计算机组成原理课程设计讲义
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计算机科学与技术专业的一门核心课程，其目的是帮助学生更深入地理解计算机的组成原理和工作原理，培养学生分析和设计计算机硬件的能力。
在这个课程设计中，我选择了设计一个简单的单周期CPU。
首先，我会设计CPU的指令集，包括处理器指令的类型、指
令格式、寻址方式等。
然后，根据指令集的要求，设计并实现CPU的控制器，控制指令的执行流程。
接着，我会设计并实
现CPU的数据通路，包括寄存器、ALU、存储器等组件，实
现指令的操作。
在设计过程中，我会遵循计算机组成原理的基本原理和设计原则，如冯·诺伊曼体系结构、指令周期、数据通路和控制单元
的相互协调等。
我会使用硬件描述语言，如VHDL或Verilog，进行设计，通过仿真和验证来测试设计的正确性。
同时，我还会考虑CPU的性能和效率，尽量优化各个部分的设计，以提
高CPU的运行速度和处理能力。
在设计完成后，我还会进行性能测试和功能验证，测试CPU
在不同工作负载下的性能表现，并根据测试结果对设计进行优化。
最后，我会编写报告，详细介绍我的设计思路、实现过程和测试结果，以及可能存在的问题和改进的方向。
通过这个课程设计，我将深入理解计算机组成原理的相关知识，并掌握CPU设计的基本方法和技术。
这对于我今后的学习和
工作都具有重要意义，不仅可以加深我对计算机硬件的理解，
还可以提高我的问题分析和解决能力，为我未来的研究和工作奠定坚实的基础。
计算机组成原理课程设计
计算机组成原理课程设计目录目录第一章设计内容及目标 (1)1.1程序设计的目标 (1)1.2程序设计的内容和要求 (1)1.3需要器材 (1)第二章设计原理 (2)2.1设计思路 (2)2.2设计工作原理 (2)2.2.1 设计基本原理 (2)2.2.2 机器指令 (2)2.2.3 数据通路 (3)2.2.4 微指令格式 (4)2.2.5 微程序地址的转移 (4)2.2.6 机器指令的写、读和执行 (5)第三章设计步骤 (6)3.1连接实验线路 (6)3.2设计机器指令代码及数据 (7)3.3微程序流程图 (7)3.4设计微指令二进制代码 (9)3.5微指令代码装入与检查 (9)3.6机器指令代码装入与检查 (10)第四章实现方法及关键技术 (11)4.1程序实现方法 (11)4.1.1 单步运行程序 (11)4.1.2 连续运行程序 (11)4.2实现关键技术 (11)第五章设计问题分析 (12)5.1遇到的问题 (12)5.2解决方法 (12)设计总结 (13)第一章设计内容及目标本课程设计的教学目的是在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，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，培养开发和调试计算机的技能。
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。
1.1程序设计的目标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．为其定义若干条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试，掌握整机概念。
1.2程序设计的内容和要求1、掌握设计题目所要求的机器指令的操作功能，除了4条必做指令外，每组另外设计2条机器指令。
4条选做指令，供有能力的学生完成。
2、为要设计的机器指令设计操作码和操作数，并安排在RAM（6116芯片）中的地址，形成“机器指令表”。
3、分析并理解数据通路图。
《计算机组成原理》教案
《计算机组成原理》教案一、课程简介1.1 课程背景计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门核心课程，旨在帮助学生了解和掌握计算机的基本组成、工作原理和性能优化方法。
通过本课程的学习，学生将能够理解计算机硬件系统的整体结构，掌握各种计算机组件的功能和工作原理，为后续学习操作系统、计算机网络等课程打下基础。
1.2 课程目标（1）了解计算机系统的基本组成和各部分功能；（2）掌握计算机指令系统、中央处理器（CPU）的工作原理；（3）熟悉存储器层次结构、输入输出系统及总线系统；（4）学会分析计算机系统的性能和优化方法。
