盐城工学院_计算机组成原理课程设计
计算机组成原理课程设计报告
计算机组成原理课程设计实验报告目录一、程序设计 (1)1、程序设计目的 (1)2、程序设计基本原理 (1)二、课程设计任务及分析 (6)三、设计原理 (7)1、机器指令 (7)2、微程序流程图 (9)3、微指令代码 (10)4、课程设计实现步骤 (11)四、实验设计结果与分析 (15)五、实验设计小结 (15)六、参考文献 (15)一、程序设计1、程序设计目的（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使用简单模型机和复杂模型机的部分机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试掌握整机概念。
（3）掌握微程序控制器的组成原理。
（4）掌握微程序的编写、写入，观察微程序的运行。
（5）通过课程设计，使学生将掌握的计算机组成基本理论应用于实践中，在实际操作中加深对计算机各部件的组成和工作原理的理解，掌握微程序计算机中指令和微指令的编码方法，深入理解机器指令在计算机中的运行过程。
2、程序设计基本原理（1）实验模型机结构[1] 运算器单元（ALU UINT）运算器单元由以下部分构成：两片74LS181构成了并－串型8位ALU；两个8位寄存器DR1和DR2为暂存工作寄存器，保存参数或中间运算结果。
ALU的S0～S3为运算控制端，Cn为最低进位输入，M为状态控制端。
ALU的输出通过三态门74LS245连到数据总线上，由ALU-B控制该三态门。
[2] 寄存器堆单元（REG UNIT）该部分由3片8位寄存器R0、R1、R2组成，它们用来保存操作数用中间运算结构等。
三个寄存器的输入输出均以连入数据总线，由LDRi和RS-B根据机器指令进行选通。
[3] 指令寄存器单元（INS UNIT）指令寄存器单元中指令寄存器（IR）构成模型机时用它作为指令译码电路的输入，实现程序的跳转，由LDIR控制其选通。
[4] 时序电路单元（STATE UNIT）用于输出连续或单个方波信号，来控制机器的运行。
计算机组成原理实验及课程设计课程设计
计算机组成原理实验及课程设计前言计算机组成原理课程是计算机科学与技术专业的核心课程，是培养学生计算机系统硬件方面的基础理论和实践技能的重要课程。
其中，计算机组成原理实验及课程设计是该课程的重要组成部分。
本文将围绕该课程设计展开，介绍该课程的实验及课程设计的内容、目的和实施方法。
实验内容计算机组成原理实验是学生对于课堂理论学习的巩固与实践，其内容包括以下主要实验：1. 数据通路实验数据通路实验是将计算机内部各功能部件（如寄存器、ALU、控制器等）之间的数据流动情况进行分析、了解与掌握。
实验采用VHDL硬件描述语言，通过Quartus II软件进行电路设计和仿真，最终通过FPGA验证实验结果。
2. 单周期CPU实验单周期CPU实验是针对数据通路实验的基础进行拓展，实现完整的计算机CPU 功能。
实验使用Verilog HDL描述单周期MIPS指令集CPU，掌握计算机指令的执行过程，了解指令执行的时间和机器周期、时序控制以及数据传输问题。
3. 多周期CPU实验多周期CPU实验是在单周期CPU实验的基础上进行深入拓展，实现更加高效、复杂的CPU功能。
实验使用Verilog HDL描述多周期MIPS指令集CPU，掌握多周期CPU的时序控制、流水线操作、数据冲突处理等相关问题，深入研究CPU性能优化技术。
4. 总线实验总线实验是针对计算机内部各个部件之间数据传输的技术问题进行研究，实验设计并实现一个通用总线结构。
实验中将涉及到总线的基础知识、总线协议的分析、总线结构的设计及实现，熟悉总线设计原理、总线的基本特性和数据交换的逻辑流程。
课程设计计算机组成原理课程设计是对于理论与实践知识的融合，其内容主要包括以下几部分：1. 计算机硬件设计通过计算机硬件设计，学生将在实践中巩固计算机硬件方面的知识，加深对计算机硬件工作原理的理解和掌握。
学生需要根据自己的设计目标和要求，按照计算机硬件设计的流程进行设计，最终完成指定任务。
计算机组成原理课程设计报告
计算机组成原理课程设计报告一、引言计算机组成原理是计算机科学与技术专业的重要课程之一，通过学习该课程，我们可以深入了解计算机的硬件组成和工作原理。
本次课程设计旨在通过设计一个简单的计算机系统，加深对计算机组成原理的理解，并实践所学知识。
二、设计目标本次课程设计的目标是设计一个基于冯·诺依曼体系结构的简单计算机系统，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等。
通过该设计，我们可以掌握计算机系统的基本组成和工作原理，加深对计算机组成原理的理解。
三、设计方案1. CPU设计1.1 硬件设计CPU由控制单元和算术逻辑单元组成。
控制单元负责指令的解码和执行，算术逻辑单元负责算术和逻辑运算。
1.2 指令设计设计一套简单的指令集，包括算术运算指令、逻辑运算指令、数据传输指令等。
1.3 寄存器设计设计一组通用寄存器，用于存储数据和地址。
2. 存储器设计2.1 主存储器设计一块主存储器，用于存储指令和数据。
2.2 辅助存储器设计一个简单的辅助存储器，用于存储大容量的数据。
3. 输入输出设备设计3.1 键盘输入设备设计一个键盘输入设备，用于接收用户的输入。
3.2 显示器输出设备设计一个显示器输出设备，用于显示计算结果。
四、实施步骤1. CPU实现1.1 根据CPU的硬件设计，搭建电路原型。
