制,理解计算机各功能部件工作原理的基础上,进一步加深计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念,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。
学会微程序的设计方法，进一步掌握微程序控制器的工作原理，并体会设计方案的优劣对性能发挥的重要性,培养科学研究的独立工作和创新能力，取得设计与调试的实践经验。
二、课程设计任务和基本要求本课程设计以TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统为平台设计完成。
1.按给定的数据格式和指令系统,设计一个微程序控制器。
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为指令代码。
3.连接逻辑电路完成启动,测试,编程,测试,效验和运行,并观测运行过程及结果。
4.将微程序控制器模块与运算器模块,存储器模块联机,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由机器指令组成的简单程序,掌握机器指令与微指令的关系,建立计算机整机的概念,掌握计算机的控制机制。
7.按指定的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TDN-CM++实验系统并运行,实现应用要求。
三、设计任务及分析：(1)设计任务: 从输入设备读取数据X并将其寄存入以A为间接地址的内存单元，将X与R0.存器中的内容Y执行X ⊕，结果送到以B为直接地址的内存单元保存。
(2)分析:A:给R0寄存器直接置入01H.B:从数据开关给间接地址为0CH的内存单元置数,(03H).C:给R0中的内容取反,结果存在R0中.D:将间接地址0CH中直接地址0EH中的内中的内容放入DR2中,将容(03H)放入DR1中, R中. DR1和DR2种的数进行异或运算,结果放在R0 E:将R中的内容存在直接地址为0DH的内存单元中.四、设计原理在部件实验中，我们是人为用二进制开关模拟一些控制信号来完成数据通路的控制。
广东海洋大学计算机组成原理课程设计-基本模型机的设计与实现分析
《计算机组成与结构》课程实习基本模型机的设计与实现系别：信息学院班级：计科1141指导教师：刘桃丽基本模型机的设计与实现一、设计要求1.1、分组设计一台基本模型机，并在模型机上运行一个简单的程序。
每组2-3人，要求各组的指令系统不同。
1.2、根据设计的图纸，在验台上进行组装，并调试成功。
1.3、在组装调试成功的基础上，整理出设计图纸和其他文件，包括：（1）总框图（数据通路图）（2）微程序流程图（3）微指令格式（4）微程序代码表（5）调试小结二、课程实习使用的实验设备2.1 实验设备TEC-9计算机组成原理教学实验系统一台（含74181算术运算器ALU、74374寄存器堆R0、74161程序计数器、74273地址寄存器AR、74273指令寄存器IR 等），排线若干。
2.3 系统需求分析一台计算机所能执行的各种指令集合称为指令系统或指令集。
一台特定的计算机只能执行自己指令系统中的指令。
因此，指令系统就是计算机的机器语言。
指令系统表征着计算机的基本功能和使用属性，它是计算机系统设计中的核心问题。
指令系统的设计主要括指令功能、操作类型的设计，寻址方式和指令格式的设计。
计算机的性能与它所设置的指令系统有很大的关系，指令系统反映了计算机的主要属性，而指令系统的设置又与机器的硬件结构密切相关。
指令是计算机执行某种操作的命令，而指令系统是一台计算机中所有机器指令的集合。
通常性能较好的计算机都设置有功能齐全、通用性强、指令丰富的指令系统，而指令功能的实现需要复杂的硬件结构来支持。
随着社会科技的发展，计算机被应用到各行各业，人们步入自动化、智能化的生活阶段。
本次课程设计课题是基本模型机的设计与实现，它正体现了这一点。
利用CPU与简单模型机来实现计算机组成原理课程及实验中所学到的实验原理和编程思想，硬件设备自拟，编写指令的应用程序，用微程序控制器实现了一系列的指令功能，最终达到将理论与实践相联系。
本次设计完成了各指令的格式以及编码的设计，实现了各机器指令微代码，形成具有一定功能的完整的应用程序。
计算机组成原理课程设计报告(基本模型机设计与实现)
