計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)---基本模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、<p><b>　　本科生課程實(shí)習(xí)</b></p><p>　基本模型機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　課程名稱計(jì)算機(jī)組成原理</p><p>　學(xué)生姓名</p><p>　學(xué)生學(xué)號(hào)</p><p>　所在專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)</p><p>　所在班級(jí)</

2、p><p>　指導(dǎo)教師職稱</p><p>　成績(jī)</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求2</p><p>　　1.1設(shè)計(jì)目的2</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容2</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)

3、要求2</p><p><b>　　2設(shè)計(jì)思想2</b></p><p>　　2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備2</p><p><b>　　2.2基本原理3</b></p><p><b>　　3設(shè)計(jì)方案3</b></p><p>　　3.1程序流程圖

4、3</p><p>　　3.2 接線圖5</p><p>　　4測(cè)試結(jié)果及分析5</p><p>　　4.1 測(cè)試過(guò)程5</p><p>　　4.2 測(cè)試結(jié)果6</p><p><b>　　5源程序6</b></p><p><b>　　6總結(jié)

5、7</b></p><p><b>　　題目</b></p><p>　　（專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)，學(xué)號(hào)：201011621217 ，姓名：馬慧穎 ）</p><p><b>　　指導(dǎo)教師：彭小紅）</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)與要求<

6、/b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的 </b></p><p>　　綜合運(yùn)用所學(xué)計(jì)算機(jī)組成原理知識(shí)，在理解計(jì)算機(jī)各功能部件工作原理上，進(jìn)一步加深計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各模塊間相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)和整機(jī)的概念，將微程序控制器模塊同運(yùn)算模塊、存儲(chǔ)器模塊聯(lián)機(jī)，組成一臺(tái)基本模型計(jì)算機(jī)。用微程序控制器控制模型機(jī)的數(shù)據(jù)通路，通過(guò)在構(gòu)造的模型機(jī)上運(yùn)行機(jī)器指令組成的簡(jiǎn)單程序，掌握機(jī)器指令

7、與微指令的關(guān)系，建立機(jī)器的整機(jī)概念。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了七條機(jī)器指令(包括IN、OUT、STA指令三條指令)：邏輯運(yùn)算A+B、邏輯運(yùn)算A、，算術(shù)乘運(yùn)算、或運(yùn)算，其指令格式如下：</p><p>　　操作碼 地址碼</p><p

8、>　　IN 0000 0000 </p><p>　　A+B 0001 0000 1001 1101</p><p>　　0011 0000 1001 1101</p><p>　　A*B 0101 0000 100

9、1 1101</p><p>　?。ˋ⊕B） 0110 0000 1001 1101</p><p>　　STA 0010 0000 1001 1110</p><p>　　OUT 0100 0000 1001 1110</p&

10、gt;<p>　　IN為單字長(zhǎng)（8位），含義是將數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)8位數(shù)據(jù)輸入到RO寄存器。</p><p>　　STA為雙字長(zhǎng)指令，含義是將RO中的內(nèi)容存儲(chǔ)到內(nèi)存單元中。</p><p>　　OUT為雙字長(zhǎng)指令，含義是將內(nèi)存中以第二字為地址的數(shù)據(jù)讀出到數(shù)據(jù)總線上，由數(shù)據(jù)顯示燈顯示進(jìn)行。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b><

11、/p><p>　　1，掌握實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的熟練操作</p><p>　　2，完成模型機(jī)的實(shí)驗(yàn)線路連接</p><p>　　3，調(diào)試模型機(jī)，并記錄下實(shí)驗(yàn)結(jié)果</p><p><b>　　設(shè)計(jì)思想</b></p><p><b>　　2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備</b></p><

12、;p>　　組成原理實(shí)驗(yàn)儀一臺(tái)，PC機(jī)一臺(tái)，排線若干。</p><p><b>　　2.2基本原理</b></p><p>　　（1）數(shù)據(jù)通路如下圖所示：</p><p>　?。?）在模型機(jī)實(shí)驗(yàn)中，數(shù)據(jù)通道的控制將由微程序控制器來(lái)完成，CPU從內(nèi)存取出一條機(jī)器指令到執(zhí)行指令結(jié)束的一個(gè)指令周期，是由微指令組成的序列來(lái)完成的，即一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)