二、教学内容2.1 计算机系统概述（1）计算机的发展历程；（2）计算机系统的层次结构；（3）计算机系统的硬件和软件组成。
2.2 计算机指令系统（1）指令的分类和格式；（2）寻址方式；（3）指令的执行过程。
2.3 中央处理器（CPU）（1）CPU的结构和功能；（2）流水线技术；（3）多核处理器。
2.4 存储器层次结构（1）存储器概述；（2）随机存取存储器（RAM）；（3）只读存储器（ROM）；（4）缓存（Cache）和虚拟存储器。
2.5 输入输出系统（1）输入输出设备；（2）中断和DMA方式；（3）总线系统。
三、教学方法3.1 讲授法通过讲解、举例、分析等方式，使学生掌握计算机组成原理的基本概念、原理和应用。
3.2 实验法安排实验课程，使学生在实践中了解和验证计算机组成原理的相关知识。
3.3 案例分析法分析实际案例，使学生了解计算机组成原理在实际应用中的作用和意义。
四、教学评价4.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等。
4.2 期末考试采用闭卷考试方式，测试学生对计算机组成原理知识的掌握程度。
五、教学资源5.1 教材《计算机组成原理》（唐朔飞著，高等教育出版社）。
5.2 辅助资料包括课件、实验指导书、案例分析资料等。
5.3 网络资源推荐学生访问相关学术网站、论坛，了解计算机组成原理的最新研究动态和应用成果。
计算机组成原理讲义教材
计算机组成原理课程简介计算机组成原理是讲述计算机的一般结构、组成、原理的课程，本课程的基础课是数字电路、离散数学等，后继课程有计算机系统结构、微机原理等。
选用教材：白中英主编，《计算机组成原理（第三版）》，科学出版社第一章计算机系统概论学习目标·计算机硬件、软件的基本概念·计算机系统的基本组成；·计算机的工作过程；·计算机系统的层次结构。
本章需掌握的主要内容：1.计算机的发展、分类、特点与应用；2.计算机硬件和软件的基本概念；3.计算机硬件系统的组织，各部分的功能及其组成框图；4.计算机的工作过程，即执行指令的过程；5.冯.诺依曼型计算机的设计思想；6.计算机系统的层次结构。
对计算机有一个总体的概念，以便展开后续各章内容。
1．1 计算机的分类和应用1．1．1 计算机的分类计算机分类：模拟：处理在时间和数值上连续的量数字：处理离散的量数字计算机分类：专用计算机：如工控机、DSP、IOP等通用计算机：GPP通用机分类：巨型机（Super-Computer）、大型机（Mainframe）、中型机（Medium-size Computer）、小型机（minicomputer）、微型机（microcomputer）、单片机（Single-Chip Computer）1．1．2 计算机的应用·科学计算：传统方式：工作量大、人工处理慢·自动控制：数控机床、流水线控制·测量和测试：提高精度、在恶劣条件下的测量·信息处理：·教育和卫生：计算机辅助教学（CAI）、多媒体教室、CT（Computerized tomography）·家用电器：·人工智能1．2 计算机的硬件1．2．1 数字计算机的硬件组成概念：存储单元、地址、存储容量、外存储器、内存储器、指令、程序、指令的组成、存储程序、程序控制、指令系统、指令周期、执行周期、CPU、主机、数据字、指令字、数据流、指令流、适配器。
计算机组成原理--课程设计指导书
计算机组成原理课程设计指导书基于EDA技术的单周期中央处理器的设计与实现适用专业：计算机科学与技术专业网络工程专业及相关专业教研室：计算机科学与技术教研室计算机科学与信息工程系2009 年12月前言《计算机组成原理》是计算机与信息工程系的一门核心专业基础课程。
它从层次结构的观点和信息输入、处理和输出的顺序讲述计算机的结构及工作原理，使学生掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法，学习计算机设计中的入门性知识，以及简单、完备的单台计算机的基本组成原理，培养学生掌握硬件系统的分析、设计、开发、使用和维护的能力。
本课程设计主要任务是通过学习能够使学生在已有的计算机知识的基础上，对计算机组成有一个较全面、系统的了解，提高学生的计算机硬件基本知识和基本理论和实际操作的能力。
特别是通过学生实践，提高学生对计算机组成的认识，维护和应用技能。
根据该课程的部件实验，完成一台基于MIPS指令集的整机设计。
