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课程设计复杂模型机设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握复杂模型机设计的基本原理和方法，培养学生的创新意识和实践能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解并掌握复杂模型机的基本概念、组成原理和设计方法。
2.技能目标：学生能够运用所学知识，独立完成复杂模型机的搭建和调试。
3.情感态度价值观目标：学生培养团队合作精神，提高问题解决能力和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.复杂模型机的基本概念：介绍复杂模型机的定义、特点和应用领域。
2.复杂模型机的组成原理：讲解复杂模型机的各个组成部分及其功能。
3.复杂模型机的设计方法：介绍复杂模型机的设计原则和方法。
4.复杂模型机的搭建与调试：指导学生进行实际操作，培养学生的动手能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式：1.讲授法：通过讲解复杂模型机的基本概念、组成原理和设计方法，使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神。
3.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解复杂模型机的应用和设计。
4.实验法：指导学生进行复杂模型机的搭建与调试，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习材料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能参与到实验环节中来。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估其学习态度和理解能力。
2.作业：布置适量的作业，要求学生独立完成，以评估其掌握知识的情况。
3.考试：安排期中考试和期末考试，全面测试学生对课程知识的掌握程度。
一、实验目的1. 了解复杂模型机的组成原理和结构特点；2. 掌握复杂模型机的操作方法和指令系统；3. 学会使用复杂模型机进行基本程序设计；4. 提高计算机组成原理和汇编语言的实际应用能力。
二、实验内容1. 复杂模型机简介复杂模型机是一种用于教学和研究的虚拟计算机系统，具有与真实计算机相似的硬件结构和指令系统。
它通常由运算器、控制器、存储器、输入输出设备等部分组成。
2. 实验步骤（1）熟悉复杂模型机的硬件结构1）了解运算器的组成和功能；2）了解控制器的组成和功能；3）了解存储器的组成和功能；4）了解输入输出设备的组成和功能。
（2）掌握复杂模型机的操作方法和指令系统1）学习复杂模型机的指令格式和寻址方式；2）掌握基本指令的使用方法，如数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移等；3）了解中断和异常处理机制。
（3）使用复杂模型机进行基本程序设计1）编写一个简单的程序，实现数据输入、处理和输出；2）使用复杂模型机的指令系统进行程序调试和优化。
（4）分析实验结果1）分析程序执行过程中的数据变化；2）分析程序执行过程中可能出现的问题及解决方法。
三、实验结果与分析1. 熟悉了复杂模型机的硬件结构，了解了运算器、控制器、存储器、输入输出设备等部分的功能。
2. 掌握了复杂模型机的操作方法和指令系统，能够使用基本指令进行程序设计。
3. 编写了一个简单的程序，实现了数据输入、处理和输出功能。
4. 分析了程序执行过程中的数据变化，发现了程序执行过程中可能出现的问题及解决方法。
四、实验总结1. 通过本次实验，加深了对计算机组成原理和汇编语言的理解，提高了实际应用能力。
2. 学会了使用复杂模型机进行基本程序设计，为今后学习计算机组成原理和汇编语言打下了基础。
3. 在实验过程中，遇到了一些问题，通过查阅资料和与同学讨论，最终解决了问题，提高了自己的解决问题的能力。
4. 建议在今后的实验中，进一步学习复杂模型机的更多指令和功能，提高自己的编程水平。
课程设计（大作业）报告课程名称：计算机组成原理设计题目：复杂模型计算机院系：信息技术学院班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：2013.7.8～2013.7.12昆明学院昆明学院课程设计（大作业）任务书目录一、题目分析 (5)1.1课程设计题目 (5)1.2课程设计目的 (5)1.3 设计要求 (5)二、指令格式 (6)三、总体设计 (7)四、实验过程 (10)4.1编写实验程序 (10)4.2连接实验线路 (11)4.3写程序并运行程序 (11)4.4运行结果 (12)五、程序代码 (21)六、参考文献 (21)课程设计（大作业）报告一、题目分析1.1课程设计题目复杂模型机设计1.2课程设计目的综合运用所学计算机原理实验知识，设计并实现较为完整的计算机。
