计算机硬件课程设计复杂模型机设计报告
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。
复杂模型机实验报告
一、实验目的1. 了解复杂模型机的组成原理和结构特点；2. 掌握复杂模型机的操作方法和指令系统；3. 学会使用复杂模型机进行基本程序设计；4. 提高计算机组成原理和汇编语言的实际应用能力。
二、实验内容1. 复杂模型机简介复杂模型机是一种用于教学和研究的虚拟计算机系统，具有与真实计算机相似的硬件结构和指令系统。
它通常由运算器、控制器、存储器、输入输出设备等部分组成。
2. 实验步骤（1）熟悉复杂模型机的硬件结构1）了解运算器的组成和功能；2）了解控制器的组成和功能；3）了解存储器的组成和功能；4）了解输入输出设备的组成和功能。
（2）掌握复杂模型机的操作方法和指令系统1）学习复杂模型机的指令格式和寻址方式；2）掌握基本指令的使用方法，如数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移等；3）了解中断和异常处理机制。
（3）使用复杂模型机进行基本程序设计1）编写一个简单的程序，实现数据输入、处理和输出；2）使用复杂模型机的指令系统进行程序调试和优化。
（4）分析实验结果1）分析程序执行过程中的数据变化；2）分析程序执行过程中可能出现的问题及解决方法。
三、实验结果与分析1. 熟悉了复杂模型机的硬件结构，了解了运算器、控制器、存储器、输入输出设备等部分的功能。
2. 掌握了复杂模型机的操作方法和指令系统，能够使用基本指令进行程序设计。
3. 编写了一个简单的程序，实现了数据输入、处理和输出功能。
4. 分析了程序执行过程中的数据变化，发现了程序执行过程中可能出现的问题及解决方法。
四、实验总结1. 通过本次实验，加深了对计算机组成原理和汇编语言的理解，提高了实际应用能力。
2. 学会了使用复杂模型机进行基本程序设计，为今后学习计算机组成原理和汇编语言打下了基础。
3. 在实验过程中，遇到了一些问题，通过查阅资料和与同学讨论，最终解决了问题，提高了自己的解决问题的能力。
4. 建议在今后的实验中，进一步学习复杂模型机的更多指令和功能，提高自己的编程水平。
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
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SWB SWA 控制台指令0 0 1 011读内存（KRD）写内存（KWE）启动程序（RP）根据以上要素设计数据通路框图,如图3-1：表3-2 微代码的定义微程序24 23 22 21 20- 19 18 17 16 15 14 13 控制信号S3S2 S1 S0 M CN RD M17 M16 A12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1P4BP uA5 uA4 uA3 uA2 uA1 uA0表3-3 A ，B ，P 字段内容A 字段B 字段 P 字段15 14 13 控制信号12 11 10 控制信号 987控制信号 0 0 0 .0 0 0 0 0 0 0 0 1 LDRI 0 0 1 RS_G 0 0 1 P1 0 1 0 LDDR1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 LDDR2 0 1 1 0 1 1 1 0 0 LDIR 1 0 0 1 0 0 P4 1 0 1 LOAD 1 0 1 ALU_G 1 0 1 11LDAR110 PC_G110 LDPC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。
计算机硬件课程设计报告——拓展接口的复杂模型机设计
计算机硬件课程设计报告——拓展接口的复杂模型机设计学院：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术班级：组员1：组员2：起止时间：目录一、实验目的 (3)二、实验内容 (3)三、实验思路 (3)四、实验原理 (3)五、实验步骤 (10)六、实验设计 (11)七、实验心得 (14)一、实验目的经过一系列硬件课程的学习及相关实验后，做一个综合的系统性的设计，这在硬件方面是一个提高，进一步培养实践能力。
二、实验内容搭建一台有拓展接口的8位模型机，指令系统要求有10条以上，其中包括运算类指令、传送类指令、控制转移类指令、输入输出指令、停机指令等。
三、实验思路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。
每条指令所需要的机器周期数。
对于微程序控制的计算机，根据总线结构，需要考虑哪些微操作可以安排在同一个微指令中。
5、确定微程序地址：根据后续微地址的形成方法，确定每条微程序地址及分支转移地址。
6、根据微指令格式，将微程序流程中的所有微操作进行二进制代码化，写入到控制存储器中的相应单元中。
7、组装、调试：在总装调试前，先按功能模块进行组装和分调，因为只有功能模块工作正常后，才能保证整机的运行正确。
