第3讲—简单模型机设计(微程序实现)

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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。

简单模型机组成原理实验报告

简单模型机组成原理实验报告简单模型机是一种学习机械原理和电子技术的教学工具，它可以帮助学生理解机械结构和电路原理，提高学生的实验能力和创新能力。

本文将介绍简单模型机的组成原理和实验过程。

一、简单模型机的组成原理简单模型机由机械结构和电路控制两部分组成。

机械结构包括电机、齿轮、链条、轮子、滑轮等零部件，这些零部件组成了模型机的动力系统。

电路控制包括电源、电机控制器、传感器、LED灯等电子元件，这些元件组成了模型机的控制系统。

模型机的动力系统和控制系统通过电线连接在一起，实现了模型机的运动和控制。

二、简单模型机的实验过程1. 组装机械结构。

根据模型机的说明书，将各个零部件按照要求组装在一起，包括电机、齿轮、链条、轮子、滑轮等零部件。

组装的过程需要注意每个零部件的位置和连接方式。

2. 连接电路控制。

将电源、电机控制器、传感器、LED灯等元件按照要求连接在一起，形成一个控制电路。

电路的连接需要注意电线的颜色和连接方式，确保电路的正常工作。

3. 调试机械结构。

将电源接上，打开电机控制器，测试机械结构的运动情况，包括电机转动、齿轮传动、轮子转动等。

如果出现异常情况需要及时停机检查。

4. 调试电路控制。

将传感器连接到电路控制中，测试传感器的工作情况，包括检测光线、声音、温度等。

如果传感器检测到异常情况，控制器会发出警报信号或控制电机停止运动。

5. 进行实验。

根据实验要求，调整机械结构和电路控制，进行不同的实验，包括测量速度、转动角度、距离等。

实验过程需要记录数据和结果，进行分析和总结。

三、结论通过简单模型机的组装和实验，可以帮助学生深入理解机械原理和电路控制原理，提高学生的实验能力和创新能力。

同时，模型机的组装和实验也可以培养学生的动手能力和团队精神，促进学生的综合素质的提高。

动手实践制作简易机械模型

动手实践制作简易机械模型在现代科技快速发展的背景下，机械模型越来越受到人们的青睐。

制作简易机械模型不仅能培养创造力和动手能力，还可以增加对机械运作原理的理解。

本文将介绍一个简单的制作过程，帮助读者了解机械模型的制作方法。

材料准备：1. 小木块2. 螺钉和螺母3. 轮子4. 架子材料（例如纸板或者塑料板）5. 快干胶6. 初级机械模型图纸（可自行设计或从网络下载）步骤一：准备工作首先，我们需要准备好所有的材料。

