指令系统设计(一)
tec200016位机微程序控制器指令系统的设计与实现
一、设计题目 16位机微程序控制器指令系统的设计与实现 二、设计目的 通过看懂教学计算机组合逻辑控制器中已经设计好并正常运行的几条基本指令（例如ADD、MVRR、OUT、MVRD、JR、RET等指令）的功能、格式和执行流程，然后自己设计微程序控制器中的29条基本指令和19条扩展指令的功能、格式和执行流程，并在教学计算机上实现、调试正确，达到以下目的： 1、深入理解计算机控制器的功能、组成知识和各类典型指令的执行过程； 2、对指令格式、寻址方式、指令系统、指令分类等建立具体的总体概念； 3、学习微程序控制器的设计过程和相关技术。 三、设计说明 控制器设计是学习计算机总体组成和设计的重要的部分。要在TEC—2000教学计算机上完成这项设计，必须清楚懂得： 1、TEC—2000教学机的微程序控制器主要由作为选件的微程序控制器小板和教学机大板上的7片GAL20V8组成。 2、TEC—2000教学机微程序控制器上要实现的全部基本指令和扩展指令的控制信号都是由微程序小板上的7片控制存储器给出的。 3、应了解监控程序的A命令只支持基本指令，扩展指令应用E命令将指令代码写入到相应的存储单元中；不能用T、P命令单步调试扩展指令，只能用G命令执行扩展指令。 4、要明白TEC—2000教学机支持的指令格式及指令执行流程分组情况；理解TEC—2000教学机中已经设计好并正常运行的各类指令的功能、格式、执行流程和控制信号的组成。 5、明确自己要实现的指令格式、功能、执行流程设计中必须遵从的约束条件。 6、为了完成扩展指令的功能、格式和执行流程，并在教学计算机上实现、调试正确的实验内容，具体过程包括： 1）确定指令格式和功能，要受教学机已有硬件的约束，应尽量与已实现指令的格式和分类办法保持一致； 2）划分指令执行步骤并设计每一步的执行功能，设计节拍状态的取值，应参照已实现指令的处理办法来完成，特别要注意的是，读取指令的节拍只能用原来已实现的，其他节拍的节拍状态也应尽可能的与原用节拍的状态保持一致和相近； 3）在指令微程序表中填写每一个控制信号的状态值，注意要特别仔细，并有意识地体会这些信号的控制作用； 4）将设计好的微码，装入控制存储器的相应单元； 5）写一个包含你设计的指令的程序，通过运行该程序检查执行结果的正确性，来初步判断你的设计是否正确；如果有问题，通过几种办法查出错误并改正，继续调试，直到完全正确。 四、设计内容 1、完成微程序控制器指令系统设计，主要内容是由学生自己设计29条基本指令和19条扩展指令的功能、格式和执行流程，并在教学计算机上实现、运行、调试正确。 2、首先看懂TEC—2000教学计算机的功能部件组成和线路逻辑关系，然后分析教学计算机组合逻辑控制器中已经设计好并正常运行的几条典型指令（例如ADD、MVRR、OUT、MVRD、JRC、RET等指令）的功能、格式和执行流程。 3、设计微程序控制器指令系统中各条指令的功能、格式和执行流程，并在教学计算机上实现、调试正确，例如ADC、STC、JRS、JRNS、LDRX、STRX、JMPR、CALR、LDRA等19条扩展指令。 4、单条运行指令，查看指令的功能、格式和执行流程。
电子系统设计总结报告汇编
电子系统设计总结报告 题目：医院呼叫系统 班级： 组别：第四组 指导教师：张廷荣 设计时间
医院呼叫系统 一、引言 1. 选题意义 1.1 性价比 在此次课程设计中，选用的原件蜂鸣器、74LS147译码器、555定时器等，都是较常见和比较常用的，比较经济实惠，节约成本。因此，该方案设计的医院呼叫系统经济适用，成本合适，性价比较高。 1.2 EWB模拟仿真 EWB模拟仿真图如图1所示(见附录1)。 综上所述，呼叫器应用广泛，所需器件价格低，成本低，性价比高。经过EWB模拟仿真结果可得出，它具有可实行性。所以我们选则这个题目进行设计与制作。2. 设计目标 对于此课题，主要分为三个模块，一是采用74LS147为核心进行优先编码，设计优先编码模块，多人同时呼救时，危重病人优先被医治；二是采用555定时器与74LS192组成呼叫系统控制模块，三是呼叫提示系统，由二极管和蜂鸣器组成，病房病人呼叫即开关闭合时，二极管发光提示，蜂鸣器报警，持续5秒钟 3.小组成员及分工 二、作品说明 1.功能 此设计是用于医院病人的紧急呼叫，它的功能如下： 1.当病人按下呼救信号按钮，呼救灯亮，同时显示病人编号，蜂鸣器发出5秒呼救声，等待医护人员来护理。 2.按照病人的病情划分出优先级别，有多个病人同时呼救时，系统优先显示最高级别的呼救编号。 3.当医护人员处理完最高级别呼救后，按下清零键，系统按优先等级先后显示其它病人编号。 2. 操作说明
