实验八 复杂模型机设计实验
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。
计算机组成原理之复杂模型机设计实验
）计算机与信息技术学院实验报告表各指令的助记符、功能和具体格式2、总体设计本模型机的数据通路框图如图。
根据机器指令系统要求，设计微程序流程图及确定微地址，如图。
《图数据通路框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，见表。
3、实验程序：[图微程序流程图三、实验步骤：}（1）按图连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。
（2）写微程序与PC联机，将实验微程序装入实验装置中或脱机时手动将本实验微程序写入实验装置中，手动写入的具体方法如下：① 编程（4）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（1→0→1），微地址清零，程序计数器清零，程序首址为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。
②连续运行程序A、使“STATE UNIT”中的“STEP”开关置为“ECEX”状态，“STOP”开关置为“RUN”状态。
B、拨动CLR开关，清微地址及程序计数器，然后按动START，系统连续运行程序，稍后将STOP 拨至“STOP”时，系统停机。
图实验接线图四、实验结果分析实验运行如下代码能成功运行。
实验运行如下代码能成功运行。
程序助记符SP0044 IN 01 ,ROSP0146 IN 01 ,R2SP0298 ADC R2,R0SP0381 MOV R0,R1。
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。
试验八基本模型机的设计与实现
实验八基本模型机的设计与实现1、实验目的和要求：（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）根据五条机器指令及其相应的微程序，设计实现一定功能的程序，上机调试，以掌握计算机硬件组成和工作过程。
2、实验设计实现的基础：（1）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。
①有关微控制器部分在前一实验中已详细介绍②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，并检查写入的正确性和能正常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。
③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。
当执行一条指令时，先把它从内存取到缓冲寄存器中，然后再传送到指令寄存器。
指令划分为操作码和地址码字段，由二进制构成，为了执行任何一条给定的指令，必须对操作码进行测试P(1)，通过节拍脉冲T4的控制以识别所要求的操作。
“指令译码器”根据指令中的操作码进行译码，强置微程序控制器单元的微地址，使下一条微指令指向相应的微程序首地址。
④输入/输出设备本系统有两种外部I/O设备，一种是二进制代码开关KD0～KD7，它作为输入设备INPUT；另一种是数码显示块，它作为输出设备。
计算机组成原理实验(复杂模型机)
OP-CODE addr RD
HALT指令，用于实现停机操作。
实验八 复杂模型机的设计与实现
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7条，访问内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 3—8列出了各条指令的格式、汇编符号、 指令功能。
(8) 运行程序 ① 单步运行程序 A. “编程开关”置“运行”状态，“运行方式”开关置为“单步”状
态,“运行控制”开关置为“运行”状态。 B. 拨动总清开关(0→1)，微地址清零，PC计数器清零，程序首地址为
OOH。 C. 按动“启动运行”开关，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。 ② 连续运行程序 A. “编程开关”置“运行”状态，“运行方式”开关置为“连续”状 态,“运行控制”开关置为“运行”状态。 B. 拨动总清开关，清微地址及PC计数器，按动“启动运行”开关， 系统连续运行程序。如果要停止程序的运行，只需将“运行控制”开 关置为“停止”状态，系统就停机。 (9) 采用单步或连续运行方式执行机器指令，参照机器指令及微程序流 程图，将实验现象与理论分析比较，验证系统执行指令的正确性。
实验八 复杂模型机的设计与实现
⑶ 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：
7654
OP-CODE
32
addr
10
RD
其中，addr=01时，选中输入数据开关组KD0～KD7作为输入设备， addr=10时，选中2位数码管作为输出设备。
实验八 复杂模型机的设计与实现
⑷ 停机指令 指令格式如下：
实验八 复杂模型机的设计与实现
＄M1B 32A205 ＄M1C 33A205 ＄M1D 36A205 ＄M1E 378235 ＄M1F 398235 ＄M20 019004 ＄M21 018406 ＄M22 81DB05 ＄M23 E48005 ＄M24 018005 ＄M25 A0AA95 ＄M26 27A004 ＄M27 28BC05 ＄M28 29EA95
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。
八位模型机设计实验报告剖析
