计算机硬件课程设计--简单模型机设计
计算机硬件综合课程设计报告
简单模型机设计 一、设计要求 硬件：TDN-CM+计算机组成原理实验系统一台，PC机一台，排线若干，串口线一根。 软件：CMP软件 二、设计目的 1.通过对一个简单计算机的设计，对计算机的基 本组成、部件的设计、部件间的连接、微程序控制器的设计、微指令和微程序的编制与调试等过程有更深的了解，加深对理论课程的理解。 2.通过这次课程设计，建立整机的概念，对程序 进行编辑，校验，锻炼理论联系实际的能力。 3.通过本次课程设计熟悉和训练设计思路与实 现方法。 4.通过本次课程设计锻炼团队合作的能力和团 队问题的解决。
三、设计电路及连线 设计电路及连线实验图如下图1-1所示。 图1-1 简单模型机连线图 四、设计说明 本次课程设计将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器
来完成，CPU 从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。 本次课程设计采用五条机器指令：IN （输入）、ADD （二进制加法）、STA （存数）、OUT （输出）、JMP （无条件转移），其指令格式如下（前4位为操作码）： 助记符 机器指令码 说 明 微程序入口地址 IN 0000 0000 “INPUT DEVICE ”中 10 的开关状态→R0 0001 0000 ×××× ×××× R0+[addr]→R0 11 0010 0000 ×××× ×××× R0→[addr] 12 0011 0000 ×××× ×××× [addr]→BUS 13 0100 0000 ×××× ×××× addr →PC 14 ADD addr STA
洛阳理工学院实验报告 系别 计算机与信息工程学院 班级 学号 姓名 课程名称 计算机组成与系统结构 实验日期 实验名称 实验八 模型计算机设计 成绩 实验条件: 1、 DJ-CPTH 超强型组成原理实验箱 2、 PC 机一台 实验要求： 设计模型计算机，并利用CPTH 实验仪的上位机软件控制该模型计算机，实现模型机的数据传送功能。 实验目的： 1、掌握微程序控制模型计算机的基本工作原理和设计方法。 2、掌握微程序存储器uM 的控制方法和上位机软件的使用方法。 实验步骤： (1)运行CPTH ，新建文件。 (2)录入下表中第3列，保存为EX1.ASM 。 (3)单击菜单“汇编”的“汇编下载”。 (4)按“单步”运行，观察A /R0/ R1的变化，记录变化情况。 (5)按“复位”。 (6)按“单步”运行，打开“跟踪”标签，观察微程序和微地址变化，按下表记录变化情况，并填写每一步的功能。 程序地址 机器码 机器指令 功能 00 01 7C 12 mov a,#12h 传送12H 到A 02 80 mov r0,a 传送12到R0 03 81 mov r1,a 传送12到R1 04 05 7C 1E mov a,#30 传送30到A End
状态PC EM IR 微程序功能 T0 01 7C 7C CBFFFF 取出00号单元指令，打入IR T1 01 7C 7C C7FFF7 传送12H到A T0 03 80 80 CBFFFF 取出02号单元指令，打入IR T1 03 80 80 FFFB9F 传送12H到R0 T0 04 81 81 CBFFFF 取出03号单元指令，打入IR T1 04 81 81 FFFB9F 传送12H到R1 T0 05 7C 7C CBFFFF 取出04号单元指令，打入IR T1 05 7C 7C C7FFF7 传送30到A T0 07 00 00 CBFFFF 取出结束指令，同时结束运行实验过程如图所示：
系统分析师辅导：工作流管理系统体系结构设计 摘要：工作流管理系统将最终成为覆盖于各类台式机与网络操作系统之上的业务操作系统，但工作流技术目前还不够完善。作者在深入研究了工作流管理联盟提供的工作流管理系统模型和各大主流工作流管理系统的基础上设计了一套功能全面的工作流管理系统体系结构。本文主要从该体系结构的三个层次深入介绍了该系统结构。 关键词：工作流管理系统、业务操作系统、软件体系结构、业务建模 1、引言 在一个组织内部存在着两种信息：一种是数据信息，另一种是业务信息。在组织之间也同样存在着两种信息：一种是数据信息，另一种是业务往来信息。如果这两种信息用计算机系统来管理，前一种属于组织内部的信息系统，后一种属于B2B电子商务系统。目前对数据信息的计算机管理系统（即：数据库管理系统）经过多年的发展已经成熟。对业务过程的计算机管理系统由于比较复杂，可变因素较多，难度大，因此发展还不成熟。工作流技术作为现代组织实现过程管理与过程控制的一项关键技术，为组织的业务处理过程提供了一个从模型建立、管理到运行、分析的完整框架。同时，工作流管理系统（Workflow Management System ,WFMS）通过一套集成化、可互操作的软件工具为这个框架提供了全过程的支持。Thomas Koulopoulos曾预言：工作流管理系统将最终成为覆盖于各类台式机与网络操作系统（如：Windows,Unix,Windows NT）之上的业务操作系统BOS（Business Operating System）,它将带来操作系统的一次革命。但是目前工作流技术无论从理论上还是从实践都还不够完善，要实现Thomas Koulopoulos的预言可能还需有一段路要走。本文主要介绍了由作者独立设计一套工作流管理系统体系结构，以供工作流技术爱好者参考。 