此设计使用的的是四节1.5V干电池，放入电池槽中即可。病人在需要帮助时，只需按下与自己床位相对应的开关，医生便可获知病人相应的床位信息 三、基本原理 1. 原理图 (1) 方案呼叫系统电路原理框图如图2所示。 图2医院呼叫系统电路的原理框图 对于此课题，主要分为三个模块，一是采用74LS147为核心进行优先编码，设计优先编码模块，多人同时呼救时，数码管按优先级显示病人病房编号，危重病人优先被医治；二是采用555定时器与74LS192组成呼叫系统控制模块，控制呼叫提示系统；三是呼叫提示系统，由二极管和蜂鸣器组成，病房病人呼叫即开关闭合时，二极管发光提示，蜂鸣器报警，持续5秒钟。 (2) 电路原理图如图3所示(见附录2) 2.工作原理 (1) 直流电源 将四节电压为1.5V的干电池串联起来，为整个电路提供电压。 (2)呼叫控制模块 利用由555定时器和外接元件R 1、R 2 、C构成多谐振荡器，长时间的振震荡 信号驱动蜂鸣器呼叫。配以相应参数的阻容器件以及计数器74LS192，可将振荡时间准确的控制在要求的8秒钟 每次呼叫时长：T=(R1+2R2)×C1×Ln2×8 =（15+2×68）×0.00001×Ln2×8= 8s 呼叫控制电路原理图如图3所示：
教学系统设计的多媒体课件的设计与制作
目录 摘要 (1) ABSTRACT (2) 1、概述 (3) 1.1本设计的目的及意义 (3) 1.2本课件的功能 (3) 1.3本课件的主要特点 (4) 2、功能需求分析 (4) 2.1开发背景 (4) 2.2需求分析 (5) 2.3课件的运行环境 (5) 3、系统设计 (6) 3.1项目的总体方案 (6) 3.2项目的详细设计方案 (7) 4、技术实现 (28) 4.1主要功能模块的具体实现 (28) 4.2主要技术难题及解决方法 (33) 5、总结 (34) 致谢 (35) 参考文献 (36) 附件1系统结构图 (37) 附件2 代码 (38)
《教学系统设计》的多媒体课件的设计与制作 摘要：随着多媒体技术越来越广泛地被应用到教学中，多媒体课件在教学中的作用也日益明显。多媒体课件辅助教学作为一种新型的现代化的教学方式，为当今教育技术发展的过程中指明了新的趋向。它能帮助学校提高教学现代化、充分显示学校多媒体化，教师可以使用多媒体课件资源，在课堂上向学生更生动的展现教学内容，使教学更贴近实际，很好的辅助课堂教学。本次设计的“教学系统设计”课件，在制作过程中加入了声音、动画、文字等多种信息，还可以与交流对象互动，回答一些常见问题，充分调动学习者的积极参与，大大提高了教学质量、效率。 关键词：多媒体课件、课堂教学、教学现代化、
“Teaching Design”designing and making of multimedia courseware Educational Technology Abstract With the multimedia technology more and more applied to teaching widely, multimedia courseware in teaching is becoming more and more obvious. As a new way of modern teaching, Multimedia aided teaching is became a new trend in the process of the development of educational technology. It can help the schools to improve the teaching modernization, display the school multimedia fully. Teachers can use multimedia courseware resources