华北电力大学实验报告||实验名称 8位模型机的设计课程名称计算机组成与结构||专业班级：成绩：学生姓名：学号：指导教师：实验日期：2015.12.9目录一、摘要...........................................................................................................................................二、前言...........................................................................................................................................三、设计目的、任务与内容...........................................................................................................3.1设计目的..............................................................................................................................根据计算机组成原理课程所学知识，设计一个8位的模型计算机。
................................3.2设计任务..............................................................................................................................3.3设计内容..............................................................................................................................四、八位模型机整体设计...............................................................................................................4.1总体结构..............................................................................................................................4.2指令系统..............................................................................................................................4.3运算器..................................................................................................................................4.4存储器..................................................................................................................................4.5控制器..................................................................................................................................五、实验感想与讨论.......................................................................................................................六、参考文献...................................................................................................................................一、摘要8位模型机采用微程序控制原理。
计算机硬件课程设计——复杂模型机设计
硬件课程设计——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．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：4.1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,RDMOV RS,[ADDR] JZ ADDRIN 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。
4.2微指令格式：4.3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、SW A ,用于手动操作。
08实验八复杂模型机组成原理实验-王伟
实验八、复杂模型机组成原理实验一、实验目的：在实验七的基础上，构造一个指令系统，实现比较完整的模型机功能。
二、预习要求：认真预习本实验的相关知识和内容。
三、实验设备：EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。
四、模型机结构：图8-1 模型机结构框图图中运算器ALU由U7—U10四片74LS181构成，暂存器1由U3、U4两片74LS273构成，暂存器2由U5、U6两片74LS273构成。
微控器部分控存由U13—U15三片2816构成。
除此之外，CPU的其它部分都由EP1K10集成（其原理见系统介绍部分）。
存储器部分由两片6116构成16位存储器，地址总线只有低八位有效，因而其存储空间为00H—FFH。
