第一篇：計算機(jī)組成原理-石油大學(xué)大課程設(shè)計

中國石油大學(xué)（北京）成教學(xué)院 計算機(jī)組成原理教程課程設(shè)計

一.題目：計算機(jī)組成原理課程涉及到計算機(jī)多方面的基礎(chǔ)知識，從馮諾依曼計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)開始，計算機(jī)被劃分為多個組成部分且經(jīng)歷了四個時代的發(fā)展，計算機(jī)中的信息表示，存儲器層次結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)，中央處理器等作為計算機(jī)的重要組成部分，不斷更新?lián)Q代，促進(jìn)計算機(jī)的發(fā)展。請按照要求回答下述問題。二.具體要求：

（1）馮諾依曼計算機(jī)結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是現(xiàn)代計算機(jī)結(jié)構(gòu)的經(jīng)典模型，簡述馮諾依曼計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的模型，并請分析馮諾依曼機(jī)主機(jī)主要特點；

（2）計算機(jī)中信息都是以二進(jìn)制形式進(jìn)行存儲，進(jìn)制的轉(zhuǎn)換在計算機(jī)操作中發(fā)揮了極為重要的作用，請回答十進(jìn)制數(shù)-39.25的二進(jìn)制，八進(jìn)制，十六進(jìn)制表示為多少?-39的補(bǔ)碼表示是什么？（寫出具體步驟）

（3）按照計算機(jī)存儲器的基本原理，請分析下列問題：某8位微型機(jī)地址碼為18位，若使用4K×4位的RAM芯片組成模塊板結(jié)構(gòu)的存儲器，試問：

1>.該機(jī)所允許的最大主存空間是多少？

2>.若每個模塊板為32K×8位，共需幾個模塊板？ 3>.每個模塊板內(nèi)共有幾片RAM芯片？ 4>.共有多少片RAM？ 5>.CPU如何選擇各模塊板？

（4）在計算機(jī)存儲器系統(tǒng)中，三級存儲器系統(tǒng)中各級存儲器特點與用途，分哪兩個層次？簡述半導(dǎo)體存儲器RAM與ROM特點與用途，以及動態(tài)RAM與靜態(tài)RAM特點與用途，DRAM刷新方式與主要優(yōu)點。

（5）根據(jù)指令系統(tǒng)的基本知識，簡述RISC主要特點與CISC相比較RISC主要優(yōu)點。（6）分析與中斷方式比較MDA方式主要特點是什么。（7）撰寫課程設(shè)計報告和總結(jié)。

三.課程設(shè)計報告要求：

1.所有的課程設(shè)計報告，均要有封面，包括：課題名稱、班級、學(xué)號、學(xué)生姓名、成績和指導(dǎo)教師；

2.給出自己的理論分析過程； 3.給出實際分析過程和結(jié)果獲得的步驟； 4.給出題干中概念的詳細(xì)理論解釋；

5.給出結(jié)束語：說明完成課程設(shè)計的情況，心得體會；課程設(shè)計報告的電子文檔在上課期間進(jìn)行檢查；書面文檔在指定的時間內(nèi)上交。四.評分細(xì)則 總計：100分 成績評定細(xì)則：

1.正確性：每個問題是否回答正確，分析是否合理（15分）2.功能的完備性：是否詳細(xì)完成了所有題干概念的分析（15分）

3.課程設(shè)計報告中的分析過程是否清晰，課程設(shè)計報告中總結(jié)的深刻程度（15分）4.獨立完成情況(35分）

5.對于題目中提及的各類關(guān)鍵知識點，給出了自己的詳細(xì)見解。并能對課程設(shè)計的題目舉一反三。(20分)