本科生课程实习学生姓名学生学号所在专业所在班级指导教师职称时间成绩目录一、课程设计题目 (2)二、课程设计使用的实验设备 (2)三、课程设计内容与步骤 (2)1、所设计模型机的功能与用途 (3)2、数据通路图 (4)3、微代码定义 (4)4、微程序流程图 (5)5、微指令二进制代码 (6)6、本课程设计机器指令 (7)7、模型机的调试与实现 (7)(1)接线图 (7)(2)写程序 (8)(3)运行程序 (8)四、总结 (9)参考文献 (9).一、课程设计题目基本模型机设计与实现二、课程设计使用的实验设备TDN-CM计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干三、课程设计内容与步骤不见实验过程中，各部件单元的控制信号是认为模拟产生的，而本次课程实习将能在为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。
本课程设计采用六条机器指令：IN（输入）、AND（与运算）、DEC（自增1）、STA（存数）、OUT（输出）、JMP（无条件跳转），其指令格式如下：其中IN、DEC为单字长，其余为双字长指令，********为addr对应的二进制地址码。
1、所设计模型机的功能与用途本次课程设计设计的模型机包括六条指令，输入、与运算、自增、存数、输出、无条件跳转。
利用此模型机可完成两个数的与运算，一个数从键盘输入，另个数从内存中读取，再将运算结果自增1，把最后结果保存到内存中，并且将运算结果输出2、数据通路图3、微代码定义C字段A字段B字段4、微程序流程图控制程序流程图当拟定“取指”微指令时，该微指令的判别测试字段为P(1)测试；控制台操作为P(4)测试，它以控制台开关SWB、SWA作为测试条件，共三路分支。
5、微程序设计完毕后，将每条微指令代码化，将流程图转化为二进制代码表6、本课程设计机器指令7、模型机的调试与实现(1)接线图(2)写程序A、现将机器指令对应的微代码正确写入2816中。
计算机组成原理课程设-模型机的设计与实现计
计算机信息工程学院《计算机组成原理》课程设计报告题目：模型机的设计与实现专业：计算机科学与技术（网络方向）班级：15网络1班学号：2015220240134姓名：武希鑫指导教师：徐佳完成日期：2016年12月28日目录一、设计概述 (2)1.1设计目的 (2)二、设计原理及内容 (3)2.1设计基本原理 (3)2.2需执行的机器指令 (3)2.3数据通路图 (4)2.4微指令格式 (5)2.5微程序地址的转移 (5)2.6机器指令的写入、读出和执行 (6)三、设计步骤 (8)3.1编写机器指令 (8)3.2绘制微程序流程图 (8)3.3绘制微指令 (9)3.4连接实验线路 (10)3.5写指令 (10)3.5.1写微指令 (10)3.5.2写机器指令 (11)四、运行结果 (11)参考文献 (12)一、设计概述1.1设计目的随着社会科技的发展，计算机被应用到各行各业，人们步入自动化、智能化的生活阶段。
本次课程设计课题是基本模型机的设计与实现，它正体现了这一点。
利用CPU与简单模型机来实现计算机组成原理课程及实验中所学到的实验原理和编程思想，硬件设备自拟，编写指令的应用程序，用微程序控制器实现了一系列的指令功能，最终达到将理论与实践相联系。
本次设计完成了各指令的格式以及编码的设计，实现了各机器指令微代码，形成具有一定功能的完整的应用程序。
在“微程序控制器的组成与微程序设计实验”的基础上，将第一部分中的各单元组成系统，构造一台基本模型计算机。
1.掌握机器指令与微程序的对应关系。
2.掌握机器指令的执行流程。
3.掌握机器指令的微程序的编制、写入。
4.在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将组成系统，构成一台基本模型计算机。
5.为其定义五条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试，掌握整机概念。
二、设计原理及内容2.1设计基本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，如运算器实验中对74LS－181芯片的控制，存储器实验中对存储器芯片的控制信号，以及几个实验中对输入设备的控制。
广东海洋大学计算机组成原理课程设计实习报告(最新版)--基本模型机的实现
本科生课程实习基本模型机的设计与实现课程名称计算机组成与结构课程实习学生姓名学生学号所在专业计算机科学与技术所在班级指导教师成绩2019年12月19日目录1 设计任务与要求 (2)1.1 设计目的 (2)1.2 设计内容 (2)1.3 设计要求 (2)2 设计思想 (2)2.1 主要使用芯片 (2)2.2 基本原理 (2)3 设计方案 (3)3.1 指令格式表 (3)3.2 指令流程图与控制信号表 (4)3.3 接线图 (6)3.4 模块功能 (6)4 测试结果及分析 (7)4.1 测试过程 (7)4.2 测试结果 (7)5 源程序 (11)6 总结 (12)参考文献 (12)基本模型机的设计与实现1设计任务与要求1.1 设计目的（1）将微程序控制器同执行部件(整个数据通路)联机，组合一台模型计算机；（2）用微程序控制器控制模型机数据通路（3）通过CPU运行九条指令(排除中断指令)组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，牢固建立计算机的整机概念1.2 设计内容设计不少于10条指令的指令系统，其中包含算术逻辑指令，访问内存指令，程序控制指令，输入输出指令，停机指令。