实验的验收将分为两个部分。
第一部分是上机操作，包括检查程序运行和即时提问。
第二部分是提交书面的实验报告。
此外，针对以前教学中出现的问题，实验将采用每个实验逐个检查方式，每个实验都将应当在规定的时间内完成并检查通过，过期视为未完成该实验，不计成绩。
以避免期末集中检查方式产生的诸多不良问题，希望同学们抓紧时间，合理安排，认真完成。
实验要求及评分标准一、实验要求：在《计算机组成原理》的课程课程设计过程中，要求学生做到：1.预习课程设计指导书有关部分，认真做好实验内容的准备，就实验可能出现的情况提前作出思考和分析。
2.仔细观察上机作时出现的各种现象，记录主要情况，作出必要说明和分析。
3.认真书写实验报告。
实验报告包括实验目的和要求，实验情况及其分析。
对需编程的实验，给出包含详细注释的源程序清单。
4.遵守机房纪律，服从辅导教师指挥，爱护实验设备。
5.实验课程不迟到。
如有事不能出席，所缺实验一般不补。
实验的验收将分为两个部分。
计算机组成原理课程设计ppt课件
B-DA1--B-SP SR-B--SP-B J1– J5 M-W– CyNCn S3-S0 M Ci
7位 6位
7位
7位
7位
BTO
OTB
FUNC FS=1
FUNC FS=0
3位
3位
3位
M 23- M 21
M 20- M 18
3位
M 17- M 15
M 14
M 13- M 8
微
Q16-Q0 微 指 令 寄 存 器 µI R （ 1 7 位 ） C L R
H
08H
1
H 01H
控制台操作
KBKA=10
00H J3 散 转
08H KBKA=01
09H PC→ AR,
PC+1
0CH RAM→ DA1
0DH 0→ AR
0EH DA1→ LED
0AH 0→ AR
0FH IN→ DA1
1CH PC→ AR,
PC+1 1DH
DA1→ RAM
KBKA=00 0BH
01H
A6- A 0
WE
7位 三 态 缓 冲 器 E
7位 微地 址显 示灯
7位
MA6-MA0
Q6-Q0 微 地 址 锁 存 器 OE
D6-D0 CLK
MAK6-MAK0
MA6-MA0
T1 总 控 单 元
CLR开 关
② 微地址锁存器µAR
❖ µAR由一片74LS374（8位锁存器）构成，用 于锁存手动操作时由开关拨入的微地址 MA6～MA0，并提供给控存。
❖ 微指令译码器由两片74LS138和两片GAL芯 片组成，其功能是根据微指令的格式及各字 段的定义，将µIR送来的编码字段进行译码， 产生全机所需要的各种微操作控制信号，以 实现该条微指令功能。
计算机组成原理项目讲义(第一版)
《计算机组成原理项目》课程讲义【教学目标】1.在深入理解《计算机组成原理》课程中“运算器”的原理上，掌握使用VHDL语言设计运多功能算器的方法；2.在深入理解《计算机组成原理》课程中“运算器”的原理上，掌握使用VHDL语言设计RAM、ROM的方法，并能够按需进行存储系统的扩展设计；3.根据指令系统的功能，设计相应的数据通路，用方框图语言设计指令周期流程图；4.理解微程序设计的基本思想，应用VHDL语言设计CPU中的控制器——基于微程序思想实现；5.理解硬布线设计的基本思想，应用VHDL语言设计CPU的控制器——基于课本上的硬布线思想实现6.理解硬布线设计的基本思想，应用VHDL语言设计CPU的控制器——基于硬布线思想和有限状态机实现。
【教学内容】1.设计8位输入的多功能运算器（9种运算功能）：●8位补码的定点整数并行加法、减法——输出：运算结果、溢出标志OF、零标志ZF；●8位无符号二进制数并行加法、减法——输出：运算结果、进位标志、零标志ZF、溢出标志OF；●8位二进制数的逻辑运算——与、或、异或，输出：运算结果、零标志ZF；●4位*4位无符号二进制数的乘法运算——输出：乘积结果、零标志ZF●A端口的直通——输出：直通结果2.设计随机访问存储器RAM：容量为16*8位；设计只读存储器ROM：容量为16*8位；3.设计微程序控制器：根据数据通路总图，画出指令周期流程图，（1）列出所有器件所需的时钟信号、控制信号、数据信号等，（2）画出微程序流程图，（3）设计好微指令格式，（4）设计控制存储器和微地址转移逻辑，合成一个功能完整的控制器CU；4.设计硬布线控制器（一）：（1）根据前面设计好的数据通路和微程序流程图，确定所需的主状态数M（或W），（2）设计时序信号发生器，确定实现跨越主状态的逻辑方法及其所需的控制信号，补充完善微程序流程图中的微命令，（3）使用列表方法详细列出每个主状态M（W）期间，所需产生的各指令的微命令信号，最后汇总得出产生所有微命令的逻辑表达式，（4）设计出硬布线控制器——输入：节拍脉冲信号T和主状态信号M（或W）、操作码OP、进位标志CF、零标志ZF、中断请求信号INTR等，输出为各种微命令等。