to display teaching contents more vividly for students in the classroom, the teaching is more close to the actual and very good for our teaching. In the production process, by adding sound, animation, text and other information, the design of the" teaching system" courseware can exchange object interaction, answer some asked questions frequently, and arouse students ' participation, what is more, it can improve the quality of teaching greatly and efficiency. Keyword: Multimedia courseware、 classroom teaching、teaching modernization
第2章 指令系统及汇编语言程序设计 题库和答案
第2章指令系统及汇编语言程序设计 ________________________________________ 一．选择题 1．指令ADD CX，55H的源操作数的寻址方式是( )。 (A) 寄存器寻址(B) 直接寻址(C) 寄存器间接寻址(D) 寄存器相对寻址 2．设(SS)=3300H，(SP)=1140H，在堆栈中压入5个字数据后，又弹出两个字数据，则(SP)=( ) 。 (A) 113AH (B) 114AH (C) 1144H (D) 1140H 3．若SI=0053H，BP=0054H，执行SUB SI，BP后，则( )。 (A) CF=0，OF=0 (B) CF=0，OF=1 (C) CF=1，OF=0 (D) CF=1，OF=1 4．已知(BP)=0100H，(DS)=7000H，(SS)=8000H，(80100H)=24H，(80101H)=5AH，(70100H)=01H，(70101H)=02H，指令MOV BX，执行后，(BX)=( ) 。 (A) 0102H (B) 0201H (C) 245AH (D) 5A24H 5．实模式下80486CPU对指令的寻址由( )决定。 (A) CS，IP (B) DS，IP (C) SS，IP (D) ES，IP 6．使用80486汇编语言的伪操作指令定义: V AL DB 2 DUP(1，2，3 DUP(3)，2 DUP(1，0)) 则在V AL存储区内前十个字节单元的数据是( )。 (A) 1，2，3，3，2，1，0，1，2，3 (B) 1，2，3，3，3，3，2，1，0，1 (C) 2，1，2，3，3，2，1，0 (D) 1，2，3，3，3，1，0，1，0，1 7．下列四条指令都可用来使累加器清"0"，但其中不能清"进位"位的是( ) 。 (A) XOR AL，AL (B) AND AL，0 (C) MOV AL，0 (D) SUB AL，AL 8．若(AX)=96H，(BX)=65H，依次执行ADD AX，BX指令和DAA指令后，(AL)=( )。(A) 0FBH (B) 01H (C) 61H (D) 0BH 9．下列能使CF标志置1的指令是( ) 。 (A) CMC (B) CLC (C) STC (D) CLD 10．MOV AX，[BP+SI]隐含使用的段寄存器是( )。 (A) CS (B) DS (C) ES (D) SS 11．设AL=7FH，要使AL=80H，应使用下列哪一条指令( )。 (A) AND AL，80H (B) OR AL，80H (C) XOR AL，80H (D) NOT AL 12．在执行十进制调整指令DAA，DAS之前必须将结果存放于( )中。 (A) AX (B) AH (C) AL (D) BL 13．下列指令执行后影响标志位的是( ) 。 (A) MOV (B) PUSH (C) ADD (D) XCHG 14．唯一能对应存储单元的地址是( )。 (A) 物理地址(B) 端口地址(C) 有效地址(D) 逻辑地址 15．计算机能直接执行的语言是( )。 (A) 机器语言(B) 汇编语言(C) 高级语言(D) 程序设计语言 16．需采用先进后出原则操作的存储区是( )。 (A) 寄存器组(B) 地址缓冲器(C) 数据寄存器(D) 堆栈区 17．寄存器SP用于对( )的操作。 (A) 空闲单元(B) 堆栈单元(C) 数据单元(D) 指令单元 18．若(BX)=1000H，(DS)=2000H，(21000H)=12H，(21001H)=34H，执行LEA SI，指令后，SI寄存器的内容是( )。 (A) 1234H (B) 3412H (C) 1000H (D)0010H 19．若(AL)=80H，执行NEG AL指令后，CF和OF标志位的状态分别为( )。
计算机组成原理指令系统设计
课程设计说明书 题目: 指令系统设计 院系：计算机科学与工程学院 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2013年 11 月 25 日
安徽理工大学课程设计（论文）任务书 2013年11月25日
安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表
摘要 在飞速发展的科技社会中，计算机被应用到各行各业，各个领域中。人们渐渐地步入自动化、智能化的生活阶段。本次计算机组成原理课程设计课题是基本模型机的设计与实现。利用CPU与简单模型机来实现计算机组成原理课程及实验中所学到的实验原理和编程思想，硬件设备自拟，编写指令的应用程序，用微程序控制器实现了一系列的指令功能，最终达到将理论与实践相联系。本次设计完成了各指令的格式以及编码的设计，实现了各机器指令微代码，设计基本模型机的指令系统（包括逻辑与，逻辑或，算术加，减运算，输入，输出，转移，传送指令），形成具有一定功能的完整的应用程序。 简言之，这次设计，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期，全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一条微程序，一条微程序又有若干微指令组成，一条微指令的功能由24位操作信号（即控制位）实现。 这一课题的实现不仅使我们对各种微指令有了熟练的掌握，更对有关知识的深入学习打下基础。关键词：指令系统，微指令，机器指令，异或
目录 1.系统分析 (1) 1.1 设计准备 (1) 1.2 设计目标 (3) 2.系统设计 (4) 2.1 指令、微指令系统设计 (4) 2.2 模型机的微指令设计 (5) 2.3 异或程序设计 (6) 3.系统实现 (7) 3.1 程序编写与分析 (7) 3.3 调试结果 (8) 4.总结 (10) 4.1 设计体会 (10) 4.2设计改进 (10) 参考文献 (11)
指令系统
8086指令系统综述 1.背景 计算机的程序是由一系列机器指令组成的。指令就是要计算机执行某种操作的命令。从计算机组成的层次结构来说，计算机的指令有微指令、机器指令和宏指令之分。微指令是微程序级的命令，它属于硬件；宏指令是由若干条机器指令组成的软件指令，它属于软件；而机器指令则介于微指令与宏指令之间，通常简称为指令，每一条指令可完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作。 本文所讨论的指令，是机器指令。一台计算机中所有机器指令的集合，称为这台计算机的指令系统。指令是构成程序的最基本单位，是指挥处理器完成某项具体任务操作的一个或多个字节信息。因而计算机指令集的选择是计算机体系结构设计的核心问题，是软硬件功能分配最主要的交界面，它历来是体系结构设计者、系统软件设计者和硬件设计者所共同关注的问题，现在计算机系统理论认为指令集是影响到指令流水效率的根本原因，诸如变长指令，复杂寻址等都使得流水困难。因此采用什么指令集将极大地决定如何设计处理器的内部结构以及译码机制。 2.指令系统的发展过程 回顾计算机的发展历史，指令系统的发展经历了从简单到复杂的演变过程。 早在20世纪50-60年代，计算机大多数采用分立元件的晶体管或电子管组成，其体积庞大，价格也很昂贵，因此计算机的硬件结构比较简单，所支持的指令系统也只有十几至几十条最基本的指令，而且寻址方式简单。 