2、工作流管理系统的基本概念 顾名思义，工作流就是工作任务在多个人或单位之间的流转。在计算机网络环境下，这种流转实际上表现为信息或数据在多个人之间的传送。工作流管理联盟( Workflow Management Coalition ，WfMC)对工作流的定义是：“业务过程的部分或全部在计算机应用环境下的自动化”。她所要解决的主要问题是，“使在多个参与者之间按照某种预定义规则传递的文档、信息或任务的过程自动进行，从而实现某个预期的业务目标，或者是促使此目标的实现”。 工作流管理系统就是通过管理一序列的工作活动以及相关人员、资源、信息技术资料来提供业务处理程序上的自动控制。工作流管理系统通过计算机软件来定义、管理和执行工作流程。在工作流管理系统中计算机运用程序的执行顺序是由工作流逻辑的计算机描述来驱动的。她的主要目标是对业务过程中各步骤(或称活动、环节)发生的先后次序，以及同各个步骤相关的人力、资源、信息资料的调用等进行管理，从而实现业务过程的自动化。当然这种管理可能会在不同的信息及通信环境下实现，所涉及的范围可以小至一个只有几人的工作组，也可以大到政府、企业组织各个机构之间。工作流管理系统将人员、组织结构、设备资源、信息源（如数据库、文件系统、电子邮件、计算机辅助设计工具等）整和成一个整体。这样，工作流管理系统就成为了一个理想的用来收容业务逻辑的业务知识仓库，并给予业务逻辑一个易操作易控制的界面。 工作流管理系统的最大优点就是实现具体应用逻辑和过程逻辑的分离，实现在不修改具体功能的情况下，通过修改业务流程模板来改变系统的功能，完成对组织生产经营过程的部
工作流系统需求分析 业务过程描述： 工作流是一种反映业务流程的计算机化的、实现经营过程集成与经营过程自动化而建立的可由工作流管理系统执行的业务模型。工作流起源于生产组织和办公自动化领域，其目的是将现有工作分解，按照一定的规则和过程来执行并监控，提高效率，降低成本。 下图是用户使用工作流系统的业务过程：
业务模型描述：
系统组成： 工作流管理系统由客户端、流程定制工具、流程监控与管理和工作流运行服务四个部分组成，下图是系统构件图： 系统功能划分： 工作流管理系统是指运行在一个或多个工作流引擎的软件上用于定义、实现和管理工作流运行的一套软件，从用户建模的过程来看在建立阶段功能主要是工作流过程和相关活动的定义和建模，在运行阶段包括运行流程的监控、管理以及执行过程中的人机交互等。 工作流管理系统由流程定制工具、流程监控与管理、工作流运行服务和客户端交互四个部分组成，整个系统的使用者可以分为四种：系统管理员、流程设计人员、流程管理人员、普通用户。 下图是整个工作流管理系统的顶层用例：
第一部分流程定制工具 本部分主要完成企业信息流中业务过程的图形化建模，定制工具提供丰富的图形化元素、简单易懂的建模方法以及完善的模型管理方式。 流程定制用例图：
打开流程模型 参与者：流程设计者。 前置条件：流程定制工具已经打开。 后置条件：被选择的流程模型中的内容被展开。 步骤序列： 1．打开流程模型列表或新建流程模型文件。 2．选择流程模型文件名称。 3．展开流程模型中的设计内容。 保存流程模型 参与者：流程设计者。 前置条件：某个流程模型已经被打开，并且被修改。 后置条件：修改过的流程模型存到了物理文件中。 步骤序列： 1．保存流程模型到物理文件中。 删除流程模型 参与者：流程设计者。 前置条件：拥有可被删除的流程模型。 后置条件：选中的流程模型被删除。 步骤序列： 1．用户打开流程模型列表。 2．用户选择想要删除的流程模型。 3．系统删除选中的流程模型。 导入导出流程模型 参与者：流程设计者。 前置条件：拥有可被导入的文件或导出的流程模型。 后置条件：流程模型被导出成文件或模型文件被导入到设计系统成为流程模型。 步骤序列： 1．用户打开可被导入文件列表或设计工具中的流程模型列表。 2．用户选择将被导入的流程文件或选择将被导出的流程模型。 3．系统把导入文件生成流程模型或把导出流程模型生成流程文件。 流程发布 参与者：流程设计者。 前置条件：拥有设计完成并可供发布的流程模型。 后置条件：流程模型被发布并可通过客户工具执行。 步骤序列： 1．用户打开流程模型列表。 2．用户选择发布的包或流程。 3．用户选择发布的运行服务器。 4．用户形成发布版本。
题目：模型计算机系统的设计与实现学生姓名： 学院： 班级： 指导教师： 2010年1 月8 日
内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书 课程名称：计算机组成与结构课程设计学院：信息工程学院班级：计07-_3班__ 学生姓名：武宝全 _ 学号： 200710210023 指导教师：董志学王晓荣邢红梅
摘要 本次课程设计要求设计实现一个简单8位模型计算机系统，包括用可编程器件实现的运算器，微程序控制器，存储器,简单输入／输出接口和设备,时序和启停控制等电路。通过自己定义的一套指令系统，主要实现算术A加B,A+/B运算,逻辑A·B,置B运算，输入指令，输出指令和存储器存数指令。由微程序控制器按照微指令格式给出下地址，并将结果存入存储器。用Protel电路设计软件画出所设计的模型机系统的电路原理图，包括运算器，微程序控制器，存储器、简单输入／输出设备、时序和启停等电路。用可编程器件EPM7123实现运算器，并借助MAXPLUSII软件实现其功能。在QDKJ－CMH－CPLD试验平台上调试并进行验证。 关键字：微程序、控制器、存储器、