可以根据自己的喜好选择适合的小木块和轮子。

螺钉和螺母的选择要能够与轮子和木块配合使用。

纸板或塑料板可以作为制作架子的材料。

机械模型图纸可以自行设计或从网络上获取。

步骤二：制作机械装置按照自己设计好或者获取的图纸，将机械装置的形状和尺寸标在木块上。

然后使用锯子或者割刀小心地将木块削成所需的形状。

确保制作的零件尺寸准确无误。

步骤三：安装轴和轮子在木块的两侧钻孔，在合适的位置安装轴和轮子。

确保轮子能够自由转动，且和轴配合良好。

使用螺丝和螺母固定轮子和轴，确保它们稳固牢固。

步骤四：制作架子使用纸板或塑料板制作架子。

根据图纸上的尺寸和形状切割纸板或塑料板，并使用快干胶将零件粘合在一起。

确保架子稳定，并能够支撑机械装置。

步骤五：组装机械模型将制作好的机械装置安装到架子上。

根据图纸上的指示，使用螺丝和螺母将装置固定在架子上。

确保各个零件的安装位置正确无误，且机械模型能够自由运动。

步骤六：测试和调整完成机械模型的组装后，进行测试并进行必要的调整。

检查各个零部件的运动是否流畅，是否需要添加润滑油等。

确保机械模型的运行正常。

通过以上的制作过程，我们可以制作出一个简易的机械模型。

当然，这只是一个简单的示例，读者可以根据自己的兴趣和能力选择不同的机械模型制作。

制作机械模型不仅能够培养创造力和动手能力，还可以增加对机械运作原理的理解。

随着不断的实践和学习，读者可以制作出更加复杂和精美的机械模型。

总结本文介绍了制作简易机械模型的步骤，并强调了机械模型制作的重要性。

CPU与简单模型机设计实验

CPU与简单模型机设计实验1.实验目的和背景CPU是计算机的核心部件，负责执行各种运算和指令。

在现代计算机系统中，CPU的设计日益复杂和精密，其中包含了大量的逻辑单元、寄存器、控制器等组件。

本实验旨在通过设计一个简单的模型机，使学生们对CPU的基本原理和运作方式有一个直观的理解，并通过实际操作加深对计算机系统的理解。

2.实验内容和步骤本实验将分为以下几个步骤来完成：1）硬件设计：首先，根据CPU的基本原理和结构，设计一个简单的模型机，包括运算单元、寄存器、控制器等组件。

可以参考经典的冯·诺伊曼结构，根据实际需要添加一些功能模块。

2）指令设计：设计若干简单的指令集，包括算术运算、逻辑运算、跳转等指令。

指令集的设计应考虑到CPU的硬件结构，使其能够有效地执行这些指令。

3）程序编写：编写一些简单的程序，包括对指令集的测试、算术运算、逻辑运算等，以验证CPU的正确性和性能。

4）实验报告：总结实验中的设计过程、实现方法、遇到的问题以及解决方案，对设计的CPU进行性能评估和改进。

3.实验材料和工具1）计算机：用于进行程序编写和模拟实验，可以选择使用现有的模拟器或者在线平台。

2）模型机器材料：包括集成电路芯片、面包板、导线、电阻、电容等，用于搭建实验平台。

3）编程工具：用于程序编写和调试，可以选择使用C语言、Python 等高级语言。

4.实验预期结果和意义通过本次实验，学生们将能够深入了解CPU的基本原理和工作原理，掌握计算机系统的设计和实现方法。

同时，通过实际操作，学生们可以锻炼自己的设计能力、解决问题的能力和团队合作能力。

这对于深入理解计算机科学的理论知识、提高实践能力和培养创新思维具有重要意义。

5.实验总结通过本次实验，我对CPU的工作原理和计算机系统的设计有了更深入的理解，掌握了一定的设计和实现方法。

在实验过程中遇到了一些问题，如指令集设计不够合理、硬件连接错误等，通过团队合作和思考，最终得以解决。

简单模型机

课程设计(论文)任务书软件学院软件+电子商务专业2009-3 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2011年 6月 20 日起至2011年 6月 24 日止。

三、课程设计(论文) 地点: 计算机组成原理实验室（5#301）四、课程设计(论文)内容要求：1．课程设计的目的通过课程设计的综合训练，在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步掌握整机概念。

培养学生实际分析问题、解决问题和动手能力，最终目标是想通过课程设计的形式，帮助学生系统掌握该门课程的主要内容，更好地完成教学任务。

2．课程设计的任务及要求1）基本要求（1）课程设计前必须根据课程设计题目认真查阅资料；（2）实验前准备好实验程序及调试时所需的输入数据；（3）实验独立认真完成；（4）对实验结果认真记录，并进行总结和讨论。

2）课程设计论文编写要求（1）按照书稿的规格撰写打印课设论文（2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、附录等（3）正文中要有问题描述、实验原理、设计思路、实验步骤、调试过程与遇到问题的解决方法、总结和讨论等（4）课设论文装订按学校的统一要求完成3）课设考核从以下几方面来考查：（1）出勤情况和课设态度；（2）设计思路；（3）代码实现；（4）动手调试能力；（5）论文的层次性、条理性、格式的规范性。