包括直接、间接、变址和相对寻址等多种寻址方式。
设计出微程序，其中数据字长为8位，采用定点补码表示，指令字长为8的整数倍。
微指令字长为38位。
上机调试，并给出测试思路和具体程序段。
1.3 设计要求了解并掌握计算机组成原理设计的一般方法，具备初步的独立分析和设计能力；通过该课程设计的学习，总结计算机组成原理课程的学习内容，层次化设计方法、多路开关，逻辑运算部件，微程序控制的运算器设计、微程序控制的存储器设计、简单计算机的设计。
提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力。
2 设计思想2.1 主要使用芯片该实验用到了GAL22V10,74LS181,HN58C65,74LS298,ISPLI1016,IDT7132等芯片。
2.2 基本原理微指令的格式如下所示：2.2.1指令的设计思想主要是根据实验指导提供的指令执行周期图，根据微指令的格式分析哪一位信号应该开启，即状态置为1，然后将其按照每8位二进制合成一个W值（十六进制数），就是组成指令的源程序。
计算机组成原理课程设计
计算机组成原理课程设计报告题目基本模型机与复杂模型机的设计与实现系名班级姓名学号同组成员指导教师日期2011年12月2日课程设计任务书一、设计任务：1、基本模型机设计与实现；2、在基本模型机设计的基础上设计一台复杂模型机。
二、功能指标和设计要求：利用所学过的理论知识，特别是微程序设计的思想，写出要设计的指令系统的微程序。
设计环境为TDN－CM＋计算机组成原理教学实验箱、微机，联机软件等。
将所设计的微程序在此环境中进行调试，并给出测试思路和具体程序段。
最后撰写出符合要求的课程设计说明书、完成答辩。
1.基本模型机设计与实现1.1、设计一台简单模型机，要求其指令系统至少要包括五条不同类型指令：如一条输入指令（假设助记符为IN），一条加法指令（假设助记符为ADD），一条存数指令（假设助记符为STA），一条输出指令（假设助记符为OUT）和一条无条件转移指令（假设助记符为JMP）；利用设计的模型机设计一个进行两个数求和运算的测试验证程序，验证模型机的功能。
1.2、在1.1的基础上，给基本模型机增加一条加法指令（假设助记符仍为ADD），但是该加法指令的寻址方式与1.1中的加法指令寻址方式不同。
利用设计的模型机设计一个进行两个数求和运算的测试验证程序，验证模型机的功能。
2. 在任务1的基础上，设计具有不少于10条指令的复杂指令系统模型机。
其中，包含算术逻辑指令、访问内存指令、转移指令、程序控制指令（控制台指令）、输入输出指令、停机指等令。
数据的寻址方式要包括直接、间接、变址和相对寻址等多种寻址方式。
利用设计的复杂模型机实现两个数的减法运算并判断差得正负，差为正数则输出A，差为负数则输出B，差为零则输出C。
设计该测试验证程序，验证模型机的功能。
3、基本模型机和复杂模型机的CPU数据字长为8位，采用定点补码表示。
指令字长为8的整数倍。
微指令字长为24位。
三、设计步骤：1、确定设计目标进行全面深入的模型机设计需求分析，确定所设计计算机的功能和用途。
计算机组成原理课程设计--基本模型机设计与实现
计算机组成原理课程设计一基本模型机设计与实现计算机组成原理课程设课程设计名称：计算机组成原理设计项目名称：基本模型机设计与实现专业：计算机科学与技术班级：计科们5 ________2014年6月13日一、课程设计的教学目的本课程设计的教学目是在掌握计算机系统的组成及内部工作机制，理解计算机各功能部件工作原理的基础上，进一步加深计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念,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。
学会微程序的设计方法，进一步掌握微程序控制器的工作原理，并体会设计方案的优劣对性能发挥的重要性,培养科学研究的独立工作和创新能力，取得设计与调试的实践经验。
二、课程设计任务和基本要求本课程设计以TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统为平台设计完成。
1.按给定的数据格式和指令系统，设计一个微程序控制器。
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为指令代码。
