基本模型机设计及实现
基本模型机设计与实现
15首劝学诗1.《劝学》唐·颜真卿三更灯火五更鸡，正是男儿读书时。
黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。
2.《白鹿洞二首·其一》唐·王贞白读书不觉已春深，一寸光阴一寸金。
不是道人来引笑，周情孔思正追寻。
3.《金缕衣》唐·杜秋娘劝君莫惜金缕衣，劝君惜取少年时。
有花堪折直须折，莫待无花空折枝。
4.《劝学诗》唐·韩愈读书患不多，思义患不明。
患足己不学，既学患不行。
5.《闲居书事》唐·杜荀鹤窗竹影摇书案上，野泉声入砚池中。
少年辛苦终事成，莫向光阴惰寸功。
6.《励学篇》宋真宗赵恒富家不用买良田，书中自有千钟粟。
安房不用架高梁，书中自有黄金屋。
娶妻莫恨无良媒，书中自有颜如玉。
出门莫愁无人随，书中车马多如簇。
男儿欲遂平生志，六经勤向窗前读。
7.《劝学诗》宋·朱熹少年易老学难成，一寸光阴不可轻。
未觉池塘春草梦，阶前梧叶已秋声。
8.《书院》宋·刘过力学如力耕，勤惰尔自知。
但使书种多，会有岁稔时。
9.《读书》宋·陆九渊读书切戒在慌忙，涵泳工夫兴味长。
未晓不妨权放过，切身须要急思量。
10.《四时读书乐·冬》元·翁森木落水尽千崖枯，迥然吾亦见真吾。
坐对韦编灯动壁，高歌夜半雪压庐。
地炉茶鼎烹活火，一清足称读书者。
读书之乐何处寻?数点梅花天地心。
11.《言志诗》明·杨继盛读律看书四十年，乌纱头上有青天。
男儿欲画凌烟阁，第一功名不爱钱。
12.《今日歌》明·文嘉今日复今日，今日何其少!今日又不为，此事何时了?人生百年几今日，今日不为真可惜!若言姑待明朝至，明朝又有明朝事。
为君聊赋今日诗，努力请从今日始。
13.《明日歌》清·钱泳明日复明日，明日何其多。
我生待明日，万事成蹉跎。
世人若被明日累，春去秋来老将至。
朝看东流水，暮看日西坠。
百年明日能几何?请君听我明日歌。
14.《四季读书歌·春》民国·熊伯伊春读书，兴味长，磨其砚，笔花香。
基本模型机设计与实现.
课程设计课程名称：计算机组成原理设计题目：基本模型机设计与实现学院：信息工程与自动化专业：计算机科学与技术年级：学生姓名：指导教师：王海瑞日期：教务处制课程设计任务书信息工程与自动化学院计算机专业年级学生姓名：课程设计题目：基本模型机设计与实现课程设计主要内容：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。
将所设计的微程序在计算机组成原理教学实验系统环境中进行测试，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报告。
首先要确定所设计计算机的功能和用途，设计中根据功能和用途确定指令系统，数据的表示格式，位数，指令的编码，类型，需要设计那些指令和寻址方式。
确定相对应指令所包含的微操作以及总体结构设计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指令。
设计指导教师（签字）：教学基层组织负责人（签字）：年月日目录一、基本模型机的设计,,,,,,,,,,,,,,,, 41、程序设计目的,,,,,,,,,,,,,,,, 42、程序设计任务和基本要求,,,,,,,,,,,, 43、实验原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 5二、实验内容及步骤,,,,,,,,,,,,,,,81.实验内容,,,,,,,,,,,,,,,,,,,82.实验步骤,,,,,,,,,,,,,,,,,103.实验情况及记录,,,,,,,,,,,,,,,14三、总结体会,,,,,,,,,,,,,,,,,,15四、参考文献,,,,,,,,,,,,,,,,,,16一、基本模型机的设计1、程序设计目的（1）掌握计算机系统组成及内部工作机制、理解计算机各功能部件工作原理的基础上，深入掌握信息流和控制信息流的流动过程，（2）加深计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念，培养开发和调试计算机的技能。
（3）再设计实践中提高应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。
基本模型机仿真软件的设计与实现
基本模型机仿真软件的设计与实现人工智能的发展加速了计算机模拟技术的进步，使得基本模型机仿真软件的需求日益增长。
本文将介绍基本模型机仿真软件的设计与实现。
一、引言基本模型机是指对真实世界的一种简化和抽象，用来模拟和预测系统的行为和性能。
基本模型机仿真软件的设计与实现是实现这种模拟的关键。
二、功能需求基本模型机仿真软件需要具备以下功能：1. 模型建立功能：用户可以通过软件搭建基本模型机的各个组成部分，包括输入、处理和输出等。
2. 参数设置功能：用户可以灵活地设置模型的各项参数，以达到不同仿真实验的目的。
3. 仿真运行功能：软件可以模拟基本模型机的运行过程，根据输入数据和参数进行计算，得出相应的输出结果。
4. 结果分析功能：软件可以对仿真结果进行分析和可视化展示，帮助用户理解和评估模型的性能。
5. 交互界面功能：软件需要提供用户友好的交互界面，方便用户进行操作和管理模型。