四、实验原理1、指令系统及指令格式（1）数据格式8位。
（2）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：O P-C O D E（4位）R S（2位）R D（2位）D A T A /A D D R （8位）其中R S 、R D 可以是R 0、R 1、R 2中任一个，它们的代码分别为00、01、10。
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。
复杂模型机实验实验报告（共9篇）
复杂模型机实验实验报告(共9篇)_复杂模型机实验报告计算机组成原理实验报告实验题目：一台模型计算机的总体设计之复杂模型机设计实验目的：(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，构造一台复杂模型计算机，建立一台基本完整的整机。
(2)为其定义至少五条机器指令，并编写相应的微程序，通过联机调试，观察计算机执行指令：从取指令、指令译码、执行指令等过程中数据通路内数据的流动情况，进一步掌握整机概念。
实验设备TDN-CM+教学实验系统一套、微型计算机一台、排线若干。
实验原理：(1)数据格式及指令系统：①数据格式模型机规定数据采用定点整数补码表示，字长为8位，其格式如下：其中，第7位为符号位，数值表示范围是－27 ≤X≤27－1 ②指令格式模型机设计4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。
A．算术逻辑指令设计九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：其中，OP－CODE为操作码，RS为源寄存器，RD为目标寄存器，并规定：九条算术逻辑指令的助记符、功能和具体格式见表5.2－1。
B.访问及转移指令：模型机设计两条访问指令，即存数(STA)、取数(LDA)，两条转移指令，即无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移(BZC)，指令格式如下：其中，OP－CODE为操作码，RD为目的寄存器地址(LDA、STA 指令使用)。
D为位移量(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。
C．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。
D．停机指令：停机指令格式如下：HALT指令，用于实现停机操作。
③指令系统：本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令七条，移位指令两条，访问内存指令和程序控制指令四条，输入/输出指令两条，其它指令一条。
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。
计算机硬件课程设计--复杂模型机设计报告
计算机硬件课程设计--复杂模型机设计报告硬件课程设计复杂模型机设计报告一．实验目的：经过一系列硬件课程的学习及相关实验后，做一个综合的系统性的设计，这在硬件方面是一个提高，进一步培养实践能力。
二．实验内容：搭建一台8位模型机，指令系统要求有10条以上，其中包括运算类指令、传送类指令、控制转移类指令、输入输出指令、停机指令等。
三．实验思路：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。
每条指令所需要的机器周期数。
对于微程序控制的计算机，根据总线结构，需要考虑哪些微操作可以安排在同一个微指令中。
5、确定微程序地址：根据后续微地址的形成方法，确定每条微程序地址及分支转移地址。
6、根据微指令格式，将微程序流程中的所有微操作进行二进制代码化，写入到控制存储器中的相应单元中。
7、组装、调试：在总装调试前，先按功能模块进行组装和分调，因为只有功能模块工作正常后，才能保证整机的运行正确。
四．实验原理：1.指令系统及指令格式：指令系统包括：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：OP-CODE RS RDDATA/ADDR00 M OPCODE RDDATA/ADDR指令系统如: ADD RS,RD MOV DATA,RDMOV RS,[ADDR] JZ ADDRIN RD HALT其中RS 、RD为R0、R1、R2中之一，DATA 为立即数，ADDR为内存地址。
2.微指令格式：WE A9 A80 0 0 INPUT0 0 1 RAM读1 0 1 RAM写1 1 0 LED,写接口0 1 1 无0 1 0 写接口3．微程序地址入口的形成：P（1）是用来译码指令寄存器的I7、I6、I5、I4 ,用于一般指令,微程序入口址为OP+10HP（2）是用来译码指令寄存器的I3、I2 ,用于不同寻址方式指令，入口地址转OP+20HP（3）是用来译码判断标志位C、Z ,用于条件转移指令,条件成立转OP+30H,条件不成立转OP+20HP（4）是用来译码控制台操作的SWB、SWA ,用于手动操作。
计算机硬件基于微程序的复杂模型机课程设计报告
