计算机组成原理长安大学,计算机组成原理课程设计任务书..pdf

本课程设计旨在深入理解计算机系统组成,通过TDN-CM++实验系统,实现程序控制器设计,包括理解指令系统,编写微指令代码,连接逻辑电路并运行模拟计算机。学生需完成指定应用项目,如数据处理与存储,以增强对计算机控制机制的理解。设计过程中,学生将运用汇编指令,设计微程序,并在实验系统中验证功能,提升问题解决能力。

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课 程 设 计 任 务 书

题目

专业、班级 学号 姓名

主要内容、基本要求、主要参考资料等:

完 成 期 限:

指 导 教 师 签 名 :

课程负责人签名:

年 月 日

目 录

第一章 程序设计概述

1.1 课程设计的教学目的

1.2 课程设计任务和基本要求

第二章 指定 应用项 目的设计实现

3.1 设计任务

3.2 任务分析及解决方案

3.3 设计原理

3.4 应用项目设计实现操作步骤

第三章 收获 、体会和建 议

参考文 献

第一章 程序设计概述

1.1 课程设计的教学目的

本课程设计的教学目的是在掌握计算机系统组成及内部工作机制、理解计算

机各功能部件工作原理的基础上, 深入掌握信息流和控制信息流的流动过程, 进

一步加深计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念, 培养开发和调试计

算机的技能。再设计实践中提高应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。

1.2 课程设计任务和基本要求

本课程设计以 TDN-CM++ 计算机组成原理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,理解为程序控制器的设计原理。

2. 设计给定机器指令系统遗迹微程序流程图,安慰指令格式写出微程序的

微指令代码

3. 连接逻辑电路,完成启动、测试、编程、校验和运行,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,组成一台模拟计

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,建立计算机的整机概念,掌握计算机的控制机制。

7. 按指定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

模型及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 TDN-CM++ 实验系统并运行,实现应用要求。

第二章 指定应用项目的设计实现

3.1 课程设计任务

从输入设备中读取数据 X 并将其存入以 K 为直接地址的内存单元, 计算 2X

加 X 减 1 并将结果存入以 N 为间接地址的内存单元。

3.2 课程设计思想及任务分析

在进行这一次设计之前当我们看见我们的题目的时候, 我们联系到了最后的

一次实验的机器运行的过程联系这次的的要求我们先明确的这次设计的大体过

程 ,画大体图 — 汇编程序 —流程图 —微指令代码 —检查,然后我们进行了下一步

骤,观察题目在进行这一次的设计之时首先我们看见了在读取与储存时的两种不

同的寻址方式, 想到了这两种的不同, 具体表示在流程图上面就是间接寻址要通

过地址先找地址再找数据所以要分两次, 然后我们又看了看我们的运算所需要的

过程,对照书本的 49 页的代码,我们决定了将 2X 通过一次 X 加 X 算术运算来

实现,由于 X 的给予只需要做运算即可,非运算书上有,加法运算书上有,减

一共20套题,含有答案 以下是其中一套题 本科生期末试卷 一 一. 选择题 (每小题1分,共10分) 1. 计算机系统中的存贮器系统是指______。 A RAM存贮器 B ROM存贮器 C 主存贮器 D cache、主存贮器和外存贮器 2. 某机字长32位,其中1位符号位,31位表示尾数。若用定点小数表示,则最大正小数为______。 A +(1 – 2-32) B +(1 – 2-31) C 2-32 D 2-31 3. 算术 / 逻辑运算单元74181ALU可完成______。 A 16种算术运算功能 B 16种逻辑运算功能 C 16种算术运算功能和16种逻辑运算功能 D 4位乘法运算和除法运算功能 4. 存储单元是指______。 A 存放一个二进制信息位的存贮元 B 存放一个机器字的所有存贮元集合 C 存放一个字节的所有存贮元集合 D 存放两个字节的所有存贮元集合; 5. 相联存贮器是按______进行寻址的存贮器。 A 地址方式 B 堆栈方式 C 内容指定方式 D 地址方式与堆栈方式 6. 变址寻址方式中,操作数的有效地址等于______。 A 基值寄存器内容加上形式地址(位移量) B 堆栈指示器内容加上形式地址(位移量) C 变址寄存器内容加上形式地址(位移量) D 序记数器内容加上形式地址(位移量) 7. 以下叙述中正确描述的句子是:______。 A 同一个CPU周期中,可以并行执行的微操作叫相容性微操作 B 同一个CPU周期中,不可以并行执行的微操作叫相容性微操作 C 同一个CPU周期中,可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 D 同一个CPU周期中,不可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 8. 计算机使用总线结构的主要优点是便于实现积木化,同时______。 A 减少了信息传输量 B 提高了信息传输的速度 C 减少了信息传输线的条数 D 加重了CPU的工作量 9. 带有处理器的备一般称为______备。 A 智能化 B 交互式 C 远通信 D 过控制 10.某中断系统中,每抽取一个输入数据就要中断CPU一次,中断处理序接收取样的数 据,并将其保存到主存缓冲区内。该中断处理需要X秒。另一方面,缓冲区内每存储 N 个数据,主序就将其取出进行处理,这种处理需要Y秒,因此该系统可以跟踪到每 秒______次中断请求。 A.N / (NX + Y) B. N / (X + Y)N C .min[1 / X ,1 / Y] D. max[1 / X ,1 / Y] 二. 填空题(每小题3分,共15分) 1.存储A.______并按B.______顺序执行,这是C.______型计算机的工作原理。 2.移码表示法主要用于表示A.______数的阶码E,以利于比较两个B.______的大小和 C.______操作。 3.闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性及A.______能力,为现有的B.______体 系结构带来巨大变化,因此作为C.______用于便携式电脑中。 4.微技术是利用A.______方法B.______的一门技术。具有规整性、可维护 性、C .______等一系列优点。 5.衡量总线性能的重要指标是A.______,它定义为总线本身所能达到的最高B.______。PCI 总线的带宽可达C.______。 三.(10分)机器字长32位,定点表示,尾数31位,数符1位,问: (1) 定点原码整数表示时,最大正数是多少?最小负数是多少? (2) 定点原码小数表示时,最大正数是多少?最小负数是多少? 四.(9分)存储器容量为32字,字长64位,模块数m = 4,分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T = 200ns,数据总线宽度为64位,总线周期τ = 50ns .问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少? 五.(9分)指令格式如下所示,OP为操作码字段,试分析指令格式特点。 31 26 22 18 17 16 15 0 OP 源寄存器 变址寄存器 偏移量 六.(9分)已知某机采用微序控制方式,其控制存储器容量为512×48(位),微序在整个控制存储器中实现转移,可控制的条件共4个,微指令采用水平型格式,后继微指令地址采用断定方式,如图所示:
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