计算机组成原理课程设计

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1、大连海事大学课程设计报告课程名称：计算机组成原理课程设计成员：学号姓名成绩2220122423叶茂2220124079付振华设计时间：2014年8月26日至2013年9月5日37考核记录及成绩评定题目复杂模型机设计完成的主要工作：①连接线路，完成教程实验，理解实验。②收集资料，掌握元器件的工作原理，初步理解微指令及指令的执行原理③设计新的微指令，实现一系列微操作；设计指令，实现操作④对指令编码，实际操作验证。上机执行程序，观察验证程序的执行过程，验证指令代码的可靠性。成员分工：①共同完成接线，讨论并理解教程的实现原理。②叶茂负责实现对指令和

2、微指令的编码设计，付振华完成对指令和微指令的编码及实现。③共同研究程序的实现过程，完成程序编写，并估计其可靠性。④上机测试程序，共同思考解决问题，并完善程序。⑤共同完成课程设计报告书。综合评语（设计方案实践环节问题解答设计报告）成绩2220122423叶茂2220124079付振华37目录1．设计任务与要求1.1课程设计的背景及目的…………………………………………51.2课程设计的任务…………………………………………………51.3实验设备…………………………………………………………51.4课程设计的基本原理……………………………………………

3、52．设计方案2.1运算器……………………………………………………………62.2存储器……………………………………………………………72.3控制器……………………………………………………………82.4输入输出设备……………………………………………………93．详细设计3.1数据格式……………………………………………………103.2指令设计……………………………………………………103.3指令格式……………………………………………………103.4指令系统……………………………………………………123.5译码原理……………………………………………

4、………134．设计结果及分析4.1累加求和的设计结果…………………………………………184.2异或运算的设计结果…………………………………………214.3同或算法………………………………………………………234.4间接寻址………………………………………………………26374．成员分工及工作情况…………………………………………275．实验总结…………………………………………………………281.附录附录1……………………………………………………………38附录2……………………………………………………………38371.设计任务与要求1.1课程设计

5、的背景及目的计算机组成原理课程设计是计算机科学与技术专业的学生在修完计算机组成原理课程之后，必须完成的实验环节。本课程设计是在完成计算机组成原理分解实验的基础上，来进行模型计算机的整机设计。通过模型机的设计、组装和调试，建立计算机整机的概念，加深对计算机“时空”概念的理解，掌握设计和调试计算机的基本步骤和方法，提高应用集成电路的基本技能，培养和提高学生独立工作的能力及分析问题和解决问题的能力。1.2课程设计的任务和要求1.阅读计算机组成的相关资料，考察现有实验器材，给出模型机设计方案。方案中要以图文结合的方式描述出模型机的整机构成，即该模型

6、机硬件上主要由哪几个部分组成及其互联方式。2.对模型机各个组成部分具体的硬件构成，功能，操作方式进行详细说明，必要时需给出电路图。3.说明模型机的数据类型，指令格式，寻址方式，指令系统构成，微指令格式及各条指令的微程序流程。4.利用实现的指令编写程序，对设计工作进行验证。5.在组装调试成功的基础上，整理出设计说明书和其它文件（包括：指令系统、总体图、整机电路逻辑图、元件排列图、操作流程图、操作时间表、微指令格式和微程序），撰写要简明扼要、文理通顺、图表清晰、结论正确的课程设计总结报告。提交的同时接受验收考核。1.3实验设备PC机一台，TD-

7、CMA实验系统一套。1.4课程设计的基本原理下面讲述一下模型计算机的数据格式及指令系统。模型机规定采用定点补码表示法表示数据，字长为8位，8位全用来表示数据（最高位不表示符号），数值表示范围是：0≤X≤28－1。模型机设计三大类指令共十五条，其中包括运算类指令、控制转移类指令，数据传送类指令。运算类指令包含三种运算，算术运算、逻辑运算和移位运算，设计有6条运算类指令，分别为：ADD、AND、INC、SUB、OR、RR，所有运算类指令都为单字节，寻址方式采用寄存器直接寻址。控制转移类指令有三条HLT、JMP、BZC，用以控制程序的分支和转移，

8、其中HLT为单字节指令，JMP和BZC为双字节指令。数据传送类指令有IN、OUT、MOV、LDI、LAD、STA共6条，用以完成寄存器和寄存器、寄存器和I/O、寄存器和存储器之间