3.连接逻辑电路完成启动，测试，编程，测试, 效验和运行，并观测运行过程及结果。
4.将微程序控制器模块与运算器模块，存储器模块联机，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由机器指令组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，建立计算机整机的概念，掌握计算机的控制机制。
7.按指定的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TDN-CM++实验系统并运行，实现应用要求。
三、设计任务及分析:（1）设计任务：从输入设备读取数据X并将其存入以A为间接地址的内存单元，将X与Ro.寄存器中的内容Y执行X㊉J结果送到以B为直接地址的内存单元保存。
（2）分析：A:给Ro寄存器直接置入01H.B:从数据开关给间接地址为OCH的内存单元置数，（03H）.C:给Ro中的内容取反，结果存在Ro中・D:将间接地址OCH中直接地址OEH中的内容(03H)放入DR1中，R。
计算机组成原理-基本模型机设计与实现
课程设计课程名称: 计算机组成原理设计题目：基本模型机设计与实现学院：信息工程与自动化专业: 计算机科学与技术年级：学生姓名: 指导教师：王海瑞日期：教务处制课程设计任务书信息工程与自动化学院计算机专业年级学生姓名：课程设计题目：基本模型机设计与实现课程设计主要内容:利用所学过的理论知识，特别是微程序设计的思想，写出要设计的指令系统的微程序。
将所设计的微程序在计算机组成原理教学实验系统环境中进行测试,并给出测试思路和具体程序段。
最后撰写出符合要求的课程设计报告.首先要确定所设计计算机的功能和用途，设计中根据功能和用途确定指令系统，数据的表示格式，位数，指令的编码,类型，需要设计那些指令和寻址方式。
确定相对应指令所包含的微操作以及总体结构设计之间的数据通路结构，在此基础上，就可以拟出各种信息传输路径，以及实现这些传输所需要的微指令。
设计指导教师 (签字)：教学基层组织负责人（签字）：年月日目录一、基本模型机的设计 (4)1、程序设计目的 (4)2、程序设计基本原理 (4)（1）实验模型机结构 (4)（2）机器指令的结构和功能 (6)（3）微指令格式 (7)二、微程序设计 (8)1.微程序流程图 (8)2。
二进制代码表 (10)3。
线路连接图 (11)4.微指令代 (12)三、总结体会 (13)四、参考文献 (14)一、基本模型机的设计1、程序设计目的（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基本模型计算机。
（2）使用简单模型机和复杂模型机的部分机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试掌握整机概念。
(3)掌握微程序控制器的组成原理。
（4）掌握微程序的编写、写入，观察微程序的运行。
(5)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、程序设计基本原理（1）实验模型机结构［1] 运算器单元（ALU UINT）运算器单元由以下部分构成:两片74LS181构成了并－串型8位ALU；两个8位寄存器DR1和DR2为暂存工作寄存器，保存参数或中间运算结果。
计算机组成原理课程设计---基本模型机的设计——加减法指令的实现
目录课程设计任务书 (1)1.设计目的及设计原理 (3)1.1设计目的 (3)1.2设计原理 (3)2.模型机的逻辑框图 (3)3.指令系统及其指令格式 (4)3.1指令系统 (4)3.2指令格式 (6)4.微程序的设计及其实现的方法 (7)4.1微指令格式的设计 (7)4.2后续微地址的产生方法 (7)4.3 微程序入口地址的形成 (8)5.模型机时序分析 (9)6.指令执行流程 (11)7.源程序,程序的指令代码及微程序 (11)7.1 源程序 (11)7.2 程序的指令代码 (12)7.3微程序 (12)8.实现过程 (13)9.课程设计总结 (19)课程设计任务书学生姓名：陈千专业班级：物联网1103班指导教师：程艳芬工作单位：计算机科学与技术学院题目: 基本模型机的设计——加减法指令的实现初始条件：理论：学完“电工电子学”、“数字逻辑”、“汇编语言程序设计”、和“计算机组成原理”课程，掌握计算机组成原理实验平台的使用。
实践：计算机学院科学系实验中心提供计算机、实验的软件、硬件平台，在实验中心硬件平台验证设计结果。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、基本模型机系统分析与设计，利用所学的计算机组成原理课程中的知识和提供的实验平台完成设计任务，从而建立清晰完整的整机概念。
