组成课程方案指导书

1、计算机组成原理课程设计指导书 适用专业：计算机科学与技术课程设计时间：4周 一、课程设计目的 本课程设计是学生学习完计算机组成原理课程后，进行的一次全面的综合训练。通过课 程设计，加深学生对计算机整机的综合理解，掌握微程序控制器的组成原理以及微程序的编制、 调试技术及模型机设计的基本方法，强化设计能力和实验动手能力； 二、课程设计要求 从课程设计的目的出发，通过设计工作的各个环节，达到以下教案要求： 1）每位同学从所给题目中任选一个 如自拟题目，需经教师同意），且必须独立完成课程设计，不 能相互抄袭。 2）设计完成后，将所完成的作品交由老师检查。 3）要求写出一份详细的设计报告。 4）基于TD

2、-CMA实验设备完成设计任务。 三、课程设计题目 R0 SUB 0DH ；R0 - 0DH - R0，直接寻址 SHL R0 ;将R0寄存器中的内容逻辑左移 STA 0EH， R0 ；R0-0EH，直接寻址 LDA 0FH， R0 ；0FH-R0，直接寻址 LOP: DECR0 ； R0-1-R0 BZCEXIT ；当FC或FZ 为1时，转到EXIT JMP LOP EXIT:OUT 0EH， R0 ；0EH-LED，直接寻址 0DH 0EH 0FH单元内容分别为 03H 04H 02H。 题目二、简单模型机的组成与程序运行 基于TD-CMA计算机组成原理教案实验系统，设计一个简单的计算机整机

3、系统一模型机，分析其 工作原理。根据模型机的数据通路以及微程序控制器的工作原理，设计完成以下几条机器指令和相 应的微程序，输入程序并运行。 LDI R0,12H ;立即数 12H-R0 AND 0DH ；R0 * 0DH - R0 ，直接寻址 SHR ;将R0寄存器中的数据逻辑右移 STA 0EH； R0-0EH，直接寻址 OUT 0EH ；0EHLED，直接寻址 LDA 0FH ；0FH-R0，直接寻址 DEC R0 ；R0-1-R0 BZC EXIT;当FC或FZ为1时，转到 EXIT JMP 0BH； 0BH-PC，直接寻址 EXIT:HLT 0DH OEH 0FH单元内容分别为 06H

4、、07H 03H。 题目三、复杂模型机的组成与程序运行 基于TD-CMA计算机组成原理教案实验系统，设计一个复杂计算机整机系统一模型机，分析 其工作原理。根据模型机的数据通路以及微程序控制器的工作原理，设计完成以下几条机器指令和 相应的微程序，输入程序并运行。 IN R1， OOH ；从端口 00 vIN单元）读入数据送 R1 LDIR2，OFH;将立即数OFH装入R2 AND R1，R2 ； R1*R2 - R1 STAO1，1OH，R1； R1-1OH，间接寻址 OUT40H ， DEC 12H； 10H ； 10H单元的内容 在OUT单元显示，直接寻址 12H单元内容减1，直接寻址 LO

5、P: BZC EXIT JMP LOP EXIT: HLT 1OH 12H单元内容分别为 12H、O3H。 题目四、复杂模型机的组成与程序运行 基于TD-CMA计算机组成原理教案实验系统，设计一个复杂计算机整机系统一模型机，分析 其工作原理。根据模型机的数据通路以及微程序控制器的工作原理，设计完成以下几条机器指令和 相应的微程序，输入程序并运行。 IN R1，OOH；从端口 OOIN单元）读入计数初值 LDI R2, 6OH LOP： LAD 1O，O3H，R3；从MEM读入数据送R3,变址寻址，偏移量为 O3H SUB R3，R1 STA 10，03H，R3 DEC R1 BZC RESUL

