计算机课程设计报告
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《计算机组成原理课程设计》任务书
一、实验目的:
(1)通过微程序的编制、装入、执行,验证微程序控制器控制的工作方法。观察微程
序的运行过程,为进行简单模型计算机实验做准备。
(2)通过实验分析简单模型机结构,了解计算机工作原理。掌握计算机微程序控制器
的控制方法,掌握计算机指令执行过程。
(3)深入了解计算机各种指令的执行过程,以及控制器的组成,指令系统微程序设计
的具体知识,通过在简单模型计算机基础上设计新的5条机器指令,以提高学生
对计算机机器指令理解,锻炼学生自己动手设计模型计算机机器指令的能力。二、实验说明:
要进行这项大型实验,必须清楚地懂得:
(1)模型机的功能部件及其连接关系;
(2)模型机每个功能部件的功能与具体组成;
(3)模型机支持的指令格式;
(4)模型机的微指令格式;
(5)已实现的典型指令的执行实例,即相应的微指令与其执行次序的安排与衔接;三、实验内容:
(1)完成总线数据传输控制实验。
(2)完成简单模型计算机实验。
(3)完成机器指令设计实验。可选择其中一项任务
任务之一:
在模型机上实现以下功能:
a)每次输入2个数,将这2 个数相加,其和依次存入存储器地址为20H开始的
3个单元,并送LED显示输出,以上操作循环执行3次后停机。
b)其中:设R0为循环计数器、R1为累加器、R2为变址寄存器,Ri就是R2
c)INPUT DEVICE和OUTPUT DEVICE的端口地址皆为00H。
任务之二:
在模型机上实现以下功能:
对输入开关上的数据和存储器某一单元中的数据进行加法操作,结果累计在存储器某一单元中,当累计值大于256时转而进行减法操作,即把此存储器单元中的值减去输入开关上的数据,结果送同一存储器单元,当操作结果小于0时再转而进行加法操作,使用显示灯上出现数据连续加,然后连续减,减到0时再连续加。这样连续加民、减直到拔动CLR结束程序运行为止。
任务之三:
1、分析手动装入程序代码时,为什么必须要在微地址显示灯显示“”时,才从开
关上置入指令代码?同时,在手动校验时,为什么只有当微地址显示灯显示“”时,发光管上显示的内容才是内存的数据?
2、若将OUT指令的操作码改为0101,则微程序必须做什么样的修改?
3、在微程序流程图上,最多还可以添加几条机器指令?
四、实验要求:
(1)根据实验内容完成各指导书中的实验数据的结果、分析和总结。
(2)要求自行设计相关指令微程序;(务必利用非上机时间设计好微程序)
(3)设计测试程序、实验数据并上机调试。
(4)设计报告内容:
包括1)、设计目的;
2)、实验内容和与之相关的逻辑结构图(可参考表1-8、9;表2-1;表2-15;表2-16、17、18;表2-21);和(图2-15、3-1)。
3)、微程序设计(含指令格式、功能、设计及微程序)
4)、实验数据(测试所设计指令的程序及结果)。
(5)大型实验报告必须打印成册,
备注:1.各班每2人一组,可自由组合但要固定,各班班长将各组组号及学生名单于第一次上机时上报指导教师;
2.各班学生须严格按照规定的时间上机,不得无故缺席、迟到早退,指导教师会严格考
勤。
指导教师:付峰、张芳2012年12月28日
计算机组成原理实验报告
一、实验目的:
1通过微程序的编制、装入、执行,验证微程序控制器控制的工作方法。观察微程序的运行过程,为进行简单模型计算机实验做准备。
2通过实验分析简单模型机结构,了解计算机工作原理。掌握计算机微程序控制器的控制方法,掌握计算机指令执行过程。
3深入了解计算机各种指令的执行过程,以及控制器的组成,指令系统微程序设计的具体知识,通过在简单模型计算机基础上设计新的5条机器指令,以提高学生对计算机机器指令理解,锻炼学生自己动手设计模型计算机机器指令的能力。
二、实验内容和与之相关的逻辑结构分析图
(1)完成总线数据传输控制实验。
(2)完成简单模型计算机实验。
(3)完成机器指令设计实验。
三、程序设计(含指令格式、功能、设计及微程序)
(1)无借位减。
①指令助记符:SUB DR , [ADDR]。
SUB:无借位减记忆符
DR:通用寄存器号(R3、R2、R1、R0之一)
ADDR:存储器直接地址,范围为00H-FFH
②指令格式:二字节指令
指令第一字节的I7
5条指令之后。
③指令功能:(ADDR)-(DR)→DR,影响Cy,Zi标志位。
指令功能说明:存储器直接地址ADDR中内容减去寄存器SR中的内容,进位标志Cy不参加运算,结果送寄存器SR,当(ADDR)小于(DR)时,Cy=1,当(SR)等于(DR)时,Zi=1。
④微指令执行流程图
35H
(2)带进位加。
①助记符:ADDC DR , [ADDR]。
②指令格式:二字节指令
指令第一字节的I7,I6=11约定值,I5,I4,I3,I2=0110指令编号,排在无借位减之后。
③指令功能:(SR)+(DR)+Cy→DR,影响Cy,Zi标志位。
指令功能说明:存储器直接地址ADDR中内容加上寄存器SR中的内容再加上进位标志Cy,结果送寄存器SR,当(SR)+(DR)+Cy值大于255时,Cy=1,等于255时,Zi=1。
用这条指令可实现多字节的加法操作。
④微指令流程图
(3)C条件转移。
①助记符:JMPC [ADDR]。
②指令格式:二字节指令
指令第一字节的I7,I6=11约定值,I5,I4,I3,I2=0111指令编号,排在ADDC之后。
③指令功能:若Cy=1,则ADD R→PC,影响Cy、Zi标志位。
指令功能说明:当Cy=1时,ADDR中内容送指令计数器,否则顺序执行下条指令。
④微指令流程图
37H