2、根据课程设计题目的要求，编制实验所需的程序，上机测试并分析所设计的程序。
3、课程设计的书写报告应包括：（1）课程设计的题目。
（2）设计的目的及设计原理。
（3）根据设计要求给出模型机的逻辑框图。
（4）设计指令系统，并分析指令格式。
（5）设计微程序及其实现的方法（包括微指令格式的设计，后续微地址的产生方法以及微程序入口地址的形成）。
（6）模型机当中时序的设计安排。
（7）设计指令执行流程。
（8）给出编制的源程序,写出程序的指令代码及微程序。
（9）说明在使用软件HKCPT的联机方式与脱机方式的实现过程（包括编制程序中加减法指令的时序分析，累加器A和有关寄存器、存储器的数据变化以及数据流程）。
计算机组成课程方案(基本模型机方案与实现(组))
个人资料整理仅限学习使用沈阳工程学院课程设计设计题目：基本模型机的设计与实现<第 1组）系别信息工程系班级计本061学生姓名刘根虎、都子卿、吴长鑫学号 9、11、23指导教师王健、李贞职称讲师、教授起止日期： 2008 年 12 月 8 日起——至 2008 年 12 月 14 日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：基本模型机的设计与实现 <第 1 组）系别信息工程系班级计本061学生姓名刘根虎、都子卿、吴长鑫学号 9、11、23指导教师王健、李贞职称讲师、教授课程设计进行地点：计算机组成原理实验室任务下达时间：2008年12月5日起止日期： 2008 年 12 月 8 日起——至 2008 年 12 月 14 日止教研室主任李贞 2008 年 12 月 3 日批准一、课程设计的原始资料及依据查阅有关计算机组成原理的教材、实验指导书等资料，进一步熟悉微程序控制器原理，微指令的设计方法。
在掌握运算器、存储器、微程序控制器等部件的单元电路实验的基础上，进一步将各部件组成系统，构造一台基本模型计算机。
为给定的机器指令编写相应的微程序，上机调试，掌握整机概念。
二、课程设计主要内容及要求1．认真阅读资料，掌握给定的机器指令的操作功能。
2．分析并理解数据通路图。
3．根据数据通路图画出给定的机器指令的微程序流程图。
4．根据微指令格式编写每条机器指令对应的微程序，形成“二进制微指令代码表”。
5．全部微程序设计完毕后，将微程序中各个微指令正确地写入E2PROM 芯片 2816中。
6．进行机器指令程序的装入和检查。
7．运行程序，检查结果是否和理论值一致。
8． IN 、 ADD 、 JMP 指令为必做指令，另外新定义 1 条机器指令重复上述过程。
各组要求新定义的机器指令如下：设计组编机器指令助操作功能说明设计组机器指令助记操作功能说明号记符编号符1AND [addr]R0 AND [addr]->R06NOT [addr]2OR [addr]R0 OR [addr]->R07DEC [addr][addr]-1->R0 3XOR [addr]R0 XOR [addr]->R08LOD [addr][addr]->R0 4SUB [addr]R0-[addr]->R09DECR R0-1->R05ROA [addr]9． STA 和 OUT 指令为选做指令，供有能力的学生完成。
《计算机组成原理》课程设计说明书-模型机指令系统的设计与实现
《计算机组成原理》课程设计说明书-模型机指令系统的设计与实现题目:模型机指令系统的设计与实现院系:专业班级:学号:学生姓名:指导教师:2010年12月10日安徽理工大学课程设计(论文)任务书学生姓学号专业(班级) 名设计题模型机指令系统的设计与实现目(1)用微程序控制器实现设计任务;设 (2)要满足指令系统的性能要求; 计(3)设计说明书能很好地反映设计内容技术参数参考实验指导书第四章模型机综合实验(微程序控制器)设计的过程，设运用其微指令格式，独立设计指令系统。
并用该指令系统中的指令编计一完成简单运算的程序，并进行调试运行。
要求工作要求设计说明书的字数在3000字以上。
量2010.11.22-11.24 根据设计要求，查找相关资料，完成需求分析; 工2010.11.25-11.28 进行系统的概要设计;作 2010.11.29-12. 01 进行系统的详细设计和微程序的书写; 计2010.12.02-12.05 对系统进行调试分析，写出课程设计报告。