到60年代中期，随着集成电路的出现，计算机的功耗、体积、价格等不断下降，硬件功能不断增强，指令系统也越来越丰富。 60年代后期出现了系列计算机。所谓系列计算机，是指基本指令系统相同、基本体系结构相同的一系列计算机。如Pentium系列。系列机解决了各机种的软件兼容问题，其必要条件是同一系列的各机种有共同的指令集，而且新推出的机种指令系统一定包含所有旧机种的全部指令。 在70年代，高级语言己成为大、中、小型机的主要程序设计语言，计算机应用日益普及。由于软件的发展超过了软件设计理论的发展，复杂的软件系统设计一直没有很好的理论指导，导致软件质量无法保证，从而出现了所谓的“软件危机”。人们认为，缩小机器指令系统与高级语言语义差距，为高级语言提供很多的支持，是缓解软件危机有效和可行的办法。计算机设计者们利用当时已经成熟的微程序技术和飞速发展的VLSI技术，增设各种各样的复杂的、面向高级语言的指令，使指令系统越来越庞大。这是几十年来人们在设计计算机时，保证和
指令系统设计
指令系统设计 2011-5-29 一．操作数类型： (1)地址：无符号整数 (2)数值数据： (3)位，位串，字符，和字符串 (4)布尔值 二．寻址方式：指令给出操作数或者操作数地址的方式 地址字段长度直接影响指令长度。使用尽量短的地址码访问尽可能大的寻址空间。 常用寻址方式： (1)立即寻址 指令中直接给出操作数 (2)直接寻址 (3)间接寻址 (6)变址寻址(数组) 给出基准地址，变址寄存器I给出偏移量，则有效地址EA=(I)+A;变址寄存器自动进行变址。 (7)相对寻址 有效地址位于该指令所在位置的前后某个固定的位置上。指令中的地址码给出偏移地址，基准地址隐含由PC给出。EA=(PC)+A;
(8)基址寻址 指令中的地址码A给出偏移量，基址可以由基址寄存器B给出。EA=(B)+A 注：基址寻址与变址寻址的区别： 变址寻址基址不变，偏移量由寄存器给出，寄存器里变得是偏移量；而基址寻址偏移量不变，基址由寄存器给出，寄存器里变的是基址。 三．操作码编码 1.定长操作码 译码方便，指令执行速度快，但有信息冗余。 2.扩展操作码编码 将操作码的编码长度分成几种固定长度的格式。 基本思想：操作码按短到长进行扩展编码。二地址指令操作码最短，零地址指令操作码最长，所以，按照二地址---一地址---零地址的顺序进行。 疑惑：这里怎么说？ 四．MIPS指令格式和寻址方式 特点：采用32位定长指令字，操作码字段也是固定长度，没有专门的寻址方式字段，由指令格式确定各操作数的寻址方式。 操作码OP为“000000”，操作类型由func字段给出，若是双目运算类指令：rd=rs func rt;移位指令，根据shamt字段给出的移位数，将rt的内容进行移位，结果送至rd。 1.双目运算：rt=[rs]+立即数； 2.Load指令：rt=[[rs]+立即数] 3.Store指令：和上面的过程反过来 四．CISC和RISC指令系统之间的区别： 1.CISC(复杂指令系统计算机)：变长指令集，扩展操作码编码，指令格式多，指令条数多，寻址方式多而复杂，因而指令的译码实现复杂，大多由微程序控制器实现。 2.RISC(精简指令系统计算机)：定长指令字，定长操作码，指令格式少，指令系统中含有一些常用指令，指令条数少，寻址方式少而简单，指令译码实现简单，可用硬连线路控制器实现。RISC处理器中设置大量的通用寄存器，可以大大减少存储器的访问次数。采用装入/存储型指令设计风格，因而大部分指令的执行步骤一致，规整，指令的执行适合于采用流水线方式执行。
8位指令系统结构设计
目录 1 可行性分析 (1) 1.1实验系统的组成 (1) 1.2 微指令格式分析 (1) 1.3 指令译码电路分析 (2) 1.4 寄存器组分析 (4) 1.5 时钟信号分析 (5) 2 概要设计 (6) 2.1 指令系统风格 (6) 2.2 数据类型 (6) 2.3 存储器的划分 (7) 2.4 寻址方式 (7) 2.5 指令格式 (7) 2.6 指令功能类型 (7) 2.7 微指令流程框架 (8) 3 详细设计 (9) 3.1 指令系统与指令的分类 (9) 3.2控制台设计 (13) 3.3微程序设计 (14) 3.4微程序流程 (23) 3.5 二进制代码表 (23) 4 实现测试 (25) 4.1接线图 (25) 4.2加法测试程序 (27) 5 心得体会 (31) 6 参考文献 (32)