三、技术选型在设计与实现基本模型机仿真软件时，可以采用以下技术：1. 编程语言：选择一种适合科学计算和数据分析的编程语言，如Python或MATLAB等。
2. 数据处理库：利用相应的开源库，如NumPy和Pandas等，进行数据处理和分析。
3. 可视化库：使用诸如Matplotlib和Seaborn等库，实现结果的可视化展示。
4. 用户界面库：采用PyQt或Tkinter等库，设计用户友好的交互界面。
四、设计与实现基本模型机仿真软件的设计与实现可以遵循以下步骤：1. 模型建立：根据实际需求和模型的特点，设计和实现基本模型机的各个组成部分，确定输入、处理和输出的方式。
2. 参数设置：设计一个参数设置界面，允许用户通过界面来设置模型的各项参数。
3. 仿真运行：编写算法和仿真模块，实现基本模型机的运行过程，并输出相应的结果。
4. 结果分析：使用数据处理库和可视化库对仿真结果进行分析和展示，以帮助用户理解模拟的效果。
5. 用户界面：使用用户界面库设计一个简洁美观的交互界面，方便用户进行模型的操作和管理。
基本模型机的设计与实现实验报告
基本模型机的设计与实现实验报告本文将围绕“基本模型机的设计与实现实验报告”进行分析和阐述。
基本模型机的设计与实现是计算机系统课程中的重点内容，是学生理解计算机系统的核心；设计和实现基本模型机需要学生掌握计算机组成原理的基本知识，能够编写汇编语言程序和理解存储器层次结构等相关概念。
一、实验目的本次计算机系统实验的目的是掌握CPU的设计与实现，以及理解汇编语言的底层执行过程。
通过本次实验，学生可以深入了解计算机系统的基本组成部分，从而提高对计算机实现原理的认识和理解。
二、实验中设计与实现模型机的步骤1、确定模型机性能要求根据实验要求，我们需要设计出一个能够运行汇编语言程序的模型机。
此时，我们需要确定模型机的性能需求，如运行速度、存储容量和输入输出设备等方面。
2、设计和实现CPU在模型机中，CPU是核心部件，所以首先需要设计和实现CPU。
CPU需要包括寄存器、算术逻辑单元、控制器和取指令等组成部分。
由于我们使用的是逻辑电路实现，所以需要进行逻辑门设计，采用Verilog语言来实现。
3、设计和实现存储器存储器是CPU所需的重要组成部分之一，我们需要为CPU设计实现一套存储器，包括RAM和ROM两部分，其中RAM用于存储数据，ROM用于存储指令。
4、设计和实现输入输出设备在模型机中，输入输出设备也是必不可少的部分。
我们需要设计并实现一套输入输出设备，用于用户输入指令和数据，以及模型机输出结果。
5、编写汇编程序在完成模型机的设计和实现后，我们需要编写汇编程序来测试模型机的功能是否正常。
我们可以编写一些简单的汇编程序来测试模型机的运行速度和结果准确性。
三、实验结果与分析经过实验，我们成功地设计并实现了一套基本模型机，并编写了一些简单的汇编程序进行测试。
模型机具有较高的运行速度和存储容量，并且可以实现输入输出设备的基本功能。
同时，我们也发现了一些问题，如指令与数据存储的冲突等，需要进一步改进。
在完成实验过程中，我们深刻理解了计算机系统的结构和运作原理，提高了对计算机系统的认识和理解能力。
基本模型机的设计与实现 计算机组成实验教程
基本模型机的设计与实现计算机组成实验教程
基本模型机的设计与实现是计算机组成实验教程的重要部分，以下是基本步骤：
1. 确定设计目标：首先，需要明确模型机的设计目标。
这可能包括理解计算机的基本组成，掌握部件之间的交互，以及理解计算机的控制原理和过程。
2. 选择实验设备：根据实验需求，选择适合的实验设备。
例如，可以选择一个具有微程序控制功能的实验系统，如Dais-CMX16+计算机组成原理教学实验系统。
3. 设计实验方案：根据实验目标和设备，设计具体的实验方案。
这可能包括如何将各个部件组合在一起，如何通过微程序控制器来控制数据通道，以及如何编写和调试机器指令等。
4. 实施实验：按照实验方案进行操作，并记录实验过程和结果。
这可能包括连接实验线路，编写和调试程序，以及在模型计算机上运行和测试程序等。
5. 分析实验结果：对实验结果进行分析，并与预期结果进行比较。
如果实验结果不符合预期，需要找出原因并修正实验方案。
6. 撰写实验报告：最后，需要撰写实验报告，总结实验过程、方法和结果，并讨论可能的改进和扩展。
以上步骤仅供参考，建议查阅计算机组成实验教程或者咨询专业人士获取更多帮助。
计算机组成原理课程设计报告(基本模型机设计与实现)
本科生课程实习学生姓名学生学号所在专业所在班级指导教师职称时间成绩目录一、课程设计题目 (2)二、课程设计使用的实验设备 (2)三、课程设计内容与步骤 (2)1、所设计模型机的功能与用途 (3)2、数据通路图 (4)3、微代码定义 (4)4、微程序流程图 (5)5、微指令二进制代码 (6)6、本课程设计机器指令 (7)7、模型机的调试与实现 (7)(1)接线图 (7)(2)写程序 (8)(3)运行程序 (8)四、总结 (9)参考文献 (9).一、课程设计题目基本模型机设计与实现二、课程设计使用的实验设备TDN-CM计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干三、课程设计内容与步骤不见实验过程中，各部件单元的控制信号是认为模拟产生的，而本次课程实习将能在为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。