划[1] 白中英.计算机组成原理(第四版).科学出版社.2008 参 [2] DJ-CPTH超强型计算机组成原理与系统结构实验指导书.启东市东考疆计算机有限公司.2008 资料指导教师签字教研室主任签字2010年6月20日指导教师评语:成绩:指导教师:年月日目录1 问题描述 ..................................................................... .. (5)1.1 设计目的 ..................................................................... .. (5)1.2 设计要求 ............................................................................. 5 2 数据格式和指令系统 (6)2.1 数据格式 ..................................................................... .. (6)2.2 指令格式 ..................................................................... .. (6)2.3 指令系统 ..................................................................... ......... 8 3 模型机的数据通路 ......................................................................9 4 详细设计 ..................................................................... ............... 10 5 调试分析 ..................................................................... ............... 12 6 设计体会 ..................................................................... ............... 14 参考文献 ..................................................................... (15)1 问题描述1.1 设计目的本课程设计是《计算机组成原理》课程结束以后开设的大型实践性教学环节。
淮海工学院组成原理实验四基本模型机的设计与实现
淮海工学院组成原理实验四基本模型机的设计与实现淮海工学院 计算机工程学院实验报告书课程名《计算机组成原理》题 目： 基本模型机的设计与实现班 级： 学 号： 姓 名：1 / 13淮海工学院组成原理实验四基本模型机的设计与实现一、实验目的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 以 构 造 一 台 基 本 模型实验计算机。
2、设 计 五 条 机 器 指 令 ，并 编 写 相 应 的 微 程 序 ，具 体 上 机 调 试 ，掌 握 整 机 软 硬 件组成概念。
二、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， 实验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。
⑴有关微控制器部分在前一实验中已详细介绍⑵ 主存储器的读、写和运行为 了 向 主 存 储 器 RAM 中 装 入 程 序 或 数 据 ，并 且 检 查 写 入 是 否 正 确 以 及 能 运 行 主存储器中的程序，必须设计三个控制操作微程序。
·存储器读操作：拨动总清开关后，置控制开关 SWC、SWA 为“0 0”时， 按要求连线后，连续按“启动运行”开关，可对主存储器 RAM 连续手动读操作。
·存储器写操作：拨动总清开关后，置控制开关 SWC、SWA 为“0 1”时， 按要求连线后，再按“启动运行”开关，可对主存储器 RAM 进行连续手动写入。
·运行程序：拨动总清开关后，置控制开关 SWC、SWA 为“1 1”时，按要 求连线后，再按“启动运行”开关，即可转入到第 01 号“取址”微指令，启动程 序运行。
上述三条控制指令用两个开关 SWC、SWA 的状态来设置，其定义如下：SWCSWA控制台指令2 / 13淮海工学院组成原理实验四基本模型机的设计与实现00读内存01写内存11启动程序⑶ 指令寄存器介绍指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指令。
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课程设计(论文)任务书软件学院软件（多媒体）专业05级（4）班一、课程设计(论文)题目基本模型机设计与实现二、课程设计(论文)工作自2007 年 6 月 25 日起至 2007 年6 月30日止。