1.3 设计要求（1）确定设计目标参考实验指导书上复杂模型机设计的过程，运用其微指令格式，独立设计指令系统。
并用该指令系统中的指令编一完成简单运算的程序（有数据输入和输出的）。
并进行调试运行。
（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。
（3）总体结构与数据通路总体结构设计包含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送路径，以及实现这些传送所需要的微命令。
对于部件设置，比如要确定运算器部件采用什么结构，控制器采用微程序控制。
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，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的执行流程。
根据指令的复杂程度，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个微指令中，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，确定每条微程序地址及分支转移地址。
复杂模型机设课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握复杂模型机的结构组成及其工作原理；2. 学习并运用模型机的编程方法，实现对简单任务的执行；3. 掌握模型机的调试与优化方法，提高模型机的运行效率。
技能目标：1. 能够运用所学知识设计并搭建简单的复杂模型机；2. 能够运用编程语言对模型机进行编程，实现特定功能；3. 能够分析并解决模型机在运行过程中出现的问题，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的团队合作精神，学会在团队中分工合作，共同完成任务；2. 增强学生对工程技术的兴趣，激发创新意识，培养探究精神；3. 引导学生关注科技发展，认识到复杂模型机在现代科技领域的重要地位和价值。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，旨在通过理论与实践相结合的方式，帮助学生掌握复杂模型机的相关知识。
学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的学科基础和动手能力，对新技术充满好奇，喜欢探究和挑战。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强化实际操作训练，提高学生的综合运用能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 复杂模型机的基本概念与结构：介绍模型机的定义、分类及其工作原理，重点讲解复杂模型机的结构组成和功能。
教材章节：第一章 模型机概述2. 模型机的编程方法：学习编程语言，掌握模型机的编程技巧，实现基本指令的编写与执行。
教材章节：第二章 编程语言与编程方法3. 模型机的搭建与调试：讲解如何设计并搭建复杂模型机，学会使用调试工具，对模型机进行调试与优化。
教材章节：第三章 模型机的搭建与调试4. 实际案例分析：分析典型复杂模型机的应用案例，让学生了解模型机在现代科技领域的实际应用。
教材章节：第四章 复杂模型机应用案例5. 综合实践：组织学生进行小组合作，设计并搭建一个简单的复杂模型机，实现特定功能，提高学生的实际操作能力。
计算机组成原理课程设计一~复杂模型机的设计与实现课程设计2011 年 12 月设计题目 学生姓名学 号 专业班级 指导教师复杂模型机的设计与实现范加林20092697计算机科学与技术09-2郭骏一、课程设计目的与要求设计目的：本课程设计是《计算机组成原理》课程之后开设的实践环节课程。
通过本课程设计，使学生进一步加深对计算机原理系列课程相关内容的理解，掌握CPU设计的基本方法和计算机系统的组成原理，进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；锻炼计算机硬件的设计能力、调试能力；培养严谨的科学实验作风、良好的工程素质及团队协作精神，为今后的工作打下基础。
设计要求：基于计算机组成原理教学实验系统设计并实现一个具有16条机器指令、采用微程序控制器的8位计算机。
并根据设计课题要求，给出模型机的设计方案(包括指令系统和硬件结构)。
画岀所设计计算机的硬件连接图，针对所设计的指令系统编写出相应的微程序。
对所设计的计算机进行安装与调试。
编写测试程序, 对系统进行验证。
编写课程设计报告。
二、指令格式和指令系统(-)指令格式K数据格式模型机规定采用定点补码表示数据，且字长为8位，其格式如下:7 6 5 4 3 2 1 0符号尾数其中第7位为符号位, 数值表7K范是：W X<lo2、指令格式模型机设计四大类指令共16条,其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问及转移指令和停机指令。