13、一個(gè)微程序。</p><p>　?。?）本實(shí)驗(yàn)我們將七條機(jī)器指令及有關(guān)數(shù)據(jù)寫入RAM和ROM中。通過(guò)CPU運(yùn)行由七條機(jī)器指令組成的簡(jiǎn)單程序，掌握機(jī)器指令與微指令的關(guān)系。</p><p><b>　?。?）微指令格式：</b></p><p>　　A字段 B字段

14、 C字段</p><p><b>　　設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　3.1程序流程圖</b></p><p><b>　　3.2 接線圖</b></p><p><b>　　測(cè)試結(jié)果及分析</b></p>&l

15、t;p><b>　　4.1 測(cè)試過(guò)程</b></p><p>　　1，首先按照電路圖連接好電路。</p><p>　　2，寫程序，先將機(jī)器指令對(duì)應(yīng)的微代碼正確的寫入2816中，使用控制臺(tái)KWE和KRD微程序進(jìn)行機(jī)器指令的裝入和檢查。</p><p>　　3，使編程開(kāi)關(guān)處于“RUN”狀態(tài)，STEP為“STEP”狀態(tài)，STOP為“RUN”狀態(tài)

16、。撥動(dòng)總開(kāi)關(guān)CLR（0置為1），微地址寄存器清零。此時(shí)用“DATA UNIT”單元的8位二進(jìn)制開(kāi)關(guān)給出要寫入RAM區(qū)的首地址，控制臺(tái)SWB,SWA開(kāi)關(guān)置為“0 1”，按動(dòng)一次啟動(dòng)開(kāi)關(guān)START，微地址顯示燈顯示“010010”，再按動(dòng)一次START鍵，即完成該條指令的寫入。</p><p>　　4，運(yùn)行程序，使“STATE UNIT”中的STEP開(kāi)關(guān)置為“ECEX”狀態(tài)，STOP開(kāi)關(guān)置為“RUN”狀態(tài)。將“DAT

17、A UNIT”的8位二進(jìn)制開(kāi)關(guān)設(shè)置為機(jī)器指令程序的首地址，然后按動(dòng)START鍵，系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，稍后將STOP撥置為“STOP”，系統(tǒng)停機(jī)。</p><p><b>　　4.2 測(cè)試結(jié)果</b></p><p>　　A:鍵盤輸入 B:內(nèi)存1001 1101單元的內(nèi)容</p><p>　　邏輯運(yùn)算A+B:0010 0001

18、 0000 0110</p><p>　　結(jié)果：0010 0111</p><p>　　邏輯運(yùn)算：0010 0111 0000 0110</p><p>　　結(jié)果：0010 0001</p><p>　　算術(shù)運(yùn)算A-B：0101 0000 0000 0110&

19、lt;/p><p>　　結(jié)果：0100 1010</p><p>　　（A⊕B）運(yùn)算：1011 0010 0000 0110</p><p>　　結(jié)果：0000 1011</p><p><b>　　源程序</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p&

20、gt;<p>　　學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)組成原理這門課后，終于從理論上對(duì)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行過(guò)程有了一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)，但這些中就是理論，形成不了能力。在做完課程設(shè)計(jì)之后才真正弄懂了它的奧妙所在，同時(shí)也收獲了成功的喜悅。整體上，主要有以下幾方面的收獲：.對(duì)數(shù)據(jù)通路有了很深刻的了解，數(shù)據(jù)在內(nèi)存，控制器，運(yùn)算器，寄存器之間的傳遞過(guò)程能在大腦中形成鮮活的意識(shí)。在學(xué)習(xí)理論課的時(shí)候，對(duì)指令，微指令，微程序之間的聯(lián)系和區(qū)別概念很模糊，老師把它們混淆，但是在

21、做完課程設(shè)計(jì)之后對(duì)它們有了深刻的認(rèn)識(shí)之后就不再疑惑了，了解了各功能部件的工作原理和工作機(jī)制以及流程圖的含義。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于操作臺(tái)的關(guān)系我們的指令運(yùn)行總是出現(xiàn)錯(cuò)誤，但在一次又一次的調(diào)試中終于可以順利運(yùn)行程序，結(jié)果完全正確。從中我也學(xué)習(xí)到了對(duì)于這些復(fù)雜的機(jī)器代碼一定要靜下心來(lái)，認(rèn)真分析自己的不足和錯(cuò)誤，這樣才能達(dá)到事半功倍的效果。在指令的設(shè)計(jì)中，我們也是在一次次實(shí)踐中修改了再修改的，直到最后能順利運(yùn)行，這很大程度上培養(yǎng)了我們遇到問(wèn)題，分