计算机原理课程设计

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1、计算机原理课程设计桂林电子科技大学计算机与控制学院2007年10月设计的内容、要求、操作原理及方法一、设计的题目和内容1.题目设计一台CISC模型计算机，并运行能完成一定功能的机器语言程序进行验证，程序功能可从以下3类中任选一个：A类（最高成绩为“优”）：●求1到任意一个整数N之间的所有奇数之和并输出显示，和为双字长说明：N从开关输入，和分两次输出，其间间隔约1秒钟，然后输出显示停止●求1到任意一个整数N之间的所有偶数之和并输出显示，和为双字长说明：N从开关输入，和分两次输出，其间间隔约1秒钟，然后输出显示停止●求两个

2、向量的点积并输出显示，和为单字长说明：向量分量的个数N及两个向量的所有分量均从开关输入，和从数码管输出，然后输出显示停止B类（最高成绩为“良”）：●求两个向量的和并输出显示，和为单字长说明：向量中分量的个数N及两个向量的所有分量均从开关输入，和分N次输出，其间间隔约1秒钟，然后输出显示停止●求两个向量的差并输出显示，和为单字长说明：向量中分量的个数N及两个向量的所有分量均从开关输入，差分N次输出，其间间隔约1秒钟，然后输出显示停止C类（最高成绩为“中”）：●让输出设备上的数码管加1计数；说明：计数的初值和循环的次数均从

3、开关输入，当计数结束时，输出显示停止●让输出设备上的数码管减1计数；说明：计数的初值和循环的次数均从开关输入，当计数结束时，输出显示停止●求1到任意一个整数N之间的所有偶数之和并输出显示，和为单字长说明：N从开关输入，和从数码管输出，然后输出显示停止★（范例）求1到任意一个整数N之间的所有奇数之和并输出显示，和为单字长说明：N从开关输入，和从数码管输出，然后输出显示停止2.完成的内容●完成系统的总体设计，画出模型机数据通路框图；●设计机器指令格式和指令系统；●设计微指令格式和所有机器指令的微程序流程图；●设计指令系统中

4、所有机器指令对应的微指令；●设计地址转移逻辑电路；●按总体设计，将控制存储器经锁存器74LS273、74LS175后的输出，即系统中所需的全部控制信号，连接到相应部件，如：运算器、存储器、输入开关、输出发光二极管、三态门。连接系统所需的时序信号，连接地址转移逻辑电路的输入与输出等等；●由给出的题目和设计的指令系统编写相应的汇编语言源程序；●根据设计的指令格式，将汇编语言源程序手工转换成机器语言源程序，并将其存入相应的主存地址单元；●输入机器语言源程序在主存的起始地址，单步或连续运行主存中的程序，观察输出显示，要保证其结

5、果满足题目的要求。二、本设计的基本要求正确设计机器指令的格式、指令系统、微程序流程图、微指令格式、微指令、地址转移逻辑电路、汇编语言源程序，正确连接系统中所需的全部控制信号线和时序信号线，保证在执行机器语言源程序时能根据指令的操作码和时序信号，产生正确的具有时间标志的控制信号，以便建立正确的数据通路，从而完成取指和执行指令的控制，最终使得程序运行输出的结果满足题目的要求。为了确实杜绝学生在计算机原理课程设计中硬件设计和软件设计的抄袭现象，真正达到锻炼学生实际动手能力的目的，现作如下要求：(1)学生到实验室做课程设计前，

6、必须按要求设计好所有指令的指令格式、微程序流程图、微指令列表、汇编语言源程序、机器语言源程序。验收通过后，由指导教师签字，并附在正式的课程设计报告后一同上交；(2)学生可根据自己的实际情况选择不同难度的题目进行设计，也可以先做简单的，验收通过后再做难度较大的题目；(3)学生在实验室进行课程设计期间，不允许相互讨论或现场指导。理论上有什么不清楚的或实验台确有故障的可向指导教师咨询。但若是自己在连线或设计时产生的错误，教师将不予解答，留给学生自己分析故障的原因，找出解决的方法。(4)每个人验收时，教师将会根据学生所做的题目

7、涉及到的理论知识及可能出现的故障现象提出3～5个问题，以检查学生实际掌握知识的情况。三、课程设计的具体步骤（以C类的最后一个题目为范例）1.编写满足功能的汇编语言源程序；汇编语言源程序：INR0功能：从开关输入任意一个整数--->R0MOVR1,1将立即数1--->R1(R1用于存放参与运算的奇数)MOVR2,0将立即数0--->R2(R2用于存放累加和)L1:CMPR0,R1将R0的整数n与R1的奇数进行比较JBL2小于,则转到L2处执行ADDR1,R2否则,累加求和;并将R1的内容加2,形成下一个奇数INCR1IN

8、CR1JMPL1跳转到L1处继续执行L2:OUTR2输出累加和JMPL2循环显示2.确定指令格式和指令系统；■为了完成求和功能，本系统设计了八条指令：IN(输入)，MOV（将一个数送入寄存器），CMP（比较），JB（小于跳转），ADD(两数相加)，INC（自增1），JMP(无条件跳转)，OUT(输出)。这些指令的指令格式如下：（1