引言 通过俩周的组成与结构设计，设计一个8位模型计算机系统，包括用可编程器件实现的运算器，微程序控制器，存储器,简单输入／输出接口和设备,时序和启停控制等电路。设计工作是在之前的验证实验基础之上完成的，通过自己的思维，实现微程序机的一些基本的逻辑运算。根据现有的二进制指令系统，条件为模型计算机系统为8位模型机，运算器为8位运算器，数据总线和地址总线都为8位，输入设备为8位开关，输出设备为8位发光二级管指示灯。在现有的芯片内烧制自行设计的微指令，达到在输入一个数据后自加，减一，实现自行跳转。 在设计完成后，再输入数据04后得出07的结果，并实现跳转。
课程设计（大作业）报告 课程名称：计算机组成原理 设计题目：基本模型机设计与实现 院系:信息技术学院 班级:计算机科学与技术3班 设计者： 学号： 指导教师：________________________________ 设计时间： 昆明学院 信息技术学院 课程设计（大作业）任务书 姓名：院（系）：信息技术学院 专业：计算机科学与技术学号：课程设计题目：基本模型机设计与设计课程设计要求： 本课程设计以ZYE1603E计算机组成原理及系统结构教学实验系统为平台，设计完成。 1. 按给定的数据格式和指令系统，设计一个微程序控制器。 2. 设计给定机器指令系统以及微程序流程图，按微指令格式写出微程序的为指令代码。 3. 连接逻辑电路完成启动、测试、编程、测试、效验和运行，并观测运行过程及结果。 4. 将微程序控制器模块与运算器模块，存储器模块联机，组成一台模型计算机。 5. 用微程序控制器控制模型机的数据通路。 6. 通过在模型机上运行由机器指令组成的简单程序，掌握机器指令与微指令的关系， 建立计算机整机的概念，掌握计算机的控制机制。 7. 按指定的应用项目进行汇编指令格式及功能设计，并设计相应的机器指令代码，按照模型机数据通路设计实现机器指令功能的微程序。在PC机上编辑机器指令和微程序, 装载代码到ZYE1603B实验系统并运行，实现应用要求。 工作计划及安排：
2017年6月19日上午：集中进行课程设计题目的讲解和分解，提出学生需要掌握的硬件和软件方面的知识和要求；以及在课程设计期间的安全和纪律要求，熟悉开发环境 （ZYE1603B （4401 机房）。 2017年6月19日下午：查阅资料、确定题目，了解各人（小组）设计安排，就设计过程进行集中讲解，解决设计过程存在的问题。 2017年6月20日~6月22日：在机房进行系统的设计。 2017年6月23日上午：分组讨论，进行交流，了解学生的掌握情况，对本周的学习情况进行总结，对后续的设计提出要求；对存在的问题进行分析和解决。（机房）。 2017年6月23日下午：答辩，成绩评定。 指导教师签字_________________ 2017年6月19日
简易工作流设计模型 一、工作流简介 (2) 二、工作流设计思路 (2) （一）工作流整体结构图 (2) 1．业务说明 (2) 2．工作流整体结构图 (2) （二）流程分类和流程实例设计 (3) 1．业务说明 (3) 2．界面设计 (4) 3．后台表-流程分类表 (4) 4．后台表-流程模板表 (5) 5．备注说明 (5) （三）自定义流程表单设计 (5) 1．业务说明 (5) 2．界面设计 (6) 3．后台表-模板表字段表 (6) 4．备注说明 (7) （四）流程步骤定义 (7) 1．业务说明 (7) 2．界面设计 (7) 3．后台表 (8) 4．后台表关系 (8) 5．备注说明 (8) （五）流程实例发起 (9) 1．业务说明 (9) 2．界面设计 (9) 3．后台表 (10) 三、结语 (11)
一、工作流简介 工作流是指一类能够完全自动执行的经营过程，根据一系列过程规则，将文档、信息或任务在不同的执行者之间进行传递与执行。 二、工作流设计思路 （一）工作流整体结构图 1．业务说明 整个工作流后台结构设计图，包含表单设计、流程设置、流程实例发起三个主要部分的后台表结构设计。 2．工作流整体结构图 见下
（二）流程分类和流程实例设计 1．业务说明 建立流程时候，需要先将流程进行分类，便于权限控制和梳理流程的层级关系；另外每个流程实例的数据，需要保存在流程实例表中进行区分（不同的流程实例对应的数据结构不一样，每条流程实例的实例数据也不一样）
2．界面设计 3．后台表-流程分类表 select * from xSYS_TableDefs where xHolderGUID='{00000000-0000-0000-0000-000000000000}'
目录 1模型机设计方案及步骤 (2) 1.1设计方案 (2) 2指令格式 (4) 2.1指令格式 (4) 2.2指令集 (5) 3数据通路 (6) 4指令操作流程 (6) 5微操作控制信号的逻辑表达式 (14) 6微信号简化 (18) 7微信号电路图 (18) 8模型机微控制信号连线图 (19) 9总结与体会 (20) 10附录 (21)
模型计算机的设计 1模型机设计方案及步骤 1.1设计方案 本次课程设计主要任务是设计一模型计算机并利用组合逻辑控制器或微程序进行设计，且至少实现4条CPU指令（从ADD，SUB，XOR，AND，OR中选择）。 在此我选择使用组合逻辑控制器（硬连线）方式设计，并实现ADD，SUB，AND，OR四条指令。 四条指令意义如下： ADD数学计算两个数的和 SUB数学计算两个数的差 AND逻辑运算两个数的并 OR逻辑运算两个数的或 对于以上设计的理由如下： 1.对于方式的选取我们选取硬连线实现，因为此次我们设计的模
