试验八基本模型机的设计与实现
基本模型机设计与实现
15首劝学诗1.《劝学》唐·颜真卿三更灯火五更鸡，正是男儿读书时。
黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。
2.《白鹿洞二首·其一》唐·王贞白读书不觉已春深，一寸光阴一寸金。
不是道人来引笑，周情孔思正追寻。
3.《金缕衣》唐·杜秋娘劝君莫惜金缕衣，劝君惜取少年时。
有花堪折直须折，莫待无花空折枝。
4.《劝学诗》唐·韩愈读书患不多，思义患不明。
患足己不学，既学患不行。
5.《闲居书事》唐·杜荀鹤窗竹影摇书案上，野泉声入砚池中。
少年辛苦终事成，莫向光阴惰寸功。
6.《励学篇》宋真宗赵恒富家不用买良田，书中自有千钟粟。
安房不用架高梁，书中自有黄金屋。
娶妻莫恨无良媒，书中自有颜如玉。
出门莫愁无人随，书中车马多如簇。
男儿欲遂平生志，六经勤向窗前读。
7.《劝学诗》宋·朱熹少年易老学难成，一寸光阴不可轻。
未觉池塘春草梦，阶前梧叶已秋声。
8.《书院》宋·刘过力学如力耕，勤惰尔自知。
但使书种多，会有岁稔时。
9.《读书》宋·陆九渊读书切戒在慌忙，涵泳工夫兴味长。
未晓不妨权放过，切身须要急思量。
10.《四时读书乐·冬》元·翁森木落水尽千崖枯，迥然吾亦见真吾。
坐对韦编灯动壁，高歌夜半雪压庐。
地炉茶鼎烹活火，一清足称读书者。
读书之乐何处寻?数点梅花天地心。
11.《言志诗》明·杨继盛读律看书四十年，乌纱头上有青天。
男儿欲画凌烟阁，第一功名不爱钱。
12.《今日歌》明·文嘉今日复今日，今日何其少!今日又不为，此事何时了?人生百年几今日，今日不为真可惜!若言姑待明朝至，明朝又有明朝事。
为君聊赋今日诗，努力请从今日始。
13.《明日歌》清·钱泳明日复明日，明日何其多。
我生待明日，万事成蹉跎。
世人若被明日累，春去秋来老将至。
朝看东流水，暮看日西坠。
百年明日能几何?请君听我明日歌。
14.《四季读书歌·春》民国·熊伯伊春读书，兴味长，磨其砚，笔花香。
基本模型机的设计与实现实验报告
基本模型机的设计与实现实验报告本文将围绕“基本模型机的设计与实现实验报告”进行分析和阐述。
基本模型机的设计与实现是计算机系统课程中的重点内容，是学生理解计算机系统的核心；设计和实现基本模型机需要学生掌握计算机组成原理的基本知识，能够编写汇编语言程序和理解存储器层次结构等相关概念。
一、实验目的本次计算机系统实验的目的是掌握CPU的设计与实现，以及理解汇编语言的底层执行过程。
通过本次实验，学生可以深入了解计算机系统的基本组成部分，从而提高对计算机实现原理的认识和理解。
二、实验中设计与实现模型机的步骤1、确定模型机性能要求根据实验要求，我们需要设计出一个能够运行汇编语言程序的模型机。
此时，我们需要确定模型机的性能需求，如运行速度、存储容量和输入输出设备等方面。
2、设计和实现CPU在模型机中，CPU是核心部件，所以首先需要设计和实现CPU。
CPU需要包括寄存器、算术逻辑单元、控制器和取指令等组成部分。
由于我们使用的是逻辑电路实现，所以需要进行逻辑门设计，采用Verilog语言来实现。
3、设计和实现存储器存储器是CPU所需的重要组成部分之一，我们需要为CPU设计实现一套存储器，包括RAM和ROM两部分，其中RAM用于存储数据，ROM用于存储指令。
4、设计和实现输入输出设备在模型机中，输入输出设备也是必不可少的部分。
我们需要设计并实现一套输入输出设备，用于用户输入指令和数据，以及模型机输出结果。
5、编写汇编程序在完成模型机的设计和实现后，我们需要编写汇编程序来测试模型机的功能是否正常。
我们可以编写一些简单的汇编程序来测试模型机的运行速度和结果准确性。
三、实验结果与分析经过实验，我们成功地设计并实现了一套基本模型机，并编写了一些简单的汇编程序进行测试。
模型机具有较高的运行速度和存储容量，并且可以实现输入输出设备的基本功能。