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指导书A
《计算机组成原理》课程设计指导书一．目的与要求：进一步融会贯通教材内容，掌握计算机各功能模块的工作原理、相互联系，熟练掌握控制单元组合逻辑设计的原理和方法。
独立完成几种常见指令实现的组合逻辑设计。
通过本设计，将所学知识综合运用，并积累经验，锻炼独立解决问题的能力。
培养严谨的科研作风，巩固和运用先修课和计算机组成原理课程的理论知识和实践技能。
在该课程所涉及的工程技术范围内，创造性地完成部件的内容的理解和掌握。
鼓励学生在本设计的基本要求基础上进一步发挥，比如在ispEXPERT SYSTEM实现，进一步了解计算机硬件电路的设计和调试方法。
基本原理：1. 计算机控制单元CU的组合逻辑设计这种方法是把控制部件看作为产生专门固定时序控制信号的逻辑电路，而此逻辑电路以使用最少元件和取得最高操作速度为设计目标，它是一种由门电路和触发器构成的复杂树形逻辑网络。
组合逻辑控制器的结构如图：2. 操作码译码操作译码器是对指令寄存器IR中指令的操作码部分进行译码。
如果OP（IR）有n位，则经过译码最多可得到m条指令（m=2n）。
3. 指令器周期的节拍安排一个指令周期安排三个机器周期：取指周期FE、间址周期IND、执行周期EX，每个机器周期安排三个节拍T1、T2、T3。
4. 控制逻辑网络N的输入信号：控制逻辑网络的输入信号有三个：（1）指令操作码译码器的输出I。
（2）执行部件的反馈信息F。
（3）时序产生器节拍脉冲信号T。
逻辑网络N的输出信号就是微操作控制信号，它用来对执行部件进行控制。
组合逻辑控制器的基本原理：C=f( I, T, F )5. 微操作控制信号逻辑表达式。
设计微操作控制信号的方法和过程是，根据所有机器指令流程图，寻找出产生同一个微操作信号的所有条件，并与适当的节拍电位和节拍脉冲组合，从而写出其布尔代数表达式并进行简化，然后用门电路或可编程器件来实现。
二．内容与要求：1. 内容:现有一系统，其指令系统有如下五条指令：（1）CLA指令是非访问内存指令，主要功能是将ALU中的累加器AC的内容清零；（2）ADD指令是一条直接访问内存指令，主要是从内存中取出操作数并执行相加的操作。
计算机组成原理课程设计
1. 课程设计目的：运用《计算机组成原理》课程中理论知识，通过对知识的综合运用，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识，建立计算机整机概念。
对计算机的基本组成、部件的设计、部件间的连接、微程序控制器的设计、微指令和微程序的编制与调试等过程有更深的了解,加深对理论课程的理解。
锻炼学生的独立思考和动手能力。
在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统地构造一台基本模型计算机，并且绘制出8位运算器移位运算电路图。
2课程设计设备：TDN-CM计算机组成原理实验系统,排线若干3课程设计内容：3.1课程设计原理3.1.1本课程设计采用六条机器指令:IN,ADD,STA,TRY,OUT,JMP,并依照指令进行相关操作。
其指令格式如下：内容助计符说明0000 0000 IN R0 “INPUT DEVICE(班号)”→R00001 0000 ADD [0AH],R0 R0+[0AH] →R00010 0000 STA R0,[0BH] R0→[0BH]0011 0000 OUT [0BH] [0BH]→LED0100 0000 JMP 00H 00H→PC其中IN为单字长（8）位，其余为双字长指令。
3.1.2开关SWA和SWB的定义及数据通路框图如下：为了向RAM中装入程序和数据，先查写入是否正确，并能启动程序执行，还须设计三台控制台操作。
存储器度操作：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB、SWA为“00”时，按START 滚动开关，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为“01”时，按START滚动开关，可对RAM 连续手动写操作。