1 可行性分析 1.1实验系统的组成 本设计采用的实验系统为一个最基本的八位模型计算机，其完整数据通路如图2.1所示，ALU 算术逻辑部件，R0，R1，R2为通用寄存器，AR 为地址寄存器，PC 为程序计数器，IR 为指令寄存器，MEM 为存储器，INPUT 为输入设备，OUTPUT 为输出设备，时序为时序发生器，微控器为微程序控制器。我们将算术逻辑运算器、微程序控制器、寄存器、内部总线等部件连接起来构成一个CPU ，然后加上存储器、输入设备、输出设备即可构成一个完整的模型计算机。 时序MEM(6116) OUTPUT INPUT ALU(74181) W/R LED -B CE W/R SW -B BUS 地址总线 数据总线W/R ALU -B LOAD PC -B 299-B T4 74299 DR2(74273) DR1(74273)AR(74273) PC(74161)微控器IR(74273) R2(74374) R1(74374)R0(74374)R2-B R1-B R0-B S3S2 S1S0 M CN LDDR1 T4 LDDR2 T4 LDPC T4 LDAR T3 Y0 Y1 Y2 LDIR T3 LDR2T4 LDR1T4 LDR0T4 图1.1 八位模型机的完整数据通路图 1.2 微指令格式分析 表1-1 微指令格式 24 23 22 21 20 19 18 17 16 151413 121110 987 6 5 4 3 2 1 S3 S2 S1 S0 M Cn WE A9 A8 A B C μA5 μA4 μA3 μA2 μA1 μA0 微代码定义：微指令字长共24位，其中字段24～19控制运算器的控制端，通过改变S3～CN 来决定对数据进行何种算术或逻辑运算；15～7为A 、B 、C 三个开关控制端；
设计指令系统详解
课程设计说明书题目: 设计一指令系统 院系：计算机科学与工程学院 专业班级：计算机09-9班 学号： 2009********* 学生姓名： ********** 指导教师： ********* 2011年 06 月 30日
安徽理工大学课程设计（论文）任务书计算机科学与技术院系计算机硬件教研室 学号88888888 学生姓名88888888 专业（班级）计算机88班设计题目设计一指令系统 设 计 技 术 参 数 通过CPTH计算机组成原理教学实验系统设计指令/微指令系统。 设计要求1.在基本模型机的基础上改进并实现IN，LDA，OUT，JMP， ADD，SUB等6条指令的功能。 2.设计相应的微程序。 3. 在实验箱上实现指令系统。 工作量1.课程设计说明书2000字； 2.画出流程图，编写微指令代码和程序； 3.对各个指令代码进行分析，并运行测试。 工作计划 学习微程序控制器，了解实验箱中的各部分结构。分析题目，查阅资料，画出流程图，设计出微指令。按实验要求连线，编写程序在实验箱上运行。写出课程设计报告。 参考资料[1] 陈书开，王毅.计算机组成与系统结构.武汉：武汉大学出版社，2005 [2] 张功萱.计算机组成原理.北京：清华大学出版社，2005年09月 [3] 王诚.计算机组成原理实验指导书.北京：清华大学出版社，2002 [4] 杨小龙.计算机组成原理与系统结构实验教程.西安：西安电子科技大学出版社，2004 [5] 袁开榜.计算机组成原理.北京：高等教育出版社，1995 指导教师签字**** 教研室主任签字 2011 年 6 月 30日
安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表 指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年月日
八位指令系统设计
计算机学院计算机科学与技术专业《计算机组成原理课程设计》报告（2011/2012学年第一学期） 学生姓名： 学生班级： 学生学号： 指导教师： 2012年1月15日