4）参考文献[1] 王爱英. 计算机组成与结构[M]. 北京：清华大学出版社, 2007.华东交通大学课程设计报告[2] 王爱英. 计算机组成与结构习题详解与实验指导[M]. 北京：清华大学出版社,2007.5）课程设计进度安排内容天数地点构思及收集资料1图书馆实验与调试3实验室撰写论文1图书馆6）任务及具体要求设计实现一个简单的模型机，该模型机包含若干条简单的计算机指令，其中至少包括输入、输出指令，存储器读写指令，寄存器访问指令，运算指令，程序控制指令。

学生须根据要求自行设计出这些机器指令对应的微指令代码，并将其存放于控制存储器，并利用机器指令设计一段简单机器指令程序。

基本模型机设计与实现

基本模型机设计与实现
基本模型机是一种计算机系统的设计与实现方法，它包括计算机硬件的设计和基本指令集的设计。

基本模型机的设计思路是将计算机系统抽象为多个功能模块，每个模块负责执行特定的任务。

这些功能模块包括中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出系统等。

基本模型机的CPU是计算机的核心，负责执行指令和进行算
术逻辑运算。

CPU由控制器和运算器组成。

控制器负责指令
的解码和执行，运算器负责算术逻辑运算的执行。

控制器和运算器之间通过数据通路进行数据传输。

存储器用于存储程序和数据，包括主存储器和辅助存储器。

主存储器是计算机的内部存储器，用于存储正在执行的程序和数据。

辅助存储器如硬盘和光盘用于长期存储程序和数据。

输入输出系统用于与用户进行交互和与外部设备进行数据传输。

输入设备如键盘和鼠标，输出设备如显示器和打印机。

基本模型机的指令集是计算机的操作指令集合，包括数据传输指令、算术逻辑运算指令、控制指令等。

每个指令由操作码和操作数组成，操作码表示指令的类型，操作数表示指令的操作对象。

基本模型机的实现可以通过电路设计和编程实现。

电路设计包括逻辑门电路的设计和电路连接的设计。

编程可以使用低级语
言如汇编语言或高级语言如C语言进行。

基本模型机的设计与实现需要考虑诸多因素，如性能、可靠性、成本等。

设计者需要在这些因素之间做出权衡，以实现一个满足需求的计算机系统。

基本模型机仿真软件的设计与实现

基本模型机仿真软件的设计与实现基本模型机仿真软件的设计与实现摘要本文介绍了基本模型机仿真软件的设计与实现。

首先，我们介绍了基本模型机的概念和应用场景，然后详细阐述了仿真软件的设计思路和实现步骤，并给出了具体的示例。

通过本文的介绍，读者将了解到如何设计和实现一个基本模型机仿真软件，并且可以根据自己的需求进行进一步扩展和优化。

1. 引言基本模型机是一种用于对复杂系统进行模拟和实验的虚拟设备。

它通过模拟现实世界中的各种因素和变量，帮助用户更好地理解和预测系统的行为。

基本模型机广泛应用于飞行模拟器、电路仿真、机器人控制等领域，具有广阔的应用前景。

2. 基本模型机的概念与应用基本模型机是指根据实际系统的特点和需求，建立起来的一个能够模拟该系统行为的模型。

它能够接受输入，经过处理，输出与实际系统相似的结果。

基本模型机的应用主要体现在以下几个方面：（1）系统分析与优化：通过对系统的模拟和实验，可以帮助用户理解系统的运行规律，及时发现并解决问题，提高系统的稳定性和性能。