1.2 编写控制单元的逻辑电路代码。
1.3 编写算术逻辑单元的逻辑电路代码。
1.4 进行仿真验证，确保电路的正确性。
2. 存储器实现2.1 设计主存储器的存储单元。
2.2 设计辅助存储器的存储单元。
2.3 编写存储器的读写操作代码。
2.4 进行存储器的功能测试，确保读写操作的正确性。
3. 输入输出设备实现3.1 设计键盘输入设备的接口电路。
3.2 设计显示器输出设备的接口电路。
3.3 编写输入输出设备的读写操作代码。
3.4 进行输入输出设备的功能测试，确保读写操作的正确性。
五、实验结果与分析通过对CPU、存储器和输入输出设备的实现，我们成功设计了一个基于冯·诺依曼体系结构的简单计算机系统。
计算机组成原理课程设计模板
计算机组成原理课程设计一、课程目的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的概念。
二、课程内容1．课程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，而本次课程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，计算机数据同路的控制将由微程序控制来完成，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。
本课程采用五条机器指令：IN（输入）、ADD（二进制加法）、STA（存数）、OUT （输出）、JMP（无条件跳转），其指令格式如下（前四位为操作码）：助记符机器指令码说明IN 0000 0000 输入设备上的数据送入R0 ADDaddr 0001 0000 xxxxxxxx R0+[addr]→R0STA addr 0010 0000 xxxxxxxx R0→[addr]OUT addr 0011 0000 xxxxxxxx [addr] →BUSJMP addr 0100 0000 xxxxxxxx addr→PC其中IN为单子长（8位），其余为双字长指令，xxxxxxxx为addr为对应的二进制地址码。
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，还必须涉及三个控制台操作微程序。
存储器读操作（KRD）：拨动总清零开关CLR后，控制台开关SWB、SW A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（KWE）：拨动总清零开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“0 1”时，按START微动开关，可对RAM连续手动写入。
启动程序：拨动清零总开关CLR后，控制台开关SWB、SWA置为“1 1”时，按START微动开关，即可转入到第01号“取址”微指令，启动程序运行。
计算机组成原理课程设计报告
计算机组成原理课程设计报告专业计算机科学与技术学生姓名秦霞班级B计073学号0710604317指导教师张静林完成日期2010年9月盐城工学院信息学院目录盐城工学院信息学院 0一、课程设计的目的 (1)二、课程设计的内容 (2)1．题目： (2)五、参考文献 (13)一、课程设计的目的本课程设计是在学完本课程教学大纲规定的全部内容、完成所有实践环节的基础上，旨在深化学生学习的计算机组成原理课程基本知识，进一步领会计算机组成原理的一些算法，并进行具体实现，提高分析问题、解决问题的综合应用能力。
二、课程设计的内容1．题目：计算机组成原理算法实现（三）2．功能：课题③能够实现逻辑运算（逻辑非、逻辑加、逻辑乘、逻辑异）、定点整数的单符号位补码加减运算、定点整数的原码一位乘法运算和浮点数的加减运算。
3．实现步骤：（1）系统进入（主）窗体的设计：菜单需要在输入口令正确后方可激活使用。
口令输入错误时要给出重新输入口令的提示，三次口令输入错误应该禁止使用。
（2）选择主窗体中“逻辑运算”时进入下图所示的窗体：在上面的窗体中按“输入”按扭时，将输入焦点设置为最上面的一个文本框上。
依次输入两个（或一个）二进制数（如11001100或00111010）后，按“逻辑非”、“逻辑加”、“逻辑乘”或“逻辑异”按扭中的任一个后，将在第三个文本框中显示对应操作的结果。
选择“返回”按扭时回到主窗体。
（3）进行定点整数单符号位补码加减法的实现时都是在主窗体选择对应的菜单项后进入对应窗体再进行具体操作。
操作时首先选择“输入”按扭输入参与运算的数据，然后再选操作按扭。
各自窗体的参考图如下所示：在第一个数中输入+11001100在第二个数中输入-01011100点击加法按钮和减法按钮可得加法结果和减法结果进行定点整数定点整数原码乘法的实现时都是在主窗体选择对应的菜单项后进入对应窗体再进行具体操作。
操作时首先选择“输入”按扭输入参与运算的数据，然后再选操作按扭。
计算机组成原理课程设计报告
计算机组成原理课程设计设计任务：综合前面实验单元典型部件设计与调试，对数据选择器（A、B）、计数器、运算器、寄存器和微程序控制器透彻了解的基础上，完成一个简单计算机的设计，使其具有简单运算功能：取数、读数、做加法、送数等。
设计目的：通过一个简单计算机的设计，对计算机系统的基本组成、部件的设计、部件间的连接、微程序的编制与调试等全过程有一个较为综合、深入的认识和理解。