第二篇：計算機(jī)組成原理課程設(shè)計

《計算機(jī)組成原理》課程設(shè)計

任務(wù)書

中原工學(xué)院計算機(jī)學(xué)院 2007年6月

前言

“計算機(jī)組成原理”是大學(xué)本科計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，必修，在先導(dǎo)課和后繼課之間起著承上啟下的作用。主要講授單處理機(jī)系統(tǒng)的組成和工作原理，包括運算器、存儲器、控制器和輸入輸出系統(tǒng)，其中控制器的設(shè)計是課程的重點和難點。為了讓學(xué)生能融會貫通各知識點，增強(qiáng)對計算機(jī)系統(tǒng)各模塊協(xié)同工作的認(rèn)識，充分理解數(shù)據(jù)通路，掌握控制器的設(shè)計技術(shù)，課程設(shè)計一般也側(cè)重于控制器的設(shè)計。考慮到學(xué)生的基礎(chǔ)和現(xiàn)有實驗環(huán)境，本次課程設(shè)計的題目是“微程序控制器的設(shè)計與實現(xiàn)”。通過該課程設(shè)計，希望學(xué)生在理論與實踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，加深對計算機(jī)整機(jī)概念，進(jìn)一步理解計算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和時空關(guān)系，進(jìn)一步理解和掌握微程序控制器的設(shè)計思想和具體方法、步驟，從而提高自行設(shè)計、調(diào)試和分析問題的能力。課程設(shè)計題目

微程序控制器的設(shè)計與實現(xiàn)

目的

? 鞏固和深刻理解“計算機(jī)組成原理”課程所講解的原理，加深對計算機(jī)各模塊協(xié)同工作的認(rèn)識

? 掌握微程序設(shè)計的思想和具體流程、操作方法。? 培養(yǎng)學(xué)生獨立工作和創(chuàng)新思維的能力，取得設(shè)計與調(diào)試的實踐經(jīng)驗。

? 嘗試?yán)镁幊虒崿F(xiàn)微程序指令的識別和解釋的工作流程

內(nèi)容

按照要求設(shè)計一指令系統(tǒng)，該指令系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，進(jìn)行加、減運算和無條件轉(zhuǎn)移，具有累加器尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、存儲器直接尋址、立即數(shù)尋址等五種尋址方式。

具體要求

? 仔細(xì)復(fù)習(xí)所學(xué)過的理論知識，掌握微程序設(shè)計的思想，并根據(jù)掌握的理論寫出要設(shè)計的指令系統(tǒng)的微程序流程。指令系統(tǒng)至少要包括六條指令，具有上述功能和尋址方式。? 根據(jù)微操作流程及給定的微指令格式寫出相應(yīng)的微程序 ? 將所設(shè)計的微程序在虛擬環(huán)境中運行調(diào)試程序，并給出測試思路和具體程序段

? 嘗試用C或者Java語言實現(xiàn)所設(shè)計的指令系統(tǒng)的加載、識別和解釋功能。? 撰寫課程設(shè)計報告。

設(shè)計環(huán)境

? 偉福COP2000型計算機(jī)組成原理實驗儀，微機(jī)，相關(guān)虛擬軟件。

? VC開發(fā)環(huán)境或者Java開發(fā)環(huán)境。

課程設(shè)計時間

? 1.5周

課程設(shè)計報告要求 完成設(shè)計任務(wù)后,在課程設(shè)計的最后階段,需要總結(jié)全部設(shè)計工作,寫出完整,規(guī)范的設(shè)計報告,在指定的時間內(nèi)提交指導(dǎo)教師.課程設(shè)計報告要求有完整的格式,包括封面,目錄,正文等,具體如下:

一、封面

包括:課程設(shè)計題目,姓名,學(xué)號,班級,指導(dǎo)教師,完成日期.二、目錄

正文前必須要有目錄.三、正文 正文包括的內(nèi)容有: ⑴ 設(shè)計任務(wù)與要求;⑵ 設(shè)計方案(包括設(shè)計思路,采用的微指令格式，每條指令的指令流程及其微程序清單)(3)調(diào)試過程(包括實驗步驟,出現(xiàn)的問題,解決的方法(4)小結(jié)(在整個課程設(shè)計過程中的總結(jié)和體會)(5)參考資料

成績評定

課程設(shè)計的考核結(jié)果按優(yōu)秀,良好,中等,及格和不及格來評價.對設(shè)計任務(wù)理解透徹,能夠全面,正確,獨立地完成設(shè)計內(nèi)容所規(guī)定的任務(wù),得出設(shè)計結(jié)果,并按時提交準(zhǔn)確,完整,規(guī)范的設(shè)計報告,可評為優(yōu)秀;按照設(shè)計任務(wù)要求能夠順利地完成任務(wù),得出結(jié)果,按時提交較完整的,符合要求的設(shè)計報告,可評定為良好;按照設(shè)計要求完成了軟件的編程與調(diào)試,基本完成了任務(wù)要求,提交符合要求的設(shè)計報告,可評為中等;基本完成設(shè)計目標(biāo),但不夠完善,可能有若干小的缺陷,在幫助下能夠完成任務(wù)要求,提交設(shè)計報告,可評為及格;不能完成指定的要求和任務(wù),未提交設(shè)計報告的,評為不及格.參考資料 1.“計算機(jī)組成原理課程設(shè)計任務(wù)書” 2.“計算機(jī)組成原理” 課堂教材