同时，我们也发现了一些问题，如指令与数据存储的冲突等，需要进一步改进。
在完成实验过程中，我们深刻理解了计算机系统的结构和运作原理，提高了对计算机系统的认识和理解能力。
基本模型机的设计与实现 计算机组成实验教程
基本模型机的设计与实现计算机组成实验教程
基本模型机的设计与实现是计算机组成实验教程的重要部分，以下是基本步骤：
1. 确定设计目标：首先，需要明确模型机的设计目标。
这可能包括理解计算机的基本组成，掌握部件之间的交互，以及理解计算机的控制原理和过程。
2. 选择实验设备：根据实验需求，选择适合的实验设备。
例如，可以选择一个具有微程序控制功能的实验系统，如Dais-CMX16+计算机组成原理教学实验系统。
3. 设计实验方案：根据实验目标和设备，设计具体的实验方案。
这可能包括如何将各个部件组合在一起，如何通过微程序控制器来控制数据通道，以及如何编写和调试机器指令等。
4. 实施实验：按照实验方案进行操作，并记录实验过程和结果。
这可能包括连接实验线路，编写和调试程序，以及在模型计算机上运行和测试程序等。
5. 分析实验结果：对实验结果进行分析，并与预期结果进行比较。
如果实验结果不符合预期，需要找出原因并修正实验方案。
6. 撰写实验报告：最后，需要撰写实验报告，总结实验过程、方法和结果，并讨论可能的改进和扩展。
以上步骤仅供参考，建议查阅计算机组成实验教程或者咨询专业人士获取更多帮助。
基本模型机设计与实现
基本模型机设计与实现
基本模型机是一种计算机系统的设计与实现方法，它包括计算机硬件的设计和基本指令集的设计。
基本模型机的设计思路是将计算机系统抽象为多个功能模块，每个模块负责执行特定的任务。
这些功能模块包括中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出系统等。
基本模型机的CPU是计算机的核心，负责执行指令和进行算
术逻辑运算。
CPU由控制器和运算器组成。
控制器负责指令
的解码和执行，运算器负责算术逻辑运算的执行。
控制器和运算器之间通过数据通路进行数据传输。
存储器用于存储程序和数据，包括主存储器和辅助存储器。
主存储器是计算机的内部存储器，用于存储正在执行的程序和数据。
辅助存储器如硬盘和光盘用于长期存储程序和数据。
输入输出系统用于与用户进行交互和与外部设备进行数据传输。
输入设备如键盘和鼠标，输出设备如显示器和打印机。
基本模型机的指令集是计算机的操作指令集合，包括数据传输指令、算术逻辑运算指令、控制指令等。
每个指令由操作码和操作数组成，操作码表示指令的类型，操作数表示指令的操作对象。
基本模型机的实现可以通过电路设计和编程实现。
电路设计包括逻辑门电路的设计和电路连接的设计。
编程可以使用低级语
言如汇编语言或高级语言如C语言进行。
基本模型机的设计与实现需要考虑诸多因素，如性能、可靠性、成本等。
设计者需要在这些因素之间做出权衡，以实现一个满足需求的计算机系统。
基本模型机的设计与实现
基本模型机的设计与实现1. 基本模型机的概述基本模型机是一种机器人，它可以通过程序控制来完成一些简单的任务。
它由机械结构、电子控制器、程序控制系统等组成。
这种机器人不仅可以用于教育和娱乐，还可以用于一些工业领域。
2. 机械结构设计机械结构是基本模型机的基础，它决定了机器人的外形和动作能力。
机械设计需要满足一些基本要求：稳定、精确、耐用。
机械结构应该采用轻质材料，以便机器人能够轻松移动。
3. 电子控制器电子控制器是机器人的大脑，它可以将程序控制系统发送的指令转换成电信号，控制机械结构运动。
电子控制器需要具备以下性能：稳定、精确、可靠、易于控制。
电子控制器一般由单片机、电机控制模块、光电检测模块等组成。
4. 程序控制系统程序控制系统是机器人的“智能”，它可以对机器人进行编程并实时监控机器人的状态。
程序控制系统需要具备以下属性：易于编程、直观易懂、功能强大。
