级“计算机组成原理”课程设计说明.pptVIP

“计算机组成原理”课程设计 班级：06计算机01~07班 时间：2008~2009学年第一学期第18~19周 指导教师： 计算机系统研究所—— 夏利、刘辉林、徐久强、乔百友、赵相国、韩东红、史岚； 实验中心—— 王伟、任晓光、杨越、张莲。 课程设计的目的 课程设计的任务 课程设计所用设备（环境）及所需资料 课程设计的具体内容（步骤） 课程设计的日程安排 课程设计验收 一、课程设计的目的 1、在实验机上设计机器指令及对应的微指令（微程序），从而进一步掌握微程序设计控制器的基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系； 2、通过控制器的微程序设计，综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整机系统的概念； 3、培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。 二、课程设计的任务 针对COP2000实验仪，首先通过综合实验了解该模型机微程序控制器原理（主要指熟悉该模型机指令/微指令系统的详细情况），然后以实现二进制乘法和除法运算功能为应用目标，在COP2000的集成开发环境下，设计全新的指令系统并编写对应的微程序；之后编写并运行实现乘法和除法的程序进行设计的验证。 三、课程设计所用设备及所需资料 1、COP2000实验系统 2、PC机（COP2000仿真软件，见本课件的附件1） 3、 COP2000计算机组成原理实验仪说明书 （模型机综合实验主要参考其中第三、四章的内容），说明书电子版见本课件的附件3。 四、课程设计的具体内容（步骤） ——注意：每个步骤的结果需要体现在设计报告里，报告格式（模板）见本课件的附件2。 步骤1、详细了解并掌握COP 2000模型机的微程序控制器原理。 通过综合实验来实现，具体资料参见附件3的第三章和第四章内容—— 其中第四章提供了综合实验的具体内容； 第三章则完整提供了该模型机指令/微指令系统的具体资料。 【步骤1的结果】 总结描述该模型机指令系统的特点；可以列表。 总结描述该模型机微指令系统的特点，具体应包括其微指令格式的说明等内容；可按二进制位列出说明。 步骤2、详细了解并掌握有关计算机中实现乘法和除法的算法流程与相应的硬件实现原理；具体要求： ——不考虑阵列实现； ——用“加法-移位”的重复运算方法实现乘法和除法。 （1）乘法 实现无符号数乘法运算： 要求能实现4位乘法（指被乘数4位，乘数4位，乘积为8位）运算的功能； （2）除法 实现无符号除法运算： 要求能实现4位除法的功能（被除数8位，除数4位，商4位）； ！！ 研究除法算法时的两点提示（建议）： A、可考虑使用加减交替算法，而不是使用恢复余数法； B、注意算法中化减为加的方法。 【步骤2的结果】 分别给出计算机中实现上述乘法和除法的—— 1、算法流程图； 2、运算过程示例（即用实际的二进制数据演示以上算法流程）； 3、硬件原理图 （以加法器为核心的乘法、除法运算器方框图）。 步骤3、将步骤2中所了解并掌握的算法与COP2000实验仪的硬件资源相对应，确定具体实现乘法和除法算法功能时应如何分配模型机的硬件资源； 【步骤3的结果】步骤2的流程图和硬件原理图具体化为与COP2000相对应的形式。 步骤4、依据步骤3的结果，在COP2000集成开发环境下设计新的指令/微指令系统；要求： （1）不使用实验仪器自带的指令系统； （2）对应于乘法、除法可以独立设计两套全新指令/微指令系统，也可以设计一套能用来编写实现乘法和除法功能汇编程序的指令/微指令系统； ！！！设计提示 ： ①注意实验仪的硬件限制条件； ②操作数和计数值以立即数方式带入。 （3）要求设计上不出现多余指令。 【步骤4的结果】新指令/微指令的完整描述表。 步骤5、用步骤4设计的新指令集编写实现乘法、除法功能的汇编语言程序； （1）乘法：4位乘法 （2）除法：4位除法 【步骤5的结果】程序流程图，源程序清单。 步骤6、对步骤5的程序进行输入、调试运行，以验证新指令/微指令系统设计的正确性； 单指令、单微指令运行，运算结果。 【步骤6的结果】程序/微程序运行过程中的硬件状态描述表；循环次数较多时可以省略后面几次循环的描述。 步骤7、连接PC机与COP2000实验仪，用新指令集的微程序控制器控制实验仪工作，观察步骤6中乘法和除法程序运行的情况。 【步骤7的结果】程序/微程序运行过程中的硬件状态应与仿真结果相同。 步骤8、完成课程设计报告（电子版），设计结果验收； 报告格式（模板）见本课件的附件2。 五、课程设计的日程与实验室安排 1、18周周一下午—— （1）布置课程设计任务，拷贝本课件及其附件： ①附件1 --