第三篇：計算機(jī)組成原理課程設(shè)計范文

計算機(jī)組成原理課程設(shè)計指導(dǎo)材料

一． 課程設(shè)計目的

課程設(shè)計教學(xué)目的：通過本課程設(shè)計，學(xué)生可熟悉典型計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、基本組成和基本功能，掌握計算機(jī)主要組成部件工作原理的基本分析與設(shè)計方法，加深對理論課知識內(nèi)容的理解。

二． 設(shè)計題目

題目1.內(nèi)存擴(kuò)充與連接 1.設(shè)計目的：

2.主要任務(wù)：

3.設(shè)計要求：

4.圖表

畫圖時請按以下給出的原件圖畫 圖1-1 8086芯片引腳圖 圖1-2內(nèi)存芯片邏輯圖

圖1-3 譯碼器與門電路邏輯圖 題目2.模型機(jī)組成設(shè)計

1.目的：通過對一個簡單模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn),對計算機(jī)的基本組成、部件的設(shè)計、部件間的連接以及微指令執(zhí)行的過程。

2.基本要求：畫出模型機(jī)的設(shè)計圖并舉例描述利用該模型機(jī)進(jìn)行加法運算時，各個功能部件的工作情況。

題目3.算數(shù)邏輯運算 1.目的：

（1）.了解運算器 的組成結(jié)構(gòu)。（2）.掌握運算器的工作原理。（3）.學(xué)習(xí)運算器的設(shè)計方法。

（4）.掌握簡單運算器的數(shù)據(jù)傳 送通路。

（5）.驗證運算功能發(fā)生器74LS181 的組 合功能。

2.設(shè)計原理：

設(shè)計中所用的運算器數(shù)據(jù)通路圖如下圖。圖中所示的是由兩片74LS181 芯片以并/串 形式構(gòu)成的8 位字長的運算器。右方為低4 位運算芯片，左方為高4 位運算芯片。低位芯片 的進(jìn)位輸出端Cn+4 與高位芯片的進(jìn)位輸入端Cn 相連，使低4 位運算產(chǎn)生的進(jìn)位送進(jìn)高4 位運算中。低位芯片的進(jìn)位輸入端Cn 可與外來進(jìn)位相連，高位芯片的進(jìn)位輸出引至外部。兩個芯片的控制端S0～S3 和M 各自相連，其控制電平按表。為進(jìn)行雙操作數(shù)運算，運算器的兩個數(shù)據(jù)輸入端分別由兩個數(shù)據(jù)暫存器DR1、DR2（用鎖存器74LS273 實現(xiàn)）來鎖存數(shù)據(jù)。要將內(nèi)總線上的數(shù)據(jù)鎖存到DR1 或DR2 中，則鎖存器74LS273 的控制端LDDR1 或LDDR2 須為高電平。當(dāng)T4 脈沖來到的時候，總線上的數(shù)據(jù)就被鎖存進(jìn)DR1 或DR2 中了。為控制運算器向內(nèi)總線上輸出運算結(jié)果，在其輸出端連接了一個三態(tài)門（用74LS245 實現(xiàn)）。若要將運算結(jié)果輸出到總線上，則要將三態(tài)門74LS245 的控制端ALU-B 置低電平。否則輸出高阻態(tài)。