硬件课程设计报告——基于微程序的复杂模型机设计硬件课程设计报告——基于微程序的复杂模型机设计一、硬件课程设计目的经过一系列硬件课程的学习及相关实验之后，做一个综合的系统性设计，这在硬件方面是一个提高，可进一步培养实践能力。
二、硬件课程设计内容搭建一台8位模型机，指令系统要求有10条以上，其中包括运算类指令、传送类指令、控制转移类指令、输入输出指令、停机指令等。
三、指令系统列表采用的一般指令格式为：7 4 3 2 1 0四、微操作流程图R1->BUSR1->BUS BUS->DR2 R1->BUS BUS->DR2 R1->BUS五、验证程序IN R0MOV R1,05HADD R1,R0MOV R1,[R0]SUB R0,R1JNZ P1MOV [R0],R0AND R0,R1P0: OUT R0P1: OR R0,R1JMP P0六、机器指令及微程序机器指令如下：$P0000 ; IN R0$P0121$P0205 ; MOV R1,05H$P0354 ; ADD R1,R0$P0441 ; MOV R1,[R0]$P0531 ; SUB R0,R1$P0660$P0731 ; JZ(JC)$P0870 ; MOV[R0],R0$P0984 ; AND R0,R1$P0A10 ; OUT R0$P3132 ;JZ(YES)$P3294 ;OR R0,R1$P33A0$P340A ;JMP微指令如下：$M00018001 ;00→01$M0101ED82 ;PC→AR,PC+1$M0200C050 ;RAM→BUS,BUS→IR,P(1)$M10001001 ;INPUT→R0$M1201ED83 ;PC→AR,PC+1$M03009001 ;RAM→BUS,BUS→R1$M1301A404 ;R0→BUS,BUS→DR1$M0401B205 ;R1→BUS,BUS→DR2$M05619A01 ;DR1减DR2→R0$M1401E206 ;R0→BUS,BUS→AR$M06000901 ;RAM→BUS,BUS→R1$M1501A407 ;R1→BUS,BUS→DR1$M0701B208 ;R0→DR2,BUS→DR2$M08959B41 ;DR1加DR2→R1$M1601ED89 ;PC→AR,PC+1$M0900E0E0 ;RAM→BUS,BUS→AR,P(3)$M3000D181 ;RAM→BUS,BUS→PC$M20018001 ;空操作$M1701E20A ;R0→BUS,BUS→AR$M0A028401 ;R0→BUS,BUS→RAM$M1801A40B ;R0→BUS,BUS→DR1$M0B01B20C ;R1→BUS,BUS→DR2$M0CB99A01 ;DR1DR2→R0$M1901A40D ;R0→BUS,BUS→DR1$M0D01B20E ;R1→BUS,BUS→DR2$M0EE99A01 ;DR1+DR2→R0$M1A01ED8F ;PC→AR,PC+1$M0F00D181 ;RAM→BUS,BUS→PC$M11030201 ;R0→OUTPUT七、实验截图八、心得体会实验总体来说还是比较容易的，就是在输入微程序和老师的测试程序时比较费力，弄不好又要重新输入（后来听说可以使用软件直接烧制）。
硬件课设-微型复杂模型机
南京理工大学硬件课程设计（I）实验报告学院：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术姓名：姜茜学号：912106840208姓名：付艳荣学号：912106840109一、课程设计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。
经过一系列硬件课程的学习及相关实验后，做一个综合的系统性的设计，这在硬件方面是一个提高，进一步培养实践能力。
二、课程设计要求搭建一台8位模型机，指令系统要求有10条以上，其中包括运算类指令、传送类指令、控制转移类指令、输入输出指令等，并且有各种不同的寻址方式。
数据格式及指令系统1、数据格式模型机规定采用定点补码表示法表示数据，且字长为8位，其格式如下：其中第7位为符号位，数值表示范围是：－1≤X＜1。
2、指令格式模型及设计三大类指令共十五条，其中包括运算类指令、控制转移类指令、数据传送类指令。
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。
指令格式如下：所有单字节指令（ADD、AND、INC、SUB、OR、RR、HLT 和 MOV）格式如下：其中，OP-CODE 为操作码，RS为源寄存器，RD为目的寄存器，并规定：IN和 OUT 的指令格式为：其中括号中的 1 表示指令的第一字节，2 表示指令的第二字节，OP-CODE 为操作码，RS为源寄存器，RD 为目的寄存器，P 为 I/O 端口号，占用一个字节。
系统设计五种数据寻址方式，即立即、直接、间接、变址和相对寻址。
其中M 为寻址模式，具体见下表，以 R2 做为变址寄存器 RI。
