计算机组成原理课程设计.pdf

计算机组成原理是一门深入理解计算机硬件系统的学科，它涵盖了计算机硬件的基本组成部分，如CPU、内存、输入/输出设备等，并探讨它们如何协同工作以执行指令和处理数据。在这个课程设计中，学生被要求设计和实现一个基本模型机的指令系统，以加深对计算机体系结构的理解。 设计的目标是创建一组新的指令，包括输入、输出、加法、减法、逻辑与、逻辑或、逻辑非和转移功能。这些指令需要具有三种寻址方式：立即数寻址、寄存器直接寻址和存储器直接寻址。立即数寻址允许指令直接包含操作数，而寄存器寻址和存储器寻址则涉及使用CPU内部的寄存器或外部内存地址来获取操作数。 循环左移指令是设计中的一个重要部分，它要求对16位的数进行循环移位操作。这种操作在计算机科学中常见，用于数据处理和位操作，例如位移位加密算法或数据格式转换。 为了实现这些指令，学生需要绘制流程图，这有助于可视化指令执行的步骤。接下来，他们需要编写微指令代码，微指令是构成微程序的基本单元，它们控制CPU的各个部件，如ALU（算术逻辑单元）、寄存器和控制单元，以执行特定的操作。此外，还需要编写程序，这个程序将使用设计的指令集来实现指定的功能。 微程序控制器是实现指令系统的关键，它根据微指令集生成控制信号，这些信号驱动CPU的不同部分协调工作。在本设计中，学生需要设计一系列微指令，包括MOVV（数据传送）、RU（输入）、HUO（逻辑或）、JIA（加法）、JIAC（带进位的加法）、TZ（判断A寄存器内容是否为零）和TIAO（跳转）。每个微指令都对应一个特定的操作，并且必须精确无误，以确保整个指令系统的正确运行。 在设计完成后，学生将在计算机组成原理教学实验仪上测试他们的设计，使用排线连接设备，运行DJ-CPT816实验软件。实验结果的输出将验证指令系统的正确性和功能的有效性。 这次课程设计不仅是对理论知识的实践检验，也为学生后续的学习打下了坚实的基础。通过这个过程，学生不仅能熟练掌握微指令的设计和应用，还能深刻理解计算机的工作原理，这对未来的学习和职业生涯都有深远的影响。