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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计算机硬件课程设计复杂模型机设计报告
硬件课程设计复杂模型机设计报告
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： 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,RD MOV RS,[ADDR] JZ ADDR IN 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。 DATA/ADDR 00 M OPCODE RD DATA/ADDR OP-CODE RS RD
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。 总之，通过本次实验，我们深入了解了计算机系统的基本组成部分和运作原理，了解了汇编语言的底层执行过程和指令的执行流程。同时，我们也提高了CPU、存储器和输入输出设备的设计和实现能力，以及Verilog语言的使用能力。这对我们将来从事计算机系统工作的过程中有相当明显的帮助。
《计算机组成原理》学生实验报告
《计算机组成原理》 学 生 实 验 报 告 （2011~2012学年第二学期） 专业：信息管理与信息系统班级： A0922 学号：10914030230 姓名：李斌
目录 实验准备------------------------------------------------------------------------3 实验一运算器实验-----------------------------------------------------------7 实验二数据通路实验-------------------------------------------------------13 实验三微控制器实验--------------------------------------------------------18 实验四基本模型机的设计与实现------------------------------------------22
实验准备 一、DVCC实验机系统硬件设备 1、运算器模块 运算器由两片74LS181构成8位字长的ALU。它是运算器的核心。可以实现两个8位的二进制数进行多种算术或逻辑运算，具体由74181的功能控制条件M、CN、S3、S2、S1、S0来决定，见下表。两个参与运算的数分别来自于暂存器U29和U30（采用8位锁存器），运算结果直接输出到输出缓冲器U33（采用74LS245，由ALUB信号控制，ALUB=0，表示U33开通，ALUB=1，表示U33不通，其输出呈高阻），由输出缓冲器发送到系统的数据总线上，以便进行移位操作或参加下一次运算。 进位输入信号来自于两个方面：其一对运算器74LS181的进位输出/CN+4进位倒相所得CN4；其二由移位寄存器74LS299的选择参数S0、S1、AQ0、AQ7决定所得。触发器的输出QCY就是ALU结果的进位标志位。QCY为“0”，表示ALU结果没有进位，相应的指示灯CY灭；QCY为“1”，表示ALU结果有进位，相应的指示灯CY点亮。 2、移位寄存器模块 采用74LS299（U34），它具有并行接数、逻辑右/左移、保持、带进位右/左移位运算等功能，具体由S0，S1，M，DS0，DS7决定。T4是它的工作脉冲，正跳变有效。
计算机组成原理学习心得体会5篇
计算机组成原理学习心得体会5篇 现代计算机的硬件基础架构都是依赖于冯诺依曼提出的冯诺依曼体系结构，现代计算机的核心架构可以抽象为五个基础组件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。下面是小编为大家整理的计算机组成原理学习心得体会，希望对你们有帮助。 计算机组成原理学习心得体会1 计算机组成原理是计算机专业的硬件课程中重要核心课程之一。基本要求是使我们掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法，学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理，学习计算机设计中的入门性知识，掌握维护、使用计算机的技能。在计算机诞生并逐步成熟以来，计算机一直被作为大学和研究机构的娇贵设备。在20世纪70年代中后期，大规模集成工艺日趋成熟，微芯片上集成的晶体管数一直按每三年翻两番的Moore定律增长，微处理器的性能也按此几何级数提高，而价格也以几何级数下降，以至于以前需花数百万美元的机器变得价值仅为数千美元，至于对性能不高的微处理器芯片而言，仅花数美元就可购到。