计算机组成原理 - 基于 MIPS 指令系统的处理器设计

HIT计组 CISC大作业 本资源摘要信息是关于计算机组成原理的课程报告，主题是复杂模型机设计实验。该报告涉及到计算机组成原理的多个方面，包括处理器功能、指令系统、数据寻址方式和微程序设计等。 1. 处理器功能及指令系统定义 模型机规定采用无符号数表示数据，字长为８位，8 位全用来表示数据（最高位不表示符号），数值表示范围是： 0≤X≤28－1。指令系统共有 15 条基本指令，包括运算类指令、控制转移类指令和数据传送类指令。运算类指令包含三种运算，算术运算、逻辑运算和移位运算，设计有 6 条运算类指令，分别为：ADD、AND、INC、SUB、OR、RR。控制转移类指令有三条 HLT、JMP、BZC，用以控制程序的分支和转移。数据传送类指令有 IN、OUT、MOV、LDI、LAD、STA 共 6 条，用以完成寄存器和寄存器、寄存器和 I/O、寄存器和存储器之间的数据交换。 2. 指令格式 所有单字节指令（ADD、AND、INC、SUB、OR、RR、HLT 和 MOV）格式如下：其中，OP-CODE 为操作码，RS 为源寄存器，RD 为目的寄存器。IN 和 OUT 的指令格式为：其中括号中的 1 表示指令的第一字节，2 表示指令的第二字节，OP-CODE 为操作码，RS 为源寄存器，RD 为目的寄存器，P 为 I/O 端口号，占用一个字节。LDI 指令为立即寻址，LAD、STA、JMP 和 BZC 指令均具备直接、间接、变址和相对寻址能力。 3. 数据寻址方式 系统设计五种数据寻址方式，即立即、直接、间接、变址和相对寻址。LDI 指令为立即寻址，LAD、STA、JMP 和 BZC 指令均具备直接、间接、变址和相对寻址能力。 4. 微程序设计 微程序设计结合 TDX—CMX 实验系统复杂模型机结构，给出微程序流程图和二进制代码表。微程序二进制代码表如下： 地址 十六进制表示高五位 S3-S0A 字段 B 字段 C 字段 UA5-UA0 0000 00 010000000000000000000000010100 6D 430000000001101101010000110310 ... 本资源摘要信息对计算机组成原理的相关知识点进行了详细的解释和分析，为读者提供了详细的参考资料和学习资源。

通过本次实验，将老师在课堂上讲解的曲线和曲面算法进行具体代码的实现，算法实现过程中遇到了一些问题，比如使用不同算法进行曲线绘制的时候，对于控制点和顶点的初始化把握不是很好，一开始实现了算法想定义一些点进行测试，结果绘制的效果不是很理想，通过百度查询以及搜索相关的资料，结合自己所写的代码，最终解决了问题并且可以实现交互式绘制曲线，曲面的绘制是在曲线的绘制基础上进行的，所以在实现的各个算法的曲线绘制后，通过复习老师上课讲的曲面绘制算法，也是成功完成了实验，但是一开始感觉绘制的曲面不好看，看到了曲面的光照处理，加以运用到代码当中去，这样使得曲面的效果更加好看。

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通过本次实验，将老师在课堂上讲解的正交投影和透视投影进行具体代码的实现，如怎么利用OpenGL的函数绘制三维立方体，如何利用鼠标拖动调整观察姿态和位置，通过深入学习进而得以实现立方体的正交投影和透视投影。

通过本次实验，将老师在课堂上讲解的直线段裁剪算法进行具体代码的实现，第一次实验的扩展题目中，已采用了编码法进行直线段裁剪的算法来实现，所以本次实验中我重点研究的是NLN直线段裁剪算法，因为这个算法是对编码法裁剪线段的一个优化算法，在判断线段所属区域来降低求交次数。