三、课程设计内容1、指令系统列表2、微操作流程图序号 汇编指令OP-CODERS RD P/D 功能1 IN R0,P 0000 / 00 P 从端口P 输入数据到R02 MOV R0，R2 0001 00 10 / 将R0寄存器值移动至R1寄存器3 ADD R1，R0 0010 01 00 / R0+R1值送到R14 SHL R0 0011 / 00 / R0值左移一位5LOAD R0,[R2+5] 0100 00 [R2+15] /将R0的值放到[R2+15]的内存地址空间6 AND R0,R1 0101 00 02 / R0，R1逻辑与送到R17 JMP 0BH 0110 / / / 跳转指令，跳到0BH 处8 OUT P,R0 0111 00 / P 把R0数据输出到端口P9 INC R1 1000 / 01 / R1寄存器值自增110 STORE [40H],R0100100[40H]/将R0的值存入内存的40H 单元3、微程序列表//** Start Of MicroController Data **//$M 00 000001 $M 01 006D42 $M 02 107050 //IN 指令$M 03 106004 $M 04 183001 //MOV 指令$M 06 00B401 //ADD 指令$M 08 002409 $M 09 04B201 //SHL 指令$M 0B 03B201NOPPA-〉AR PC+1-〉ARMEM-〉P<1>P->A RI/O-> R0R0->R2R0-.>ALU -AA+B->R 1A+B->R 1左移一位R0-.AL U-APC->AR PC+1->MEM-.>AL U-A R1->ALU-BR0-.>ALU -AA+B->R1MEM->R0PC->AR PC+1->R1->ALU-P->A RMEM->PCPC->AR PC+1->PR0->I/OA+1->R1MEM->ARR0->MEM$M 0C 002413//LOAD指令$M 0D 00980E$M 0E 006D4F$M 0F 10A020$M 20 04E221$M 21 10B001//AND指令$M 23 002424$M 24 013201$M 25 200626//JMP指令$M 26 105141//OUT指令$M 28 106029$M 29 280401//INC指令$M 2B 06B201//STORE指令$M 2D 006D6E$M 2E 10602F$M 30 006D44$M 31 001606$M 32 001607$M 33 001609$M 34 001410$M 35 001612$M 36 006C14$M 37 006C15$M 38 006D57$M 39 006D5A$M 3A 006D60$M 3B 006D50$M 3C 006D5C$M 3D 006D5E$M 3E 006D68$M 3F 006D6C; //** End Of MicroController Data **// 4、验证程序//***** Start Of Main Memory Data *****// $P 00 00(1)IN R0,P 从端口P输入数据到R0$P 01 00(2)MOV R0，R2 将R0寄存器值移动至R2寄存器$P 02 12(3)ADD R0，R1 R0+R1值送到R1$P 03 21(4)SHL R0 R0值左移一位$P 04 30(5)LOAD [R2+5] ，R0 将[R2+5]的值放到R0的内存地址空间$P 05 40$P 06 0F(6)AND R0,R1 R0，R1逻辑与送到R1$P 07 51(7)JMP 0BH 跳转指令，跳到0BH处$P 08 60$P 09 0B(8)OUT P,R0 把R0数据输出到端口P$P 0B 70$P 0C 47(9)INC R1 R1寄存器值自增1$P 0D 85(10)STORE [40H],R0 将R0的值存入内存的40H单元$P 0E 90$P 0F 40; //***** End Of Main Memory Data *****//四、课程设计总结从最开始做实验，我们就逐渐体会到了硬件课设的魅力所在，首先接线方面稍不留意就会造成打错，所以对我们严谨求实的态度有了新的要求，同时也对计算机这门学科有了新的认识：软件与硬件的统一、程序与电路的融合。
计算机硬件课程设计报告--基于微程序的复杂模型机设计
计算机硬件课程设计报告--基于微程序的复杂模型机设计硬件课程设计报告——基于微程序的复杂模型机设计一、实验目的经过一系列硬件课程的学习及相关实验后，做一个综合的系统性的设计，这在硬件方面是一个提高，进一步培养实践能力。
二、实验内容搭建一台8位模型机，指令系统要求有10条以上，其中包括运算类指令、传送类指令、控制转移类指令、输入输出指令、停机指令等。
三、设计思路1.确定设计目标：确定所设计计算机的功能和用途。
2.确定指令系统：确定数据的表示格式、位数、指令的编码、类型、需要设计哪些指令及使用的寻址方式。
3.确定总体结构与数据通路：总体结构设计包含确定各部件设置以及它们之间的数据通路结构，列出各种信息传送路径以及实现这些传送所需要的微命令。
4.设计指令执行流程：数据通路确定后，就可以设计指令系统中每条指令的执行流程。
根据指令的复杂程度。
每条指令所需要的机器周期数。
对于微程序控制的计算机，根据总线结构，需要考虑哪些微操作可以安排在同一个微指令中。