正因为如此，才使得计算机走出实验室而渗透到各个领域，乃至走进普通百姓的家中，也使得计算机的应用范围从科学计算，数据处理等传统领域扩展到办公自动化，多媒体，电子商务，虚拟工厂，远程教育等，遍及社会，政治，经济，军事，科技以及个人文化生活和家庭生活的各个角落。在计算机普及的今天，现代信息技术飞速发展，计算机的应用在政治、经济、文化等方方面面产生了巨大影响。而计算机的知识更新的速度非常的快，这就使得我们这些学计算机的面临着要不断的更新自己关于计算机的知识，以适应市场的需要。 《计算机组成原理》这本书中学到的有关计算机原理方面的知识对我们以后了解计算机以及和计算机打交道，甚至在以后应用计算机时，都可能会有很大的益处，计算机原理的基本知识是不会变的，变也只是会在此基础上，且不会偏离这些最基本的原理，尤其是这本计算机组成原理介绍的计算机原理是一种一般的计算机原理，不是针对
计算机组成原理心得体会（精选5篇）
计算机组成原理心得体会 计算机组成原理心得体会（精选5篇） 当我们经过反思，对生活有了新的看法时，就十分有必须要写一篇心得体会，这样可以帮助我们分析出现问题的原因，从而找出解决问题的办法。是不是无从下笔、没有头绪？以下是小编帮大家整理的计算机组成原理心得体会（精选5篇），欢迎阅读，希望大家能够喜欢。 计算机组成原理心得体会1 感谢教育部举办全国高校教师《计算机组成原理》课程的网络培训，给我们这些讲计算机组成原理的教师提供了一个学习、进修、交流的机会，领略了国家级名师的风采，聆听了国家级名师的授课，拓宽了视野，受益匪浅。从哈工大的《计算机组成原理》国家级精品课程中学到了很多东西，从唐朔飞老师一丝不苟的教学态度中也得到了很多启迪。 在唐教授和向琳老师的讲授中，对《计算机组成原理》及实验课的教学中教学理念和教学内容、方法给予了充分的讲解与剖析。建立学员对该精品课程的深入、全面理解，了解精品课程的建设思路、理念及经验。 对教学过程中的难、重点进行深度剖析，明确解决思路;通过相对细致的案例分析和现场示范课形式，使学员掌握实际教学要点。这次学习心得体会总结如下： 1.同一名称的课程，不同的学校，不同的培养目标，不同的学生基础，在课程的深度和广度上应该不同。我任教的学校是兰州交通大学，学生计算机基础知识偏差，在组成课教学中，本着讲基本、抓重点的原则，首先讲清楚最基本、最重要的内容。如果一开始学生就感觉很难，听不懂，那就很难调动学生学习该课程的积极性。所以要将难的东西讲简单、讲通俗，再配合一两个例子，讲清楚这部分内容的实际应用，能用它来干什么。 2.作为青年教师必须保证优质的教学质量，教师本身必须对本课
基于复杂模型机两个8位二进制数乘法的实现
评语: 课中检查完成的题号及题数： 成绩: 自评分: 实验报告 实验名称：基于复杂模型机两个8位二进制数乘法的实现日期： 本人信息 班级：学号：姓名： 一、实验目的： 1、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； 2、理解计算机运行的原理以及微指令架构； 3、掌握原码一位乘实现的控制流程和硬件配置。 二、实验内容： 1、根据实验指导书提供的复杂模型机电路图连接电路，并校验电路 2、装载示例程序并运行，分析理解所增加的微指令 3、根据复杂模型机现有条件设计两个8位二进制相乘的程序 三、项目要求及分析： 要求：利用上述模型机通过编写程序实现两个8位二进制数的乘法运算。 分析： 要求利用复杂模型机现有的指令系统以及硬件电路设计一段实现八位二进制数相乘的程序。因为乘法在计算机中有多种算法实现，包括整数乘、小数乘、原码乘、补码乘等等，因为此次实验并不要求给出一个完整的实用乘法程序段，故实验程序只实现两
个八位二进制整数无符号相乘运算。 采用算法如下： 采用算法如下： 乘数 A A7A6A5A4A3A2A1A0 被乘数B 乘积 C = B·A0 +2（B·A1+2（B·A2+ ……2·B·A7））））））其中Ai为0或者1，在机器中使用原码表示2*X是使X左移1位。若不采用循环模式而是直接使用指令将该算法的乘积等式直接表示出来，需要A,B,RL（结果低位）,RH （结果高位）四个通用寄存器；而若使用循环模式，则需要除A、B、RL、RH外的CX（控制循环次数以及高低位相与寄存器）和AD（取中间结果高低位）的辅助。 此次实验为了充分的接触指令系统，采用循环模式。由于复杂模型机中只有R0、R1、R2、R3四个通用寄存器，故一些原来计划使用的寄存器改为使用主存。 另外，因为低位结果相加可能进位，所以修改原微指令ADD为带进位加法。 四、具体实现： 1. 画出算法流程图
计算机组成原理心得