（2）教育与培训：基本模型机可以作为一种教学工具，帮助学生更好地理解和应用所学知识，在实践中提高解决问题的能力。

（3）产品验证与测试：通过对产品进行模拟和测试，可以在产品设计阶段及时发现问题并进行优化，降低后期的成本和风险。

3. 仿真软件的设计思路基本模型机的仿真软件设计主要包括以下几个步骤：（1）需求分析：明确仿真软件的功能和需求，包括输入输出接口、系统参数和变量、仿真精度等。

（2）模型建立：建立系统的数学模型，并确定模型的初始状态和边界条件。

（3）数据采集与处理：根据模型的输入要求，采集和处理相关数据，并根据需要进行数据转换和滤波处理。

（4）仿真运算：根据模型和数据，进行仿真运算，计算系统的状态和输出，并将结果返回给用户。

（5）结果分析与展示：对仿真结果进行分析和评估，并以图表等形式展示给用户。

4. 基本模型机仿真软件的实现为了更好地说明基本模型机仿真软件的实现过程，我们以飞行模拟器为例，介绍具体的实现步骤。

基本模型机的设计与实现

基本模型机的设计与实现1.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、为其定义五条机器指令，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。

2.设计内容2.1设计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。

2.1.1有关微控制器部分的介绍微程序控制电路：微程序控制器的组成见图10，其中控制存储器采用3片2816的E2PROM，具有掉电保护功能，微命令寄存器18位，用两片8D触发器(74273)和一片4D(74175)触发器组成。

微地址寄存器6位，用三片正沿触发的双D触发器(7474)组成，它们带有清“0”端和预置端。

在不判别测试的情况下，T2时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。

当T4时刻进行测试判别时，转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过强置端将某一触发器置为“1”状态，完成地址修改。

在该实验电路中设有一个编程开关(位于实验板右上方)，它具有三种状态：PROM (编程)、READ(校验)、RUN(运行)。

当处于“编程状态”时，实验者可根据微地址和微指令格式将微指令二进制代码写入到控制存储器2816中。

当处于“校验状态”时，可以对写入控制存储器中的二进制代码进行验证，从而可以判断写入的二进制代码是否正确。

当处于“运行状态”时，只要给出微程序的入口微地址，则可根据微程序流程图自动执行微程序。

图中微地址寄存器输出端增加了一组三态门，目的是隔离触发器的输出，增加抗干扰能力，并用来驱动微地址显示灯。

微指令格式：上图为地址转移逻辑电其中UA5--UA0为6位的后续微地址，A，B，C为三个译码字段，分别由三个控制位译码出多个微命令。

简单模型机的微程序设计

程序计数器PC的功能是存放下一条指令的地址，其输出是向地址寄存器提供要将执行的指令在存储器中的地址。在提供地址后立即加1，指向指令的下一个字节或下一条指令的地址。其控制微命令有三个。当LOAD=0而LDPC=1时，由T4的正跳变将数据总线上的数据装入PC；当当LOAD=1而LDPC=1时PC的内容加1；当PCB=1时，PC中的地址信息送到数据总线上。
微指令000001001110000000001010
执行的操作是：存储器CE有效,存储器读,LDAR,转微地址：0A
微指令000001001010000000001011
执行的操作是：存储器CE有效,存储器读,LDDR1,转微地址：0B
微指令000001110000101000000001
执行的操作是：算术:A,数码管LEDB有效,写LED,ALU→B,转微地址：01
异或指令XOR RD，RS：(RS)异或(RD)→(RD)
四．进度安排
共1.5周11天的时间，具体安排如下：
1~2天：对整个课程设计的内容做详细的讲解，并辅导学生完成课程设计指导书的学习，使其掌握和理解课程设计的核心内容；
3 ~5天：学生在机房学习熟悉课程设计所使用的仿真软件，并深入了解该仿真软件所实现的模型机的指令系统（原有的5条指令）和微程序设计方法；
6~9天：在原有5条机器指令的基础上增加实现下述各功能的机器指令，试设计相应的机器指令的格式并改写原来的微程序使其可以运行所有的机器指令；
10~11天：根据自己设计的微程序系统写出相应的课程设计实验报告；
五．成绩评定
六．正文
一、模型机的CPU及系统硬件
基本模型机的CPU及系统硬件组成如图1所示
图1 模型机的CPU及系统硬件组成
课程设计报告