设计与调试步骤：结合计算机组成原理的教学内容和课程设计平台系统，计算机的设计与调试步骤如下：数据通路：数据通路的设计在总体结构中是最重要的一个环节。
实验室的仿真模型机的数据通路是以总线为基础、以CPU为核心构成的。
系统简介:机器指令存放在3#RAM中将3#RAM作为内存使用，机器指令是按由上到下顺序执行的，其执行顺序由PC（程序计数器）和MAR（地址寄存器）控制。
2#RAM和1#RAM作为控制存储器简称为控存一条微指令由十六个微命令组成高八位存放于2#RAM中，低八位存放于1#RAM中。
后继地址有三种形成方式μIR2μIR1μIR0为001时μPC+1安顺序执行微指令为010时JP无条件转移，地址由μIR15-8提供。
本简单计算机基于简化处理μIR15-8均为0它代表了均跳向为指令寄存器的00入口即取指令入口。
为011时QJP高四位安机器指令的操作码转移，第四位为0其由后继地形成逻辑实现，所有涉及的地址转移均为指令的转移。
因为机器指令是按顺序执行的。
每按一次单脉冲键执行一条微指令，一条机器指令由若干条微指令组成，一条微指令由十六个微命令组成其中因为μIR3μIR6μIR7全为零故省略掉了。
为保证机器指令是从第一条开始顺序执行的，在操作前应按一次复位键将微指令计数器μpc，机器指令计数器pc，内存地址寄存中的内容清零。
第一条微指令地址为00，微操作为RAM→IR即从内存中取出指令放到机器指令寄存器中，此时地址寄存器中的内容为00，所以在3#RAM的00地址中取出MOV1指令18，取出指令后PC+1→PC（01）为取下一条内存内容做好准备，再按一次单脉冲键执行QJP及按操作码转移，此时指令寄存器中存放的为18 操作码为0001，所以转移后高四位为：0001 低四位为全零：0000 。
盐城工学院_计算机组成原理课程设计
组成原理课程设计报告( 2011 -- 2012 年度第 2学期)计算机组成原理算法实现（五）专业 计算机科学与技术学生姓名 王钲富 班级 BM 计算机091 学号0951401119 指导教师 花小朋 完成日期2012年6月15日目录目录 (2)1 设计目的 (1)2 设计内容 (1)3 实现方法 (1)3.1 系统目标 (1)3.2 主体功能 (3)3.3 开发环境 (9)4 小结 (9)5参考文献 (8)计算机组成原理算法实现（五）1 设计目的本课程设计是在学完本课程教学大纲规定的全部内容、完成所有实践环节的基础上，旨在深化学生学习的计算机组成原理课程基本知识，进一步领会计算机组成原理的一些算法，并进行具体实现，提高分析问题、解决问题的综合应用能力。
2 设计内容计算机组成原理算法实现（五）能够实现机器数的真值还原（定点整数）、定点整数的单符号位补码加减运算、定点整数的原码乘法运算和浮点数的加减运算。
3 实现方法3.1 系统目标本程序含有以下几个功能模块，分别能够实现如设计内容所设计的功能。
共有5类模块分为：机器数的真值还原，定点整数的单符号位补码加减运算，定点整数的原码乘法和浮点数的加减运算。
分布和大概功能如下图所示图3-1 各类间的关系系统流程图如图3-2所示：图3-2 系统流程图3.2 主体功能Main.java该java文件为整个程序的主类。
luojiyunsuan.java实现机器数的真值还原（定点整数）zhengshujiajian.java实现定点整数的单符号位补码加减运算、定点整数的zhengshuchengfa.java实现定点整数的原码乘法运算。
fudianyunsuan.java实现浮点数的加减运算。
运行程序并进行相关调试：程序的主界面如图3-2所示：图3-2 主界面操作要求：按照输入指令的提示输入用户进入操作算法的指令：000当输入的口令出错时所显示的提示，如图3-3：图3-3 口令错误提示错误过多，单击确定后程序自动关闭，如图3-4：图3-4 口令错误过多提示输入正确的口令后，程序显示登陆成功，如图3-5所示：图3-5 登陆成功提示定点整数的真值还原如图3-6：图3-6定点整数的真值还原定点整数的单符号位补码加减运算如图3-7：图3-7 定点整数的单符号位补码加减运算定点整数的原码乘法运算如图3-8：图3-8 定点整数的原码乘法运算浮点数的加减运算如图3-9所示：图3-9 浮点数的加减运算3.3 开发环境JDK 1.6 NetBeans IDE 6.8 WindowsXP4 小结通过这次的计算机组成原理的课程设计，使我对计算机的认识有了更进一步的加深和认知。
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三、课程设计的时间安排
序号
教学顺序
教学内容
2、控制信号的说明；
3、；实验的关键设计；
4、实验的步骤
5、实验运行图；
6、实验结果分析；
六、结论（应当准确、完整、明确精练；也可以在结论或讨论中提出建议、设想、尚待解决问题等。）
七、参考文献
（一）教科书
唐朔飞编著，《计算机组成原理》，高等教育出版社 第三版
（二）参考书
（1）李勇编著，《计算机原理与设计》，国防科技大学出版社
2、学生独立设计出对应每一条指令的一段微指令，并将若干段微程序写入控制存储器，并检查其正误。
3、把程序通过存储器写操作写入内存中
4、通过存储器读操作连续进行读操作，验证6、读寄存器对寄存器堆中的寄存器连续进行读操作，验证写的数据是否正确。
《计算机组成原理》课程设计
系院：
学生姓名：
专业：
年级：
完成日期
指导教师：
课程设计小组成员名单及分工
姓名
学号
主要完成内容
备注
一、课程设计的目的与要求