学习《计算机组成原理》感悟 学习这门课已经有一段时间，刚开始学习《计算机组成原理》的时候，一头雾水，什么都不了解，以前也没有接触过。所以上课的时候有好多东西都听不懂，越学越没有信心，越学越差，甚至有时都想放弃。可是上课一段时间后，一点一点慢慢的发现了这门课程的内在联系，所以慢慢的就有了点信心。在计算机系呆了两年的时间，我感觉到我真的是计算机系的学生，我真的开始作为一名计算机算是专业的人员来了解计算机，而不是跟外行那样，二者有很大的区别。 计算机组成原理课程是计算机学科的一门核心专业基础课，基本要求是使我们掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法，学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理，学习计算机设计中的入门性知识，掌握维护、使用计算机的技能。这门课对于使我们了解现代计算机的各个组成部分及其工作原理具有重要作用，对于我们后续课程的学习无疑也具有积极的意义。它的课程地位十分重要，学习起来有点难度，感受颇多的。 随着计算机技术的飞速发展，计算机内部结构也越来越复杂和庞大，因此我在整本书的学习过程中总体感受是太过抽象，认识感比较差，感觉很难懂，而且知识点有很多。下面我结合具体的学习内容谈谈。 《计算机组成原理》这本书以计算机的五大基本组成部件：运算器、存储器、控制器及输入设备和输出设备为整体框架结构，模块化的向我们介绍了各硬件的功能和工作方式，向我们介绍了计算机的基
本组成原理和工作原理，让我们了解到计算机是如何工作的，同时也让我们掌握了一些对计算机部件和工作方式的基本的分析和设计能力。《计算机组成原理》的专业基础课程是我们已经学习过的《数字逻辑》，它的后继课程有《微机原理及应用》、《接口技术》、《汇编语言程序设计》等课程，为我们以后学习这些课程奠定了基础。从而也可以看出，《计算机组成原理》在我们的整个专业课程学习过程中起到了承上启下的重要作用。 前两章计算机的基本组成和计算机的发展史。计算机是如何工作的，同时也让我们掌握了一些对计算机部件和工作方式的基本的分析和设计能力。在第三章学习了系统总线的相关知识包括总线的分类、数据的传输及总线的控制等。学习起来整体感觉还好，了解到计算机内部数据是如何通过总线传输的，及总线资源是如何控制的，如何分时共享的。在第四章学习了存储器的相关知识。存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据，因此它在整个计算机系统中的地位是非常重要的。学习了存储器的分类、工作原理及组织方式等。在第五章学习了输入和输出设备，主要学习了I/o接口技术及I/o设备与主机信息传输的控制方式。重点知识在于程序中断方式和DMA查询方式。在第六章主要学习了计算机的运算方式。都是一些固定的方法，做题目会做，但是因为运算规则、方法太多了，记不住啊！最后的第七到第十章，学习了CPU的功能和结构，这是计算机系统中的核心部分，也是本课程中的重点和难点。学习指令系统的时候，感觉很抽象很难；学习学习控制单元的功能及设计的时候，感觉更难，更抽
计算机组成原理课程设计实验报告
计算机组成原理实验报告 班级：1403011 学号：140301124 姓名：于梦鸽 地点：EII-312 时间：第3批
计算机组成原理与体系结构课程设计 基本模型机设计与实现 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。 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。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。
1,存储器读操作（KRD ）：下载实验程序后按总清除按键（CLR ）后，控制台SWA 、SWB 为“0 0”时，可对RAM 连续手动读入操作。 2,存储器写操作（KWE ）：下 载实验程序后按总清除 按键（CLR ）后，控制台SWA 、SWB 为“0 1”时，可对RAM 连续手动写操作。 3、启动程序（RP ）：下载实验程序后按总清除按键（CLR ）后，控制台SWA 、SWB 为“1 1”时，即可转入到微地址“01”号“取指令”微指令，启动程序运行。 根据以上要求设计数据通路框图，如图5-1所 示。 表6-1 24位微代码定义： 表6-2 A 、B 、C 各字段功能说明： 24位微代码中各信号的功能 (1) uA5—uA0：微程序控制器的微地址输出信号，是下一条要执行的微指令的微地址。 (2) S3、S2、Sl 、S0：由微程序控制器输出的ALU 操作选择信号，以控制执行16种算术操作或16种逻辑操作中的某一种操作。 (3) M ：微程序控制输出的ALU 操作方式选择信号端。M ＝0执行算术操作；M ＝l 执行逻辑操作。 (4) Cn ：微程序控制器输出的进位标志信号，Cn ＝0表示ALU 运算时最低位有进位，Cn 图6-1 数据通路框图
复杂模型机的设计的数据通路图(完整版)
计算机组成原理课程设计实验报告