本课程设计采用六条机器指令：IN（输入）、AND（与运算）、DEC（自增1）、STA（存数）、OUT（输出）、JMP（无条件跳转），其指令格式如下：其中IN、DEC为单字长，其余为双字长指令，********为addr对应的二进制地址码。
1、所设计模型机的功能与用途本次课程设计设计的模型机包括六条指令，输入、与运算、自增、存数、输出、无条件跳转。
利用此模型机可完成两个数的与运算，一个数从键盘输入，另个数从内存中读取，再将运算结果自增1，把最后结果保存到内存中，并且将运算结果输出2、数据通路图3、微代码定义C字段A字段B字段4、微程序流程图控制程序流程图当拟定“取指”微指令时，该微指令的判别测试字段为P(1)测试；控制台操作为P(4)测试，它以控制台开关SWB、SWA作为测试条件，共三路分支。
5、微程序设计完毕后，将每条微指令代码化，将流程图转化为二进制代码表6、本课程设计机器指令7、模型机的调试与实现(1)接线图(2)写程序A、现将机器指令对应的微代码正确写入2816中。
基本模型机设计与实现
基本模型机设计与实现
基本模型机是一种计算机系统的设计与实现方法，它包括计算机硬件的设计和基本指令集的设计。
基本模型机的设计思路是将计算机系统抽象为多个功能模块，每个模块负责执行特定的任务。
这些功能模块包括中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出系统等。
基本模型机的CPU是计算机的核心，负责执行指令和进行算
术逻辑运算。
CPU由控制器和运算器组成。
控制器负责指令
的解码和执行，运算器负责算术逻辑运算的执行。
控制器和运算器之间通过数据通路进行数据传输。
存储器用于存储程序和数据，包括主存储器和辅助存储器。
主存储器是计算机的内部存储器，用于存储正在执行的程序和数据。
辅助存储器如硬盘和光盘用于长期存储程序和数据。
输入输出系统用于与用户进行交互和与外部设备进行数据传输。
输入设备如键盘和鼠标，输出设备如显示器和打印机。
基本模型机的指令集是计算机的操作指令集合，包括数据传输指令、算术逻辑运算指令、控制指令等。
每个指令由操作码和操作数组成，操作码表示指令的类型，操作数表示指令的操作对象。
基本模型机的实现可以通过电路设计和编程实现。
电路设计包括逻辑门电路的设计和电路连接的设计。
编程可以使用低级语
言如汇编语言或高级语言如C语言进行。
基本模型机的设计与实现需要考虑诸多因素，如性能、可靠性、成本等。
设计者需要在这些因素之间做出权衡，以实现一个满足需求的计算机系统。
基本模型机的设计与实现
基本模型机的设计与实现1. 基本模型机的概述基本模型机是一种机器人，它可以通过程序控制来完成一些简单的任务。
它由机械结构、电子控制器、程序控制系统等组成。
这种机器人不仅可以用于教育和娱乐，还可以用于一些工业领域。
2. 机械结构设计机械结构是基本模型机的基础，它决定了机器人的外形和动作能力。
机械设计需要满足一些基本要求：稳定、精确、耐用。
机械结构应该采用轻质材料，以便机器人能够轻松移动。
3. 电子控制器电子控制器是机器人的大脑，它可以将程序控制系统发送的指令转换成电信号，控制机械结构运动。
电子控制器需要具备以下性能：稳定、精确、可靠、易于控制。
电子控制器一般由单片机、电机控制模块、光电检测模块等组成。
4. 程序控制系统程序控制系统是机器人的“智能”，它可以对机器人进行编程并实时监控机器人的状态。
程序控制系统需要具备以下属性：易于编程、直观易懂、功能强大。
常用的程序控制系统有Arduino、Raspberry Pi 等。
5. 实现基本模型机的实现需要结合机械结构、电子控制器和程序控制系统的设计，使其能够完成一些简单的任务，例如移动、拍照、抓取等。
为了提高机器人的功能，应该加入一些传感器，如超声波传感器、红外线传感器等。
6. 应用基本模型机可以广泛应用于教育、娱乐、工业等领域。
在教育领域，它可以帮助学生了解机器人控制原理和程序设计；在娱乐领域，它可以作为玩具为人们带来乐趣；在工业领域，它可以用于一些简单的装配任务或探测任务。
总之，基本模型机不仅有着广泛的应用场景，同时也是一个有趣的DIY项目。
通过自己动手制作机器人，不仅可以提高创造力和动手能力，还可以增加对机器人控制原理的了解，为未来的学习和工作打下基础。
基本模型机仿真软件的设计与实现
基本模型机仿真软件的设计与实现基本模型机仿真软件的设计与实现摘要本文介绍了基本模型机仿真软件的设计与实现。
首先，我们介绍了基本模型机的概念和应用场景，然后详细阐述了仿真软件的设计思路和实现步骤，并给出了具体的示例。
通过本文的介绍，读者将了解到如何设计和实现一个基本模型机仿真软件，并且可以根据自己的需求进行进一步扩展和优化。
1. 引言基本模型机是一种用于对复杂系统进行模拟和实验的虚拟设备。
它通过模拟现实世界中的各种因素和变量，帮助用户更好地理解和预测系统的行为。
基本模型机广泛应用于飞行模拟器、电路仿真、机器人控制等领域，具有广阔的应用前景。
2. 基本模型机的概念与应用基本模型机是指根据实际系统的特点和需求，建立起来的一个能够模拟该系统行为的模型。
它能够接受输入，经过处理，输出与实际系统相似的结果。