常用的程序控制系统有Arduino、Raspberry Pi 等。
5. 实现基本模型机的实现需要结合机械结构、电子控制器和程序控制系统的设计，使其能够完成一些简单的任务，例如移动、拍照、抓取等。
为了提高机器人的功能，应该加入一些传感器，如超声波传感器、红外线传感器等。
6. 应用基本模型机可以广泛应用于教育、娱乐、工业等领域。
在教育领域，它可以帮助学生了解机器人控制原理和程序设计；在娱乐领域，它可以作为玩具为人们带来乐趣；在工业领域，它可以用于一些简单的装配任务或探测任务。
总之，基本模型机不仅有着广泛的应用场景，同时也是一个有趣的DIY项目。
通过自己动手制作机器人，不仅可以提高创造力和动手能力，还可以增加对机器人控制原理的了解，为未来的学习和工作打下基础。
基本模型机仿真软件的设计与实现
基本模型机仿真软件的设计与实现基本模型机仿真软件的设计与实现摘要本文介绍了基本模型机仿真软件的设计与实现。
首先，我们介绍了基本模型机的概念和应用场景，然后详细阐述了仿真软件的设计思路和实现步骤，并给出了具体的示例。
通过本文的介绍，读者将了解到如何设计和实现一个基本模型机仿真软件，并且可以根据自己的需求进行进一步扩展和优化。
1. 引言基本模型机是一种用于对复杂系统进行模拟和实验的虚拟设备。
它通过模拟现实世界中的各种因素和变量，帮助用户更好地理解和预测系统的行为。
基本模型机广泛应用于飞行模拟器、电路仿真、机器人控制等领域，具有广阔的应用前景。
2. 基本模型机的概念与应用基本模型机是指根据实际系统的特点和需求，建立起来的一个能够模拟该系统行为的模型。
它能够接受输入，经过处理，输出与实际系统相似的结果。
基本模型机的应用主要体现在以下几个方面：（1）系统分析与优化：通过对系统的模拟和实验，可以帮助用户理解系统的运行规律，及时发现并解决问题，提高系统的稳定性和性能。
（2）教育与培训：基本模型机可以作为一种教学工具，帮助学生更好地理解和应用所学知识，在实践中提高解决问题的能力。
（3）产品验证与测试：通过对产品进行模拟和测试，可以在产品设计阶段及时发现问题并进行优化，降低后期的成本和风险。
3. 仿真软件的设计思路基本模型机的仿真软件设计主要包括以下几个步骤：（1）需求分析：明确仿真软件的功能和需求，包括输入输出接口、系统参数和变量、仿真精度等。
（2）模型建立：建立系统的数学模型，并确定模型的初始状态和边界条件。
（3）数据采集与处理：根据模型的输入要求，采集和处理相关数据，并根据需要进行数据转换和滤波处理。
（4）仿真运算：根据模型和数据，进行仿真运算，计算系统的状态和输出，并将结果返回给用户。
（5）结果分析与展示：对仿真结果进行分析和评估，并以图表等形式展示给用户。
4. 基本模型机仿真软件的实现为了更好地说明基本模型机仿真软件的实现过程，我们以飞行模拟器为例，介绍具体的实现步骤。
计算机组成原理课程设计(基本模型机的设计与实现(第1组))
沈阳工程学院课程设计设计题目：基本模型机的设计与实现（第1组）系别信息工程系班级计本061学生姓名刘根虎、都子卿、吴长鑫学号9、11、23 指导教师王健、李贞职称讲师、教授起止日期：2008年12月8日起——至2008年12月14日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目：基本模型机的设计与实现（第1组）系别信息工程系班级计本061学生姓名刘根虎、都子卿、吴长鑫学号9、11、23 指导教师王健、李贞职称讲师、教授课程设计进行地点：计算机组成原理实验室任务下达时间：2008年12月5日起止日期：2008年12月8日起——至2008年12月14日止教研室主任李贞2008年12月3日批准一、课程设计的原始资料及依据查阅有关计算机组成原理的教材、实验指导书等资料，进一步熟悉微程序控制器原理，微指令的设计方法。
在掌握运算器、存储器、微程序控制器等部件的单元电路实验的基础上，进一步将各部件组成系统，构造一台基本模型计算机。
