计算机组成原理课程设计桂林电子科技大学.doc

在桂林电子科技大学计算机科学与工程学院网络工程专业学生唐波的指导下，由陈智勇教师指导完成的《计算机组成原理课程设计》文档，详细阐述了如何设计一台嵌入式复杂指令集计算机（CISC模型计算机）。该课程设计的目标是通过实践深化对计算机基本组成和工作原理的理解，同时也检验学生将理论知识应用到实际问题解决中的能力。以下是该设计相关的知识点梳理。 1. 课程设计的背景和目的：课程设计是在计算机组成原理这门课程中重要的实践环节，旨在通过设计和实现一个简化版的CISC计算机模型，让学生理解计算机的基本工作原理和实现过程，包括CPU、存储器、输入输出系统等部件的设计，以及指令集的设计和实现。 2. 设计要求与任务：设计任务包括实现一个具有定长CPU周期和联合控制方式的嵌入式CISC模型计算机。学生需要自行选择实现方法，可以从四种不同的功能实现中选择，例如连续输入5个有符号整数，求最小负数的绝对值并输出显示。在设计中特别强调使用符号标志位（SF）和条件转移指令（如JS和JNS）。 3. 系统总体设计：文档中对CISC模型机系统进行了总体设计，介绍了计算机的基本组成部分和工作流程。其中，操作控制器的逻辑框图展示了指令寄存器、状态条、操作器、微地址寄存器、译码器、微命令存储器等关键部件及其相互之间的关系。 4. 指令系统和格式：设计的计算机指令系统包含了8条基本指令，如数据传送指令、算术指令、逻辑指令和控制指令等。每条指令都给出了指令助记符、格式、汇编符号以及指令功能，包括对寄存器和存储器的操作。 5. 微程序设计：微程序控制器是实现指令集的关键，文档中详细介绍了微指令的格式、微命令字段、P字段以及后继微地址的结构，并且设计了微指令代码表。微程序流程图用于描述如何通过微指令控制计算机的操作，实现各种指令的功能。 6. 实现方法：课程设计允许学生根据所学知识选择合适的实现方法，包括可能的硬件实现和软件仿真。实现方法的选择将直接影响最终设计的复杂性和效果。 7. 功能验证：设计完成之后，需要通过实际运行机器语言程序来验证所设计的计算机的功能。这通常涉及编写测试程序，确保所有指令按预期工作，满足设计任务的要求。 8. 设计的文档和参考：虽然文档中提到，“文档仅供参考，不当之处，请联系改正”，但这强调了设计过程中文档编制的重要性。一个清晰和准确的文档可以作为设计过程的重要参考，帮助他人理解和重复实现过程。 通过本次课程设计，学生不仅能够将计算机组成原理的理论知识与实际设计相结合，而且能够提高解决实际问题的能力，为进一步深入学习计算机科学打下坚实基础。