计算机组成原理课程设计---——简单模型机的微程序设计

计算机组成原理课程设计---——简单模型机的微程序设计课程设计报告课程名称：计算机组成原理系别：姓名：班级：学号：成绩：指导教师：开课时间：20 -20 学年第学期一．设计题目计算机组成原理课程设计——简单模型机的微程序设计二．主要内容通过课程设计更清楚地理解下列基本概念：1.计算机的硬件基本组成；2.计算机中机器指令的设计3.计算机中机器指令的执行过程；4.微程序控制器的工作原理。

5.微指令的格式设计原则；在此基础上设计可以运行一些基本机器指令的微程序的设计三．具体要求置数指令 IN 置数开关SW（KD0～KD7）的状态→R0加法指令 ADD R0,，(addr)：(R0)+(addr)→（R0）存数指令 STA R0，（addr）：(R0)→（addr）输出指令 OUT （addr）：(addr)→输出设备"LED"跳转指令 JMP （addr）：addr→PC或指令OR RD，RS：(RS)或(RD)→(RD)新加法指令NADD (addr1)，(addr2)：(addr1)加(addr2)→(RD)异或指令XOR (addr1)，(addr2)：(addr1)异或(addr2)→(RD)与指令AND RD，RS：(RS)与(RD)→(RD) 求反指令 NOT RD：/(RD) →（RD）四．进度安排共1.5周11天的时间，具体安排如下： 1~2天：对整个课程设计的内容做详细的讲解，并辅导学生完成课程设计指导书的学习，使其掌握和理解课程设计的核心内容；3 ~5天：学生在机房学习熟悉课程设计所使用的仿真软件，并深入了解该仿真软件所实现的模型机的指令系统（原有的5条指令）和微程序设计方法；6~9天：在原有5条机器指令的基础上增加实现下述各功能的机器指令，试设计相应的机器指令的格式并改写原来的微程序使其可以运行所有的机器指令。

10~11天：根据自己设计的微程序系统写出相应的课程设计实验报告五．成绩评定六. 正文一、模型机的CPU及系统硬件基本模型机的CPU及系统硬件组成如图1所示：图1 模型机的CPU及系统硬件组成各部件的功能及控制信号如下：运算器由算逻部件ALU（8位）、暂存器DR1、DR2及通用寄存器等组成。

计算机组成原理课程设计---——简单模型机的微程序设计

课程设计报告课程名称：计算机组成原理系别：姓名：班级：学号：成绩：指导教师：开课时间：20 -20 学年第学期一．设计题目计算机组成原理课程设计——简单模型机的微程序设计二．主要内容通过课程设计更清楚地理解下列基本概念：1.计算机的硬件基本组成；2.计算机中机器指令的设计3.计算机中机器指令的执行过程；4.微程序控制器的工作原理。

5.微指令的格式设计原则；在此基础上设计可以运行一些基本机器指令的微程序的设计三．具体要求置数指令 IN 置数开关SW（KD0～KD7）的状态→R0加法指令 ADD R0,，(addr)：(R0)+(addr)→（R0）存数指令 STA R0，（addr）：(R0)→（addr）输出指令 OUT （addr）：(addr)→输出设备"LED"跳转指令 JMP （addr）：addr→PC或指令OR RD，RS：(RS)或(RD)→(RD)新加法指令 NADD (addr1)，(addr2)：(addr1)加(addr2)→(RD)异或指令XOR (addr1)，(addr2)：(addr1)异或(addr2)→(RD)与指令AND RD，RS：(RS)与(RD)→(RD)求反指令 NOT RD：/(RD) →（RD）四．进度安排共1.5周11天的时间，具体安排如下：1~2天：对整个课程设计的内容做详细的讲解，并辅导学生完成课程设计指导书的学习，使其掌握和理解课程设计的核心内容；3 ~5天：学生在机房学习熟悉课程设计所使用的仿真软件，并深入了解该仿真软件所实现的模型机的指令系统（原有的5条指令）和微程序设计方法；6~9天：在原有5条机器指令的基础上增加实现下述各功能的机器指令，试设计相应的机器指令的格式并改写原来的微程序使其可以运行所有的机器指令。