复杂模型机的设计与实现 一、课程设计目的 综合运用所学计算机原理实验知识，设计并实现较为完整的计算机。 二、设计要求 1、确定设计目标 参考实验指导书上复杂模型机设计的过程，运用其微指令格式，独立设计指令系统。并用该指令系统中的指令编一完成简单运算的程序（有数据输入和输出的）。并进行调试运行。 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、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。在此基础上，就可以拟出各种信息传送路径，以及实现这些传送所需要的微命令。 对于部件设置，比如要确定运算器部件采用什么结构，控制器采用微程序控制。 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，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，需考虑哪些微操作可以安排在同一个微指令中，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
能保证整机的运行正确。 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。 三、数据格式以及指令格式 1、数据格式 模型机规定采用定点补码表示法表示数据，且字长为8位，其格式如下： 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、访问存储器及转移指令和停机指令。 (1) 算术逻辑指令 设计9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为目的寄存器，并规定： (2) 访存指令及转移指令 模型机设计2条访问指令，即存数(STA)、取数(LDA)、2条转移指令，即无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移指令(BZC)。其格式如下： 其中，OP-CODE为操作码， Rd为目的寄存器，D为位移量(正负均可)，M为寻址方式，其定义如下：
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,RD MOV RS,[ADDR] JZ ADDR IN 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。 DATA/ADDR OP-CODE RS RD DATA/ADDR 00 M OPCODE RD
计算机组成原理课程设计 复杂模型机
一、课程设计目的： 本课程设计是《计算机组成原理》课程之后开设的实践环节课程。通过本课程设计，使学生进一步加深对计算机原理系列课程相关内容的理解，掌握CPU设计的基本方法和计算机系统的组成原理，进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；锻炼计算机硬件的设计能力、调试能力；培养严谨的科学实验作风、良好的工程素质及团队协作精神，为今后的工作打下基础。 基于计算机组成原理教学实验系统设计并实现一个具有16条机器指令、采用微程序控制器的8位计算机。 二、课程设计要求： 根据设计课题要求，给出模型机的设计方案（包括指令系统和硬件结构）。画出所设计计算机的硬件连接图，针对所设计的指令系统编写出相应的微程序。对所设计的计算机进行安装与调试。编写测试程序，对系统进行验证。编写课程设计报告。 （1）BZC—>NBZC （2）INC Rd—>INC Rs,Rd （3）RRC Rd—>RR Rs,Rd （4）RLC Rd—>RLC Rs,Rd 指令格式和指令系统 数据格式 模型机规定采用定点补码表示数据，且字长为8位，其格式如下： 其中第7位为符号位，数值表示范围是：-1≤X＜1。 指令格式 模型机设计四大类指令共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。 ⑴算术逻辑指令 设计9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7-12-1。 ⑵ 访问指令及转移指令 模型机设计2条访问指令，即存数（STA ）、取数（LDA ），2条转移指令，即无条件转移（JMP ）、结果为零或有进 位转移指令（BZC ），指令格式为： 其中“0 0 M ”为源码段，2OP-CODE 为目的码段（LDA 、STA 指令使用）。D 为十六位地址段（低八在前，高八随后），M 为源寻址模式，其定义如下： 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： ⑷ 停机指令 指令格式如下： HALT 指令，用于实现停机操作。 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。下表列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。
计算机组成原理实验报告模型机