6、T JMP LOP RESULT:OUT 40H，63H HALT 60H、61H、62H、63H、64H、65H 单元内容为 05。 题目五、复杂模型机的组成与程序运行 基于TD-CMA计算机组成原理教案实验系统，设计一个复杂计算机整机系统一模型机，分析 其工作原理。根据模型机的数据通路以及微程序控制器的工作原理，设计完成以下几条机器指令和 相应的微程序，输入程序并运行。 START: IN OOH，R1 DEC R1 BZC RESULT； LDI R2，50H ；读入数据始地址 LAD R3，RI，OOH ADDRI00H ，R3 INC RI OUT 40H，RI00H JMP STA

7、RT RESULT: HLT 为0则跳转 从MEM 读入数据送R3，变址寻址，偏移量为 00H 累加求和 50H、51H、52H、53H、 ；变址寄存加1，指向下一数据 和在OUT单元显示 ；跳转至START ；停机 54H、55H单元内容分别为 12H、34H、55H、23H、05H。 题目六、带有中断处理能力的复杂模型机的组成与程序运行 基于TD-CMA计算机组成原理教案实验系统，设计一个具有类似X86的中断处理能力的复杂计 算机整机系统一模型机，分析其工作原理。根据中断控制器8259以及模型机的工作原理，设计完 成机器指令 包括主程序和中断子程序）以及相应的微程序，实现以下功能 从IN单

8、元读入一个数据存于内存单元50H内，CPU每响应一次中断，50H单元的数据减 1, 并送到寄存器 R1，并输出到OUT单元。 题目七、带有DMA控制功能的复杂模型机的组成与程序运行 基于TD-CMA计算机组成原理教案实验系统，设计一个带有 DMA处理能力的复杂计算机整机 系统一模型机，分析其工作原理。根据DMA控制器8237以及模型机的工作原理，设计完成机器指 令和相应的微程序，实现以下功能。 从IN单元读入一组数据存于内存单元50H开始的内存区域内，然后用 DMA传输方式将这些 数据送到输出单元显示。 题目八典型I/O接口 8253扩展设计实验 基于TD-CMA计算机组成原理教案实验系统，设

9、计一个带有典型I/O接口 8253的复杂计算机整机系 统一模型机，分析其工作原理。根据模型机的的工作原理，设计完成机器指令和相应的微程序，实 现以下功能。 用复杂模型机指令系统的IN、OUT指令来对外扩的8253芯片进行操作。实验箱上 8253的GATE0 已接为高电平，其余都以排针形式引出。根据实验要求编写机器指令和微程序实现以下功能：从IN 单元读入数据，对8253进行初始化，使其以IN单元数据N为计数初值，在OUT端输出方波，8253 的输入时钟为系统总线上的 XCLK。 题目九、加法器设计实验 任选一） 1 ）掌握超前进位加法器的原理及其设计方法的基础上，利用TD-CMA计算机组成原理

10、教案实 验系统的CPLD单元或FPGA单元，使用Quartus II软件,使用原理图设计方式设计超前进位 4位加法 器,并进行验证。 2）掌握超前进位加法器的原理及其设计方法的基础上，利用TD-CMA计算机组成原理教案实 验系统的CPLD单元或FPGA单元，使用Quartus II软件,使用VHDL语言设计超前进位加法器（位数 不限制。 题目十、阵列乘法器设计实验 1 ）掌握阵列乘法器的原理及其设计方法的基础上，利用TD-CMA计算机组成原理教案实验系 统的CPLD单元或FPGA单元,使用Quartus II软件,采用VHDL语言设计方法设计不带符号4位二进 制数乘法器。 2掌握阵列乘法器的原

11、理及其设计方法的基础上，利用TD-CMA计算机组成原理教案实验系 统的CPLD单元或FPGA单元，使用Quartus II软件,使用原理图 设计方式设计 不带符号2位二进制 数乘法器。 题目十一算术运算部件的设计 掌握运算器的原理及其设计方法的基础上，利用TD-CMA计算机组成原理教案实验系统的 CPLD单元或FPGA单元，使用Quartus II软件,使用原理图设计方式或 VHDL语言设计方式实现一算 术运算部件，实现两个8位二进制数的相加A+B）、相减A-B）、两个数加1A+1, B+1），减1A- 1，B-1 ）。 题目十二逻辑运算部件的设计 掌握阵运算器的原理及其设计方法的基础上，利用