本课程设计是在完成了计算机组成原理的教学后进行的，目的在于让学生在掌握了计算机组成原理的基本理论之后，在实验室里老师指导下，自己动手，搭建一个简单的计算机的模型，其模型中包括计算机中的运算器、寄存器、译码电路、存储器、和存储微指令用的控制存储器。在此基础上，给出若干条计算机指令，要求学生自行设计出这若干条指令的微指令，并将其存放于控制存储器，然后用这几条指令设计一段程序。将该段程序存放于内存中，并运行此段程序，且显示该段程序运行后其结果的正、误，分析其原因。通过该实习，让学生在实际操作中加深对计算机的组成原理和指令在计算机中运行过程的理解。
计算机组成原理课程设计
计算机组成原理课程设计计算机组成原理课程设计一、课程背景计算机组成原理是一门涉及计算机硬件设计、结构原理及计算机工作原理的课程，通过本课程的学习，学生们可以掌握计算机系统的功能，掌握计算机系统结构及其各部分的功能特征等，为学习计算机学科的其他课程打下基础。
二、课程教学内容1. 计算机组成原理掌握计算机组成原理，以及不同分类方式下的计算机架构。
2. 计算机硬件系统的基础掌握计算机硬件系统的结构和功能，以及计算机硬件系统的技术特征和性能指标。
3. 掌握计算机组成与控制的基本原理掌握计算机组成原理，以及计算机控制的基本原理，包括计算机控制的思维方式和算法。
4. 计算机性能分析掌握计算机性能分析的基本知识，包括性能分析的概念、原理和方法及性能分析的工具等。
5. 计算机组成原理的实际应用通过课程设计，锻炼学生的计算机组成原理的实际应用能力，帮助学生在计算机设计过程中更好地使用计算机组成原理的技术。
三、课程教学安排1. 学习理论在本课程中，首先通过课堂讲解和实验室实习，学习相关理论知识，掌握计算机组成原理的基本概念、结构及性能分析的原理、计算机控制的基本原理及方法等。
2. 课程设计通过课程设计，锻炼学生的计算机组成原理的实际应用能力。
课程设计的内容包括：设计一个计算机系统结构，确定各部分的功能特点和性能指标；分析计算机性能，比较不同设计方案的优劣；分析计算机控制的基本原理，设计一个计算机控制系统；应用计算机组成原理设计一个系统等。
四、课程考核根据本课程实际教学情况，实行期中考试和期末考试相结合的考核制度，比重分别为50%和50%。
期中考试着重考查学生理论知识，期末考试着重考查学生的应用能力，两次考试比重相当，有助于引导学生良好的学习状态。
计算机组成原理 课程设计报告.
计算机组成原理课程设计报告班级：计算机班姓名：学号：完成时间：一、课程设计目的1．在实验机上设计实现机器指令及对应的微指令（微程序）并验证，从而进一步掌握微程序设计控制器的基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系；2．通过控制器的微程序设计，综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整机系统的概念；3．培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。
二、课程设计的任务针对COP2000实验仪，从详细了解该模型机的指令/微指令系统入手，以实现乘法和除法运算功能为应用目标，在COP2000的集成开发环境下，设计全新的指令系统并编写对应的微程序；之后编写实现乘法和除法的程序进行设计的验证。
三、课程设计使用的设备（环境）1．硬件●COP2000实验仪●PC机2．软件●COP2000仿真软件四、课程设计的具体内容（步骤）1．详细了解并掌握COP 2000模型机的微程序控制器原理，通过综合实验来实现该模型机指令系统的特点：1.模型机总体结构COP2000模型机包括了一个标准CPU所具备所有部件，这些部件包括：运算器ALU、累加器A、工作寄存器W、左移门L、直通门D、右移门R、寄存器组R0-R3、程序计数器PC、地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST、中断向量寄存器IA、输入端口IN、输出端口寄存器OUT、程序存储器EM、指令寄存器IR、微程序计数器uPC、微程序存储器uM，以及中断控制电路、跳转控制电路。
其中运算器和中断控制电路以及跳转控制电路用CPLD来实现，其它电路都是用离散的数字电路组成。
微程序控制部分也可以用组合逻辑控制来代替。
模型机为8位机，数据总线、地址总线都为8位，但其工作原理与16位机相同。
模型机的指令码为8位，根据指令类型的不同，可以有0到2个操作数。
指令码的最低两位用来选择R0-R3寄存器，在微程序控制方式中，用指令码作为微地址来寻址微程序存储器，找到执行该指令的微程序。
而在组合逻辑控制方式中，按时序用指令码产生相应的控制位。
计算机组成原理课程设计报告
计算机科学与工程学院课程设计报告题目全称：课程名称：指导老师：职称：指导老师评语：签字：摘要控制器设计的核心是拟定指令流程和形成为微命令序列。
为此需要在寄存器传送级拟定各类指令的执行流程，也就是确定指令执行的具体步骤，即各类信息如何分步地按要求流动。
同时需要拟定操作时间表，给出实现上述流程所需的微操作命令序列。
Flash 是一种创作工具，设计人员和开发人员可使用它来创建演示文稿、应用程序和其它允许用户交互的内容。
Flash 可以包含简单的动画、视频内容、复杂演示文稿和应用程序以及介于它们之间的任何内容。
通常，使用 Flash 创作的各个内容单元称为应用程序，即使它们可能只是很简单的动画。