三、课程设计(论文) 地点: 5－301计算机组成原理实验室四、课程设计(论文)内容要求：1．本课程设计的目的（1）使学生掌握系统各功能模块的基本工作原理；（2）培养学生单片机应用系统的设计能力；（3）使学生较熟练地应用电子线路CAD工具完成单片机系统的硬件设计任务；（4）培养学生分析、解决问题的能力；（5）提高学生的科技论文写作能力。
2．课程设计的任务及要求1）基本要求：（1）分析所设计系统中各功能模块的工作原理；（2）选用合适的器件（芯片）；（3）提出系统的设计方案（要有系统电气原理图）；（4）对所设计电路进行调试。
2）创新要求：在基本要求达到后，可进行创新设计，如改善电路性能；对系统进行仿真分析。
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、谢辞、附录等（3）毕业论文装订按学校的统一要求完成4）答辩与评分标准：（1）完成原理分析：20分；（2）完成设计过程：30分；（3）完成调试：20分；（4）回答问题：20分。
（5）格式规范性：10分。
5）参考文献：（1）胡越明.《计算机组成与系统结构》电子工业出版社（2）白中英.《计算机组成原理》科学技术出版社（3）/down/42/2006/20061105264.html6）课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料1图书馆组装与调试4实验室撰写论文2图书馆、实验室学生签名：2007年6 月25 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（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（3）完成调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）格式规范性（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（6）考勤是否降等级：是（）、否（）评阅人：职称：助教2007 年7 月1日目录一、课设目的及内容 (1)二、设计的原理 (2)三、二进制微代码表设计 (4)四、机器指令程序 (5)五、线路连接图 (6)六、微程序流程及说明 (11)七、心得体会 (12)八、参考文献 (13)一、课设目的及内容目的：(1)掌握部件单元电路，例如，主存储器单元(MAIN MEN),输入设备单元(INPUT DEVICE),输出设备单元(OUTPUT DEVICE),总线单元(BUS UNIT)等。
(2)在掌握各个部件单元电路实验的基础上，能够按照实验的接线图连接实验线路。
(3)掌握写入机器指令对应的微代码的方法，能对编辑好的程序装入实验系统进行调试。
(4)学会联机软件的使用，安装联机软件，会观察调试过程中的动态显示数据流向及数据、地址、控制总线的各种信息。
具体上机调试掌握整机概念，在掌握以上的基础之后，进一步将其组成系统构造一台基本模型计算机。
(5)通过联机软件的使用，学会使用单片机直接对程序存储器、微程序控制器进行读写，实现单步微程序、单步机器指令和程序连续运行等操作。
内容：(1)根据实验接线图完成实验线路。
(2) 定义机器指令，并编写相应的微程序，写入文件。
(3) 用手动写入方法读写程序，通过波动开关及发光二极管以二进制数码形式进行编程、显示、调试。
(4) 安装联机软件，用联机软件的方法读写程序。
即是通过RS-232C通讯接口与PC微机联机，在PC机上进行编程、传送、装载程序、动态调试和运行等控制操作。
二、设计的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）、ADD（二进制加法）、STA（存数）、OUT（输出）、JMP（无条件转移）。
其中IN为单字长，其余为双字长指令。
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：A字段 B字段 C字段表4-1 根据以上要求设计数据通路框图如下：三、二进制微代码表设计当全部微程序设计完毕后，应将每条微指令代码化，下表即为将微程序流程图按微指令格式转化而成的“二进制微代码表”。
四、机器指令程序本实验设计机器指令程序如下：地址（二进制）内容（二进制）助记符说明0000 0000 0000 0000 IN “INPUT DEVICE”→R0 0000 0001 0001 0000 ADD [0AH] R0+[0AH]→R0 0000 0010 0000 10100000 0011 0010 0000 STA [0BH] R0→[0BH] 0000 0100 0000 10110000 0101 0011 0000 OUT [0BH] [0BH]→BUS 0000 0110 0000 10110000 0111 0100 0000 JMP [00H] 00H→PC0000 1000 0000 00000000 10010000 1010 0000 0001 自定0000 1011 求和结果五、线路连接图(1)根据以上要求设计数据通路框图如下：(2)将上面的线路连接完成之后就可以写程序了，写程序有两种方法。