为给定的机器指令编写相应的微程序，上机调试，掌握整机概念。
二、课程设计主要内容及要求1．认真阅读资料，掌握给定的机器指令的操作功能。
2．分析并理解数据通路图。
3．根据数据通路图画出给定的机器指令的微程序流程图。
4．根据微指令格式编写每条机器指令对应的微程序，形成“二进制微指令代码表”。
5．全部微程序设计完毕后，将微程序中各个微指令正确地写入E2PROM芯片2816中。
6．进行机器指令程序的装入和检查。
7．运行程序，检查结果是否和理论值一致。
8．IN、ADD、JMP指令为必做指令，另外新定义1条机器指令重复上述过程。
各组要求新定义的机器指令如下：9．STA和OUT指令为选做指令，供有能力的学生完成。
10．记录出现故障的现象，并对故障进行分析，说明排除故障的思路及故障性质。
11．独立思考，认真设计。
遵守课程设计时间安排。
12．认真书写课程设计说明书，避免相互抄袭。
三、对课程设计说明书撰写内容、格式、字数的要求1．课程设计说明书是体现和总结课程设计成果的载体，主要内容包括：设计题目、设计目的、设备器材、设计原理及内容、设计步骤、遇到的问题及解决方法、设计总结、设计小组评语、参考文献等。
基础模型机的设计与实现分析.doc
基础模型机的设计与实现分析。
南京晓庄工学院信息工程学院计算机组成原理课程实验报告实验名称:基础模型机械级专业课的设计与实施:ClassNo .计算机专业14班1班:14131521名称:尹玉香的学术头衔:姓名:学生编号:姓名:时间:12月10日，XXXX一、实验的目的和要求:1.该系统在掌握元器件电路实验的基础上，进一步组成基本模型实验计算机。
2.设计五条机器指令，编写相应的微程序，对机器进行具体调试，掌握整机软硬件组成的概念。
二、实验设备、装置和环境:DWCC——计算机组成原理系统基本模型机的设计与实现：ClassNo .计算机专业14班1班:14131521名称:尹玉香的学术头衔:姓名:学生编号:姓名:时间:12月10日，XXXX一、实验的目的和要求:1.该系统在掌握元器件电路实验的基础上，进一步组成基本模型实验计算机。
2.设计五条机器指令，编写相应的微程序，对机器进行具体调试，掌握整机软硬件组成的概念。
二、实验设备、装置和环境:设备名称、规格、型号备注、计算机组成原理系统DWCC:在组件实验过程中，每个组件单元的控制信号都是通过人工模拟产生的，本实验将在微程序的控制下自动产生每个组件单元的控制信号，实现特定指令的功能。
这里，实验计算机的数据通路的控制将由微程序控制器完成。
中央处理器从存储器中取出一条机器指令，并通过一系列微指令从指令执行结束开始完成一个指令周期，即一条机器指令对应一个微程序。
(1)在前面的实验中已经详细描述了微控制器部分(2)主存储器的读、写和运行。
为了将程序或数据加载到主存储器的随机存取存储器中，并检查写入是否正确以及能否在主存储器中运行程序，必须设计三个控制操作微程序。
内存读取操作:在主清除开关切换后，当控制开关SWC和SW A设置为“0 0”时，内存写入操作:在主清除开关被切换后，当控制开关SWC和SW A被设置为“0 1”时，通过根据需要连接导线，然后按下“启动操作”开关，可以手动连续写入主存储器RAM。
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实验八基本模型机的设计与实现
1、实验目的和要求：
（1）在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统以构造一台基本模型实验计算机。
（2）根据五条机器指令及其相应的微程序，设计实现一定功能的程序，上机调试，以掌握计算机硬件组成和工作过程。
2、实验设计实现的基础：
（1）实验原理
部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。