基本模型机的应用主要体现在以下几个方面：（1）系统分析与优化：通过对系统的模拟和实验，可以帮助用户理解系统的运行规律，及时发现并解决问题，提高系统的稳定性和性能。
（2）教育与培训：基本模型机可以作为一种教学工具，帮助学生更好地理解和应用所学知识，在实践中提高解决问题的能力。
（3）产品验证与测试：通过对产品进行模拟和测试，可以在产品设计阶段及时发现问题并进行优化，降低后期的成本和风险。
3. 仿真软件的设计思路基本模型机的仿真软件设计主要包括以下几个步骤：（1）需求分析：明确仿真软件的功能和需求，包括输入输出接口、系统参数和变量、仿真精度等。
（2）模型建立：建立系统的数学模型，并确定模型的初始状态和边界条件。
（3）数据采集与处理：根据模型的输入要求，采集和处理相关数据，并根据需要进行数据转换和滤波处理。
（4）仿真运算：根据模型和数据，进行仿真运算，计算系统的状态和输出，并将结果返回给用户。
（5）结果分析与展示：对仿真结果进行分析和评估，并以图表等形式展示给用户。
4. 基本模型机仿真软件的实现为了更好地说明基本模型机仿真软件的实现过程，我们以飞行模拟器为例，介绍具体的实现步骤。
基本模型机的设计与实现大概流程
基本模型机的设计与实现大概流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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基本模型机的设计与实现
基本模型机的设计与实现1.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、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，掌握整机软硬件组成概念。
2.设计内容2.1设计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，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。
2.1.1有关微控制器部分的介绍微程序控制电路：微程序控制器的组成见图10，其中控制存储器采用3片2816的E2PROM，具有掉电保护功能，微命令寄存器18位，用两片8D触发器(74273)和一片4D(74175)触发器组成。
微地址寄存器6位，用三片正沿触发的双D触发器(7474)组成，它们带有清“0”端和预置端。
在不判别测试的情况下，T2时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。
当T4时刻进行测试判别时，转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过强置端将某一触发器置为“1”状态，完成地址修改。
在该实验电路中设有一个编程开关(位于实验板右上方)，它具有三种状态：PROM (编程)、READ(校验)、RUN(运行)。
当处于“编程状态”时，实验者可根据微地址和微指令格式将微指令二进制代码写入到控制存储器2816中。
当处于“校验状态”时，可以对写入控制存储器中的二进制代码进行验证，从而可以判断写入的二进制代码是否正确。
当处于“运行状态”时，只要给出微程序的入口微地址，则可根据微程序流程图自动执行微程序。
图中微地址寄存器输出端增加了一组三态门，目的是隔离触发器的输出，增加抗干扰能力，并用来驱动微地址显示灯。
微指令格式：上图为地址转移逻辑电其中UA5--UA0为6位的后续微地址，A，B，C为三个译码字段，分别由三个控制位译码出多个微命令。
基础模型机的设计与实现分析.doc
基础模型机的设计与实现分析。
南京晓庄工学院信息工程学院计算机组成原理课程实验报告实验名称:基础模型机械级专业课的设计与实施:ClassNo .计算机专业14班1班:14131521名称:尹玉香的学术头衔:姓名:学生编号:姓名:时间:12月10日，XXXX一、实验的目的和要求:1.该系统在掌握元器件电路实验的基础上，进一步组成基本模型实验计算机。
2.设计五条机器指令，编写相应的微程序，对机器进行具体调试，掌握整机软硬件组成的概念。
二、实验设备、装置和环境:DWCC——计算机组成原理系统基本模型机的设计与实现：ClassNo .计算机专业14班1班:14131521名称:尹玉香的学术头衔:姓名:学生编号:姓名:时间:12月10日，XXXX一、实验的目的和要求:1.该系统在掌握元器件电路实验的基础上，进一步组成基本模型实验计算机。
2.设计五条机器指令，编写相应的微程序，对机器进行具体调试，掌握整机软硬件组成的概念。
二、实验设备、装置和环境:设备名称、规格、型号备注、计算机组成原理系统DWCC:在组件实验过程中，每个组件单元的控制信号都是通过人工模拟产生的，本实验将在微程序的控制下自动产生每个组件单元的控制信号，实现特定指令的功能。
这里，实验计算机的数据通路的控制将由微程序控制器完成。
中央处理器从存储器中取出一条机器指令，并通过一系列微指令从指令执行结束开始完成一个指令周期，即一条机器指令对应一个微程序。
(1)在前面的实验中已经详细描述了微控制器部分(2)主存储器的读、写和运行。