计算机组成原理课程设计报告 作者姓名：程壑 专业：网络工程 学号：092055132 指导教师：郭芸俊 完成日期：2011年12月 太原工业学院 计算机工程系 摘要
本课程设计是利用所学的计算机结构和工作原理的知识，独立完成简单计算机的模型机设计，并用PROTEUS软件进行验证。设计过程中重点实现：运算器执行算术逻辑运算的具体实现，半导体存储器的系统连接和扩充方法，数据通路组成和实现，控制器的基本原理和设计实现，模型系统验证程序的存储。首先构思创建一个计算机系统模型，然后将系统拆分运算器、存储器、控制器和输入输出接口五部分，分别进行设计和验证 关键字：计算机系统模型，运算器，存储器，控制器，输入输出接口，PROTEUS 软件 正文: 一、设计目的 为了更好的掌握计算机的的组成原理和结构，通过实际编写一个简单的指令系统的指令，并在机器中实现。使抽象的原理形象化。 二、采用设备 带有仿真软件的计算机一台。 三、设计原理 部件实验过程中，各部件单元的控制信号是以人为模拟产生为主，而本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元的控制信号，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。 本实验采用七条机器指令：IN（输入），STA（存数），OUT（输出），JMP（无条件转移），RLC(带进位左移)，RR（右移），SUB（减法）其指令格式如下（前三位为操作码）： =================================================================机器指令码助记符说明
计算机组成原理实验
计算机组成原理实验 复杂模型机实验的目标是设计和实现一个完整的指令系统和计算机硬件，使之能够执行一定的程序。这个实验要求实现一个有固定指令格式的机器，并在此基础上扩展指令集，实现更高级的功能。 在进行复杂模型机实验前，需要先了解计算机组成原理的相关知识，包括指令系统的设计原理、数据通路的设计原理和控制原理。然后，根据所学知识，设计出一个适合实验的复杂模型机的指令系统。 在指令系统的设计中，需要考虑指令的格式、操作数的寻址方式、指令的执行时间等因素。通过确定指令的格式和操作数的寻址方式，可以确定指令的长度和指令的寻址方式，从而决定了数据通路和控制的设计。 在数据通路的设计中，需要确定寄存器的数量和组织方式，确定数据通路中的各个功能模块以及它们之间的连接方式。数据通路负责存储数据并执行运算操作，它由寄存器、ALU、存储器和输入输出设备等组成。 在控制的设计中，需要确定指令的执行过程和控制信号的产生方式。控制负责根据指令的要求产生相应的控制信号，控制数据通路的工作。它通过解码指令和产生相应的控制信号来实现指令的执行。 在实验中，需要将设计好的指令系统通过硬件电路实现出来，并将其连接到一台计算机上。然后，通过编写程序将指令加载到计算机中，并观察计算机的运行结果。 通过进行复杂模型机实验，可以深入理解计算机的指令系统、数据通路和控制原理。同时，实验还可以培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。
总结起来，复杂模型机实验是计算机组成原理实验中的一部分，通过 设计和实现一个完整的指令系统和计算机硬件，来研究计算机的指令系统、数据通路和控制原理。通过这个实验，可以深入理解计算机的工作原理， 并培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。
计算机组成原理课程设计报告及代码之复杂模型机设计
课程设计报告 课程名称：计算机组成原理 题目名称：复杂模型机设计 专业名称：计算机科学与技术 班级： 2013240203 学生姓名：李俊 同组同学：丰翔王兆宇 学号：201324020311 指导教师：兰勇 完成时间： 2016年1月8 日
目录 一、课程设计概述 (3) 1.1 课程设计的教学目的 (3) 1.2 课程设计任务和基本要求 (3) 1.3 设计原理 (3) 二、规定项目的实验验证 (4) 2.1 设计原理 (4)
一、课程设计概述 1.1 课程设计的教学目的 进 1.3 设计原理 在部件实验中，我们是人为用二进制开关来模拟一些控制信号完成数据通 路的控制。而在本课程设计中，数据通路的控制由微程序控制器来完成。计算机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的列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。
WR、RD、IOM的功能 S3~S0以及CN的功能