3.根據(jù)設(shè)計原理描述進(jìn)行原碼加減運算及邏輯運算的程序流程 4.填寫下表

三． 課程設(shè)計報告格式

1.報告組成及裝訂順序：封面、目錄、引言、正文、結(jié)論、參考文獻(xiàn)、心得體會。2.書寫格式要求：見學(xué)院課程設(shè)計報告要求

四． 其它要求

1.報告提交時間：截止12月31日

2.報告提交形式：以班級為單位提交電子版和打印版

第四篇：計算機(jī)組成原理課程設(shè)計任務(wù)書

《計算機(jī)組成原理》

課程設(shè)計任務(wù)書

一、設(shè)計任務(wù)：

1、基本模型機(jī)設(shè)計與實現(xiàn)；

2、在基本模型機(jī)設(shè)計的基礎(chǔ)上設(shè)計一臺復(fù)雜模型機(jī)。

二、功能指標(biāo)和設(shè)計要求：

利用所學(xué)過的理論知識，特別是微程序設(shè)計的思想，設(shè)計基于微程序控制器的模型計算機(jī)，包括設(shè)計相應(yīng)的硬件平臺、機(jī)器指令系統(tǒng)和微指令等。設(shè)計環(huán)境為TD－CMA計算機(jī)組成原理教學(xué)實驗箱、微機(jī)，聯(lián)機(jī)軟件等。同時設(shè)計好基于模型機(jī)的測試驗證程序，并在設(shè)計好的硬件平臺上調(diào)試通過，以驗證所設(shè)計的模型機(jī)功能的可行性與可靠性。在設(shè)計完成的前提下，撰寫出符合要求的課程設(shè)計說明書并通過設(shè)計答辯。

1.基本模型機(jī)設(shè)計與實現(xiàn)

設(shè)計一臺簡單模型機(jī)，在具備基本必要的硬件平臺的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步要求其機(jī)器指令系統(tǒng)至少要包括五條不同類型指令：如一條輸入指令（假設(shè)助記符為IN），一條加法指令（假設(shè)助記符為ADD），一條輸出指令（假設(shè)助記符為OUT）、一條無條件轉(zhuǎn)移指令（假設(shè)助記符為JMP）和一條停機(jī)指令（假設(shè)助記符為HLT）；在設(shè)計好的模型機(jī)基礎(chǔ)上，設(shè)計一個進(jìn)行兩個數(shù)求和運算的測試驗證程序，用以驗證模型機(jī)功能的可行性與可靠性。

2.在任務(wù)1的基礎(chǔ)上，增加機(jī)器指令系統(tǒng)的功能，設(shè)計具有不少于10條機(jī)器指令的復(fù)雜指令系統(tǒng)模型機(jī)，包含算術(shù)邏輯指令、訪問內(nèi)存指令、控制轉(zhuǎn)移指令、輸入輸出指令、停機(jī)指令等。數(shù)據(jù)的尋址方式要包括直接、間接、變址和相對尋址等多種尋址方式。利用設(shè)計的復(fù)雜模型機(jī)實現(xiàn)兩個數(shù)的減法運算并判斷差得正負(fù)，差為正數(shù)則輸出A，差為負(fù)數(shù)則輸出B，差為零則輸出C。在設(shè)計好的模型機(jī)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步設(shè)計一個測試驗證程序，驗證模型機(jī)功能的可行性與可靠性。

3、基本模型機(jī)和復(fù)雜模型機(jī)的CPU數(shù)據(jù)字長為8位，采用定點補(bǔ)碼表示。指令字長為8的整數(shù)倍。微指令字長為24位。

三、設(shè)計步驟：

1、確定設(shè)計目標(biāo) 進(jìn)行全面深入的模型機(jī)設(shè)計需求分析，確定所設(shè)計計算機(jī)的功能和用途。

2、總體結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)通路設(shè)計及硬件實現(xiàn)

總體結(jié)構(gòu)設(shè)計包括確定模型機(jī)應(yīng)具有的基本功能部件（如運算器、控制器以及基本的寄存器等等）以及它們之間的數(shù)據(jù)通路。

硬件實現(xiàn)基于現(xiàn)有的基本實驗箱平臺，根據(jù)所設(shè)計模型機(jī)選擇必要的元器件，并通過接插件（各種連線等）進(jìn)行器件連接，組成所設(shè)計的模型機(jī)硬件系統(tǒng)（物理機(jī)）。綜合考慮計算機(jī)的速率、性能價格比、可靠性等要求，設(shè)計合理的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)通路不同，執(zhí)行指令所需要的邏輯操作就不同，計算機(jī)的結(jié)構(gòu)也就不一樣。在此基礎(chǔ)上，在后面的微指令設(shè)計階段，就可以依據(jù)數(shù)據(jù)通路關(guān)系確定模型機(jī)工作過程中的所有微操作，并進(jìn)一步確定微指令格式中的相應(yīng)微命令。