目录 1 课程设计分析 (1) 1.1设计目的及要求 (1) 1.2设计内容 (1) 1.3实验设备简介 (2) 1.4指令译码电路分析 (2) 1.5寄存器译码分析 (5) 1.6 信号及时序分析 (6) 1.7 微指令格式分析 (7) 2 总体设计 (9) 2.1存储器划分 (9) 2.2数据格式和指令设计 (9) 2.3控制台设计 (13) 3 详细设计 (15) 3.1指令详细设计 (15) 3.2微指令流程及代码 (23) 4 指令系统验证 (26) 4.1验证程序 (26) 4.2CPI分析 (28) 实验心得体会 (29) 附录A (30) 附录B (31) 参考文献 (32) I
1 课程设计分析 1.1 设计目的及要求 本课程设计是计算机科学与技术专业重要的实践性教学环节之一，是在学生学习完《计算机组成原理》课程后进行的一次全面的综合设计。目的是通过一个完整的8位指令系统结构（ISA）的设计和实现，加深对计算机组成原理课程内容的理解，建立起整机系统的概念，掌握计算机设计的基本方法，培养学生科学的工作作风和分析、解决实际问题的工作能力。 要求学生综合运用计算机组成原理、数字逻辑和汇编语言等相关课程的知识，理解和熟悉计算机系统的组成原理，掌握计算机主要功能部件的工作原理和设计方法，掌握指令系统结构设计的一般方法，掌握并运用微程序设计（Microprogramming）思想，在设计过程中能够发现、分析和解决各种问题，自行设计自己的指令系统结构（ISA）。 1.2 设计内容 基于TDN-CM++计算机组成原理实验教学系统，设计和实现一个8位指令系统结构（ISA），通过调试和运行，使设计的计算机系统能够完成指定的功能。 设计过程中要求考虑到以下各方面的问题： 1、指令系统风格（寄存器-寄存器，寄存器-存储器，存储器-存储器）； 2、数据类型（无符号数，有符号数，整型，浮点型）； 3、存储器划分（指令，数据）； 4、寻址方式（立即数寻址，寄存器寻址，直接寻址等）； 5、指令格式（单字节，双字节，多字节）； 6、指令功能类别（算术／逻辑运算，存储器访问，寄存器操作，程序流控制，输入／输出）； 7、依据CPI值对指令系统进行性能分析。
第五章指令系统(指令格式设计)
计算机组成原理第五章指令系统5.4 指令格式设计
1指令格式设计的主要内容 ■根据指令数量的要求及是否支持操作码扩展，确定操作码字段的位数操作码字段地址码字段 寻址方式■根据对操作数的要求确定地址码字段的个数 ■根据寻址方式的要求，为每个地址码字段确定寻址方式字段位数 ■确定采用定长指令还是变长指令
2指令格式设计举例 例1某机字长32位，采用三地址指令，支持8种寻址操作，完成60种操作，各寻址方式均可在2K 主存范围内取得操作数，并可在1K 范围内保存运算结果。问应采用什么样的指令格式？指令字长最少应为多少位？执行一条指令最多要访问多少次主存？OP X1 A1X2A2 X3A3 OP = 6位 解：根据题目条件，指令格式如下： X1 = X2 = X3 =3 ,共9位 A1=A2=11, A3=10位，共32位 47位 指令占两个存储字，取指访存2次，取2个源操作数访存2次，写结果访存1次，共5次
2指令格式设计举例 例2 字长16位，主存64K，指令单字长单地址，80条指令。寻址方式有直接、间接、相对、变址。请设计指令格式 解：80条指令?OP字段需要7位( 27=128 ) 4种寻址方式?寻址方式特征位2位 单地址位长度:16-7-2 =7位 指令格式：OP X A 727
2指令格式设计举例 例2 字长16位，主存64K ，指令单字长单地址，80条指令。寻址方式有直接、间接、相对、变址。请设计指令格式OP X A 727 设PC 寄存器16位 变址寄存器16位?相对寻址 E=（PC ）+A , 寻址范围为?变址寻址 E=（R ）+A ，寻址范围为：64K ?直接寻址 E = A ，寻址范围为?间接寻址 E = （A ），寻址范围为：64K ：128：64K 设计评价：?访问主存的方式太多?缺立即数寻址
指令系统设计
课程设计说明书题目: 指令系统设计 院系： 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2014 年 12 月 16 日