型机较为简单，而且采用元件较少，我们采用硬连线可以使用最少的元件从而取得较高的操作速度。 2.对于字长的选取，多方面考虑后，基于资源和设计的需要可以采用八位字长。由于共有四条指令，为了满足选取所以选取其中2位作为OP操作，由于在对数的操作中不仅涉及到对数据的存储还会牵连到指令的操作，在此指令的操作有四条指令所以必须有四个储存单元，加上存储数据的一个单元，一共需要五个单元，再由于计算机存储字长值的限制，选不出5个存储单元的字长。所以至少为3位，其中给出的是8个存储单元，对于寄存器，只有一个数据需要存储，所以1位就行了，但是考虑到计算机存储的限制，所以我们可以把后3位扩展给它。所以共有8位。其中3位表示内存单元地址，用3位表示寄存器编号。加上两个必须的寄存器，其中寄存器有R0、R1、PC、IR。 3.对于内存的选取我们在实际过程中买不到这么小的内存，所以实际操作中可以将前几位置零（接地），用后几位表示即可。 最终根据以上理由我们规定它有8位的数据线D[7：0]，执行4条指令，每条指令的长度为1byte，因而它有6位的地址线A[5：0] 。它可以存取的存储器为64byte（1byte=8bits） 我们为该CPU定义以下寄存器：
计算机组成原理课程设计 一、基本要求：设计一台模型计算机 具体内容： 1. 数据格式和指令系统 2. 数据通路 3. 时序系统 4. 微指令格式 5. 微程序控制器 6. 微程序流程图 7. 微程序代码表 二、模型机设计 1. 数据格式和指令系统的约定 1) 数据格式 模型机规定采用定点补码表示法表示数据，且字长为8位，其格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 0 其中: 第7位为符号位，数值表示范围是：-1≤X＜1。 2) 指令系统 模型机设计四大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令（9条）、I／O指令（4条）、访内及转移指令（2条）和停机指令（1条）。 因为指令系统共16条指令，所以操作码是4位。 由于模型机机器字长为8位，故设计单字长指令和双字长指令供使用。 (1) 算术逻辑指令 设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 0 其中，OP-CODE为操作码，Rs为源寄存器，Rd为目的寄存器，并规定：9条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式。
(2) 访内指令及转移指令 模型机设计2条访问指令，即存数(STA)、取数(LDA)，2条转移指令，即无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移指令(BZC)，指令格式为： 7 6 5 4 3 2 1 0 其中，OP-CODE为操作码，Rd为目的寄存器，D为位移量(正负均可)，X为寻址方式，其定义如下： (3) 输入输出指令 格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 0 其中，addr=01 时，选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为入设备，addr=10时，选中“OUTPUT DEVICE”中的数码快作为输出设备。 (4) 停机指令 格式如下： 7 6 5 4 3 2 1 0 这类指令只有一条，即停机指令HALT (5) 模型机指令系统
工作流系统设计手册 一、引言 工作流管理是目前被业界广泛应用并迅速发展的技术，它的主要功能是使业务处理过程自动化，协调人和各种应用程序的工作。工作流管理系统（Workflow Management System，简称：WfMS）以企业业务过程为核心，结合了计算机支持协同工作以及企业信息系统的相关技术，立足于过程自动化，着眼于整体效率的提高。随着计算机软硬件技术的发展，特别是Internet 和Intranet的迅速普及，工作流管理系统的应用范围已不仅仅限于传统办公环境（如保险、银行、法律、行政管理等）和工业制造中，而且逐渐扩展到企业应用环境中。 1993年成立的工作流管理联盟（Workflow Management Coalition，简称：WfMC）给出了一系列工作流的规范。其主要概念有： 工作流 工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程，它根据一系列过程规则，文档信息或任务能够在不同的执行者之间传递与执行。 工作流是一种反映业务流程的计算机化的模型，实现经营过程集成与经营过程自动化而建立的可由工作流管理系统执行的业务模型。 工作流管理系统
它是一个软件系统，完成工作流的定义和管理，并按照在计算机中预先定义好的工作流逻辑推进工作流实例的执行。并监控其工作状态。工作流管理系统可称为企业的业务操作系统。（Business Operating System，简称：BOS） 工作流系统参考模型 有关工作流管理联盟更详细的规范请参见https://www.doczj.com/doc/622077993.html, 二、JU工作流管理系统 根据国际工作流管理联盟的标准模型，实现了过程定义工具、工作流执行服务（工作流机）、工作流管理工具以及工作流客户应用（人工动作）和供工作流执行服务（工作流机）直接调用的应用（自动化动作）。 人工动作必须与表单绑定。表单提供了人机交互的工作界面，而表单的后面是标准通用的关系型
