《计算机组成原理课程设计》任务书
实验目的：
(1) 通过微程序的编制、装入、执行，验证微程序控制器控制的工作方法。观察微程
序的运行过程，为进行简单模型计算机实验做准备。
(2) 通过实验分析简单模型机结构，了解计算机工作原理。掌握计算机微程序控制器
的控制方法，掌握计算机指令执行过程。
(3) 深入了解计算机各种指令的执行过程，以及控制器的组成，指令系统微程序设计
的具体知识，通过在简单模型计算机基础上设计新的5条机器指令，以提高学生对计算机机器指令理解，锻炼学生自己动手设计模型计算机机器指令的能力。
二、 实验说明：
要进行这项大型实验，必须清楚地懂得： （1）模型机的功能部件及其连接关系；
（2）模型机每个功能部件的功能与具体组成； （3）模型机支持的指令格式； （4）模型机的微指令格式；
（5）已实现的典型指令的执行实例，即相应的微指令与其执行次序的安排与衔接； 三、 实验内容：
（1） 完成总线数据传输控制实验。 （2） 完成简单模型计算机实验。 （3） 完成机器指令设计实验。可选择其中一项任务 任务之一：
在模型机上实现以下功能：
a) 每次输入2个数，将这2 个数相加，其和依次存入存储器地址为20H开始的
3个单元，并送LED显示输出，以上操作循环执行3次后停机。
b) 其中：设R0为循环计数器、R1为累加器、 R2为变址寄存器，Ri就是R2 c) INPUT DEVICE和OUTPUT DEVICE的端口地址皆为00H。 任务之二：
在模型机上实现以下功能：
对输入开关上的数据和存储器某一单元中的数据进行加法操作，结果累计在存储器某一单 元中，当累计值大于256时转而进行减法操作，即把此存储器单元中的值减去输入开关上的数据，结果送同一存储器单元，当操作结果小于0时再转而进行加法操作，使用显示灯上出现数据连续加，然后连续减，减到0时再连续加。这样连续加民、减直到拔动CLR结束程序运行为止。 任务之三：
1、分析手动装入程序代码时，为什么必须要在微地址显示灯显示“”时，才从开关上置入指令代码？同时，在手动校验时，为什么只有当微地址显示灯显示“”时，发光管上显示的内容才是内存的数据？
2、若将OUT指令的操作码改为0101，则微程序必须做什么样的修改？ 3、在微程序流程图上，最多还可以添加几条机器指令？
四、实验要求：
（1）根据实验内容完成各指导书中的实验数据的结果、分析和总结。 （2）要求自行设计相关指令微程序；（务必利用非上机时间设计好微程序） （3）设计测试程序、实验数据并上机调试。 一、
（4）设计报告内容：
包括1）、设计目的；
2）、实验内容和与之相关的逻辑结构图（可参考表1-8、9；表2-1；表2-15；表2-16、17、18；表2-21）；和（图2-15、3-1）。
3）、微程序设计（含指令格式、功能、设计及微程序） 4）、实验数据（测试所设计指令的程序及结果）。 （5）大型实验报告必须打印成册，
备注：1.各班每2人一组,可自由组合但要固定,各班班长将各组组号及学生名单于第一次上机
时上报指导教师；
2.各班学生须严格按照规定的时间上机,不得无故缺席、迟到早退，指导教师会严格考
勤。
指导教师：付峰、张芳 2012年12月28日
计算机组成原理实验报告
一、
实验目的：
1通过微程序的编制、装入、执行，验证微程序控制器控制的工作方法。观察微程序的运行过程，为进行简单模型计算机实验做准备。
2通过实验分析简单模型机结构，了解计算机工作原理。掌握计算机微程序控制器的控制方法，掌握计算机指令执行过程。
3深入了解计算机各种指令的执行过程，以及控制器的组成，指令系统微程序设计的具体知识，通过在简单模型计算机基础上设计新的5条机器指令，以提高学生对计算机机器指令理解，锻炼学生自己动手设计模型计算机机器指令的能力。 （1） 完成总线数据传输控制实验。 （2） 完成简单模型计算机实验。 （3） 完成机器指令设计实验。
二、 实验内容和与之相关的逻辑结构分析图
三、 程序设计（含指令格式、功能、设计及微程序）
（1） 无借位减。
①指令助记符：SUB DR , [ADDR]。 SUB：无借位减记忆符
DR：通用寄存器号（R3、R2、R1、R0之一） ADDR：存储器直接地址，范围为00H-FFH ②指令格式：二字节指令
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 1 1 0 1 0 1 D R ADDR 指令第一字节的I7，I6=11约定值，I5，I4，I3，I2=0101指令编号，编排在实验八已有的5条指令之后。 ③指令功能：（ADDR）-（DR）→DR，影响Cy，Zi标志位。
指令功能说明：存储器直接地址ADDR中内容减去寄存器SR中的内容，进位标志Cy不参加运算，结果送寄存器SR，当（ADDR）小于（DR）时，Cy=1，当（SR）等于（DR）时，Zi=1。
④微指令执行流程图 35H
PC→AR,PC+1→PC 功能解释：指令计数器内容送地址寄存器，指令计数器加1 24位微码：110 111 000 1 0 DC403D 3DH RAM→AR 功能解释：存储器内容（指令第二字节）送地址寄存器 24位微码：110 000 010 0 0 C1003E 3EH RAM→DA1 功能解释：存储器内容送第一操作数寄存器 24位微码：001 000 010 0 0 21003F 3FH DR→DA2 功能解释：通用寄存器内容送第二操作数寄存器 24位微码：010 100 000 0 0 40H
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