简单模型计算机的设计.docxVIP

简单模型计算机的设计 简单模型计算机的设计 该设计是根据计算机组成原理课程所学的知识，设计、开发的一套简单模型机。是在DVCC 试验机上实现的，此系列实验系统作为较高层次、专用于计算机原理课程教学实验的实验计算机系统具有良好的实验性能和系统的完整性以及可扩展性。 良好的实验性体现在DVCC 系列机能很好地完成计算机硬件系统各功能部件的教学实验，它包括运算器部件、控制器部件、主存储器部件、总线和几种最重要的外设接口实验，包括中断、定时计数器、输入/输出接口等；计算机的CPU 自行设计与实现，配有小的监控程序，有自己的汇编语言的支持。在相应软件的配合下，将各功能部件有机的结合起来，完成计算机整机的实验。 系统的完整性体现在DVCC 系列机与学生常见到的简单计算机大体相同，其主要组成与运行方式和PC 机差不多，该系列机是一台硬软件相对完整、配置巧妙合理的完整的计算机系统，通过它能体现出重要教学内容、能完成主要教学实验项目。 可扩展性体现在（1）支持高级与初级两个层次上两种方式的实验，高层次的实验方式是指DVCC 系列机与PC 微机连起来运行，可以动态显示整个实验过程中数据流的流向和当前的各种参数；初级实验方式是指不接任何计算机外围设备，只用DVCC 系列机上的开关、按键及指示灯、数码管显示器等操作，控制实验机的运行，同时显示运行的结果。（2）在基本系统上支持多项扩展功能，它包括一个在系统大规模可编程器件，一个并行接口电路，一个定时/计数器电路，一个用万能接线板组成的通用扩展实验板。 本设计完成一个简单模型计算机的设计，设计中使用的运算器是74LS181，存储器是6264，与相应的译码电路、锁存电路以及输入输出电路组成了模型机的硬件基础。当然光有硬件电路不是一个完整的计算机，本设计还设计了相应的微指令和微程序组成具有一定功能的指令系统，包括IN,OUT,STA,LDA,JMP,BZC,CLR,MOV,ADD,AND 等指令。最终通过模型机的设计和调试，连贯运用计算机组成原理课程学到的知识，建立计算机整机概念，加深对计算机时间和空间概念的理解。 关键词：简单模型计算机机 运算器 存储器 微指令 微程序 前 言 ...................................................................................................................... 1 摘 要 ...................................................................................................................... 2 第一章 设计目的和设计原理 . ............................................................................ 4 1.1设计目的 .................................................................................................... 4 1.2设计原理 .................................................................................................... 4 第二章 总体设计 . ................................................................................................ 6 第三章 详细设计 . ................................................................................................ 8 3.1运算器的物理结构 .................................................................................... 8 3.2存储器系统的组成与说明 ....................................................................... 11 3.3指令系统的设计与指令分析 ............................