工作流系统需求分析及设计 业务过程描述： 工作流是一种反映业务流程的计算机化的、实现经营过程集成与经营过程自动化而建立的可由工作流管理系统执行的业务模型。工作流起源于生产组织和办公自动化领域，其目的是将现有工作分解，按照一定的规则和过程来执行并监控，提高效率，降低成本。 下图是用户使用工作流系统的业务过程：
业务模型描述：
系统组成： 工作流管理系统由客户端、流程定制工具、流程监控与管理和工作流运行服务四个部分组成，下图是系统构件图： 系统功能划分： 工作流管理系统是指运行在一个或多个工作流引擎的软件上用于定义、实现和管理工作流运行的一套软件，从用户建模的过程来看在建立阶段功能主要是工作流过程和相关活动的定义和建模，在运行阶段包括运行流程的监控、管理以及执行过程中的人机交互等。 工作流管理系统由流程定制工具、流程监控与管理、工作流运行服务和客户端交互四个部分组成，整个系统的使用者可以分为四种：系统管理员、流程设计人员、流程管理人员、普通用户。 下图是整个工作流管理系统的顶层用例：
第一部分流程定制工具 本部分主要完成企业信息流中业务过程的图形化建模，定制工具提供丰富的图形化元素、简单易懂的建模方法以及完善的模型管理方式。 流程定制用例图：
打开流程模型 参与者：流程设计者。 前置条件：流程定制工具已经打开。 后置条件：被选择的流程模型中的内容被展开。 步骤序列： 1．打开流程模型列表或新建流程模型文件。 2．选择流程模型文件名称。 3．展开流程模型中的设计内容。 保存流程模型 参与者：流程设计者。 前置条件：某个流程模型已经被打开，并且被修改。 后置条件：修改过的流程模型存到了物理文件中。 步骤序列： 1．保存流程模型到物理文件中。 删除流程模型 参与者：流程设计者。 前置条件：拥有可被删除的流程模型。 后置条件：选中的流程模型被删除。 步骤序列： 1．用户打开流程模型列表。 2．用户选择想要删除的流程模型。 3．系统删除选中的流程模型。 导入导出流程模型 参与者：流程设计者。 前置条件：拥有可被导入的文件或导出的流程模型。 后置条件：流程模型被导出成文件或模型文件被导入到设计系统成为流程模型。 步骤序列： 1．用户打开可被导入文件列表或设计工具中的流程模型列表。 2．用户选择将被导入的流程文件或选择将被导出的流程模型。 3．系统把导入文件生成流程模型或把导出流程模型生成流程文件。 流程发布 参与者：流程设计者。 前置条件：拥有设计完成并可供发布的流程模型。 后置条件：流程模型被发布并可通过客户工具执行。 步骤序列： 1．用户打开流程模型列表。 2．用户选择发布的包或流程。 3．用户选择发布的运行服务器。 4．用户形成发布版本。
一、设计任务与要求： 任务： 1．设计一个8位模型计算机系统，包括运算器，微程序控制器，存储器、简单输入／输出设备、时序和启停等电路； 2．画出系统组成框图，指出各个部分的功能和实现途径； 3．针对所设计的模型机系统，每组学生自己定义一套简单的指令系统，给出助记符指令格式，分配指令的机器代码，指出指令的功能； 4．写出设计方案。 要求： 1．所设计的模型计算机系统为8位模型机，运算器为8位运算器，数据总线和地址总线都为8位，输入设备为8位开关，输出设备为8位发光二级管指示灯； 2．每组定义的指令系统为4至8条指令，必须包含本组运算器特有运算功能的指令，每组必须有两条以上指令与其他组不同，经老师审核后确定； 3．每组制定一份设计方案。 二、系统组成框图及各部分的功能和实现途径： （一）、系统的总体结构框图： 图1 总体结构框图 （二）各个部分的功能和实现途径： 1、收发器74LS245 8一位 无反相输出 三态输入
2.、D型触发器74LS273 8一位 清零输入 Q0＝在时钟脉冲上升沿之前QT的输出3、算数逻辑单元功能发生器74LS181 4一位 16一功能 逐位进位输出
4.、2K CMOS静态随机存贮器RAM（2048×8）6116 5、D型触发器74LS374 8一位 透明的 无反相 3一态输出 6、累加器74LS163 4一位二器异步清零输入 上计数器可计数输入 置位输入行波进位输出 异步计数
三、简单指令系统： （1）IN A，DATA。指令码10，A指R0，DATA指SW7－SW0上的数据输入到R0寄存器。是输入指令。（2）ADD A，B。指令码20 ，A指R0，B指R1，将R0寄存器的内容与R1寄存器的内容相加，结果送R0，是加法指令。 （3）SUB A，B。指令码30，A指R0，B指R1，将R0寄存器的内容与R1寄存器的内容相减，结果送R0，是减法指令。 (4) OPP A，(OPP)。指令码40 OPP，A指R0，OPP为贮存器地址。将R0寄存器的内容与内存中以OPP为地址单元内的数相乘，其中这个数为-1，目的是求相反数，是求相反数指令。 （5）MUL A，B。指令码50，A指R0，B指R1，将R0寄存器的内容与R1寄存器的内容相乘，结果送R0，是乘法指令。 （6）STA（STA），A。指令码60 STA，A指R0，STA为存贮器地址。将R0寄存器的内容存到以STA 为地址的内存单元中。 （7）OUT BUS，（STA）。指令码70（STA），BUS为数据总线，STA为存贮器地址。将内存中以STA 为地址的数据读到总线上。 （8）JMP OPP。指令码80 。OPP指存贮器地址。程序无条件地转移到OPP（可以是存贮器中不同的地址）所指定的内存单元地址。 其中实现求相反数指令后，可以根据求出的相反数实现减法运算；将求相反数指令中的（OPP）换做寄存器R1加以修改可以实现乘法运算。本次实验的主要目的是实现两个数的相加以及实现求一个数的相反数。 （注：文件素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注。）
