計算機組成與結構課程設計

目錄引言 - 1 -

第1章概述 - 2 -

第2章實驗計算機的研製 - 3 -

2.1 課程設計任務 - 3 -

2.2 課程設計內容 - 3 -

2.3 參考資料 - 4 -

2.4 課程設計的基本步驟 - 4 -

2.4.1 實驗計算機的設計 - 4 -

2.4.2 設計整機邏輯框圖 - 5 -

2.4.3 設計指令系統 - 6 -

2.5 確定微操作控制訊號及其實現方法 - 7 -

2.5.1 運算器模組(alu) - 7 -

2.5.2暫存器堆模組（reg） - 7 -

2.5.3 指令部件模組（1-pc） - 7 -

2.5.4 記憶體模組(mem) - 7 -

2.5.5 匯流排緩衝模組(bus) - 8 -

2.5.6 啟停和時序模組(r-p) - 8 -

2.5.7 微程式控制模組(mpg) - 8 -

2.6 設計微指令格式 - 10 -

2.7 確定微程式控制方式 - 12 -

2.7.1 確定微程式入口位址形成方法 - 12 -

2.7.2 確定控存的順序控制方法 - 13 -

2.8 編寫各指令的微程式 - 13 -

2.9 設計實驗接線表 - 13 -

2.10 編寫除錯程式 - 14 -

2.11 編寫應用程式 - 14 -

第3章實驗計算機的組裝 - 15 -

3.1 器件排列 - 15 -

3.2 訊號連線 - 15 -

3.3 實驗接線板安裝 - 15 -

第4章實驗計算機的除錯 - 16 -

4.1 除錯準備 - 16 -

4.1.1測控制台復位功能 - 16 -

4.1.2 測控制抬啟動功能 - 16 -

4.1.3 輸入微程式 - 16 -

4.1.4 輸入程式 - 16 -

4.2 程式除錯 - 16 -

結論與展望 - 17 -

致謝 - 18 -

參考文獻 - 19 -

計算機是資訊世界最重要的產物，因為有了計算機，使的整個世界各行各業都比未使用計算機時提高幾個檔次。

21世紀是資訊的時代，以計算機為核心的資訊科技是21世紀科技發展的大趨勢。計算機組成原理是電腦科學與工程技術所學專業的一門核心課程，它的特點是知識面廣、內容多、難度大、更新快，在基礎課與專業課之間起著承上啟下的重要作用。因此，計算機組成原理的學習就顯得猶為重要。

學習的理論知識歸根到底是為了用於實踐。計算機組成原理課程設計是將所學的計算機組成原理的理論知識運用於實踐，使我們對書本上抽象空洞的理論知識知識更加了解，有乙個新的認識。並能夠提高動手設計實驗計算機的能力，為我們以後的實踐打下基礎。

本次課程設計利用fd－ces實驗儀提供的硬體資料（功能模組、控制台及外設等），按照設計、組裝、除錯等步驟研製一台微程式控制的實驗計算機。fd-ces是一台多功能的計算機實驗裝置，它提供了構成計算機的基本功能模組和鍵盤、印表機兩種外設，提供了智慧型化控制台供實驗者**化除錯執行實驗計算機，還提供了聯接pc機除錯執行實驗計算機的軟硬介面。

由於實驗計算機的研製中，硬體資料都已提供，並不需要再另行設計。因此，本次課程設計最關鍵的設計是微程式的設計。根據軟體工程的思想，做系統一定要有次序和對系統做總體把握。

因此，本次實驗計算機的研製仍然通過標準化的步驟進行設計。

1.1 論述

如今,計算機的應用無處不在，不論是科研單位和企業,大部分的事情都有計算機來完成.現在,計算機的普及率已經在超出人們想象的速度發展,個人電腦使用已經成為新的時尚.

1.2 課題意義

電腦科學與技術是一門實踐性很強的學科，與科學實驗在現實世界中的作用類似，實踐環節在計算機科學技術中的作用十分明顯。課程設計補充了課堂教學的不足，可對理論學習的結果進行認真分析和驗證，增強學生在方法說上的技能，培養學生分析問題解決問題的能力。通過本次課程設計知道計算機組成原理的現實運用，為以後工作打下基礎。

1.3 主要內容

本課題解決的問題是研製一台效能有所要求的簡單實驗計算機。

1.4 最終目的

研製的計算機將記憶體某一單元內容(非零)擴大4倍後存入另乙個單元(程式自編).

利用 fd—ces 實驗儀提供的硬體資源（功能模組、控制台及外設等），按設計、組裝、除錯等步驟研製一台微程式控制的實驗計算機。

題四：研製一台效能如下的實驗計算機。

（1）不使用外設。

（2）運算器採用多累加器結構。

（3）運算元定址方式有：

直接位址定址

立即數定址

暫存器直接定址

（4）指令系統如下8條指令組成：

表 2-1 指令系統

(5) 能執行將記憶體某一單元內容（非零）擴大4倍後存入另乙個單元（程式自編）。

〈〈計算機組成與結構〉〉實驗指導書。

整個課程設計的過程分為三個階段：設計、組裝、除錯。

確定設計總要求：

（1）本次實驗不使用外設。

（2）運算器採用多累加器結構。

（3）能執行將記憶體某一單元內容（非零）擴大4倍後存入另乙個單元（程式自編）。

（4）實驗計算機指令系統規模：

（5）微操作控制訊號的實現方法

直接位址定址

立即數定址

暫存器直接定址

圖 2-1 整機邏輯框圖

表 2-2 指令格式設計表

計算機組成與結構課程設計

計算機組成課程設計要求

計算機組成原理課程設計

計算機組成原理課程設計

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