安徽理工大学课程设计（论文）任务书 计算机科学与工程院系监控与嵌入式教研室学号学生姓名专业（班级） 设计题目指令系统设计 设 计技术参数 1.本系统采用DJ-CPTH超强型计算机组成原理教学实验系统搭建电路图，在实验箱 上实现指令系统。 2.利用软件工程中的可行性研究以及分析方法，进行系统分析。 设计要求1.构建一组能实现带进位的加法和减法运算的指令系统，要求有四种寻址方式； 2.编程测试指令系统。 工作量1.课程设计说明书约5000字； 2.编写微指令代码构建微指令系统； 3.编写程序测试指令系统 工作计划 1.首先认真研究老师所给的题目，了解题目要求做什么。 2.查阅资料，解决难题。 3.编写源程序并调试之。 4.写课程设计说明 参考资料 [1] 张昆藏．计算机系统结构．北京：科学出版社，1994 [2] 平玲娣，潘雪增.计算机组成与设计.浙江大学出版社，出版日期：2004 [3] 白中英．计算机组成原理(第二版)．北京：科学出版社，1998 [4] DJ-CPTH超强型计算机组成原理与系统结构实验指导书 [5] 李敬兆.8086/8088和基于RAM核汇编语言程序设计.第二版.合肥:中国科学技术 大学出版社.2012 [6]张晨曦,王志英,张春元,戴蔡,肖晓强.计算机体系结构.高等教育出版社，2004 [7]李文兵.计算机组成原理(第二版）.清华大学出版社,2002 指导教师签字教研室主任签字 2014年 11 月 18 日
安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年月日
教学系统设计案例
教育技术绪论 北京大学出版社，李芒、金林编著，《教育技术学导论》 执教：牡丹江师范学院09级教育技术于洋 教学设计 教学过程：
板书： 教育技术绪论 一、教育技术定义 AECT1994 AECT2005 二、教育技术学科性质 三、教育技术培养方向 四、教育技术专业能力结构要求 说课材料 老师同学们大家好！我们今天进行的是教育技术绪论的说课部分。在教育技术绪论这节课的教学设计方案中，我首先对教学对象进行了分析，教学对象分析： 我设定教学对象为刚刚步入大学的教育技术学的新生。由于他们对自己的专业情况缺乏了解，心终会对本专业存在很多的疑惑。那么，《教育技术绪论》这节课的设计方向就是要为新生们的解除这些疑惑。这节课上完后，效果要能达到学生心中清晰“教育技术学是什么”“教育技术学是做什么的”“作为教育技术学的学生应具备哪些能力”等问题。 教学内容地位:
本节课的内容是北京大学出版社出版的《教育技术学导论》一书中的第一篇。他的地位是不容忽视的，它不仅在这门课的教学内容上起着引导性的作用，而且为整个专业课的学习指明了一条道路。 在分析过以上两个必要因素后，我将我的教学设计方案分成六大模块，教学目标、教学重难点、教学媒体、教学方法、教学准备、教学过程。 教学目标： 在教学目标模块，我将目标分为知识与情感两方面。在知识方面，对学生提出三点要求： A.学生能陈述美国教育传播与技术协会推出的AECT1994和2005教育技术定义并理解其内涵 B.学生能了解教育技术学科性质及专业培养方向 C.熟知自己应具备的专业能力 在情感方面，对学生提出两点要求: A.在学生了解专业特性的同时，培养学生热爱自己的专业。 B.学生能主动明确自己大学期间要完成的任务及自己未来的发展方向。 教学重难点： 在本节课中，教学重点主要是让学生掌握教育技术的定义，而难点则是让学生明确自己的发展方向。 教学媒体： 教师主要采用黑板和多媒体两种媒体。 教学方法： 教师主要采用的方法有讲授法、分组讨论法、提问互动法、多媒体课件演示法 教学准备： 教师在课前，除了需要熟悉教学内容还需搜集与本节课课程内容有关的文字、图片等多媒体素材，并能将它们很好地融合在自己的课堂教学中。 教学过程 一、引入环节：设置氛围，自然引出教学内容 通过播放视频：将大学新生的基本状态展示给学生，使学生产生共鸣。这样，学生会有主动学习的欲望，为接下来的学习活动奠定了良好的情感基调。 二、查找重点：任务驱动，培养学生抽象思维能力 教师讲解定义过后，要求学生找出定义中的重点词汇，这样既可以增强学生对定义的理解，又可以培养学生抽象思维能力。 三、脑力激荡：学生分组讨论，团队协作能力 通过讨论1994和2005定义的不同之处，可以让学生对两个定义记忆更为深刻，同时，也可以增强他们的团队意识。 四、归纳总结： 教师分条讲解教育技术学的特点后，要求学生归纳总结教育技术学科性质，