基本模型机设计及实现文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
课程设计任务书课程名称：计算机组成原理 设计题目：（共3个课题，最多3人一组，每组任选一题） 1.基本模型机设计与实现； 2.带移位运算的模型机的设计与实现； 3.复杂模型机的设计与实现。 已知技术参数和设计要求： 内容和技术参数： 利用所学过的理论知识，特别是微程序设计的思想，写出要设计的指令系统的微程序。设计环境为TDN－CM＋计算机组成原理教学实验系统，微机，虚拟软件。将所设计的微程序在此环境中进行调试，并给出测试思路和具体程序段。最后撰写出符合要求的课程设计说明书、完成答辩。 1.基本模型机设计与实现 指令系统至少要包括六条不同类型指令：如一条输入指令，一条减法指令,一条加法指令，一条存数指令，一条输出指令和一条无条件转移指令。 2. 带移位运算的模型机的设计与实现 在基本模型机的基础上增加左、右循环和左、右带进位循环四条指令 3. 设计不少于10条指令的指令系统。其中，包含算术逻辑指令，访问内存指令，程序控制指令，输入输出指令，停机指令。重点是要包括直接、间接、变址和相对寻址等多种寻址方式。 以上数据字长为8位，采用定点补码表示。指令字长为8的整数倍。微指令字长为24位。
具体要求： 1、确定设计目标 确定所设计计算机的功能和用途。 2、确定指令系统 确定数据的表示格式、位数、指令的编码、类型、需要设计哪些指令及使用的寻址方式。确定相对应指令所包含的微操作。 3、总体结构与数据通路 总体结构设计包括确定各部件设置以及它们之间的数据通路结构。在此基础上，就可以拟出各种信息传输路径，以及实现这些传输所需要的微命令。 综合考虑计算机的速率、性能价格比、可靠性等要求，设计合理的数据通路结构，确定采用何种方案的内总线及外总线。数据通路不同，执行指令所需要的操作就不同，计算机的结构也就不一样。 4、设计指令执行流程 数据通路确定后，就可以设计指令系统中每条指令所需要的机器周期数。对于微程序控制的计算机，根据总线结构，需考虑哪些微操作可以安排在同一条微指令中，哪些微操作不能安排在同一条微指令中。 5、确定微程序地址 根据后续微地址的形成方法，确定每个微程序地址及分支转移地址。 6、微指令代码化 根据微指令格式，将微程序流程中的所有微指令代码化，转化成相应的二进制代码写入到控制存储器中的相应单元中。
计算机基本模型机设计与实现 万红明，李明威 ——湖北省孝感学院计算机科学系 摘要：本科研项目主要在传统模型机的基础上进一步设计且实现模型机的主要组成部件（运算器，存储器，控制器，基本输入输出设备）的基本功能，结合基本硬件资源，充分利用微程序，时序，组合逻辑等控制模型机完成一些基本的指令功能。 关键词：计算机组成原理模型机微指令微程序。 一、模型机的硬件组成 计算机是由运算器、存储器、控制器以及输入输出四大主要单元组成。它们之间通过一条公共的通道进行数据的传递和控制，即总线。其中运算器主要是负责数据的逻辑和算术运算，存储器的任务就是存放我们编写的机器指令（程序）和一般的数据存储，控制器是根据读取内存中的机器指令从而对相应的指令作出分析，继而对我们的计算机发不同的控制信号。输入输出单元则是将我们需要运行的程序写入内存，再由机器运行计算得出结果，予以显示输出。下图为模型机的基本框架： 图(1) 下面我们就对模型机的硬件设计思路作一些简要的介绍(设计的重点是在微程序的设计上，在后面我们将作祥细的说明。 （1）算术逻辑运算单元 我们用的运算器是将两个74LS181进行级联做成一个八位的运算器，并且带有进位功能。当有进位产生时，在高四位的74LS181上的CN+4端输出一个高电平，经D触发器锁存输出并送致LED显示。74LS181有多种组合状态，因此会有多种不同的结果。我们在此只设计实现两个数据相加的功能。它的输入端直接连着两个锁存器（74LS273），它能够将输入端的数据送进锁存器内锁存，进而将数据送进运算器进行算术或逻辑运算。运算器运算后的结果将通过一个三态门（74LS245）后才能送到总线与其它的部件交换数据，设计中三态门的作用是使各部件正常工作而互不影响。 （2）存储单元 存储器芯片选用的是6116（2K x 8），其数据端接至数据总线，地址由地址锁存器（74LS273）给出。数据开关经一三态门（74LS245）连至数据总线，分时给出地址和数据。
课程设计题目：一台模型计算机的设计与调试 一．设计目的： 1、融会贯通教材各章的内容，通过知识的综合运用，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识，加深计算机工作中“时间-空间”概念的理解，从而清晰地建立计算机的整机概念。 2、学习设计和调试计算机的基本步骤和方法，培养科学研究的独立工作能力，取得工程设计和调试的实践和经验。 二．设计任务： 1、根据给定的数据格式和指令系统，设计一台微程序控制的模型计算机。 2、根据设计图，在QUARTUS II环境下仿真调试成功。 3、在调试成功的基础上，整理出设计图纸和相关文件，包括： （1）总框图（数据通路）； （2）微程序控制器逻辑图； （3）微程序流程图； （4）微程序代码表； （5）设计说明书； （6）工作小结。 三．设计的数据格式和指令系统： 1、数据格式 数据字规定采用定点整数补码表示法，字长8位，其中最高位为符号位，其格式如下： 2、指令格式 本实验设计使用5条机器指令，其格式与功能说明如下： IN ADD STA OUT JMP 说明：IN指令功能是将数据开关的8位数据输入到R0寄存器。 ADD指令功能是将R0寄存器的内容与内存中地址为A的数相加，结果存放在R0寄存器中。STA指令功能是将R0寄存器中的内容存储到以第二个字为地址的内存单元中。 OUT指令功能是将内存中以第二个字为地址的内存单元中的数据读出到数据总线，并显示。JMP指令功能是程序无条件转移到第二个字指定的内存单元地址。 四、总体设计： 1、总体设计的主要任务是选定所用器件，设计指令流和数据流的数据通路，根据指令系统的要求，总体设计的主要步骤如下： （1）对指令系统中的各条指令进行分析，得出所需要的占领周期与操作序列，以便确定各器件的类型和数量；