微程序控制器模型计算机设计

基于微程序控制器的模型计算机设计目录1.课程设计的目的 (1)2.课程设计要求 (1)3.课程设计报告内容 (1)1）、系统主要功能 (1)2）、总体设计 (2)3）、微程序控制器 (3)4.汇编语言测试程序 (6)5.机器语言测试程序 (6)6、详细设计原理图 (7)7、机器指令运行波形 (7)9.设计总结及体会 (8)参考文献 (8)1.课程设计的目的：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，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，取得工程设计的实践和经验。

2.课程设计要求：根据给定的数据格式和指令系统，一台微程序控制的8 位模型计算机，并运行能完成一定功能的机器语言程序进行验证。

课程设计完成的内容1) 系统的总体设计，画出模型机数据通路框图；2) 微程序控制器的设计，包括设计所有机器指令的微程序流程图；设计微指令格式（建议采用全水平型微指令），设计微程序代码表（根据微程序流程图和微指令格式来设计）；3) 根据设计的指令格式，将汇编语言源程序手工转换成机器语言源程序4) 画出模型机的原理图；5) 画出模型计算机指令执行波形图3.课程设计报告内容：1）、系统主要功能A、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：7 6 5 4 3 2 1 0符号位尾数B、指令格式本设计CPU 指令系统中使用5 条机器指令，其格式与功能说明如下：表1 模型机指令系统及指令编码形式助记符机器指令码Addr地址码功能说明IN 20H “INPUT”中的数据→R0 ADD addr 40H XXH R0+[addr]→R0STA addr 60H XXH R0→[addr]OUT addr 80H XXH [addr]→BUSJMP addr A0H XXH add r→PCIN 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。

第3讲—简单模型机设计(微程序实现)解析

Q7
INPUT VCC
OUTPUT
PRN
CLRN inst1
DFF
D6 D Q
INPUT VCC
OUTPUT
PRN
Q6
CLRN inst3
DFF
D5 D Q
INPUT VCC
OUTPUT
PRN
Q5
CLRN inst4
DFF
D4 D
INPUT VCC
PRN
Q
OUTPUT
Q4
CLRN inst5
DFF
D3
操作码OP共4位，最多可定义16条指令。

寻址方式
当寻址方式位为0，是寄存器寻址，操作数在指定的寄存
器中，相应的寄存器号位为0是R0，为1是寄存器 R1；当寻址方式位为1时，寻址方式位和寄存器号位组合，
10：是立即数寻址，操作数在指令的下一个单元； 11：是直接寻址，操作数地址在指令的下一个单元。
2、确定总体结构
CPR0 CPR1 CPPC CPIR CPMAR

A B
R0
R1
RE
RAM
A-BUS D-BUS
RB MA RA PB
RD WR
三态门
C
图1
寄存器组的设置
R0、R1为通用寄存器，8位。 IR为指令寄存器，8位。 PC程序计数器，8位。 MAR为地址寄存器，8位。
送指令地址

