《计算机组成原理》课程设计_两个数的乘法运算

《计算机组成原理》课程设计报告课程设计题目：两个数的乘法运算

小组成员：

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完成日期：第十一周

模型机设计实验

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模型计算机。其功能为：

输入两个数，进行两个正数（二进制4位）的乘法运算,输出结果。

二、实验内容

编写程序，运行程序，观察并记录运行结果。

三、实验仪器

1、ZY15CompSys12BB计算机组成原理及系统结构教学实验箱一台

2、排线若干

3、PC机一台

四、预备知识

1、数据格式

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＜127。

2、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、转移指令和停机指令。

（1）算术逻辑指令

规定：

算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表2—3。

（2）访存指令及转移指令

模型机设计2条访存指令，即存数（STA）、取数（LAD），2条转移指令，即无条件转移（

负均可）

本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。

（3）I/O指令

其中，在IN 指令中，addr=01，选中“输入”中的开关组作为输入设备，在OUT指令中，addr=10时，表示选中“输出单元”中的数码块作为输出设备。

（4）停机指令

HALT指令，机器码为60H，用于实现停机操作。

3、指令系统

复杂模型机共有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2-3列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。

我们依然采用复杂模型机指令系统中的部分指令。

五、实验的机器指令程序如下：

地址内容助记符说明

00 14 IN R0 ; 作计数器用，00000001→R0

01 15 IN R1 ; 输入X的值，0000xxxx→R1

02 05 STA R1 ; X→22H

03 22

04 15 IN R2 ; 输入Y→R2，0000xxxx→R2

05 06 STA R2 ; R2→23H

06 23

07 42 CLR R2 ; R2清零

08 06 STA R2 ; 存入结果R2→24H

09 24

0A 02 LAD R2 ; 提取[23H]→R2

0B 23

0C 6A RRC R2,R2 ; R2带进位右循环一位→R2 0D 06 STA R2 ; 循环结果→23H

0E 23

0F 02 LAD R2 ; 提取结果S，[24H]→R2

10 24

11 0C BZC [15H] ; 有进位跳转到15H

12 15

13 08 JMP [18H] ; 无条件跳转到[18H]

14 18

15 01 LAD R1 ; 提取X→R1

16 22

17 56 ADC R1,R2 ; R1+R2→R2

18 6A RRC R2,R2 ; R2带进位右循环一位→R2

19 06 STA R2 ; 循环结果→24H

1A 24

1B70 RLC R0,R0 ; R0带进位左循环一位→R0 1C 0C BZC [20H] ; 有进位跳转到20H

1D 20

1E 08 JMP [0AH] ; 无条件跳转到[0AH]

1F 0A

20 2A OUT R2 ; 输出R2中的结果

21 60 HATL ; 停机

22 XX

23 XX

24 XX

六、程序机器指令和微程序

以上程序的机器指令如下：

$P0014 $P0115 $P0205 $P0322

$P0416 $P0506 $P0623 $P0772

$P0806 $P0924 $P0A02 $P0B23

$P0C6A $P0D06 $P0E23 $P0F02

$P1024 $P110C $P1215 $P1308

$P1418 $P1501 $P1622 $P1756

$P186A $P1906 $P1A24 $P1B70

$P1C0C $P1D20 $P1E08 $P1F0A

$P202A $P2160

微程序如下

$M00018108 $M0101ED82 $M0200C050

$M0300A004 $M0400E098 $M0501B406

$M06959B41 $M07298838 $M0801ED8A

$M0901ED8C $M0A00A01E $M0B018001

$M0C00201F $M0D019801 $M0E19880F

$M0F019801 $M1001ED83 $M11001001

$M12030401 $M13018016 $M143D9A01

$M1501A205 $M16318207 $M1731820E

$M18009001 $M19028401 $M1A05DB81

$M1B0180DC $M1C018001 $M1D05DB8D

$M1E070A08 $M1F068A09

七、复杂模型机的数据通路框图

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图2-7复杂模型机数据通路框图