您可以通过添加图片、声音、视频和特殊效果，构建包含丰富媒体的 Flash 应用程序。
关键词：指令流程，微命令，FlashAbstractController design is the core of the development process and the formation of the micro instruction sequence of commands. This requires the development of various types of instruction register transfer level implementation process is to determine the specific steps of instruction execution, that all information required to step to flow. Also need to be worked out a timetable to achieve these processes are given the necessary micro-operations command sequence.Flash is an authoring tool, designers and developers can use it Lai create a presentation presentations, applications, and others allow users to interact 内容. Flash can include simple animations, video content, complex presentations, applications, and anything in between. Typically, all content created using Flash as an application unit, even though they may be just a simple animation. You can add pictures, sound, video and special effects, build media-rich Flash applications.Keyword: Order flow, micro-command, Flash目录第一章课程设计的意义和主要内容 (4)1.1设计意义 (5)1.2 课程设计内容： (6)1.3.1取指周期FT (6)2.1 Flash动画创作相关背景知识 (12)2.2 时间轴动画创作关键步骤介绍： (14)2.2.1 在动画中复制和粘贴关键帧 (14)2.2.3 更改速度（每秒帧数） (15)2.2.4 创建补间形状 (15)2.2.5 创建逐帧动画： (16)3.1 设计思路 (16)3.2 指令流程 (17)3.2.1 指令流程拟定 (17)3.2.2 指令流程设计 (18)3.3 操作时间表 (18)3.3.1 微命令设置 (18)3.3.2 微命令设计 (19)3.4 时序系统 (19)3.4.1 工作周期 (19)3.4.2 时钟周期 (20)3.4.3 工作脉冲 (20)3.5 组合逻辑控制器的FLASH实现 (21)3.5.1 题目要求 (21)参考文献 (25)第一章课程设计的意义和主要内容1.1设计意义计算机科学与技术是一门实践性很强的学科，与科学实验在现实世界中的作用类似，实践环节在计算机科学技术中的作用十分明显。
计算机组成原理课程设计
计算机组成原理 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握计算机硬件的基本组成，包括CPU、内存、硬盘、输入输出设备等，并了解各部件的功能和工作原理。
2. 使学生了解并理解计算机的指令系统，包括指令的种类、格式和执行过程。
3. 帮助学生理解计算机的性能指标，如主频、缓存、运算速度等，并学会分析不同硬件配置对计算机性能的影响。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力，例如根据需求选择合适的计算机硬件配置。
2. 提高学生的动手实践能力，通过组装和拆解计算机硬件，加深对计算机组成原理的理解。
3. 培养学生查阅资料、自主学习的能力，以便在课后拓展相关知识。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机科学的兴趣和热情，激发他们探索计算机技术发展的积极性。
2. 增强学生的团队合作意识，通过小组讨论和实践活动，学会与他人合作共同解决问题。
3. 引导学生关注计算机技术在生活中的应用，认识到科技对社会的推动作用，培养创新精神和责任感。
本课程针对高中年级学生，结合计算机组成原理的教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。
课程性质为理论联系实践，注重培养学生的实际操作能力和创新思维。
在教学内容上，紧密联系课本知识，突出重点，使学生能够在实践中掌握计算机组成原理的相关知识。
二、教学内容1. 计算机硬件基本组成- 课本第二章：介绍CPU、内存、硬盘、输入输出设备等硬件的基本概念、功能及工作原理。
- 教学大纲：安排2课时，通过讲解、图示和实物展示，使学生了解各硬件部件的作用及相互关系。