启动程序：拨动总清开关CLR 后，控制台开关SWB 、SWA 为“11”时，按START 滚动开关，即可转入到第01好“取址”微指令，启动程序运行。
上述三条控制台指令用到的两个开关SWB 、SWA 的状态设置，其定义如下：SWB SWA 控制台指令0 0 1 0 1 1 读内存（KRD ） 写内存（KWE ） 启动程序（RP ）3.1.3设计用到的微指令的格式定义及微程序流程图如下：微指令格式定义3.1.4依照微程序流程图，生成如下指令代码表：微指令二进制代码表微地址S3S2S1S0M Cn W E A9A8 A B C μA5 ～μA0联机微地址微指令内容00Q 0 0 0 0 0 0 0 1 1 000 000 100 0 1 0 0 0 0 00H 018110H01Q 0 0 0 0 0 0 0 1 1 110 110 110 0 0 0 0 1 0 01H 01ED82H02Q 0 0 0 0 0 0 0 0 1 100 000 001 0 0 1 0 0 0 02H 00C048H03Q 0 0 0 0 0 0 0 0 1 110 000 000 0 0 0 1 0 0 03H 00E004H04Q 0 0 0 0 0 0 0 0 1 011 000 000 0 0 0 1 0 1 04H 00B005H05Q 0 0 0 0 0 0 0 1 1 010 001 000 0 0 0 1 1 0 05H 01A206H06Q 1 0 0 1 0 1 0 1 1 001 101 000 0 0 0 0 0 1 06H 959A01H07Q 0 0 0 0 0 0 0 0 1 110 000 000 0 0 1 1 0 1 07H 00E00DH10Q 0 0 0 0 0 0 0 0 0 001 000 000 0 0 0 0 0 1 08H 001001H11Q 0 0 0 0 0 0 0 1 1 110 110 110 0 0 0 0 1 1 09H 01ED83H12Q 0 0 0 0 0 0 0 1 1 110 110 110 0 0 0 1 1 1 0AH 01ED87H13Q 0 0 0 0 0 0 0 1 1 110 110 110 0 0 1 1 1 0 0BH 01ED8EH14Q 0 0 0 0 0 0 0 1 1 110 110 110 0 1 1 0 1 0 0CH 01ED9AH15Q 0 0 0 0 0 0 0 1 1 110 110 110 0 1 0 1 1 0 0DH 01ED96H16Q 0 0 0 0 0 0 0 0 1 110 000 000 0 0 1 1 1 1 0EH 00E00FH17Q 0 0 0 0 0 0 0 0 1 010 000 000 0 1 0 1 0 1 0FH 00A015H20Q 0 0 0 0 0 0 0 1 1 110 110 110 0 1 0 0 1 0 10H 01ED92H21Q 0 0 0 0 0 0 0 1 1 110 110 110 0 1 0 1 0 0 11H 01ED94H22Q 0 0 0 0 0 0 0 0 1 010 000 100 0 1 0 1 1 1 12H 00A117H23Q 0 0 0 0 0 0 0 1 1 000 000 000 0 0 0 0 0 1 13H 018001H24Q 0 0 0 0 0 0 0 0 0 010 000 000 0 1 1 0 0 0 14H 002018H25Q 0 0 0 0 0 1 1 1 0 000 101 000 0 0 0 0 0 1 15H 070A01H26Q 0 0 0 0 0 0 0 0 1 101 000 110 0 0 0 0 0 1 16H 00D181H27Q 0 0 0 0 0 1 1 1 0 000 101 000 0 1 0 0 0 0 17H 070A10H30Q 0 0 0 0 0 1 1 0 1 000 101 100 0 1 0 0 0 1 18H 068B11H31Q 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000 000 000 0 0 0 0 0 0 19H 000000H32Q 0 0 0 0 0 0 0 0 1 