3、確定指令系統(tǒng)（機(jī)器指令系統(tǒng)）

確定數(shù)據(jù)的表示格式、位數(shù)、指令的編碼、類型、需要設(shè)計哪些指令及使用的尋址方式。確定相對應(yīng)指令所包含的微操作。

4、機(jī)器指令轉(zhuǎn)化為微程序執(zhí)行的相關(guān)設(shè)計

過程2、3完成后，就可以根據(jù)機(jī)器指令系統(tǒng)進(jìn)行指令周期分析，確定出每條機(jī)器指令的CPU周期數(shù)。對于微程序控制的計算機(jī)，進(jìn)一步確定出每個CPU周期內(nèi)的微操作（明確哪些微操作可以安排在同一CPU周期中，哪些微操作則不能）。設(shè)計出每條機(jī)器指令的方框圖形式的指令周期流程圖。

5、微指令代碼化

依據(jù)指令周期流程圖以及指定的微指令格式，將設(shè)計出程序格式中的各字段（操作控制字段、P測試字段、直接微地址字段）相應(yīng)的二進(jìn)制代碼（即對應(yīng)的微命令編碼）。

6、設(shè)計微指令的相關(guān)微地址

根據(jù)后續(xù)微地址的形成方法（直接微地址或P測試轉(zhuǎn)移后重新形成），確定每條微指令的相關(guān)后續(xù)微地址。確定好微命令在控存中的存放地址，并將所有微命令寫入到控存的相應(yīng)存儲單元中。

7、組裝、調(diào)試

7.1、在總調(diào)試前，先按功能模塊進(jìn)行組裝和分調(diào)，因為只有各功能模塊工作正常后，才能保證整機(jī)的正常運行。首先調(diào)試每條微指令功能，再調(diào)試每條機(jī)器指令功能。

連接所有模塊，用單步微指令方式執(zhí)行機(jī)器指令的微程序流程圖，當(dāng)全部微程序流程圖檢查完后，若運行結(jié)果正確，則在內(nèi)存中裝入一段機(jī)器指令，進(jìn)行其他的運行方式等功能調(diào)試及執(zhí)行指令的正確性驗證。

7.2、當(dāng)所有功能模塊都調(diào)試正常后，進(jìn)入總調(diào)試。根據(jù)設(shè)計好的模型機(jī)，進(jìn)一步設(shè)計一個功能測試驗證程序，運行程序并驗證所涉及的模型機(jī)功能是否可行和可靠。

四、課程設(shè)計報告要求：

課程設(shè)計報告要求打印,其中的數(shù)據(jù)通路框圖、微程序流程圖、實驗接線圖用VISIO等繪圖工具軟件繪制或用鉛筆工工整整繪制，要求圖文清晰，報告內(nèi)容包括：

（1）封面

（包括：題目、所在系、班級、學(xué)號、指導(dǎo)教師及時間等項）（2）任務(wù)書（3）目錄

（目錄要層次清晰，要給出標(biāo)題及頁次，目錄的最后一項是無序號的“參考文獻(xiàn)”）。（4）正文

正文應(yīng)按目錄中編排的章節(jié)依次撰寫，要求論述清楚，文字簡練通順，插圖清晰，書寫整潔?！霸O(shè)計”不同于實驗，要充分體現(xiàn)出“設(shè)計”的思想，不能寫成實驗報告的形式。文中圖、表及公式應(yīng)規(guī)范地繪制和書寫。正文是實踐設(shè)計報告的主體，具體由以下幾部分組成：

1）課程設(shè)計題目；

2）課程設(shè)計使用的相關(guān)軟硬件資源；

3）設(shè)計的具體方法和步驟（包括確定所設(shè)計計算機(jī)的功能和用途、總體結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)通路與硬件設(shè)計、指令系統(tǒng)、設(shè)計指令執(zhí)行流程、確定微程序地址、微指令代碼化、組裝、調(diào)試、測試驗證程序與功能驗證情況。）

4）課程設(shè)計總結(jié)（包括自己的收獲與體會；遇到的問題和解決的方法等）；（5）附錄

附錄1：數(shù)據(jù)通路圖 附錄2：微程序流程圖

附錄3：實驗接線圖

附錄4：實驗程序及微程序 附錄5：參考文獻(xiàn)（資料）

五、設(shè)計工作量：

(1)作品：設(shè)計的最終作品包括硬件和軟件兩個部分，要求硬件實現(xiàn)正確，能夠演示并達(dá)到設(shè)計指標(biāo)的要求。每個學(xué)生（或小組）在作品完成后，要經(jīng)指導(dǎo)教師檢查，同意拆除后方可拆卸。(2)論文：嚴(yán)格按上述課程設(shè)計說明書的要求撰寫和裝訂。每個學(xué)生一份。