12、TD-CMA计算机组成原理教案实验系统的 CPLD单元或FPGA单元，使用Quartus II软件,使用原理图设计方式或 VHDL语言设计方式实现一逻 辑运算部件，实现两个8位二进制数的相与AE）、相或A+B）、异或A+B），数的取反。 四、课程设计考核方式 课程设计成绩评定的依据有：设计文档资料、具体实现设计实现的实验线路以及课程设计考 勤登记表，最后的评定成绩是由答辩成绩占40%设计报告成绩占20%平时成绩占40%组成。 平时成绩由以下几个方面组成： 1）出勤情况20分）； 2）学生在课程设计过程中表现 20分）： 1、巩固和加深对基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。 2、根

13、据题目需要选取参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的能力。通过独立思考，自主 学习，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。 3、严肃认真的工作作风和科学态度，具有团结协作精神，勇于战胜困难解决问题。通过课 程设计实践，初步建立正确的生产和科研意识。 4、仪器设施的正确使用方法，学会简单电路的实验设计和整机指标测试方法，动手能力较 强，能在教师指导下，完成任务。 5、熟悉题目有关的电路以及元器件工程技术规范，能按课程设计任务书要求编写设计说明 书，能正确反映设计和实验成果，正确绘制电路图等。 设计报告成绩： 有完整的符合标准的文档，文档有条理、文笔通顺，格式正确10分）；内容详实，与所设

14、计实现的实验线路一致，并有较深入的分析10分）； 五、验收的资料 1）验收实验线路 在实验室由指导教师当场验收，主要检查以下几个方面：线路的设计与连接是否正确，设 计代码是否正确，程序能否执行，结果是否正确等。 2）程序设计报告文档 提交设计报告，设计报告中应包括：任务描述,设计设备,设计原理和方法，代码清 单 应含机器指令代码、微程序流图和微程序代码清单），设计运行结果分析 含出错原因分 析），设计小结 即收获和体会）。 另要以附表形式附上所设计实现的模型机结构框图和设计实 现的电路的线路连接图。 注：文档中必须包含课程设计小结，即收获和体会。 注：对于设计中未能实现的部分需要加以说明。 要

15、求打印稿，同时提交电子文档。电子文档文件名用：学号+姓名。计算机组成原理课程设计 报告格式见附件一。 3） 正确填写计算机组成原理课程设计评定表中个人信息项设计题目，姓名，学号，班级 指导教师及职称，日期等），并用A4纸打印一份，于答辩时上交。计算机组成原理课程设计评定 表见附件二。 六、参考资料 计算机组成原理教材 计算机组成原理实验材料 七、注意事项 1、学生必须在所规定的时间里按时到实验室。 2、有事或生病的同学必须请假 有假条）。 3、如选用指导老师所给定的题目，必须按老师的要求来完成任务。 4、如果是自选题目必须经过指导老师的允许方可进行设计。 5、除设计阶段、写总结报告阶段）其它时间必须按规定在实验室完成。 6、设计阶段完成后，经指导教师同意方可进行安装调试阶段、安装调试阶段完成后，再经指导教 师的同意，才可写总结报告。 八、课程设计任务书封面格式 附件：课程设计任务书封面格式 内蒙古师范大学计算机与信息工程学院 计算机组成原理 课程设计报告 题目： 姓名 学号 班级 指导教师 职称 日期 格式要求： 标题 如设计任务等）：采用样式库中的标题1宋体小四加粗）； 正文：宋体五号常规，首行缩进 2字符，如果其中需要设置多级标题，则各级标题 使用1.1, 1.1.1格式编排序号（序号与内容之间以一个空格分隔 ，各级标题 顶格编排，字体为宋体小四号； 页面设置：纸型