(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 0OP-CODE Rs Rd其中，OPCODE为操作码，Rs为源寄存器,Rd为目的寄存器，并规定:Rs 或Rd选定的寄存器00R001R110R211R39条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见7-12-1o⑵访问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:其中“00 M”为源码段，2OP-CODE为目的码段（LDA、STA指令使用）。
课程设计报告课题: 复杂模型机设计同组姓名：陈珊（1108030416）徐丽娜（1108030417）宋利英（1108030421）专业班级：计科1104班指导教师：牟琦设计时间： 2013-12-31目录一、课程设计目的和意义 (3)二、复杂模型机的设计与实现内容 (4)1.数据格式 (4)2.指令格式 (4)3.指令系统 (6)三、总体设计 (7)1.设计复杂模型机的监控软件 (8)2.设计微程序流程图 (8)3.转换格式 (9)4.实验接线 (10)5.写微程序和程序 (11)6.运行程序 (12)7.验证 (13)四、系统测试及实验截图 (14)五、总结 (21)一、课程设计目的和意义经过一系列硬件课程如计算机原理的学习及相关实验后，综合应用所学理论知识解决实际设计和应用问题，进行一个综合的系统的实验。
培养实际动手能力，进一步提高硬件设计能力。
培养实事求是和严肃认真的工作态度。
通过设计过程，熟悉和掌握微机系统的硬件设计方法、设计步骤，真正做到理论联系实际，提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。
综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。
二、复杂模型机的设计与实现内容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：其中第7位为符号位，数值表示范围是：－1≤X＜1。
2.指令格式模型机设计四大类指令共十六条，其中包括算术逻辑指令、I/O指令、存数指令、取数指令、转移指令和停机指令。
⑴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。
⑵访问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、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为目的寄存器地址（LDA、STA 指令使用）。
实验六：复杂模型机的设计与实现精编版MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】实验五复杂模型机的设计与实现一、实验目的综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。
二、实验设备Dais-CMX16+计算机组成原理教学实验系统一台，实验用导线若干。
三、数据格式及指令系统1.数据格式其中第7。
2.指令格式模型机设计四大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问及转移指令和停机指令。
⑴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：其中，OP-CODE其中9条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表5-1。
⑵访问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指令使用）。
D为十⑶I/O指令输入（IN）和输出（⑷停机指令 指令格式如下：HALT 3. 指令系统本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令9条，访问内存指令和程序控制指令4条，输入输出指令2条，其它指令1条。
下表列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。
表5-1图5-1复杂模型机微程序流程图按照系统建议的微指令格式，参照微指令流程图，将每条微指令代码化，译成二进制代四、实验方法㈠键盘操作⑴首先卸去实验连接，然后按如下操作，把系统工作方式设为“微控／在线”。
在待命状态0下按【减址】键，LCD 显示器显示工作模式选项：按【增址】键，将光标移到“MUD ”微程序模式，按【减址】键确定后，系统先询问用户是否使用搭接方式，按【增址】键选择“y ”（搭接）或“n ”（在线），按【减址】键确定：接着系统询问用户是否使用扩展I/O 方式，按【增址】键选择“y ”（扩展I/O ）或“n ”（微控制器关联），按【减址】键确定：确定设置后，系统返回待命状态0。