110 000 000 0 1 1 0 1 1 1AH 00E01BH33Q 0 0 0 0 0 0 0 0 1 011 000 000 0 1 1 1 0 0 1BH 00B01CH34Q 0 0 0 0 0 0 0 1 1 010 001 000 0 1 1 1 0 1 1CH 01A21DH35Q 0 0 0 0 1 1 0 1 1 001 101 000 0 0 0 0 0 1 1DH 9D9A05H36Q 0 0 0 0 0 0 1 0 1 000 001 000 0 0 0 0 0 1 1EH 028201H3.1.5机器指令程序设计：机器指令程序序列地址内容助计符说明0000 0000 0000 0100 IN R0 “INPUT DEVICE(班号3)”→R0 0000 0001 0001 0000 ADD [0AH],R0 R0+[0AH] →R00000 0010 0000 10100000 0011 0010 0000 STA R0,[0BH] R0→[0BH]0000 0100 0000 10110000 0101 0011 0000 OUT [0BH] [0BH] →LED 0000 0110 0000 10110000 0111 0100 0000 JMP 00H 00H→ PC0000 1000 0000 00000000 10010000 1010 0010 0110 学号(20号同学) 0000 1011 求和结果(班号加学号) 3.2 实验步骤:3.2.1画出实验接线图如下：3.2.2 模型机实验预备操作步骤：3.2.2.1 按下图接线：按微程序控制器实验的步骤输入并检验上面的微指令代码表①将编程开关置为PROM(编程)状态。
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）。
《计算机组成原理课程设计》教学大纲
《计算机组成原理课程设计》教学大纲课程编码：0611110401课程名称：计算机组成原理学时/学分：1/1先修课程：《数字逻辑》、《汇编语言与微机原理》适用专业：计算机科学与技术开课教研室：嵌入式系统教研室一、目的与要求《计算机组成原理课程设计》是实践性教学环节之一，是《计算机组成原理》课程的辅助教学过程，是计算机科学与技术专业的必修课。
通过课程设计，结合实际的操作和设计，巩固课堂教学内容，使学生掌握计算机设计原理和方法，将理论与实际相结合，具体要求如下：1．融会贯通计算机组成原理课程各章节的内容，通过知识的综合运用，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识，特别是对微程序控制器的认识。
2．熟悉计算机的数据通路，掌握时序发生器的组成原理及掌握微程序控制器的组成原理。
掌握数字逻辑电路中的一般规律，以及排除故障的一般原则和方法。
3．锻炼分析问题和解决问题的能力，在出现故障的情况下，独立分析故障现象，并排除故障，培养科学研究的独立工作能力，取得工程设计与组装调试的实践经验。
二、课程设计内容本次课程设计将前面几个实验中的所有电路，包括运算器、存储器、通用寄存器堆、微程序控制器等模块组合在一起，构成一台简单的模型机。
1．将双端口通用寄存器堆和双端口存储器模块连接，构成新的数据通路。
将微程序控制器同执行部件（整个数据通路）联机，组成一台模型计算机。
2．用微程序控制器控制模型计算机的数据通路。
3．通过TEC-5执行由8条机器指令组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系，牢固建立计算机的整机概念。
三、课程设计步骤与方法根据课程设计的目的，本课程设计任务主要包括进行数据通路的组成、微程序控制器的组成和CPU组成与机器指令执行周期。
1．2．接线按照实验电路图进行连线，接好线后，将编程开关拨到“正常位置”。
合上电源，按CLR#按钮，使TEC-5实验实验系统处于初始状态。
3．存程序代码，设置通用寄存器R0、R1、R2和R3的第一组值及存储器相关单元的数据。
计算机组成原理课程设计讲稿共48页
计算机组成原理课程设计讲稿
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 Байду номын сангаас锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