2. 计算机指令系统- 课本第三章：讲解指令的种类、格式和执行过程，以及指令系统的发展。
- 教学大纲：安排2课时，通过实例分析、指令执行流程图解，帮助学生理解计算机指令系统的基本原理。
3. 计算机性能指标与硬件配置- 课本第四章：介绍计算机性能指标，分析不同硬件配置对计算机性能的影响。
- 教学大纲：安排2课时，结合实际案例，让学生学会分析硬件配置对计算机性能的影响，并能根据需求选择合适的硬件配置。
计算机组成原理课程设计
计算机组成原理课程设计尊敬的教师：敬启者，我是您的学生，正在进行计算机组成原理课程设计。
我非常荣幸能够参与这个项目，并且准备了如下的设计报告：第一部分：引言在本设计中，我们将要研究和设计一台基于RISC体系结构的32位微处理器。
通过学习和探索计算机的基本组成原理，我们将能够深入了解计算机硬件的工作原理和设计过程。
在本文档中，我们将详细描述我们的设计思路、实现方法和实验结果，并通过性能测试来评估我们的设计。
第二部分：设计目标本设计的主要目标是实现一个高效、稳定和可扩展的32位微处理器。
我们的设计将满足以下要求：1. 支持基本的CPU指令集.2. 支持流水线技术，以提高指令执行速度.3. 支持浮点运算和向量指令扩展.4. 支持高性能和低功耗的设计.5. 具备良好的可扩展性和可维护性.6. 设计尽可能地简洁和高效.第三部分：设计思路我们的设计思路是基于经典的RISC体系结构，并结合了一些现代的设计理念和技术来达到我们的设计目标。
我们使用VHDL语言进行设计和验证，并且使用ModelSim进行仿真和验证。
我们将重点关注以下几个方面的设计：1. 指令集架构: 我们将实现一个基本的指令集架构，并根据需求进行扩展.2. 流水线设计: 我们将使用五级流水线来提高指令执行速度.3. 浮点运算和向量指令扩展: 我们将实现浮点运算指令和向量指令的硬件支持.4. 性能优化和功耗控制: 我们将采用一些优化技术来提高性能并降低功耗.5. 可扩展性和可维护性: 我们将设计一个可灵活扩展和易于维护的架构.第四部分：实现方法在实现过程中，我们将遵循以下步骤：1. 设计和验证: 我们将使用VHDL语言进行设计，使用ModelSim进行仿真和验证.2. 代码实现: 我们将根据设计思路编写代码，并对各个模块进行单元测试.3. 性能测试: 我们将使用一系列的测试程序对设计进行性能测试，并进行性能分析.4. 优化和调试: 我们将根据测试结果对设计进行优化和调试.5. 文档撰写: 我们将撰写设计报告，详细记录设计过程和实现细节.第五部分：实验结果与讨论在设计完成后，我们将对设计进行一系列的性能测试，并对结果进行分析和讨论。
计算机组成原理课程设计
计算机组成原理课程设计计算机组成原理课程设计是一个重要的课程项目，旨在帮助学生深入理解计算机的基本组成和工作原理。
以下是一个可能的计算机组成原理课程设计的简要概述：1. 课程设计目标：- 理解计算机的基本组成和工作原理；- 掌握计算机的层次结构和指令执行过程；- 学习计算机的数据表示和存储方式；- 熟悉计算机的中央处理器和存储器的设计与实现；- 掌握计算机的输入输出系统和总线结构。
2. 课程设计内容：- 计算机层次结构和指令执行过程的介绍；- 数据表示和存储方式的学习；- 中央处理器和存储器的设计与实现；- 输入输出系统和总线结构的研究。
3. 课程设计步骤：- 第一阶段：理论学习和研究- 学习计算机组成原理的基本概念和理论知识；- 研究计算机的层次结构和指令执行过程；- 学习计算机的数据表示和存储方式；- 研究计算机的中央处理器和存储器的设计与实现；- 学习计算机的输入输出系统和总线结构。
- 第二阶段：实践设计和实现- 设计并实现一个简单的计算机系统，包括中央处理器、存储器、输入输出系统和总线结构；- 学习使用硬件描述语言（如Verilog或VHDL）进行计算机系统的设计和仿真；- 进行计算机系统的功能测试和性能评估；- 优化计算机系统的设计和实现。
- 第三阶段：课程设计报告和演示- 撰写课程设计报告，包括设计思路、实现过程和结果分析；- 准备课程设计演示，展示计算机系统的功能和性能；- 进行课程设计的答辩和评审。
4. 课程设计评估：- 课程设计报告的质量和完整性；- 计算机系统的功能和性能；- 课程设计演示的表现和效果；- 学生对计算机组成原理的理解和应用能力。
以上是一个可能的计算机组成原理课程设计的简要概述，具体的设计内容和步骤可以根据教学目标和学生能力进行调整和补充。
计算机组成原理课程设计完整版
目录1 需求分析 (1)1.1课程设计目的 (1)1.2课程设计内容及要求 (1)1.3TDN-CM++计算机组成原理实验教学系统特点 (2)1.4微指令格式分析 (2)1.5指令译码电路分析 (5)1.6寄存器译码电路分析 (6)1.7时序分析 (7)2 总体设计 (9)2.1数据格式和机器指令描述 (9)2.2机器指令设计 (11)3 详细设计 (16)3.1控制台微程序流程的详细设计 (16)3.2运行微程序流程的详细设计 (19)4 实现阶段 (31)4.1所用模型机数据通路图及引脚接线图 (31)4.2 测试程序及结果 (33)心得体会 (35)参考资料 (36)1 需求分析1.1 课程设计目的本课程设计是计算机科学与技术专业重要的实践性教学环节之一，是在学生学习完《计算机组成原理》课程后进行的一次全面的综合设计。
目的是通过一个完整的8位指令系统结构（ISA）的设计和实现，加深对计算机组成原理课程内容的理解，建立起整机系统的概念，掌握计算机设计的基本方法，培养学生科学的工作作风和分析、解决实际问题的工作能力。