方法一：手动写入①先将机器指令对应的微代码正确地写入2816中，由于在实验（三）微程序控制实验中已将微代码写入E²PROM芯片中，对照表4-2校验正确后就可使用。
②使用控制台KWE和KRD微程序进行机器指令程序的装入和检查。
A．使编程开关处于“RUN”，STEP为“STEP”状态，STOP为“RUN”状态。
B．拨动总清开关CLR（0→1），微地址寄存器清零，程序计数器清零。
然后使控制台SWB、SWA开关置为“0 1”。
按动一次启动开关START，微地址显示灯显示“010001”，再按动一次START，微地址灯显示“010100”，此时数据开关的内容置为要写入的机器指令，按动一次START键，即完成该条指令的写入。
若仔细阅读KWE的流程，就不难发现，机器指令的首地址只要第一次给入即可，PC会自动加1，所以，每次按动START，只有在微地址灯显示“010100”时，才设置内容，直到所有机器指令写完。
C．写完程序后须进行检验。
拨动总清开关CLR（0→1）后，微地址清零，PC程序计数器清零，然后使控制台开关SWB、SWA为“0 0”，按动启动START，微地址灯将显示“010000”，再按START，微地址灯显示为“010010”，第三次按START，微地址灯显示为“010111”，此时总线单元的显示灯显示为该首地址的内容。
不断按动START，可检查后续单元内容，注意：每次仅在微地址灯显示为“010111”时，显示灯的内容才是相应地址中的机器指令内容。
方法二：联机读/写程序按照规定格式，将机器指令及微指令二进制表编辑成十六进制的如下格式文件。
程序$ P0110$ P020A$ P0320$ P040B$ P0530$ P060B$ P0740$ P0800$ P0A01$ M00108101$ M0182ED01$ M0248C000$ M0304E000$ M0505B000$ M0506A201$ M06019A95$ M070DE000$ M08011000$ M0983ED01$ M0A87ED01$ M0B8EED01$ M0C96ED01$ M0D018202$ M0E0FE000$ M0F15A000$ M1092ED01$ M1194ED01$ M1217A000$ M13018001$ M14182000$ M15010A07$ M1681D100$ M17100A07$ M18118A06打开电源，运行联机软件的CMP.EXE，根据所使用的PC微机串口选择键入1或2，测试通过后，进入主菜单，如下图：进入主菜单后，用传送文件功能（F4_Load）将该格式文件传入实验系统。
此功能键可完成对程序存储器及控制存储器的写入。
按下“F4”，系统提示输入需装入的文件名，输入后回车，系统开始装入程序，成功后，屏幕显示“装入完成”。
装入的文件必须在当前路径，文件格式应符合全屏幕编辑的规定。
若文件不在当前路径，拷贝至当前目录即可。
(3) 运行程序①单步运行程序A．使编程开关处于“RUN”状态，STEP为“STEP”状态，STOP为“RUN”状态。
B．拨动总清开关CLR（0→1），微地址清零，PC计数器清零，程序首地址为00H。
C．单步运行一条微指令，每按动一次START键，即单步运行一条微指令。
对照微程序流程图，观察微地址显示灯是否和流程一致。
D．当运行结束后，可检查存数单元（0B）中的结果是否和理论值一致。
②连续运行程序A．使“STATE UNIT”中的STEP开关置于“EXEC”状态，STOP开关置为“RUN”状态。
B．拨动CLR开关，清微地址及PC计数器，按动START，系统连续运行程序，稍后将STOP拨至“STOP”时，系统停机。
C．停机后，可检查存数单元（0B）结果是否正确。
③若联机运行程序时，按下“F6”进入调试界面进入DEBUG调试界面，总清开关CLR（0→1）清零后，程序首地址为00H，按相应功能键即可联机运行、调试程序。
执行完一条指令后，计算机会根据指令的执行过程在屏幕上画出数据流图，有效的控制信号用高亮显示，并将下一条微指令显示在屏幕下方，可以直接地观察到指令的执行过程。
F1_Step：单步执行机器指令。
一条机器指令对应一段微程序，每执行一条微指令，计算机同时显示数据流图，执行完整条机器指令后停机，此时可以再键入“F1”继续单步下一条机器指令。