寻址模式 寻址模式M 有效地址E 说明 00 E=D 直接寻址 01 E=(D) 间接寻址 10 E=(R2)+D R2变址寻址 11 E=(PC)+D 相对寻址 RS、RD的表示 RS/RD RI 00 R0 01 R1 10 R2 11 R3 一般D表示立即数；P表示地址 复杂模型机数据流图 微指令格式如表3所示，当微指令格式确定之后，下一步就是确定后续微指令地 当微指令格式确定之后，下一步就是确定后续微指令址通常的方法是先确定微程序分支处的微地址，因为微程序分支处需要进行判断测试，这些微地址确定以后，就可以在一个“微地址表”中将分支微地址填入相应的分支微地址单元，避免以后的设计中因重复使用而造成错误，对于其他位置按照数据通路可画出机器指令的微程序流程图如图2所示，当拟定“取值”微指令时，该微指令的判别测试字段为P(1)测试，由于取值指令是所有微程序都是用的公用微序，因此P(1)测试结果出现多路分支，本机使用指令寄存器的前四位(IR7-IR4)作为测试条件，
计算机组成原理的心得体会
计算机组成原理的心得体会计算机组成原理的心得体会（通用5篇） 计算机组成原理的心得体会1 学了几天的计算机组成原理了，自己到底懂了多少？我想做个小小的总结。 计算机组成原理综述 内容摘要： 计算机从产生到今天不过短短的60多年的时间。但它已经深入到人类生活的每一个角落，现在人类的生活如果离开了计算机是难以想象的。个人计算机（PC）已经是我们日常办公和娱乐的工具。计算机科学与技术也成为了很热门的专业，对于一个计算机科学与技术专业的学生来说，计算机组成原理的学习是至关重要的，作为计算机科学与技术专业的基础课程，这门课会告诉我们计算机的基本组成及其主要部件的工作原理。通过这门课程的学习可以让我们建立计算机系统的整机概念，理解软硬件的关系和逻辑的等价性；了解计算机各部件的组成原理，工作机制以及部件之间的相互关系；加强硬件分析和设计的基本技能和方法，提高硬件方面专业素质和发展潜力；培养和提高计算思维能力。 一、计算机组成原理课程综述 计算机组成原理是计算机科学与技术专业的基础课程之一，它主要告诉我们计算机单系统组成结构，计算机各组成部件内部的运行机制以及相关的基本理论，硬件分析和设计的基本技能和方法。 二、计算机组成原理的主要内容 根据冯·诺依曼机的特点我们知道： 1、计算机有运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成。 2、指令和数据以同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访。 3、指令和数据均用二进制数表示。 4、指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置。
5、指令在存储器内按顺序存放。通常，指令是顺序执行的，在特定条件下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。 6、机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。 典型的冯·诺依曼机是以运算器为中心的，现代的计算机已转化为以存储器为中心： 1、运算器用来完成算术运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器内。 2、存储器用来存放数据和程序。 3、控制器用来控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果。 4、输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式。 5、输出设备可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式。 三、知识点解析 在计算机组成原理方面，主要考查计算机系统基础知识、数据的表示和运算、存储器层次结构、指令系统、中央处理器、总线、输入输出系统。 1、计算机系统概述 学习计算机组成原理之前，我们先要了解计算机的发展历程，搞清楚计算机的系统层次结构，包括计算机硬件的基本组成（五大部件的构成）、计算机软件的分类，以及计算机的基本工作过程。 从体系结构上来看，有多种不同类型的计算机，那么这些不同的计算机谁好谁坏？如何评价？所以，还需要我们了解计算机性能评价指标和相关参数，包括吞吐量、响应时间；cpu时钟周期、主频、CPI、cpu执行时间；MIPS、MFLOPS等。 2、数据的表示和运算 我们日常所使用的是十进制数据，但在计算机中，除了十进制数据外，还有二进制、八进制、十六进制表示方法，我们要掌握这些进位计数制及其相互转换的方法，要搞清楚真值（实际的数值）和机器数（计算机中表示的数值）之间的关系，特别是负数的各种表示。另外，还要理解BCD码、字符与字符串的编码方法，以及数据的校验码（奇偶校验、CRC冗余校验等）。 不管是哪种进制和校验方法，计算机中数据的表示有原码、反码、补码等方法，我们要搞清楚它们之间的关联与区别。
计算机组成原理模型机实验报告