六、成績評定標(biāo)準(zhǔn)：

課程設(shè)計的成績分為：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級。

優(yōu)秀：完成復(fù)雜模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)，指令系統(tǒng)完備有更新擴(kuò)充。調(diào)試成功。文檔規(guī)范齊全。

良好：完成模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)，指令系統(tǒng)指令種類豐富有一定的更新。調(diào)試成功。文檔規(guī)范齊全。

中等：完成基本模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)，在老師指導(dǎo)下對指令系統(tǒng)有更新。調(diào)試成功。文檔規(guī)范齊全。

及格：完成基本模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)。調(diào)試成功。文檔規(guī)范齊全。不及格：沒有課程設(shè)計報告，無故缺勤，不能完成調(diào)試者不及格。

七、工作計劃：

時間：18周周1~周5 講授：2課時

設(shè)計及調(diào)試：26課時 設(shè)計報告編8課時 答辯：4課時

八、參考資料：

1、《計算機(jī)組成原理》教材，陳智勇主編；

2、《CMA組成原理與系統(tǒng)結(jié)實驗指導(dǎo)書》

第五篇：計算機(jī)組成原理課程設(shè)計指導(dǎo)書

長 沙 學(xué)

院

課程設(shè)計指導(dǎo)書

系（部）

計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

專

業(yè)

計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)

2010年12 月 10 日

課程名稱：計算機(jī)組成原理 課程編號：7020130610 主 筆 人：鐘旭 主 審 人：

一、課程設(shè)計的目的

通過該課程設(shè)計的學(xué)習(xí)，總結(jié)計算機(jī)組成原理課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容，利用TDN-CM+教學(xué)實驗系統(tǒng)提供的軟硬件操作平臺掌握層次化設(shè)計方法、運用計算機(jī)原理知識，設(shè)計并實現(xiàn)一臺完整的計算機(jī)，從而鞏固課堂知識、深化學(xué)習(xí)內(nèi)容、完成教學(xué)大綱要求，學(xué)好計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。

二、課程設(shè)計的題目 1.基本模型機(jī)設(shè)計與實現(xiàn)；

2.帶移位運算的模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)； 3.復(fù)雜模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)。

三、設(shè)計內(nèi)容（主要技術(shù)關(guān)鍵的分析、解決思路和方案比較等）

利用所學(xué)過的理論知識，特別是微程序設(shè)計的思想，寫出要設(shè)計的指令系統(tǒng)的微程序。設(shè)計環(huán)境為TDN－CM＋計算機(jī)組成原理教學(xué)實驗系統(tǒng)，微機(jī)，虛擬軟件。將所設(shè)計的微程序在此環(huán)境中進(jìn)行調(diào)試，并給出測試思路和具體程序段。最后撰寫出符合要求的課程設(shè)計說明書、完成答辯。1.基本模型機(jī)設(shè)計與實現(xiàn)

指令系統(tǒng)至少要包括六條不同類型指令：如一條輸入指令，一條減法指令，一條加法指令，一條存數(shù)指令，一條輸出指令和一條無條件轉(zhuǎn)移指令。2.帶移位運算的模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)

在基本模型機(jī)的基礎(chǔ)上增加左、右循環(huán)和左、右?guī)нM(jìn)位循環(huán)四條指令

3.設(shè)計不少于10條指令的指令系統(tǒng)。其中，包含算術(shù)邏輯指令，訪問內(nèi)存指令，程序控制指令，輸入輸出指令，停機(jī)指令。重點是要包括直接、間接、變址和相對尋址等多種尋址方式。

以上數(shù)據(jù)字長為8位，采用定點補(bǔ)碼表示。指令字長為8的整數(shù)倍。微指令字長為24位。

四、設(shè)計步驟

1、確定設(shè)計目標(biāo)

確定所設(shè)計計算機(jī)的功能和用途。

2、確定指令系統(tǒng)

確定數(shù)據(jù)的表示格式、位數(shù)、指令的編碼、類型、需要設(shè)計哪些指令及使用的尋址方式。

3、總體結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)通路

總體結(jié)構(gòu)設(shè)計包括確定各部件設(shè)置以及它們之間的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，就可以擬出各種信息傳輸路徑，以及實現(xiàn)這些傳輸所需要的微命令。綜合考慮計算機(jī)的速率、性能價格比、可靠性等要求，設(shè)計合理的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)，確定采用何種方案的內(nèi)總線及外總線。數(shù)據(jù)通路不同，執(zhí)行指令所需要的操作就不同，計算機(jī)的結(jié)構(gòu)也就不一樣。