5.确定微程序地址：根据后续微地址的形成方法，确定每条微程序地址及分支转移地址。
6.根据微指令格式，将微程序流程中的所有微操作进行二进制代码化，写入到控制存储器中的相应单元中。
7.组装、调试：在总装调试前，先按功能模块进行组装和分调，因为只有功能模块工作正常后，才能保证整机的运行正确。
四、指令系统列表指令系统应包括：算术逻辑运算指令、访存指令、控制转移指令、I/O指令、停机指令。
一般指令格式：模型机的指令系统：四、 微操作流程图0POAD JM STORLOAMOV00六、实现程序$P0030 $P0140 $P0201 $P0335 $P0450 $P0511 $P0625 $P0760 $P0861 $P0955 $P0A90 $P0B90 $P0C80$P0D03$P0E70$P0F00$P1080$P1101$P1240$P1300七、微指令$M00018001 $M0101ED82 $M0200C050 $M1301ED85 $M0500E006 $M06009001 $M10019201 $M1101A203 $M0301B404 $M04959A01 $M1201ED87 $M0700E008$M08028201 $M1601A209 $M0901B40A $M0A699A01 $M1531820B $M0B11880C $M0C019801 $M1401ED8D $M0D00D181 $M1901ED8E $M0E009001 $M1701ED8F $M0F00E020 $M20011001 $M1801EDA1 $M2100E022 $M22030201八、截图Read r0Mov r0，r1Read r1Add r0,r1Xor r0,r1Rcl r1Mov 90h,r0Out r003HIn r0 00hOut r0 01hJmp 00h九、心得体会硬件课程设计，从开始做的时候一片迷茫，到通过请教同学和查询书本而一点点的变清晰，再到最后自己做出来感觉很有成就感。
《计算机组织结构》实验报告-之-复杂模型机设计实验
《计算机组织结构》实验报告
学号姓名专业、班
实验地点指导教师时间
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、实验原理
运用各种指令，模拟计算机设计复杂模型机。
三、实验内容与步骤
1.按图连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。
2.联机读／写程序用联机软件的“【转储】—【装载】”功能将该实验对应的文件载入实验系统即可。
3. 联机运行程序时，进入软件界面，装载机器指令及微指令后，选择“【运行】－【通路图】－【连续】”功能菜单打开相应动态数据通路图，按相应功能键即可联机运行、监控、调试程序。
四、实验结果
实验结果如图所示：
五、分析与讨论
实验按照上图所示的指令完成。
复杂模型机(组成原理)课程设计报告
课程设计报告课题: 复杂模型机设计同组姓名：专业班级：计科1104班指导教师：牟琦设计时间：2013-12-31目录一、课程设计目的和意义........................................................................................................二、复杂模型机的设计与实现内容........................................................................................1.数据格式.............................................................................................................................2.指令格式.............................................................................................................................3.指令系统.............................................................................................................................三、总体设计.................................................................................................................................1.设计复杂模型机的监控软件 ........................................................................................2.