为了将程序或数据加载到主存储器的随机存取存储器中，并检查写入是否正确以及能否在主存储器中运行程序，必须设计三个控制操作微程序。
内存读取操作:在主清除开关切换后，当控制开关SWC和SW A设置为“0 0”时，内存写入操作:在主清除开关被切换后，当控制开关SWC和SW A被设置为“0 1”时，通过根据需要连接导线，然后按下“启动操作”开关，可以手动连续写入主存储器RAM。
模型机设计与实现报告
模型机设计与实现报告一、引言随着计算机技术的快速发展，模型机已经成为了一个重要的研究领域。
模型机的设计和实现不仅可以帮助人们更好地理解计算机基本原理，而且还可以培养学生的动手能力和创新思维。
本文将介绍我们小组设计和实现的一台模型机，包括设计思路、硬件和软件实现，以及功能和应用。
二、设计思路我们的模型机以现代计算机的基本原理为基础，采用冯·诺依曼结构。
核心思想是将计算机分为五大部分：中央处理器（CPU）、内存（Memory）、输入设备（Input）、输出设备（Output）和控制器（Control Unit）。
CPU 是整个计算机的核心，负责处理数据和指令。
Memory存储程序和数据。
Input和Output分别处理用户的输入和输出。
Control Unit负责控制整个计算机的工作流程。
三、硬件实现我们的模型机采用了简化的硬件组件，包括：- 中央处理器（CPU）：采用单核心的微处理器，包括算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU）。
- 内存（Memory）：采用随机存取存储器（RAM），用于存储指令和数据。
- 输入设备（Input）：采用键盘作为输入设备，用户可以输入数据和指令。
- 输出设备（Output）：采用显示器作为输出设备，用户可以查看计算结果。
- 控制器（Control Unit）：采用简单的控制电路，用于控制各个硬件组件的工作流程。
四、软件实现我们使用汇编语言编写了一套简单的指令集，包括数据传输指令、算术运算指令和控制指令等。
同时，我们还编写了一套操作系统，用于管理内存、处理输入输出和控制程序的执行流程。
五、功能和应用我们的模型机具备基本的计算功能，可以进行加减乘除等算术运算，并可以支持条件判断和循环等控制结构。
同时，我们还支持了一些额外的功能，比如可以调用指定的函数和库，可以进行简单的图形化界面设计等。
我们的模型机可以用于教学、研究和娱乐等领域。
对于学生而言，可以帮助他们更深入地理解计算机原理，提高动手能力。
计算机组成原理课程设计报告基本模型机的设计与实现
计算机组成原理课程设计报告基本模型机的设计与实现
本次课程设计的任务是完成一个基本模型机的设计与实现。
设计经过综合运用了以前所学计算机原理的知识,依照设计要求和指导,实现了一个基本的模型计算机。
本模型机实现的功能有：IN（输入）,OUT （输出），ADD（加法），SUB（减法），STA（存数），JMP（跳转）。
设计进行开始,在了解微程序的基本格式,及各个字段值的作用后,按微指令格式参照指令流程图，设计出程序以及微程序，将每条微指令代码化，译成二进制代码表，并将二进制代码转换为联机操作时的十六进制格式文件。
根据机器指令系统要求，设计微程序流程图及确定微地址。
设计的加法和减法中,被加数和被减数都由调试人员输入,而加数和减数都从存储器中读取.最后上机调试，各个功能运行结果正确。
关键词:基本模型机；机器指令；微指令
目录
1、课程设计题目-
2、实验设备-
3、课程设计步骤-
3.1、所设计计算机的功能和用途-
3.2、指令系统-
3.3、总体结构与数据通路-
3.4、设计指令执行流程-
3.5、微指令代码化-
3.6、组装和调试-
4、课程设计总结-
5、附录-8附录1：数据通路图-8附录2：微程序流程图-9附录3：实验接线图-10附录4：实验程序及微程序-11附录5：。
计算机组成原理课程设计--基本模型机设计与实现
计算机组成原理课程设计一基本模型机设计与实现计算机组成原理课程设课程设计名称：计算机组成原理设计项目名称：基本模型机设计与实现专业：计算机科学与技术班级：计科们5 ________2014年6月13日一、课程设计的教学目的本课程设计的教学目是在掌握计算机系统的组成及内部工作机制，理解计算机各功能部件工作原理的基础上，进一步加深计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念,在设计实践中提高应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。
学会微程序的设计方法，进一步掌握微程序控制器的工作原理，并体会设计方案的优劣对性能发挥的重要性,培养科学研究的独立工作和创新能力，取得设计与调试的实践经验。
二、课程设计任务和基本要求本课程设计以TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统为平台设计完成。
1.按给定的数据格式和指令系统，设计一个微程序控制器。
2.设计给定机器指令系统以及微程序流程图, 按微指令格式写出微程序的为指令代码。
3.连接逻辑电路完成启动，测试，编程，测试, 效验和运行，并观测运行过程及结果。
4.将微程序控制器模块与运算器模块，存储器模块联机，组成一台模型计算机。
5.用微程序控制器控制模型机的数据通路。