基于时序逻辑的工作流建模与分析方法1 王远，范玉顺 (清华大学自动化系,北京 100084) 摘要提出了一种基于活动时序逻辑(TLA)的工作流建模与模型分析的形式化方法。该方法将模型及模型的性质都表示为一个TLA公式，对工作流模型性质的分析可以等价为对TLA中两个公式之间是否存在蕴涵关系的检验，从而建立了一个工作流模型各层次分析统一框架。一个工作流建模和分析的实例验证了所提出方法的有效性，该方法在建模、模型分析以及指导模型设计等方面都有较好的应用前景。 关键词工作流，活动时序逻辑，工作流模型分析 1基金项目：国家自然科学基金项目（60274046） 0 引言 工作流管理是实现企业过程集成和提高企业运行效率、柔性的一种全面的支撑技术。该技术在办公自动化(OA)、计算机支持的协同工作(CSCW)、经营过程重组(BPR)等几个领域中的应用证明,工作流模型的合理性验证与分析是成功实施工作流管理的关键[1]。工作流模型分析可以分为逻辑、时间和性能三个层次。逻辑层次关心的是工作流模型中事件点与事件点之间的关系,时间层次的分析是在逻辑层次的基础上研究模型中时间段与时间段之间的关系,而性能层次分析一般是指(考虑资源信息) 通过仿真或严格的理论分析,获得与系统性能相关的量化指标,来评估建立的工作模型是否满足目标需求。 工作流模型的验证与分析的方法与建模方法密切相关。工作流建模方法可以分为非形式化方法与形式化方法[2]。非形式化方法主要包括活动网络图法、ECA(Event-Condition-Action)规则方法、面向系统交互的工作流建模语言等，这些非形式化的建模方法普遍缺乏对模型验证与分析的支持。工作流建模的形式化方法以基于Petri网的建模方法为主，并在此基础上形成了一些工作流模型验证与分析的方法，然而这些基于Petri网的方法存在两个问题： 一是没有统一的方法框架，无法满足工作流模型多种性质的验证需要，而是针对一种性质，提出一种特殊的高级Petri网建模方法，找到该性质在Petri网中的表达方式，并针对这种表达方式提出一种验证算法，比如，用户需要验证模型中两个活动之间的时间距离约束，现有的方法无法验证，就只能依靠研究人员的创造力，提出一种特殊的Petri网，并发展一种专门的验证方法；二是在指导工作流模型的设计和工作流模型的综合方面无法满足需要，比如要设计一个满足给定性质的工作流模型，现有的模型验证方法就无法提供有力的支持。针对上述工作流模型分析验证中存在的问题，本文用时序逻辑作为理论基础，提出了一种基于时序逻辑的工作流建模与分析方法，为工作流模型各个层次的验证与分析提供了一种新思路。 1 TLA基本概念 时序逻辑作为一种表示各种动态系统行为和性质的逻辑语言，近年来在反应系统、实时系统的表示与验证、网络协议的分析、多媒体通信同步以及自然语言理解、专家系统、人工智能等方面得到了广泛的应用[3-5]。在本文提出的基于时序逻辑的工作流建模分析方法中，一个工作流过程模型被描述为一个时序逻辑系统中的公式，同时该模型需要被验证的和分析的性质也表示为一个时序逻辑公式，该方法对所验证的性质并没有特殊的限定。要分析工作流模型是否满足该性质，只需在相应的逻辑系统中利用逻辑推理和模型检查等技术检验这两个公式之间是否存在蕴涵关系。这就使得对工作流模型各层次的验证可以统一到一个方法框架中来。同时，由于在时序逻辑中并不区分公式表示的是模型还是模型的性质，这使得本文提出的方法在指导工作流模型的设计和工作流模型的综合方面有较好的应用前景。 本文使用的时序逻辑系统是活动时序逻辑
石家庄经济学院 华信学院 计算机组成原理课程设计报告 题目 8位模型计算机的设计 姓名 学号 班号 4064170801 指导老师关文革尹立洁赵洋 成绩 2009年1月 目录 1. 课程设计目的 52 2. 开发工具选择 52 3. 方案选择 52 4．指令系统设计 52 5. 模型机框图设计 52 6. 指令流程图 52 7. 指令操作时间表（组合逻辑控制器）或者微指令格式（微程序控制器）设计 52 8. 微操作信号综合与优化（组合逻辑控制器）或者微程序（微程序控制器）设计 52 9. VHDL实现 52 10. 调试仿真 52 11. 课程设计回顾总结 52 参考文献 52 附录 52 一、课程设计目的 1、计算机组成原理课程设计的主要任务是让学生通过动脑和动手解决计算机设计中的实际问题。综合运用所学计算机组成原理知识，在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统构造一台基本的模型计算机，掌握整机概念，并设计机器指令系统，编写程序，在所设计的模型计算机上调试运行。