南京理工大学硬件课程设计（I）实验报告学院：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术姓名：姜茜学号：912106840208姓名：付艳荣学号：912106840109一、课程设计目的综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。
经过一系列硬件课程的学习及相关实验后，做一个综合的系统性的设计，这在硬件方面是一个提高，进一步培养实践能力。
二、课程设计要求搭建一台8位模型机，指令系统要求有10条以上，其中包括运算类指令、传送类指令、控制转移类指令、输入输出指令等，并且有各种不同的寻址方式。
数据格式及指令系统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：其中第7位为符号位，数值表示范围是：－1≤X＜1。
2、指令格式模型及设计三大类指令共十五条，其中包括运算类指令、控制转移类指令、数据传送类指令。
指令系统应包括：算术逻辑运算指令、访存指令、控制转移指令、I/O指令。
指令格式如下：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，并规定：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。
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。
其中M 为寻址模式，具体见下表，以 R2 做为变址寄存器 RI。
三、课程设计内容1、指令系统列表2、微操作流程图序号 汇编指令OP-CODERS RD P/D 功能1 IN R0,P 0000 / 00 P 从端口P 输入数据到R02 MOV R0，R2 0001 00 10 / 将R0寄存器值移动至R1寄存器3 ADD R1，R0 0010 01 00 / R0+R1值送到R14 SHL R0 0011 / 00 / R0值左移一位5LOAD R0,[R2+5] 0100 00 [R2+15] /将R0的值放到[R2+15]的内存地址空间6 AND R0,R1 0101 00 02 / R0，R1逻辑与送到R17 JMP 0BH 0110 / / / 跳转指令，跳到0BH 处8 OUT P,R0 0111 00 / P 把R0数据输出到端口P9 INC R1 1000 / 01 / R1寄存器值自增110 STORE [40H],R0100100[40H]/将R0的值存入内存的40H 单元3、微程序列表//** Start Of MicroController Data **//$M 00 000001 $M 01 006D42 $M 02 107050 //IN 指令$M 03 106004 $M 04 183001 //MOV 指令$M 06 00B401 //ADD 指令$M 08 002409 $M 09 04B201 //SHL 指令$M 0B 03B201NOPPA-〉AR PC+1-〉ARMEM-〉P<1>P->A RI/O-> R0R0->R2R0-.>ALU -AA+B->R 1A+B->R 1左移一位R0-.AL U-APC->AR PC+1->MEM-.>AL U-A R1->ALU-BR0-.>ALU -AA+B->R1MEM->R0PC->AR PC+1->R1->ALU-P->A RMEM->PCPC->AR PC+1->PR0->I/OA+1->R1MEM->ARR0->MEM$M 0C 002413//LOAD指令$M 0D 00980E$M 0E 006D4F$M 0F 10A020$M 20 04E221$M 21 10B001//AND指令$M 23 002424$M 24 013201$M 25 200626//JMP指令$M 26 105141//OUT指令$M 28 106029$M 29 280401//INC指令$M 2B 06B201//STORE指令$M 2D 006D6E$M 2E 10602F$M 30 006D44$M 31 001606$M 32 001607$M 33 001609$M 34 001410$M 35 001612$M 36 006C14$M 37 006C15$M 38 006D57$M 39 006D5A$M 3A 006D60$M 3B 006D50$M 3C 006D5C$M 3D 006D5E$M 3E 006D68$M 3F 006D6C; //** End Of MicroController Data **// 4、验证程序//***** Start Of Main Memory Data *****// $P 00 00(1)IN R0,P 从端口P输入数据到R0$P 01 00(2)MOV