6.通过在模型机上运行由机器指令组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，建立计算机整机的概念，掌握计算机的控制机制。
7.按指定的应用项目进行汇编指令格式及功能设计，并设计相应的机器指令代码，按照模型机数据通路设计实现机器指令功能的微程序.在PC机上编辑机器指令和微程序, 装载代码到TDN-CM++实验系统并运行，实现应用要求。
三、设计任务及分析:（1）设计任务：从输入设备读取数据X并将其存入以A为间接地址的内存单元，将X与Ro.寄存器中的内容Y执行X㊉J结果送到以B为直接地址的内存单元保存。
（2）分析：A:给Ro寄存器直接置入01H.B:从数据开关给间接地址为OCH的内存单元置数，（03H）.C:给Ro中的内容取反，结果存在Ro中・D:将间接地址OCH中直接地址OEH中的内容(03H)放入DR1中，R。
基本模型机的设计与实现
南京晓庄学院信息工程学院计算机组成原理课程实验报告实验名称：基本模型机的设计与实现年级专业班级：14 级计算机专业专本1班班级学号： 14131521 姓名：殷宇翔学号：姓名：学号：姓名：时间： 2016 年 12 月 10 日一、实验目的、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、设计五条机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试，掌握整机软硬件组成概念。
二、实验仪器设备、器件及环境：三、实验方法、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。
⑴有关微控制器部分在前一实验中已详细介绍⑵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，并且检查写入是否正确以及能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。
上述三条控制指令用两个开关SWC、SWA的状态来设置，其定义如下：⑶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的控制以便识别所要求的操作。
基本模型机设计与实现实验报告
实验报告时间：2011.5.6基本模型机设计与实现一、目的要求(1)在掌握单元电路实验基础上，将各部分组成系统，构成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概念。
二、实验仪器与试剂计算机组成原理实验箱。
三、实验原理1、实验中所用的基本模型机实验原理如图1所示。
图1 基本模型机实验原理框图四、实验步骤1、写程序。
方法一：手动写入①将机器指令对应的微代码正确写入2816中。
②使用控制台KWE和KRD进行机器指令的装入和检查。
方法二：联机读/写程序（略）2、运行程序。
单步运行程序、连续运行。
五、实验现象、结果记录及整理首先验证微控制器的存储特性。
将编程开关置为“写入”状态，写入如表2微地址为06～0D的微代码。
每写入一条指令，按一下“启动运行”开关。
再将微地址和总清开关置0，编程开关置为“读”状态，即可验证是否存储正确。
若有错误，则需检查连线或者是重新输入。
经实验，成功显示。
最后，将编程开关置为“运行”状态，即可运行我们写入的微程序。
经实验，结果显示正确。
六、分析讨论与思考题解答（两个解答选择一个填写，也可以自己修改一下填写）解答一：通过这次实践，不仅让我对计算机的基本组成、简单运算器的数据传送通路组成、静态随机存取存储器RAM工作特性及数据的读写方法、时序信号发生电路组成原理、微程序控制器的设计思想和组成原理、微程序的编制、写入过程有了进一步的了解, 也让我觉得自己的动手能力有了很大的提高;自信心也增强了,在课程设计中自己动脑子解决遇到的问题，书本上的知识有了用武之地，这巩固和深化了自己的知识结构。
解答二：通过这次实践,我相信，只要自己在每一次实践中都能仔细思考，课程设计其实都不会很难,关键在于自己能不能认真思考,能不能亲自动手做实验，而不是想着其他人的劳动果实,其次你还要多操作,只有多操作才能从中发现问题,才能及时向老师和同学请教,解决问题,从而更好的掌握书本中知识。
基本模型机设计与实现
计算机组成原理与体系结构课程设计一．实验目的1．深入理解基本模型计算机的功能、组成知识； 2．深入学习计算机各类典型指令的执行流程；3．学习微程序控制器的设计过程和相关技术，掌握LPM_ROM 的配置方法。
4．在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将单元电路组成系统，构造一台基本模型计算机。
5．定义五条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试，掌握计算机整机概念。
掌握微程序的设计方法，学会编写二进制微指令代码表。
6．通过熟悉较完整的计算机的设计，全面了解并掌握微程序控制方式计算机的设计方法。