计算机组成原理模型机实验报告 实验六计算机系统综合设计与实现一、实验目得 １、深入理解计算机系统工作得基本原理，建立整机概念. 2、融会贯通计算机组成原理课程得内容,通过知识得综合运用,加深对计算机系统各模块得工作原理及相互联系得认识. 3、培养科学研究得独立工作能力，取得工程设计与组装调试得实践经验。 二、实验要求 1、将已经设计得运算器、存储器与控制器连接,构建完整得计算机系统； 2、编写一段可以实现一定功能得指令程序,进行计算机整机系统功能得验证. ３、所有任务要求功能仿真与必要得验证。实验完成后,一周内提交实验报告。 三、 实验设备 PC机+ QｕaｒtｕsⅡ1０、0 ＋ FPGA（DE2;１15)+TEC-８实验箱四、计算机系统（TEC;8) ) 综合逻辑框图 硬连线控制器控制信号切换电路AＬU Ａ端口B端口C Ｚ R0 R1 R２ R3 ＩR PＣ AR 双端口ＲＡＭ DＢUS 五、实验任务
1、将实验二得运算器、实验三得存储器与实验五得控制器连接，构建完整得计算机系统; ２、计算机整机系统功能测试,进行功能仿真与时序仿真并在DＥ2;１15上验证。 （１)根据指令系统，编写一段可以实现一定功能得程序,要求: 有一个合理得运算功能与逻辑关系；指令数量:不少于8条; 指令类型：停机、跳转、RR、读存、写存、算术与逻辑运算; （2)将指令程序手工汇编成二进制代码; （3)理论上设置寄存器得初值,并计算程序执行后得结果; (４)将指令程序得二进制代码存入存储器RAＭ中; （5）将需要得运算数据初值存入寄存器Ｒ０-R3中；（6）进行程序连续运行得功能仿真与时序仿真,将仿真运算结果与理论计算结果进行比较。 六、实验步骤ﻫ实验电路图 子模块 (1 ）tr ｉ_742 ４4 tri74244、v mｏdule tｒｉ_74244 （en，Diｎ,Douｔ）；inpｕt en ； wirｅ en ; input [7：0] Din; ｗiｒｅ [７:0] Din ; output ［7:0] Dout ; rｅg [7:0] Dout ; ａｌwaｙｓ（eｎ oｒ Din) bｅgiｎ if (en) Doｕt<= Ｄｉn ； elｓe
计算机组成原理心得体会多篇
计算机组成原理心得体会多篇 我从事职业学校计算机工作已有多年，通过这几年的一线计算机，有 了几点心得： 存在的问题 1、部分学生在初中时接触很少过计算机，并且部分初中学校也没有 开设过计算机理论知识课，这部分学生在进入职校对计算机的认识等于零，所以我们部分职校生的基础是很不好的。 2、现在的中学生，一般对计算机理论不感兴趣，他们都比较喜欢计 算机操作，特别是上机操作，操作后立马就会看到结果是他们喜欢的主要 原因。 3、试的形式往往单纯采用笔试或机试；试题的质量不高；评分不客观，不反馈等等。因而，导致很多期末拿高分的同学，也未必能通过等级 考试。也有些同学，考试笔试得高分，可是上机操作半个小时都未能输入 完80个左右的汉字，更不用说叫他建立一个“学生成绩表”了，这就是 明显的理论脱离实际。 4、几乎所有的学生都喜欢上网（因为大部分学生第一次接触网络产 生了新鲜感），但他们是爱在网上打游戏，爱在网上聊天，几乎没有合理 地利用网上资源进行学习，没有利用网上的资源丰富自己的学科知识，没 有利用网上资源提高自己的个人素质和能力。 5、由于要对付学生的计算机结业考试，因此上课的内容比较单一， 主要是考试合格为目的，这样一来，对于计算机信息日益发展的今天是相 当不利于学生的，学生学习的知识面很有限。
几点办法 1、为了提高部分计算机基础比较差的学生学习计算机课程的积极性，在平时的教学过程中，我们结合学校实际，尽量多关照这些学生，让他们 觉得虽然基础不是很好，但老师们还是很重视他们的，提高他们的信心， 这样他们学习计算机的兴趣自然就提高了。 2、针对这些专业学生普遍不太喜欢计算机理论课的学习、记忆，我 们在平时的教学过程中，采用了以下方式，效果挺好。教师将学生必须掌 握的理论知识制作成教学课件，或演示给学生看，或让学生在上机练习时 作为练习用软件，练习对了就给出喜欢的动画，错了呢，就给出明显的提示。这样，通过教学课件学计算机的课程理论，效果就好多了。同时，教 师在备理论教学课时，要精心选材，力求多举现实生活中的学生比较熟悉 的实例，力求深入浅出，力求生动有趣，力求以调动学生学习的积极性为 最佳。 当然，还可采用：对理论知识学得好的学生，当众给予表扬，树立榜样，号召大家向他们学习，让大伙觉得，理论知识学得好，一样是一件值 得荣耀的事。 3、正确引导这些专业的学生有目的，有意义地上网学习。我们在教 学过程中，从学校领导到计算机教师，大家几乎都形成了共识：网络资源 必须好好地利用，上网学习，包括上网娱乐是大势所趋。因此如何引导学 生正确理性地上网，合理地利用网络资源为自己所用，就成了教师们的迫 切任务。在平常的教学过程中，我们要求从事计算机课程教学的教师们， 要经常利用多媒体教学资源给学生们演示如何在网上查找学科知识，学科 资源；让学生形成这样一个意识：网络还真的可以为我们专业的学习服务。教会学生要有目的，有计划地上网。我们的计算机教学教师，经常在学生