R0，R2 将R0寄存器值移动至R2寄存器$P 02 12(3)ADD R0，R1 R0+R1值送到R1$P 03 21(4)SHL R0 R0值左移一位$P 04 30(5)LOAD [R2+5] ，R0 将[R2+5]的值放到R0的内存地址空间$P 05 40$P 06 0F(6)AND R0,R1 R0，R1逻辑与送到R1$P 07 51(7)JMP 0BH 跳转指令，跳到0BH处$P 08 60$P 09 0B(8)OUT P,R0 把R0数据输出到端口P$P 0B 70$P 0C 47(9)INC R1 R1寄存器值自增1$P 0D 85(10)STORE [40H],R0 将R0的值存入内存的40H单元$P 0E 90$P 0F 40; //***** End Of Main Memory Data *****//四、课程设计总结从最开始做实验，我们就逐渐体会到了硬件课设的魅力所在，首先接线方面稍不留意就会造成打错，所以对我们严谨求实的态度有了新的要求，同时也对计算机这门学科有了新的认识：软件与硬件的统一、程序与电路的融合。
计算机硬件课程设计---基于微程序的复杂模型机设计一、实验题目：设计一台有微程序控制的8位模型机，指令系统要求达到10条指令以上。
二、实验目的：（1）在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统，构造一台复杂模型计算机，建立一台基本完整的整机。
（2）为其定义至少十条机器指令，并编写相应的微程序，通过联机调试，观察计算机执行指令：从取指令、指令译码、执行指令等过程中数据通路内数据的流动情况，进一步掌握整机概念。
三、实验设备：TDN-CM+教学实验系统一套、PC微机一台四、实验原理与指令设计：（1）实验原理：①数据格式模型机规定数据采用定点整数补码表示，字长为8位，其格式如下：其中，第7位为符号位，数值表示范围是－27 ≤X≤27－1②机器指令格式单字节指令寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：双字节指令采用直接寻址，其格式如下其中，OP－CODE为操作码，RS为源寄存器，RD为目标寄存器，并规定：③微指令格式：其中，A、B、C三个字段的编码方案如下表：WE,A9,A8三个字段编码方案如下：运算器逻辑功能表（2）指令设计：模型机可设计4大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令、访存指令、控制转移指令、I/O指令、停机指令。
我们设计的十条指令及其操作码与指令格式如下所示：指令代码指令格式功能IN Rd 0000 xxRd input->RdMOV Rs,Rd 0001 RsRd Rs->RdMOV Rd,X 0010 xxRd X X->RdLOAD Rd,X 0011 xxRd X [X]->RdADD Rs,Rd 0100 RsRd Rs+Rd->RdSUB Rd,X 0101 xxRd X Rd-X->RdJZ X 0110 xxxx X 若ZF=1,X->PC若ZF=0,PC+1->PCJMP X 0111 xxxx X X->pc OUT Rs 1000 Rsxx Rs->output STOR Rs,X 1001 Rsxx X Rs->[X] 机器指令的微操作流程图如下0 1代码文件名为test.txt，其内容如下：$P0000 ; IN R0$P0112 ; MOV R0,R2$P0221 ; MOV R1,0$P0300$P0438 ; LOAD R0,[50]$P0550$P0641 ; ADD R0,R1$P0752 ; SUB R2,1$P0801$P0960 ; JZ NEXT2$P0A0D$P0B70 ; JMP NEXT1$P0C04$P0D80 ; OUT R0$P0E90$P0F40 ; STOR R1,[40]$M00018001 ;00->01$M0101ED82 ;PC->AR,PC+1$M0200C050 ;RAM->BUS,BUS→IR $M10001001 ;INPUT->R0$M11019201 ;RS->RD$M1201ED83 ;PC->AR,PC+1$M03009001 ;RAM->BUS,BUS->R1$M1301ED84 ;PC->AR,PC+1$M0400A005 ;RAM->BUS,BUS->DR1$M0501B206 ;RS->DR2$M0695EB47 ;DR1+DR2->AR$M07009001 ;RAM->BUS,BUS->RD$M1401A408 ;RS->DR1$M0801B209 ;RD->DR2$M09959B41 ;[DR1]+[DR2]->RD$M1501ED8A ;PC->AR PC+1->PC$M0A00B00B ;RAM->BUS BUS->DR1$M0B01A40C ;RD->DR2$M0C619B41 ;[DR1]-[DR2]->RD$M1601ED8D ;PC->AR PC+1->PC$M0D00D0E0 ;RAM→BUS,BUS→PC,P(3)$M3000D181 ;RAM->BUS BUS->RD$M20018001 ;空操作$M1701ED8E ;PC->AR PC+1->PC$M0E00D181 ;RAM->BUS BUS->PC$M18030201 ;R0->OUTPUT$M1901EDB1 ;PC->AR PC+1->PC$M3100E032 ;RAM->BUS BUS->AR$M32028201 ;RS->BUS BUS->RAM五、实验步骤：（1）按照下图，在实验联接器件。