4、設(shè)計指令執(zhí)行流程

數(shù)據(jù)通路確定后，就可以設(shè)計指令系統(tǒng)中每條指令所需要的機(jī)器周期數(shù)。對于微程序控制的計算機(jī)，根據(jù)總線結(jié)構(gòu)，需考慮哪些微操作可以安排在同一條微指令中，哪些微操作不能安排在同一條微指令中。

5、確定微程序地址

根據(jù)后續(xù)微地址的形成方法，確定每個微程序地址及分支轉(zhuǎn)移地址。

6、微指令代碼化

根據(jù)微指令格式，將微程序流程中的所有微指令代碼化，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的二進(jìn)制代碼寫入到控制存儲器中的相應(yīng)單元中。

7、組裝、調(diào)試

在總調(diào)試前，先按功能模塊進(jìn)行組裝和分調(diào)，因為只有各功能模塊工作正常后，才能保證整機(jī)的正常運行。

當(dāng)所有功能模塊都調(diào)試正常后，進(jìn)入總調(diào)試。連接所有模塊，用單步微指令方式執(zhí)行機(jī)器指令的微程序流程圖，當(dāng)全部微程序流程圖檢查完后，若運行結(jié)果正確，則在內(nèi)存中裝入一段機(jī)器指令，進(jìn)行其他的運行方式等功能調(diào)試及執(zhí)行指令的正確性驗證。

五、設(shè)計說明書要求

課程設(shè)計說明書按學(xué)校統(tǒng)一格式撰寫和裝訂。課程設(shè)計報告要求打印,其中的數(shù)據(jù)通路框圖、微程序流程圖、實驗接線圖用VISIO等工具軟件繪制或用鉛筆工工整整繪制。

（1）封面（包括：題目、所在系、班級、學(xué)號、指導(dǎo)教師及時間等項，可到教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）（2）任務(wù)書（3）目錄

目錄要層次清晰，要給出標(biāo)題及頁次，目錄的最后一項是無序號的“參考文獻(xiàn)”。（4）正文

正文應(yīng)按目錄中編排的章節(jié)依次撰寫，要求計算正確，論述清楚，文字簡練通順，插圖清晰，書寫整潔。文中圖、表及公式應(yīng)規(guī)范地繪制和書寫。

正文是實踐設(shè)計報告的主體，具體由以下幾部分組成：

1）課程設(shè)計題目；

2）課程設(shè)計使用的實驗設(shè)備；

3）課程設(shè)計步驟（包括確定所設(shè)計計算機(jī)的功能和用途、指令系統(tǒng)、總體結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)通路、設(shè)計指令執(zhí)行流程、確定微程序地址、微指令代碼化、組裝、調(diào)試。）

4）課程設(shè)計總結(jié)（包括自己的收獲與體會；遇到的問題和解決的方法等）；

（5）附錄

附錄1：數(shù)據(jù)通路圖 附錄2：微程序流程圖 附錄3：實驗接線圖 附錄4：實驗程序及微程序

附錄5：參考文獻(xiàn)（資料）(格式規(guī)范參照長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)撰寫規(guī)范)

六、設(shè)計進(jìn)度安排 時間：

15、16周 講授：2課時 答疑及設(shè)計：26課時 上機(jī)調(diào)試：8課時 答辯：6課時

七、考核標(biāo)準(zhǔn)

課程設(shè)計的成績分為：優(yōu)秀：、良好、中等、及格、不及格五個等級。

優(yōu)秀：完成復(fù)雜模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)，指令系統(tǒng)完備有更新擴(kuò)充。調(diào)試成功。文檔規(guī)范齊全。良好：完成模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)，指令系統(tǒng)指令種類豐富有一定的更新。調(diào)試成功。文檔規(guī)范齊全。中等：完成基本模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)，在老師指導(dǎo)下對指令系統(tǒng)有更新。調(diào)試成功。文檔規(guī)范齊全。及格：完成基本模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)。調(diào)試成功。文檔規(guī)范齊全。不及格：沒有課程設(shè)計報告，無故缺勤，不能完成調(diào)試者不及格。