PB
B直传
CPMAR
PC → 选择器B →∑ → Bus → MAR
指令计数器＋1

PB
A加B加1 （A为0） cppc
PC → 选择器B → ∑→ Bus → PC

模型计算机的设计与实现

二、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;
大学计算机科学与技术学院
计算机组成原理课程设计
报告书
课题名模型计算机的设计与实现
班级
姓名
学号
指导教师
日期
一、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,经阿什计算机工作中“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.
(３）电路图：
ａ、时序发生器:
ｂ、微程序控制器：
c、运算器:
五、微程序流程图、代码表
（1）微程序流程图
Ａ
OＵT
１
０
０
０
0
0
0
0
A
JＭP
1
0
１
0
0
０
０
０
Ａ
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。
ADD指令为双字长指令,第一个字为操作码,第二个字为操作数地址，其功能是将R0寄存器的内容与内存中地址为A的数相加，结果存放在Ｒ0寄存器中。
STA指令为双字长指令，第一个字为操作码,第二个字为操作数地址，其功能是将R０寄存器中的内容存储到以第二个字为地址的内存单元中．

简单模型机的微程序设计

简单模型机的微程序设计一．设计题目二．主要内容通常地谈，撰写微程序可以分为以下几步：1、设计机器的指令格式。

2、对所设计的指令进行分析，画出各指令的用微命令表示的微流程图。

不仅要画出每个对应一条微指令的功能框内的微命令，而且要初步确定该条微指令在控存中的微地址，以便于在设计微程序时确定前一条指令的次地址na字段和c字段的编码。

在这个过程中，一定要注意p（1）测试的规则以及指令高四位的编码。

3、根据微流程图的顺序，一个功能侧边一个功能框地确认各字段的编码，将这些字段女团即可构成一条条的微指令编码。

这些微指令的子集就是可以顺利完成所设计的指令功能的微程序。

当然这样设计的微程序有可能不完全正确，还须要进一步检查修正。

以上几步可以用脑、手、纸、笔即可完成。

4、对设计的微程序展开检查修正。

本模型机可以手动地用控制器将微程序输出机器的控存。

为了能够将要继续执行的指令输出主存，在微程序中必须精心安排一端适当的微程序；为了能够检查输出的指令与否恰当，也必须设计一段微程序。

三.具体要求1.通过采用作者研发的微程序分析和设计仿真软件，熟识了解的为基本模型机而设计的微程序的继续执行过程。

必须充份认知并恰当表述下些问题：（1）微程序中的微指令的各个字段的作用。

哪些字段是不译码的，哪些字段是直接译码的，哪些字段又可以看成是字段间接编码的。

答：不译码的是s3～b0字段；直接译码的是a、b、c字段；间接编码的是ua6～ua1。

（2）微程序中的微指令是否是顺序继续执行的，如果不是，那么次地址就是如何产生的。

什么情况下，次地址字段才就是将要继续执行的微指令的地址。

答：微程序中的微指令不是顺序执行的。

如果遇到p（1）测试时，则在每一条功能指令执行完后，进行一次p（1）测试，根据p（1）测试跳到下一条机器指令的微地址。

p （1）测试就是根据测试程序的机器指令中的8～5位和微程序的后六位进行或运算来实现分支，此次课程设计的微程序后六位设计为010000，则根据下面各功能的指令设计，in、add、sta、out、jmp、mov、nadd、and、or、xor的入口地址分别为10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h。