设计微程序流程图...........................................................................................................3.转换格式.............................................................................................................................4.实验接线.............................................................................................................................5.写微程序和程序...............................................................................................................6.运行程序.............................................................................................................................7.验证......................................................................................................................................四、系统测试及实验截图..........................................................................................................五、总结..........................................................................................................................................一、课程设计目的和意义经过一系列硬件课程如计算机原理的学习及相关实验后，综合应用所学理论知识解决实际设计和应用问题，进行一个综合的系统的实验。
计算机硬件课程设计报告——拓展接口的复杂模型机设计
计算机硬件课程设计报告——拓展接口的复杂模型机设计计算机硬件课程设计报告——拓展接口的复杂模型机设计学院：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术班级：组员1：组员2：起止时间：目录一、实验目的 (3)二、实验内容 (3)三、实验思路 (3)四、实验原理 (3)五、实验步骤 (10)六、实验设计 (11)七、实验心得 (14)一、实验目的经过一系列硬件课程的学习及相关实验后，做一个综合的系统性的设计，这在硬件方面是一个提高，进一步培养实践能力。
二、实验内容搭建一台有拓展接口的8位模型机，指令系统要求有10条以上，其中包括运算类指令、传送类指令、控制转移类指令、输入输出指令、停机指令等。
三、实验思路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。
每条指令所需要的机器周期数。
对于微程序控制的计算机，根据总线结构，需要考虑哪些微操作可以安排在同一个微指令中。
5、确定微程序地址：根据后续微地址的形成方法，确定每条微程序地址及分支转移地址。
6、根据微指令格式，将微程序流程中的所有微操作进行二进制代码化，写入到控制存储器中的相应单元中。
7、组装、调试：在总装调试前，先按功能模块进行组装和分调，因为只有功能模块工作正常后，才能保证整机的运行正确。
四、实验原理1、指令系统及指令格式（1）数据格式8位。
（2）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：OP-CODE （4位）RS（2RD（2位）位）DATA/ADDR（8位）其中RS、RD可以是R0、R1、R2中任一个，它们的代码分别为00、01、10。
复杂模型机课程设计报告
复杂模型机课程设计报告长沙学院课程设计说明书题⽬复杂模型机设计之冒泡排序系(部) 计算机科学与技术系专业(班级) １０级计科２班姓名sunyx学号2010021231指导教师起⽌⽇期2012.12.17－2012.12.30课程设计任务书课程名称：计算机组成原理设计题⽬：（共3个课题，最多2⼈⼀组，每组任选⼀题）1.简单模型机的设计(累加和)；2.复杂模型机的设计之⼀（求最⼤值）；3.复杂模型机的设计之⼆（原码四位乘法）。
已知技术参数和设计要求：内容和技术参数：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系统，微机，虚拟软件。
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.简单模型机的设计(累加和)设在内存地址20h处开始存放着数组1、3、5、7、9、...。