实验课件参考：/CMPUT_EXPMT/E XPERIMENTS /E XPMT 6 / 实验 实验示例参考：/CMPUT_EXPMT/Experiments/Expmt5 / DEMO_5_1_CPU二．实验原理1．在部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本实验将能在微过程控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定的功能。
实验中，计算机数据通路的控制将由微过程控制器来完成，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。
2．指令格式 （1）指令格式采用寄存器直接寻址方式，其格式如下：其中，OP-CODE 为操作码，rs 为源寄存器，rd 为目的寄存器，并规定：00 01 10R0 R1 R2助记符 机器指令码Addr 地址码功能说明IN ADD addr STA addr OUT addr JMP addr0 0H1 0H XX H2 0H XX H3 0H XX H4 0H XX H“INPUT ”中的数据→R0 R0+[addr] ->R0 R0 -> [addr] [addr] -> BUS addr →PC其中IN 为单字长（8位二进制），其余为双字长指令，XX H 为addr 对应的十六进制地址码。
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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3人一组，每组任选一题）1.基本模型机设计与实现；2.带移位运算的模型机的设计与实现；3.复杂模型机的设计与实现。
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.基本模型机设计与实现指令系统至少要包括六条不同类型指令：如一条输入指令，一条减法指令,一条加法指令，一条存数指令，一条输出指令和一条无条件转移指令。
2. 带移位运算的模型机的设计与实现在基本模型机的基础上增加左、右循环和左、右带进位循环四条指令3. 设计不少于10条指令的指令系统。
其中，包含算术逻辑指令，访问内存指令，程序控制指令，输入输出指令，停机指令。
重点是要包括直接、间接、变址和相对寻址等多种寻址方式。
以上数据字长为8位，采用定点补码表示。
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。
数据通路不同，执行指令所需要的操作就不同，计算机的结构也就不一样。
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，需考虑哪些微操作可以安排在同一条微指令中，哪些微操作不能安排在同一条微指令中。
5、确定微程序地址根据后续微地址的形成方法，确定每个微程序地址及分支转移地址。
6、微指令代码化根据微指令格式，将微程序流程中的所有微指令代码化，转化成相应的二进制代码写入到控制存储器中的相应单元中。
7、组装、调试在总调试前，先按功能模块进行组装和分调，因为只有各功能模块工作正常后，才能保证整机的正常运行。
当所有功能模块都调试正常后，进入总调试。
连接所有模块，用单步微指令方式执行机器指令的微程序流程图，当全部微程序流程图检查完后，若运行结果正确，则在内存中装入一段机器指令，进行其他的运行方式等功能调试及执行指令的正确性验证。
课程设计说明书要求：课程设计说明书按学校统一格式撰写和装订。
课程设计报告要求打印,其中的数据通路框图、微程序流程图、实验接线图用VISIO等工具软件绘制或用铅笔工工整整绘制。
（1）封面（包括：题目、所在系、班级、学号、指导教师及时间等项，可到教务处网页上下载）（2）任务书（3）目录目录要层次清晰，要给出标题及页次，目录的最后一项是无序号的“参考文献”。
（4）正文正文应按目录中编排的章节依次撰写，要求计算正确，论述清楚，文字简练通顺，插图清晰，书写整洁。
文中图、表及公式应规范地绘制和书写。
正文是实践设计报告的主体，具体由以下几部分组成：1）课程设计题目；2）课程设计使用的实验设备；3）课程设计步骤（包括确定所设计计算机的功能和用途、指令系统、总体结构与数据通路、设计指令执行流程、确定微程序地址、微指令代码化、组装、调试。
）4）课程设计总结（包括自己的收获与体会；遇到的问题和解决的方法等）；（5）附录附录1：数据通路图附录2：微程序流程图附录3：实验接线图附录4：实验程序及微程序附录5：参考文献（资料）(格式规范参照长沙学院毕业设计(论文)撰写规范)设计工作量：(1)作品：设计的最终作品包括硬件和软件两个部分，要求能够演示并达到设计指标的要求。
每个学生（或小组）在作品完成后，要经指导教师检查，同意拆除后方可拆卸。
(2)论文：严格按上述课程设计说明书的要求撰写和装订。
每个学生一份。
成绩评定标准：课程设计的成绩分为：优秀：、良好、中等、及格、不及格五个等级。
优秀：完成复杂模型机的设计与实现，指令系统完备有更新扩充。
调试成功。
文档规范齐全。
良好：完成模型机的设计与实现，指令系统指令种类丰富有一定的更新。
调试成功。
文档规范齐全。
中等：完成基本模型机的设计与实现，在老师指导下对指令系统有更新。
调试成功。
文档规范齐全。
及格：完成基本模型机的设计与实现。
调试成功。
文档规范齐全。