课程设计报告课程名称计算机组成原理课题名称复杂模型计算机的设计专业计算机科学与技术班级学号<填全称）姓名指导教师陈华光、陈多、邓作杰2018年 9 月日湖南工程学院课程设计任务书课程名称计算机组成原理课题复杂模型计算机的设计专业班级学生姓名学号 <填全称）指导老师陈华光、陈多、邓作杰审批陈华光任务书下达日期 2018年9月3 日任务完成日期 2018年 9月日一、设计内容与设计要求1．设计内容模型机是由五个部分组成的计算机，通过它可以理解计算机整机的结构及功能，理解CPU、存储器、中断控制器、总线的结构及实现逻辑和各部件之间的接口关系。
本次课程设计的主要内容是利用西安唐都公司的TDN-CM++的内部可编程资源，设计一个模型计算机。
本课程设计的主要目的是通过部件级的模型机的设计和调试，使学生理解计算机由5部分组成，掌握计算机的工作过程，从“指令—微指令—微操作”概念的理解，从而清晰地建立计算机的整机概念，并培养学生分析和解决实际问题的能力，同时增强学生的动手能力。
2．设计要求：(1> 借助于TDN-CM++的内部可编程资源，运算器单元，控制存储器，微命令寄存器，地址转移逻辑，微地址寄存器，控制时序信号单元，寄存器组，总线，输入\输出单元等，用微程序的方式设计一台的模型计算机。
设计包括模型计算机组成的设计，指令系统的设计，并用汇编语言完成设计并调试成功。
(2>复杂模型机的设计要求(参考P107-115>模型机设计四大类指令共十六条，其中包括算术逻辑指令、I/O 指令、访问及转移指令和停机指令。
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。
设计2条访内指令，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）。
设计2 条I/O 指令，输入<IN）和输出<OUT）指令采用单字节指令。
设计停机指令1条用单字节表示。
(3> 调试的程序第一组地址<H）内容<H）助记符说明$P0044 IN 01R0 INPUT device->R0$P0146 IN 01R2 INPUT device->R2$P0298 ADC R2R0 R2+R0+CY->R0$P0381 MOV R0R1 R0->R1$P04F5 RLC R1R1 R1右移一位$P05 0C BZC 0000 00->PC$P06 00第二组地址<H）内容<H）助记符说明$P0045 IN 01R1 INPUT device->R1$P01 00LDA 00 00 R0(20>->R0$P02 20$P0386 MOV R1 R2 R1->R2$P04 A8SBC R2R0R2-R0-CY->R0$P05 F5 RLC R1R1 R1右移一位$P06 0C BZC 0000 00->PC$P0700第三组地址<H）内容<H）助记符说明$P0046 IN 01R2 INPUT device->R2$P0184MOV R2 R0R2->R0$P0244IN 01R0 INPUT device->R0$P0398 ADC R2R0 R2+R0+CY->R0$P04E2COMR2NOT R2 ->R0$P05 06STA00 0A R2R2 ->(0A>$P060A$P070C BZC 0000 00->PC$P0800在规定的时间内以小组为单位完成相关的系统功能实现、数据测试和记录并进行适当的分析。
要求,同一小组的每个同学必须分析一条不同的机器指令的微程序的组成,说明组成该机器指令的每一条微指令的微命令(不同的控制信号的组成>。
第1组－第3组的要求修改一条微指令。
(4>按本任务书的要求，编写《课程设计报告》<Word文档格式）。
并用A4的复印纸打印并装订。
(5>在规定的时间内，请各班学习委员收齐课程设计报告在星期五交陈华光老师。
3．分组及安排分4组，学号除以4取余数，余数为0的同学做带移位基本模型机1、余数为1的同学做复杂模型机1，余数为2的同学做复杂模型机2，余数为3的同学做复杂模型机3，每个组必须独立完成指定的题目，每个同学按要求独立完成课程设计报告。
4．成绩评定程序设计方案是否合理；程序设计是否正确；调试结果；设计说明书的质量高低；答辩时回答问题情况；课程设计周表现情况；总评成绩记入“课程设计成绩评分表”。
二、进度安排附：课程设计报告装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件<A4大小的图纸及程序清单）。