输出设备由底板上的四个LED数码管及其译码、驱动电路构成，当D-G和W/R均为低电平时将数据总线的数据送入数码管显示。
在开关方式下，输入设备由16位电平开关及两个三态缓冲芯片74LS244构成，当DIJ-G为低电平时将16位开关状态送上数据总线。
在键盘方式或联机方式下，数据可由键盘或上位机输入，然后由监控程序直接送上数据总线，因而外加的数据输入电路可以不用。
注：本系统的数据总线为16位，指令、地址和程序计数器均为8位。
当数据总线上的数据打入指令寄存器、地址寄存器和程序计数器时，只有低8位有效。
五工作原理：1、数据格式：本实验计算机采用定点补码表示法表示数据，字长为16位，其格式如下：其中第16位为符号位，数值表示范围是：-32768≤X<32767。
2、指令格式：1）算术逻辑指令设计9其中OP-CODE为操作码，rs为源寄存器，rd为目的寄存器，并规定：9条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表8-2。
2）存储器访问及转移指令存储器的访问有两种，即存数和取数。
它们都使用助记符MOV ，但其操作码不同。
转移指令只有一种，即无条件转移（JMP ）。
指令格式如下：其中OP-CODE 为操作码，rd 为寄存器。
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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复杂模型机组成原理实验
复杂模型机组成原理实验一、引言复杂模型机组是一种用于模拟真实机组运行的实验装置，通过对机组的组成原理进行实验研究，可以深入理解机组的工作原理和相互关系，为机组的设计、维护和优化提供科学依据。
本文将详细介绍复杂模型机组的组成原理实验。
二、实验目的本实验的目的是通过构建复杂模型机组，研究机组的组成原理，了解各个部件之间的工作原理和相互关系，并通过实验数据分析和处理，验证理论模型的准确性。
三、实验装置和仪器1. 复杂模型机组：由压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器、冷却水循环系统等组成。
2. 传感器：用于测量机组各个部件的温度、压力、流量等参数。
3. 数据采集系统：用于采集传感器测量到的数据，并进行存储和分析处理。
四、实验步骤1. 搭建复杂模型机组：按照设计要求，将压缩机、膨胀阀、蒸发器、冷凝器等部件按照一定的顺序连接起来，并接入冷却水循环系统。
2. 连接传感器：将温度传感器、压力传感器、流量传感器等连接到机组的各个部件上，并确保传感器的准确度和稳定性。
3. 启动机组：将机组的电源接通，启动压缩机，并调整膨胀阀的开度，使机组进入正常工作状态。
4. 数据采集：通过数据采集系统对机组各个部件的温度、压力、流量等参数进行实时采集，并记录下来。
5. 实验数据分析：根据采集到的数据，进行实验数据分析，包括温度-压力关系曲线、功率-效率关系曲线等。
6. 结果讨论：根据实验数据分析的结果，与理论模型进行对比和验证，并进行结果讨论和分析。
五、实验结果与讨论通过实验数据分析，我们得到了复杂模型机组各个部件的温度-压力关系曲线和功率-效率关系曲线。
与理论模型进行对比后发现，实验数据与理论模型基本吻合，验证了理论模型的准确性。
同时，我们还发现了一些与机组运行相关的问题，如温度过高、压力过低等，可以通过调整机组的工作参数进行优化。
六、结论通过本次复杂模型机组成原理实验，我们深入了解了机组的组成原理和相互关系，验证了理论模型的准确性，并发现了一些优化机组运行的问题。
08-复杂模型机的设计说明书
*******************实践教学*******************计算机与通信学院2011年春季学期计算机组成原理课程设计题目：模型机设计-8专业班级：姓名：学号：指导教师：成绩：本次课程设计主要讲授单处理机系统的组成和工作原理，包括运算器、存储器、控制器和输入输出系统，其中控制器的设计是课程的重点和难点。
为了能融会贯通各知识点，增强对计算机系统各模块协同工作的认识，充分理解数据通路，掌握控制器的设计技术，课程设计也侧重于控制器的设计。
开设这门课可以为理解、应用和开发程序提供技术和方法支持，为后续课程的学习提供重要思想和方法基础，同时对于自己逻辑思维培养和程序设计思想体系的建立有着重要的影响。
学好《计算机组成原理》仅仅通过课堂教学或自学获取理论知识是远远不够的，还必须加强实践，亲自实践。
在大学学习时，知识是通过一门门独立的课程传授的，而实际问题之能够顺利地得到解决，不但需要多方面的知识，而且还需要善于对这些知识综合地加以运用。
这次课设正是给我们了一次自己动脑动手的机会。
摘要 (1)正文 (2)第一章设计目的及原理 (2)第二章模型机的逻辑结构及框图 (2)第三章详细设计 (3)3.1 运算器的物理结构 (3)3.2 存储器系统的组成与说明 (5)3.3 指令系统的设计与指令分析 (5)3.4 微程序控制器的逻辑结构与功能 (8)3.5 微程序的设计与实现 (9)3.6 微程序与监控程序 (12)第四章系统调试报告 (14)设计总结 (16)参考文献 (17)致谢 (18)摘要本次课程设计主要综合所学习的计算机组成原理的知识，设计一套复杂模型计算机。
并设计一些简单的程序进行验证。
本系统主要由以下模块组成：运算器、存储系统、微程序控制器模块、指令系统模块、微程序控制器模块等组成。
应用存储系统说明输入输出时序，使用模型机的器件组成有片间串行进位8位算数逻辑运算的功能。
该系统在基本模型机的基础上改进并实现输入﹑二进制加法﹑存数﹑输出以及无条件转移等指令的功能。
复杂模型机实验报告
复杂模型机实验报告复杂模型机实验报告一、引言复杂模型机是一种用于模拟和研究复杂系统行为的工具。
本实验旨在通过对复杂模型机的实际操作和观察，探索其在解决实际问题中的潜力和应用价值。
二、实验目的1. 了解复杂模型机的基本原理和工作方式；2. 掌握复杂模型机的操作方法；3. 运用复杂模型机解决实际问题。