1.2 课程设计内容及要求基于TDN-CM++计算机组成原理实验教学系统，设计和实现一个8位指令系统结构（ISA），通过调试和运行，使设计的计算机系统能够完成指定的功能。
设计过程中要求考虑到以下各方面的问题：（1）指令系统风格（寄存器-寄存器，寄存器-存储器，存储器-存储器）；（2）数据类型（无符号数，有符号数，整型，浮点型）；（3）存储器划分（指令，数据）；（4）寻址方式（立即数寻址，寄存器寻址，直接寻址等）；（5）指令格式（单字节，双字节，多字节）；（6）指令功能类别（算术／逻辑运算，存储器访问，寄存器操作，程序流控制，输入／输出）。
要求学生综合运用计算机组成原理、数字逻辑和汇编语言等相关课程的知识，理解和熟悉计算机系统的组成原理，掌握计算机主要功能部件的工作原理和设计方法，掌握指令系统结构设计的一般方法，掌握并运用微程序设计（Microprogramming）思想，在设计过程中能够发现、分析和解决各种问题，自行设计自己的指令系统结构（ISA）。
计算机组成原理课设
目录第一章课程设计简介 (1)1.1 课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的内容 (1)1.3 课程设计电路 (1)1.4 中断的检测、执行、和返回过程 (2)1.5 课程设计设备 (2)1.6课程设计任务 (2)第二章数据通路设计 (4)2.2 存储器 (5)第三章微程序控制器设计 (7)3.1 控制存储器 (7)3.2 控制台 (9)第四章机器语言程序设计 (11)4.1 机器语言程序 (11)4.2 程序执行过程分析 (12)第五章指令流程测试与调试 (13)5.1接线 (13)5.2存程序机器代码，设置通用寄存器R2、R3及内存相关单元的数据 (13)第六章总结 (15)参考文献 (16)第一章课程设计简介1.1 课程设计的目的1．从硬件和软件结合的角度，模拟单级中断和中断返回的过程；2.通过简单的中断系统，掌握中断控制器、中断向量、中断屏蔽等概念；3．了解微程序控制器与中断控制器协调工作的原理。
1.2 课程设计的内容本题目分为7个子标题：1加法指令中断服务程序；2 减法指令中断服务程序；3乘法指令中断服务程序；4 逻辑与指令中断服务程序；5 条件转移指令中断服务程序； 6寄存器寻址指令中断服务程序； 7寄存器间接寻址指令中断服务程序。
1.3 课程设计电路使用计算机组成原理试验的电路图，但要加入中断系统。
设计一个简单的中断系统模型，只支持单级中断、单个中断的请求，有中断屏蔽功能，了解并掌握了中断系统的基本的原理。
中断屏蔽控制逻辑分为集成在2片GAL22V10（TIME和TIME2）中。
其中ABEL语言表达式如下：INTR:=INTR;INTR.CLK=CLK1;IE:=CLR&INTS # CLR IE !INTC;IE.CLK=MF;INTQ=IE&INER1;其中，(1)CLK1是TIMER1产生的时钟信号,它主要是作为w1-w4的时钟脉冲，这里作为INTR1的时钟信号，INTE的时钟信号是晶振产生的MF。
《计算机组成原理》课程设计报告
7.连接实验线路…………………………………………………………………..12
8.运行与调试……………………………………………………………………..13
五总结…………………………………………………………………………………………….13
六参考文献…………………………………………………………………………………………15
OUT addr
0011 0000 XXXX XXXX
[addr] -> LED
JMP addr
0100 0000 XXXX XXXX
[addr] -> PC
4
（1）微指令格式
微指令字长共24位，其控制位顺序如下表所示：
A字段
B字段
C字段
15
14
13
选择
12
11
10
选择
9
8
7
选择
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
110
110
000110
0B
0
0
0
0
0
0
0
1
1
110
110
110
011000
0C
0
0
0
0
0
0
0
1
1
110
110
110
001101
0D
0
0
0
0
0
0
0
0
1
101
000
110
000001
18
0
0
计算机组成原理课程设计3篇
计算机组成原理课程设计第一篇：CPU设计计算机中心处理器（Central Processing Unit, CPU）是计算机的心脏，它负责执行指令，完成计算和控制计算机的所有运算和数据传输。
在计算机组成原理课程设计中，设计一块CPU是非常重要的一步。
CPU的设计与制作需要有一定的基础和经验。
首先，需要了解CPU的工作原理和基本组成，包括寄存器、ALU、控制器和数据通路等。
其次，需要掌握数字逻辑、硬件描述语言和电子工艺制作等知识和技能，以实现CPU的具体功能。
设计一块CPU可分为以下几个步骤：1.确定CPU的整体架构和指令集。
根据需求和实际应用，确定CPU的整体架构和指令集。
可以参考现有的CPU设计，并根据实际情况进行优化和改进。
2.编写CPU的硬件描述语言代码。
使用硬件描述语言（如VHDL）编写CPU的硬件描述语言代码，包括寄存器、ALU、控制器和数据通路等。
3.使用仿真工具进行验证。
使用仿真工具模拟CPU的运行过程，验证硬件描述语言代码的正确性和功能实现。