请编写机器指令及程序、微指令，完成数组求和，并依次输出结果。
2. 复杂模型机的设计之⼀（求最⼤值）设在内存地址20h处开始存放着数组66、33、88、...、00。
请编写机器指令及程序、微指令，完成数组最⼤值的查找。
只输出最后结果，要有停机指令。
3. 复杂模型机的设计之⼆（原码四位乘法）要求完成两个4位⼆进制⽆符号数的相乘。
请编写机器指令及程序、微指令。
只输出最后乘积，要有停机指令。
以上数据字长为8位。
指令字长为8的整数倍。
微指令字长为24位。
具体要求：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。
确定相对应指令所包含的微操作。
3、总体结构与数据通路总体结构设计包括确定各部件设置以及它们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命令。
综合考虑计算机的速率、性能价格⽐、可靠性等要求，设计合理的数据通路结构，确定采⽤何种⽅案的内总线及外总线。
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。
计算机组成原理课程设计报告(复杂模型机)
计算机组成原理课程设计报告复杂模型机的设计与调试复杂模型机的设计与实现一、课程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。
通过本课程设计，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识，特别是对微程序控制器的理解，进一步巩固所学的理论知识，并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和良好的工程素质，为今后的工作打下基础。
二、实验设备ZY15CompSys12BB计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。
三、设计与调试任务1．按给定的指令格式和指令系统功能要求，用所提供的器件设计一台微程序控制器控制的模型计算机。
2．根据设计图，在通用实验台上进行组装，并调试成功。
四、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、访问存储器及转移指令和停机指令。
(A) 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：D7 D6 D5 D4 D3 D2D1 D0OP-CODE Rs Rd其中，OP-CODE为操作码，Rs为源寄存器，Rd为目的寄存器，并规定：选中的寄存器（Rs或Rd）R0R1 R2寄存器的编码00 01 10(B) 访存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)。
其格式如下：D7 D6D5 D4 D3 D2D1 D0D7····D0OP-CODE M OP-CODE Rd D其中，OP-CODE为操作码，Rd为目的寄存器，D为位移量(正负均可)，M为寻址方式，其定义如下：寻址方式有效地址说明00 E=D 直接寻址01 E=（D）间接寻址10 E=（R I）+D R I变址寻址11 E=（PC）+D 相对寻址本模型机规定变址寄存器R I指定为寄存器R2。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
硬件课程设计复杂模型机设计报告
一． 实验目的：
经过一系列硬件课程的学习及相关实验后，做一个综合的系统性的设计，这在硬件方面是一个提高，进一步培养实践能力。
二． 实验内容：
搭建一台8位模型机，指令系统要求有10条 以上，其中包括运算类指令、传送类指令、 控制转移类指令、输入输出指令、停机指令等。
三． 实验思路：
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。
每条指令所需要的机器周期数。
对于微程序控制的计算机，根据总线结构，需要考虑哪些微操作可以安排在同一个微指令中。
5、确定微程序地址：根据后续微地址的形成方法，确定每条微程序地址及分支转移地址。
6、根据微指令格式，将微程序流程中的所有微操作进行二进制代码化，写入到控制存储器中的相应单元中。
7、组装、调试：在总装调试前，先按功能模块进行组装和分调，因为只有功能模块工作正常后，才能保证整机的运行正确。
四． 实验原理：
1. 指令系统及指令格式：
指令系统包括：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：
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 ，DA TA 为立即数，ADDR 为内存地址。
DATA/ADDR 00 M OPCODE RD
DATA/ADDR
OP-CODE RS RD
2.微指令格式：
WE A9 A8
0 0 0 INPUT
0 0 1 RAM读
1 0 1 RAM写
1 1 0 LED,写接口0 1 1 无
0 1 0 写接口3．微程序地址入口的形成：