三、实验装置和方法实验中使用的复杂模型机是一台由多个模块组成的系统，包括中央处理器模块、存储器模块、输入输出模块等。
实验过程中，我们通过连接各个模块，构建一个复杂系统，并通过编程控制其运行。
四、实验步骤1. 搭建实验平台：根据实验要求，选择并连接相应的模块，确保系统正常运行。
2. 编写程序：根据实际问题的需求，编写相应的程序代码，包括输入输出控制、数据处理等。
3. 调试程序：在编写完成后，通过调试程序，确保程序运行无误。
4. 运行实验：将编写好的程序加载到复杂模型机中，观察系统的运行状态和结果。
五、实验结果与分析通过实验，我们得到了一系列的实验结果。
根据实验目的的不同，我们可以对这些结果进行不同的分析和解读。
以一个简单的实例来说明。
我们设计了一个用于模拟城市交通流量的复杂模型机系统。
通过输入不同的参数，我们可以模拟不同时间段内的交通流量变化情况。
实验结果显示，在高峰时段，交通流量明显增加，而在低峰时段，交通流量则相对较低。
这个实验结果可以为城市交通管理部门提供重要的参考，帮助他们制定更合理的交通规划和管理措施。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了复杂模型机的原理和应用，掌握了其操作方法，并通过实际问题的解决，验证了其在实践中的潜力和价值。
复杂模型机作为一种强大的工具，可以帮助我们更好地理解和解决复杂系统中的问题。
然而，我们也发现了一些问题。
复杂模型机的搭建和调试需要一定的技术和时间投入，对于初学者来说可能存在一定的难度。
此外，复杂模型机的应用范围还有待进一步扩展和深化，需要更多的实践和研究。
综上所述，复杂模型机是一种有着广阔应用前景的工具。
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模型机执行完 OUT 指令后， 检查 OUT 单元显示的数是否正确， 按下 CON 单元的总清按 钮 CLR， 改 变 IN 单元的值， 再次执行机器程序， OUT 单元显示的数判别程序执行是否正确。 从 方法二：联机运行 进入软件界面， 选择菜单命令 【实验】 【复杂模型机】 “ — ” ， 打开复杂模型机实验数据通路图，选择相应 的功能命令，即可联机运行、监控、调试程序。 按动 CON 单元的总清按钮 CLR， 然后通过软件运行程序， 当模型机执行完 OUT 指令后， 检查 OUT 单 元显示的数是否正确。 在数据通路图和微程序流中观测指令的执行过程， 并观测软件中地址总线、数据 总线以及微指令显示和下位机是否一致。 3、实验结果： 本实验实现了,输入一个数,然后从一开始加到这个数本身,并用显像管输出试验结果. 输入(16 进制) 03 05 04 输出(16 进制) 06 0F 0A 三、实验总结： 1、 模型机规定采用定点补码表示法表示数据， 字长为８位， 位全用来表示数据 8 （最高位不表 示符号） ， 8－1。 数值表示范围是： 0≤X≤2 2、指令设计模型机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。运算类指令包含三种运算，算术运算、逻辑运算和移位运算。 3、寻址方式采用寄存器直接寻址。 4、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，LDI 指令为立即寻址，LAD、 STA、JMP 和 BZC 指令均具备直接、间接、变址和相对寻址能力。 5、在打开文件对话框中选择上面所保存的文件， 软件自动将机器程序和微程序写入指定单元。 6、将 KK1 置为 ‘停止’ KK3 置为 ， ‘校验’ KK4 置为 ， ‘主 存’，KK5 置为‘置数’。使用 CON 单元的 SD7——SD0 给出地址， 连续两次按动 ST， 内总线的指数据指示灯 D7——D0 显示该单元的数据。 CPU
本模型机共有 15 条基本指令，表 8-3 列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。
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; //*************************************** // ; // // 复杂模型机实验指令文件 ; // // ;//*************************************** //// // ; ; //****** Start Of Main Memory Data ****** // 从 IN单元读入计数初值 $P 00 20 ; START: IN R0,00H $P 01 00 立即数 0FH送 R1 $P 02 61 ; LDI R1,0FH $P 03 0F 得到 R0低四位 $P 04 14 ; AND R0,R1 装入和初值 00H $P 05 61 ; LDI R1,00H $P 06 00 计数值为 0则跳转 $P 07 F0 ; BZC RESULT
1
图 8-2
数据通路框图
2、实验步骤： 1.按图 8-6 连接实验线路，仔细检查接线后打开实验箱电源。 2.联机写入和校验 联机软件提供了微程序和机器程序下载功能，代替手动读写微程序和机器程序，但是微程序和 机器程序得以指定的格式写入到以 TXT 为后缀的文件中。 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，LDI 指令为立即寻 址，LAD、STA、JMP 和 BZC 指令均具备直接、间接、变址和相对寻址能力。 LDI 的指令格式如下，第一字节同前一样，第二字节为立即数。 ７６５４（1） ３２（1） １０（1） 7—0（2） OP-CODE RS LAD、STA、JMP 和 BZC 指令格式如下。 ７６５４（1） ３２（1） RD １０（1） data 7—0（2）
山 西 大 学 计 算 机 与 信 息 技 术 学 院
实
姓 名 学 号 课程名称 成 绩 实验名称
验
报
告
专业班级 2011 级 计算机科学与技术 实验日期 批改日期