不及格：没有课程设计报告，无故缺勤，不能完成调试者不及格。
工作计划：时间：15、16周讲授：2课时答疑及设计：22课时上机调试：12课时答辩：4课时指导教师签名：日期：2010-12-10教研室主任签名：日期：系主任签名：日期：设计背景通过计算机组成原理理论课和几次实验的学习，尝试设计六条机器指令，并编写相应的微程序，完成由基本单元电路构成一台基本模型机，再经过调试指令和模型机使其在微程序的控制下自动产生各部件单元的正常工作控制信号。
在设计基本模型机4的实验过程中，个别部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本课程设计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条微程序。
本课程设计要求实现六条机器指令：IN（输入)，与AND（逻辑乘），STA（存数），OUT（输出），或OR（逻辑加），异或XOR（逻辑异）的输入，输出。
重点主要在逻辑运算的设计中。
设计目标在“微程序控制器的组成与微程序设计实验”的基础上，将第一部分中的各单元组成系统，构造一台基本模型计算机。
本次课程设计主要是为其定义六条机器指令，编写相应的微程序，并上机调试运行，形成整机概念。
用微程序控制器实现以下指令功能，设计各指令格式以及编码，并实现各机器指令微代码，根据定义的机器指令，自拟编写加ADD,减SUB,循环左移RLC的应用程序。
全部微指令设计完毕后，编写二进制代码，即使每条指令代码化。
连接线路在ZY15CompSys12BB 计算机组成原理教学实验箱上运行，并显示输出实验结果。
概要设计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. 为其定义六条机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试掌握整机概念设计仪器TDX—CM+计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干；PC机一台。
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。
本实验采用六条机器指令：IN,OUT,STA,加ADD,减SUB,循环左移RLC其指格式如下：地址内容助记符说明0000IN；输入开关数据→R0，采集数据0110ADD[0AH]；R0+[0AH]→R0020A；地址0320STA[0BH]；R0→[0BH]040B；地址0530OUT[0BH]；[0BH]→BUS,输出显示060B；地址0740SUB[0AH]；R0-[0AH]→R0080A；地址0950RLC0A010B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,其定义如下微代码定义如表表3-3 A，B，P字段内容当拟定“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6路分支，占用6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。
当分支微地址单元固定后，剩下的其他地方就可以一条微指令占用控存一个微地址单元随意填写。
当全部微程序设计完毕之后，应将每条微指令代码化：控制台图3-1 微程序流程图表3-4 二进制微代码表下面介绍指令寄存器（IR）：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，先把他从内存取到缓冲寄存器中，然后再传送至指令寄存器。
指令划分为操作码和地址码字段，由二进制数构成，为了执行任何给定的指令，必须对操作码进行测试[P (1)]，通过节拍脉冲T4的控制以便识别所要求的操作。
“指令译码器：”（实验板上标有“INS DECODE”的芯片）根据指令中的操作码译码强置微控器单元的微地址，使下一条微指令指向相应的微程序首地址。
本系统有两种外部I/O设备，一种是二进制代码开关，它作为输入设备（INPUT DEVICE）；另一种是数码块，它作为输出设备（OUT DEVICE）。
例如：输入时，二进制开关数据直接经过三态门送到总线上，只要开关状态不变，输入的信息也不变。
输出时，将输出数据送到数据总线上，当写信号（W/E）有效时，将数据打入输出锁存器，驱动数码块显示。
详细设计4．1系统需求分析一台计算机所能执行的各种指令集合称为指令系统或指令集。
一台特定的计算机只能执行自己指令系统中的指令。
因此，指令系统就是计算机的机器语言。
指令系统表征着计算机的基本功能和使用属性，它是计算机系统设计中的核心问题。
指令系统的设计主要括指令功能、操作类型的设计，寻址方式和指令格式的设计。
计算机的性能与它所设置的指令系统有很大的关系，指令系统反映了计算机的主要属性，而指令系统的设置又与机器的硬件结构密切相关。
指令是计算机执行某种操作的命令，而指令系统是一台计算机中所有机器指令的集合。
通常性能较好的计算机都设置有功能齐全、通用性强、指令丰富的指令系统，而指令功能的实现需要复杂的硬件结构来支持。
4．2系统目标在基本模型机的基础上改进并实现IN,OUT,STA,加ADD,减SUB,循环左移RLC六条指令。