P（1）是用来译码指令寄存器的I7、I6、I5、I4 ,用于一般指令,微程序入口址为OP+10H
P（2）是用来译码指令寄存器的I3、I2 ,用于不同寻址方式指令，入口地址转OP+20H
P（3）是用来译码判断标志位C、Z ,用于条件转移指令,条件成立转OP+30H,条件不成立转OP+20H
P（4）是用来译码控制台操作的SWB、SW A ,用于手动操作。
5．模型机数据通路：
6．模型机组装电路图：
7．微程序装载格式：机器指令格式：$PXXXX
微指令格式：$MXXXXXXXX
把它们保存为*.TXT 文件
实验设计：
1．机器指令设计：
根据后面微指令的设计，我们定义了11条指令，它们分别对应相应编码：
指令操作操作码
IN 0000
OUT 0001
ADD 0010
SUB 0011
MOV(直接寻
址)
0100
MOV(间接寻
址)
0101
JMP Ri 0110
JMP imm 0111
XOR 1000
OR 1001
P(3) 1010
这我们设计的这些指令中MOV(直接寻址)，JMP imm和P(3)均为双字节指令，其余都为单字节指令。
以下是我们设计的模型机机器指令：
机器指令机器指令码微程序入口地址
IN R0 0000 0000 00
ADD R0,R1 0001 0001 01
OUT R1 0010 0101 02
MOV RO,R1 0011 0001 03
STA R0
20H 0100 0000 04 0010 0000 05
LOAD R1
20H 0101 0101 06 0010 0000 07
AND R0,R1 0110 0001 08 XOR R0,R1 0111 0001 09
JMP 00H 1000 0000 0A 0000 0000 0B
2．微指令的设计：指令微操作流程图：
3.最后指令装载TXT文件：
$P0000
$P0120
$P0211
$P0331
$P0441
$P0527
$P0651
$P0700
$P0871
$P0981
$P0A91
$P0B00
$P0C61
$P0D00
$M00018001
$M0101ED82
$M0200C050
$M10001001
$M12070201
$M1101A203
$M0301B404
$M04959A01
$M1301A205
$M0501B406
$M06619A01
$M1401ED87
$M0700E008
$M08009001
$M1501E209
$M09009001
$M1601EC0A
$M0A00D181
$M1701D381
$M1801A20B
$M0B01B40C
$M0C699A01
$M1901A20D
$M0D01B40E
$M0EE99A01
$M1A01ECE0
$M20018001
$M3000D181
五．实验步骤：
1．按照给定模型机组装电路图连接电路
2．连通实验箱与PC机，打开CMP软件，测试实验箱是否正常
3．设计10条微指令，画出其微操作流程图，并翻译所有微操作成指定格式
4．设计包含这11条微指令的机器指令程序，并翻译成相应机器指令格式
5．把设计好微指令和机器指令保存为TXT文件，然后装载入CMP
6．打开复杂模型机，然后用单步机器指令运行程序并调试
7．检查OUTPUT DEVICE LED 输出结果是否正确，最后写实验报告
六．实验总结及感想：
杨镒铭：
本次硬件课程设计我们要设计微程序控制的模型机，完成对计算机组成原理这么课程的综合应用。
虽说这次设计最后只需要一个设计好的微指令的txt文本，但是还是能从中学到一些东西。
从设计指令，到设计详细的微操作，设计初步完成后在编写指令进行测试，不断调试直到成功，整个过程在一开始不是很明确。
有些书本上的基本知识出现混淆的现象，通过查书和询问同学才明白和理解。
到第二天上午的时候就把整个流程弄清楚了，下午就开始详细设计微操作的指令流程，并完成10条指令的编写和测试工作。
整个过程还是很顺利完成的。
其实第一天上午老师把所以该注意的地方都给我们讲了一遍，但有的还是遗忘了。
所以在设计p(3)操作的时候碰到了问题。
在置标志位的时候，要把C字段置为101,选择AR。
一些细节的问题要注意的。
整个实验过程让我们了解计算机的组成，基本原理和设计步骤，设计思路和调试步骤，最终能建立起一个模型机的概念。
通过具体动手完成实验，也提高了我们的系统设计能力及创新能力。
胡文：
总体就实验的两大部分，连线和设计来说，可能在设计方面花的时间多了一点。
在连线的时候还是遇到了一些问题，在测试R1测试的时候，出现了测试错误的情况。
在反复查找的时候还是没有找到错误在哪儿，索性就又重插了一遍。
最后发现可能是由于接线的部分没有插紧的原因。
再设计部分遇到了一些问题。
比如在jmp指令的时候需要把BUS传PC但是由于A字段没有写LOAD所以一直写不进去。
在做减法的时候，没有将C字段置AR所以没有改变标志位，导致在P(3)判断的时候，没有进行YES跳转。
总结几点，在做实验的时候应该将每个字段的含义和属性了解到位，才能设计出合理的指令，往往一点两点的误差可能就导致了与答案的背离。
所以我们应该更注重老师讲的一些细节的问题，因为往往出错的地方也都是老师讲到的地方。