计算机组成原理课程设计 指导教师
实验八 复杂模型机设计实验
一、实验目的： 综合运用所学计算机组成原理知识，设计并实现较为完整的计算机。 二、实验内容： 1、实验原理： 1．数据格式 模型机规定采用定点补码表示法表示数据， 字长为８位， 位全用来表示数据 8 （最高位不表 示 8－1。 符号）数值表示范围是： 0≤X≤2 ， 2．指令设计模型机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。运算类指令包含三种运算，算术运算、逻辑运算和移位运算，设计有 6 条运算类指 令，分别为：ADD、AND、INC、SUB、OR、RR，所有运算类指令都为单字节，寻址方式采用寄存器直接寻 址。控制转移类指令有三条 HLT、JMP、BZC，用以控制程序的分支和转移，其中 HLT 为单字节指令， JMP 和 BZC 为双字节指令。数据传送类指令有 IN、OUT、MOV、LDI、LAD、 STA 共 6 条，用以完成 寄存器和寄存器、寄存器和 I/O、寄存器和存储器之间的数据交换，除 MOV 指令为单字节指令外， 其余均为双字节指令。 3．指令格式 所有单字节指令（ADD、AND、INC、SUB、OR、RR、HLT 和 MOV）格式如下： ７６５４ ３２ １０ OP-CODE RS RD
; LOOP: LAD R3,[RI],00H
; ADD ; INC ; LDI ; SUB ; BZC ; JMP
R1,R3 RI R3,01H R0,R3 RESULT LOOP
相减为 0，表示求和完毕 未完则继续
3
$P $P $P $P $P $P $P 数据
16 17 18 19 1A 1B 1C $P $P $P $P $P $P $P $P $P $P $P $P $P
; MEM->AR, P<2> ; MEM->AR ; MEM->A ; MEM->AR, P<2> ; MEM->A ; RI->B ; A加 B->AR ; A加 B->A, P<2> ; MEM->A ; PC->B ; A加 B->AR ; A加 B->A, P<2> ; RD->A ; RD->A ; PC->AR, PC加 1 ; PC->AR, PC加 1 ; RS->RD ; NOP ; PC->AR, PC加 1 ; RD->A ; RD->A ; RD->A ; RD->A
$P 08 16 $P 09 62 $P 0A 60 $P 0B CB $P $P $P $P $P $P $P $P $P $P 0C 0D 0E 0F 10 11 12 13 14 15 00 0D 72 63 01 8C F0 16 E0 0B ; LDI R2,60H 读入数据始地址 从 MEM读入数据送 R3， 变址寻址，偏移量为 00H 累加求和 变址寄存加 1，指向下一数据 装入比较值
OP-CODE M RD D 其中 M 为寻址模式，具体见表 8-2，以 R2 做为变址寄存器 RI。 表 8-2 寻址方式 寻址统 11 E = D E =（D） E =（RI）+ D E =（PC）+ D 直接寻址 间接寻址 RI 变址寻址 相对寻址
000001 ; NOP 006D5C ; PC->AR, PC加 1 006D5E ; PC->AR, PC加 1 006D68 ; PC->AR, PC加 1 006D6C ; PC->AR, PC加 1 End Of MicroController Data **//
选择联机软件的“转储】—【装载】功能，在打开文件对话框中选择上面所保存的文件， 软件自 【 ” 动将机器程序和微程序写入指定单元。 选择联机软件的“转储】—【刷新指令区】 可以读出下位机所有的机器指令和微指令， 并在指 【 ” 令区显示，对照文件检查微程序和机器程序是否正确，如果不正确，则说明写入操作失 败，应重新 写入，可以通过联机软件单独修改某个单元的指令，以修改微指令为例，先用鼠标 左键单击指令区 的‘微存’TAB 按钮， 然后再单击需修改单元的数据， 此时该单元变为编辑框， 输入 6 位数据并回车， 编辑框消失，并以红色显示写入的数据。 3. 运行程序方法 方法一：本机运行 将时序与操作台单元的开关 KK1、KK3 置为‘运行’档，按动 CON 单元的总清按钮 CLR， 将使程 序计数器 PC、 地址寄存器 AR 和微程序地址为 00H， 程序可以从头开始运行， 暂存器 A、 B，指令寄存 器 IR 和 OUT 单元也会被清零。 将时序与操作台单元的开关 KK2 置为‘单步’档，每按动一次 ST 按钮，即可单步运行一 条 微指令，对照微程序流程图，观察微地址显示灯是否和流程一致。每运行完一条微指令，观 测一次 数据总线和地址总线，对照数据通路图，分析总线上的数据是否正确。
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$M 1D 10608C $M 1E 10601F $M 1F 101020 $M 20 10608C $M 28 101029 $M 29 00282A $M 2A 04E22B $M 2B 04928C $M 2C 10102D $M 2D 002C2E $M 2E 04E22F $M 2F 04928C $M 30 001604 $M 31 001606 $M 32 006D48 $M 33 006D4A $M 34 003401 $M 35 000035 $M 36 006D51 $M 37 001612 $M 38 001613 $M 39 001615 $M 3A 001617 $M 3B $M 3C $M 3D $M 3E $M 3F ; //**
其中，OP-CODE 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 00 01 10 IN 和 OUT 的指令格式为： 11 ７６５４（1） ３２（1） OP-CODE 总体设计 本模型机的数据通路框图如图 8-2 所示。 RS R0 R1 R2 R3 １０（1） RD 7—0（2） P