4.设计和制作PCB电路板。
将CPU的硬件描述语言代码转换为PCB电路板设计，并制作出实际的电路板。
5.测试CPU的性能和功能。
对制作出的CPU进行测试，验证其性能和功能可靠性。
CPU的设计和制作是计算机组成原理课程设计中非常关键的一步，它直接影响到完成整个计算机系统的可靠性和性能。
因此，设计和制作一块优秀的CPU需要耐心和实践经验的积累。
第二篇：存储器设计存储器是计算机系统中重要的组成部分，用于存储数据和程序。
存储器需要具有读、写、删等常见操作，设计一块性能良好和容量适中的存储器是计算机组成原理课程设计的核心内容之一。
存储器的设计和制作需要掌握数字电路设计、电子工艺制作和人机交互等知识和技能。
下面是存储器设计的主要步骤：1.确定存储器的类型和容量。
根据实际需要和使用场景，确定存储器的类型和容量，包括SRAM、DRAM、FLASH等。
2.设计存储器的电路和控制线路。
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组成原理课程设计报告
( 2011 -- 2012 年度第 2学期)
计算机组成原理算法实现（五）
专业 计算机科学与技术
学生姓名 王钲富 班级 BM 计算机091 学
号
0951401119 指导教师 花小朋 完成日期
2012年6月15日
目录
目录 (2)
1 设计目的 (1)
2 设计内容 (1)
3 实现方法 (1)
3.1 系统目标 (1)
3.2 主体功能 (3)
3.3 开发环境 (9)
4 小结 (9)
5参考文献 (8)
计算机组成原理算法实现（五）
1 设计目的
本课程设计是在学完本课程教学大纲规定的全部内容、完成所有实践环节的基础上，旨在深化学生学习的计算机组成原理课程基本知识，进一步领会计算机组成原理的一些算法，并进行具体实现，提高分析问题、解决问题的综合应用能力。
2 设计内容
计算机组成原理算法实现（五）
能够实现机器数的真值还原（定点整数）、定点整数的单符号位补码加减运算、定点整数的原码乘法运算和浮点数的加减运算。
3 实现方法
3.1 系统目标
本程序含有以下几个功能模块，分别能够实现如设计内容所设计的功能。
共有5类模块分为：机器数的真值还原，定点整数的单符号位补码加减运算，定点整数的原码乘法和浮点数的加减运算。
分布和大概功能如下图所示
图3-1 各类间的关系系统流程图如图3-2所示：
图3-2 系统流程图
3.2 主体功能
Main.java
该java文件为整个程序的主类。
luojiyunsuan.java
实现机器数的真值还原（定点整数）
zhengshujiajian.java
实现定点整数的单符号位补码加减运算、定点整数的zhengshuchengfa.java
实现定点整数的原码乘法运算。
fudianyunsuan.java
实现浮点数的加减运算。
运行程序并进行相关调试：
程序的主界面如图3-2所示：
图3-2 主界面
操作要求：按照输入指令的提示输入用户进入操作算法的指令：000
当输入的口令出错时所显示的提示，如图3-3：
图3-3 口令错误提示错误过多，单击确定后程序自动关闭，如图3-4：
图3-4 口令错误过多提示
输入正确的口令后，程序显示登陆成功，如图3-5所示：
图3-5 登陆成功提示
定点整数的真值还原如图3-6：
图3-6定点整数的真值还原定点整数的单符号位补码加减运算如图3-7：
图3-7 定点整数的单符号位补码加减运算定点整数的原码乘法运算如图3-8：
图3-8 定点整数的原码乘法运算
浮点数的加减运算如图3-9所示：
图3-9 浮点数的加减运算
3.3 开发环境
JDK 1.6 NetBeans IDE 6.8 WindowsXP
4 小结
通过这次的计算机组成原理的课程设计，使我对计算机的认识有了更进一步的加深和认知。
在接触计算机组成原理的同时，是我更加体会到计算科学与技术是一门多有意思的学科，在上学期学习计算机组成原理之后，这学期又开了课程设计，使我在这一学期又重新温习了上学期学的知识，真正做到了温故，在课程设计的时候，在实验室进行网上信息的查阅和参考，对相似的例子比较和借鉴，是我又学习到新的知识，真是受益匪浅，学到了好多以前在课堂上学习不到的知识，两者结合起来，真正做到了“温故知新”
当然，在这个过程中，也有许多问题与困难出现。
有的经过自己的思考或与他人合作能得以解决，有的也的确费了一些周折。
但无论如何，这次对于课题的能够实现机器数的真值还原（定点整数）、定点整数的单符号位补码加减运算、定点整
9
数乘法运算和浮点数的加减运算的设计总体来说还是比较令人满意的，不仅用到了课堂上所学到的知识，还加入了自己的一些想法与观点，而且在对编程这一方面也有了很多新的感悟与提高。
不得不说是获益良多。
经过了这次的课程设计，我想，对于我日后的计算机的相关的学习肯定会有诸多助益与影响，为将来的学习生活打下了坚实的基础。
希望以后有更多的机会参加这样的活动，感谢老师的悉心指导和学校院方的设施提供。
参考文献：
1：《计算机组成原理》（第四版,立体化教材）（白中英主编科学教育出版社）。
2：《Java程序设计精编教程》（耿祥义张跃平编著清华大学出版）。
3：《计算机组成原理》（解题指南）（白中英主编科学教育出版社）。
4：《Java2实用教程》（第三版）（作者：耿祥义清华大学出版）。
5：《Java2实用教程》（第三版）实验指导与习题答案（作者：耿祥义清华大学出版）。
10
11。