2、通过一台模型机的设计过程，明确计算机的控制原理与控制过程，巩固和灵活应用所学的理论知识，掌握计算机组成的一般设计方法，提高学生设计能力和实践操作技能，为从事计算机研制与设计打下基础。 二、开发工具选择 以TEC-CA教学实验系统为平台，采用硬件描述语言 VHDL为设计工具，应用QUARTUSⅡ5.1环境进行大规模集成电路的功能设计仿真。 三、方案选择 应用微程序控制器来实现8位模型计算机的设计。 四、指令系统设计 所要设计的微程序控制器是由七条指令来完成的，即：load，sta，add，sub，and1，nop，jmp。实现功能分别如下：load指令是公操作，实现取数据的功能；sta指令实现存操作；add指令实现加法操作；sub指令实现减法操作；and指令实现与操作； nop指令实现空操作；jmp指令实现无条件跳转操作。 其中add，sub，and1，属于双操作数指令，其指令格式如下图： 目的 源 其中jmp属于转移指令，其指令格式如下图： 转移条件 转移地址 五、模型机框图设计 I/O 六、指令流程图 Addr_bus load_MAR CS R_NW 3 OP
计算机组成原理课程设计……一台模型计算机的设计 一、教学目的、任务与实验设备 1． 教学目的 (1)融会贯通本课程各章节的内容,通过知识的综合运用,加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识,加深计算机工作中“时间—空间”概念的理解,从而清晰地建立计算机的整机概念。 (2)学习设计与调试计算机的基本步骤与方法,提高使用软件仿真工具与集成电路的基本技能。 (3)培养科学研究的独立工作能力,取得工程设计与组装调试的实践与经验。 2.设计与调试任务 (1)按给定的数据格式与指令系统,在所提供的器件范围内,设计一台微程序控制的模型计算机。 (2)根据设计图纸,在MAX+PLUS 平台上进行仿真,并下载到EL 教学实验箱上进行调试成功。 (3)在调试成功的基础上,整理出设计图纸与其她文件。包括:①总框图(数据通路图);②微程序控制器逻辑图;②微程序流程图;④微程序代码表;⑤元件排列图(或VHD 程序清单);⑥设计说明书;⑦调试小结。 2． 实验设备 （1） PC 机一台 （2） EL 教学实验箱 （3） MAX+PLUS Ⅱ配套软件 二、数据格式与指令系统 本模型机就是一个8位定点二进制计算机,具有四个通用寄存器:R 0～R 3,能执行11条指令,主存容量为256KB 。 1． 数据格式 数据按规定采用定点补码表示法,字长为8位,其中最高位(第7位)为符号位,小数点位置定在符号位后面,其格式如下: 2． 指令格式及功能 由于本模型机机器字只有8位二进制长度,故使用单字长指令与双字长指令。 ⑴ LDR Ri,D 格式功能: Ri ←M(D) （2） STR Ri,D 格式功能:
西北大学学报(自然科学网络版) 2004年5月，第2卷，第5期 Science Journal of Northwest University Online May 2004，V ol.2，No. 5 （工作分析）基于P网工作流模型的分析 ________________________ 收稿日期：2004-02-03 审稿人：葛玮，男，西北大学计算机科学系副教授
基于Petri网工作流模型的分析 晋蓓，冯卫兵 （1.西北大学计算机科学系，陕西西安710069；2.西安科技大学基础部，陕西西安710054） 摘要：通过模型分析发现所描述的过程定义中的设计错误，以便对业务过程重构提供正确的指导和科学的依据。首先将信牌驱动模型转化为Petri网，接着将Petri网进行必要化简，最后对化简后的Petri网进行死锁等分析。 关键词：工作流模型；Petri网；死锁 中图分类号：TP911.7文献标识码：A文章编号：1000-274X(2004)0068-07工作流模型的分析是指采用各种方法（包括理论模型、模拟、测量方法），对工作流模型的内部行为进行分析计算，使得工作流模型于理论上是正确和有效的。 虽然当下绝大部分的工作流产品均提供模型性能分析的仿真功能，但由于复杂性等原因，很难找到壹种有效的算法对模型进行分析和验证。本文于总结模型分析研究成果现状的基础上，针对目前模型验证方法存于的不足，总结了Petri网模型分析中的壹些图形化简规则，针对企业运营过程模型的特点且利用文中提出的模型正确性标准，提出了壹种具有完备性和高效率的工作流模型的模型验证方法分析。 1关联概念 定义1信牌驱动模型的静态结构:多元式称为信牌驱动模型的静态结构（以下简称信牌驱动模型），其中： 1)表示扩展的信牌驱动模型所涉及的所有数据，其值域用表示； 2)表示活动集合，和分别称为功能函数和后继函数。被定义为根据出函数定义，参见下边的定义； 3）表示信牌箱集合； 4），称为的流关系，其中和分别称为入关系和出关系。对出关系定义壹个出函数：表示和关联的出函数，被称为的后继函数。 5）是惟壹的活动，称为开始活动，； 6）是壹个活动的集合，称为结束活动，； 7）称为转移的权重； 8）是（注意：中不包含）的壹种划分即 是的另壹种划分，即规定。若，则；若，则；如果，则被称为简单元素。 壹个信牌驱动的工作流模型，开始活动只能是壹个，可是结束活动能够是多个。为了描述问题方便，有时我们也将信牌驱动的模型简写成。 定义2真假信牌，设。 1）上的壹个多重集是壹个映射(自然数集合)，令表示上所有多重集的集合； 2）表示多重集且表示多重集且表示多重集且。 定义3活动的SPLIT，设为信牌驱动模型，令，称集合为出弧的集合。表示出弧的个数。和所联系的信牌箱称为的后信牌箱。或者或者和称为的SPLIT类型，记为。 定义4活动的JOIN：设为信牌驱动模型，令，称集合为入弧的集合。表示入弧的个数。和联系的信牌箱称为的前信牌箱。或者或者或者或者，和称为的类型，记为。