小学科学教案：动手制作简单机械模型

小学科学教案：动手制作简单机械模型一、简介科学教育在小学课程中起着重要的作用，促使学生培养实践动手能力和科学观察思维。

本文将介绍一个小学科学教案，旨在帮助学生动手制作简单机械模型，以提高学生对机械原理的理解和应用能力。

二、教学目标1. 理解机械原理：通过制作简单机械模型，学生能够理解简单机械原理，如杠杆原理、滑轮原理等。

2. 培养动手能力：学生通过动手制作机械模型，提高其实践动手能力和操作技巧。

3. 培养观察思维：学生观察机械模型的运行过程，培养其科学观察思维和发现问题的能力。

三、教学准备1. 教师准备：教师准备好所需材料，如纸板、塑料杯、橡皮筋等，以及制作好的示范机械模型。

2. 学生准备：学生准备好纸板、彩笔等制作材料，以及胶水、剪刀等工具。

四、教学过程1. 引入教师可以从生活中的例子引入，比如门把手、秋千等，提问学生它们是如何运作的，并引发学生对机械原理的探究。

2. 知识探究教师向学生介绍一些简单的机械原理，如杠杆原理、滑轮原理等。

通过图示和简单实验，让学生初步了解这些原理的作用。

3. 模型制作教师向学生展示示范机械模型，并解释其原理。

然后，学生按照示范进行模型制作。

可以根据学生年级和能力适当调整模型的难度。

4. 模型运行观察学生完成模型制作后，教师可以组织学生观察模型的运行过程。

学生可以记录下观察到的现象和问题，并进行思考和讨论。

5. 问题解决与改进学生将自己观察到的问题和困惑与教师和同学分享，教师引导学生一起探究问题的原因并提出改进方案。

学生可以对模型进行修正和改进，以使其更加稳定和顺利运行。

6. 结束教师对学生的模型进行评价和鼓励，并提醒学生将制作好的模型带回家，和家人分享自己的学习成果。

五、教学延伸1. 拓展应用：学生可以在此基础上尝试制作其他简单机械模型，如吊车、滑车等，并与同学分享。

2. 理论知识巩固：教师可以通过课堂小测或其他方式对学生对机械原理的理解进行巩固。

六、教学评价教师可以根据学生的模型制作过程和观察报告，评价其对机械原理的理解和学习成果。

简单模型机微程序设计

《运算机组成原理课程设计》简单模型机的微程序设计学生姓名：学号：系别：班级：专业：指导教师：一. 课程设计的目的1.运算机的硬件大体组成2.运算机中机械指令的设计3.运算机中机械指令的执行进程4.微程序操纵器的工作原理5.微指令的格式设计原那么在此基础上设计能够运行一些大体机械指令的微程序的设计二. 课程设计的内容和要求1.通过利用作者开发的微程序分析和设计仿真软件，熟悉介绍的为大体模型机而设计的微程序的执行进程。

必需充分明白得并正确说明下些问题：（1）微程序中的微指令的各个字段的作用。

哪些字段是不译码的，哪些字段是直接译码的，哪些字段又能够看成是字段间接编码的。

答：直接译码的是A、B、C字段；不译码的是S3～B0字段；而间接编码的是uA6～uA1。

（2）微程序中的微指令是不是是顺序执行的，若是不是，那么次地址是如何产生的。

什么情形下，次地址字段才是将要执行的微指令的地址。

答：微程序中的微指令不是顺序执行的，若是碰到P（1）～P（4）测试时，那么依照机械指令，uA5～uA其他有关部件的内容，产生下一条微指令在空存中的微地址，是微程序转入相应的微地址入口，从而实现微程序的顺序、分支、循环运行等。

例如碰到P（1）测试，那么下一条微指令在空存中的微地址的4～1位是用次地址字段NA（4～1位）或指令寄放器IR（8～5位）所产生，下一条微指令的微地址仍为 NA字段的6～5位。

若是没有碰到P（1）～P（4）测试的话，那么次地址即为该微指令地址字段所指向的微地址。

（3）在微程序中如何依照机械指令中的相关位实现分支，据此，在设计机械指令时应如何幸免和解决与其它指令的微指令的微地址冲突。

答：微程序中是依照测试程序的机械指令中的8～5位和微程序中后六位进行“或”运算来实现分支的。

幸免和解决与其它指令的微指令的微地址冲突的方式确实是不用已经被其它微指令用过的微地址。

（4）哪些微指令是执行所有指令都要用到的。

答：00:0000000000101:00000000000（5）说明一条机械指令的微程序的各条微指令的微地址是不是持续？这些微指令的微地址的安排的严峻原那么是什么？答：不持续。