正文总字数要求在5000字以上<不含源程序代码）。
(以下内容仅供参考，同学自己独立完成>目录一、课题的主要功能二、总体设计方案1、模型机的逻辑框图2、用框图语言表示模型机的指令执行流程三、数据格式和寻址方式的设计1、数据格式2、指令格式四、指令和微程序的设计五、线路连接图六、微程序流程及说明七、课程设计的收获及体会八、参考资料计算机科学与技术系课程设计评分表(以下内容仅供参考，同学自己独立完成> 一、课题的主要功能二、总体设计方案(1> 复杂模型机的逻辑框图以控制器为中心，首控制器从指令寄存器取得指令，编译指令，再输出微控制信号，控制ALU的运算，PC加一，并且从RAM中取出数据运算，运算后再把结果通过数据总线存到RAM，在指令寄存器读去下一条指令，依次循环。
图1复杂模型计算机逻辑框图2、用框图语言表示模型机的指令执行流程(下图仅供参考,取自己用到的指令, 取部分框图>图2模型计算机逻辑框图三、数据格式和寻址方式的设计1、数据格式其中第 7位为符号位，相对于十进制数值表示范围是：－2 7≤X≤2 7－1。
2、模型机的寻址方式(只要写出你的系统设计中用到的即可>操作数的寻址就是寻找形成操作数在主存中的地址的方法。
设指令格式如下：有效地址<EA）：形式地址经过一定计算而得到的操作数的实际地址。
常用寻址方式如下：(1>隐含寻址：指令中不指出操作数的地址，而是隐含在累加器或堆栈等，由它们给出操作数。
(2>立即寻址：指令的地址字段指出的不是操作数的地址，而是操作数本身。
即数据 data = D。
(3> 直接寻址：操作数的地址直接在指令中给出，即操作数的有效地址为EA = D。
(4>间接寻址：指令的形成地址 D 在主存相应单元中的内容是操作数的地址，即操作数的有效地址为EA =<D）。
(5>寄存器寻址：指令中给出的是寄存器号 R，操作数就是寄存器中的内容，即 data=<R）。
(6> 寄存器间接寻址：指令中给出的是寄存器号 R，而操作数的地址就是寄存器中的内容，即 EA =<R）。
(7>相对寻址：操作数地址为程序计数器 PC 中的内容与指令中给出的地址偏移量 D 之和，位移量 D 通常以补码形式给出，可正可负。
即 EA=<PC）+D。
(8> 基址寻址：操作数地址为基址寄存器中的内容与指令中给出的地址偏移量 D 之和，即 EA=<R）+D基址(9>变址寻址：操作数地址为变址寄存器中的内容与指令中给出的地址偏移量 D 之和，3、指令格式(p107-115>由于本模型机机器字长只有8位二进制长度，故使用单字长指令和双字长指令。
根据要求,设计该模型机能执行的不同指令，例指令格式及功能如下：(1> 算术逻辑运算指令9 条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表 7.2-1。
算术逻辑运算指令用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：其中，OP-CODE 为操作码，rs 为源寄存器，rd 为目的寄存器，并规定：(2> 访问指令及转移指令模型机设计 2 条访内指令，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：其中，OP-CODE 为操作码，rd 为目的寄存器地址<LDA 、STA 指令使用）。
D 为位移量<正负均可），M 为寻址模式，其定义如下：(3> I/O 指令输入<IN ）和输出<OUT ）指令采用单字节指令，其格式如下：其中，addr=01时，选中“INPUT DEVICE ”中的开关组作为输入设备，addr=10 时，选中“OUTPUT DEVICE ”中的数码块作为输出设备。
(4> 停机指令 指令格式如下：HALT 指令，用于实现停机操作。
四、指令和和微程序的设计(1>．指令系统本模型机共有16 条基本指令，其中算术逻辑指令７条，访问内存指令和程序控制指令４条，输入输出指令２条，其它指令1 条。
表X列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。
按照系统建议的微指令格式，参照微指令流程图，将每条微指令代码化，译成二进制代码表，表X即为将图X微程序流程图按微指令格式转化而成的“二进制微代码表”。
并将二进制代码表转换为联机操作时的十六进制格式文件，见下表X。
要求,同一小组的每个同学必须分析一条不同的机器指令的微程序的组成,说明组成该机器指令的每一条微指令的微命令(不同的控制信号的组成>。
五、线路连接图六、微程序流程及说明要求,同一小组的每个同学必须截取不同的机器指令的微程序流程图,主要是与四中分析的一致！七、课程设计的收获及体会八、参考资料[1] 陈华光. 计算机组成原理[M].北京：机械工业出版社，2004[2]杨小龙. 计算机组成原理与系统结构实验教程[M]，西安：西安电子科技大学出版社，2004计算机科学与技术系课程设计评分表教师签名：日期：<注：1．此页附在课程设计报告之后；2．综合成绩按优、良、中、及格和不及格五级评定。
）。