这里，实验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个微程序。
①有关微控制器部分在前一实验中已详细介绍
②主存储器的读、写和运行
为了向主存储器RAM中装入程序或数据，并检查写入的正确性和能正常运行主存储器中的程序，必须设计三个控制操作微程序。
◆存储器读操作：拨动总清开关后，置控制开关SWC、SWA为“0 0”时，按要求连线后，连续按“启动运行”开关，可对主存储器RAM连续手动读操作。
◆存储器写操作：拨动总清开关后，置控制开关SWC、SWA为“0 1”时，按要求连线后，再按“启动运行”开关，可对主存储器RAM进行连续手动写入。
◆运行程序：拨动总清开关后，置控制开关SWC、SWA为“1 1”时，按要求连线后，再按“启动运行”开关，即可转入到第01号“取址”微指令，启动程序运行。
③指令寄存器介绍
指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指令。
当执行一条指令时，先把它从内存取到缓冲寄存器中，然后再传送到指令寄存器。
指令划分为操作
码和地址码字段，由二进制构成，为了执行任何一条给定的指令，必须对操作码进行测试P(1)，通过节拍脉冲T4的控制以识别所要求的操作。
“指令译码器”根据指令中的操作码进行译码，强置微程序控制器单元的微地址，使下一条微指令指向相应的微程序首地址。
④输入/输出设备
本系统有两种外部I/O设备，一种是二进制代码开关KD0～KD7，它作为输入设备INPUT；另一种是数码显示块，它作为输出设备。
例如：输入时，二进制开关数据直接经过三态门送到外部数据总线上，只要开关状态不变，输入的信息也不变。
输出时，将输出数据送到外部数据总线上，当写信号（W/R）有效时，将数据打入输出锁存器，驱动数码块显示。
⑤机器指令格式的要求
根据基本模型机的硬件设计五条机器指令：
外设输入指令IN ；二进制加法指令ADD [ADDR]；
存数指令 STA [ADDR] ；输出到外设指令OUT [ADDR]；
无条件转移指令JMP [ADDR]。
外设输入指令IN为单字节指令，其余指令均为双字节指令。
要求它们的操作码分别为 00H 、10H、20H、30H、40H 。
（2）程序运行、调试的操作
①实验接线
A．跳线器J1～J12全部拨在右边（自动工作方式）；
B．跳线器J16、J18、J23、J24全部拨在左边；
C．跳线器J13～J15、J19、J25拨在右边；
D．跳线器J20～J22、J26、J27连上短路片；
E．UJ1连UJ2，JSE1连JSE2，SJ1连SJ2；
F．MBUS连BUS2；
G．REGBUS连BUS5；
H．PCBUS连EXJ2；
I．ALUBUS连EXJ3；
J．ALUO1连BUS1；
K．EXJ1连BUS3；
②程序的输入和检查
●手动方法写代码程序（机器指令）步骤如下：
A．拨动总清开关（0→1），微地址寄存器清零，程序计数器清零。
然后使控制开关SWC、SWA开关置为“0 1”，按动一次“启动运行”开关，微地址显示灯LUA0～LUA5显示“010001”，再按动一次“启动运行”开关，微地址显示灯LUA0～LUA5显示“010100”，此时数据开关的内容置为要写入的机器指令，再按动一次“启动运行”开关，即完成该条指令的写入。
若仔细阅读微程序流程，就不难发现，机器指令的首地址只要第一次给出即可，PC会自动加1，所以，每次按动“启动运行”开关，只有在微地址灯显示“010100”时，才设置内容，直到所有机器指令写完。
B．写完程序后须进行检验。
拨动总清开关(0→1)后，微地址清零，PC程序计数器清零，然后使控制开关SWC、SWA为“0 0”,按动“启动运行”开关，微地址灯将显示“010000”，再按“启动运行”开关，微地址灯显示为“010010”，第三次按“启动运行”开关，微地址灯显示为“010111”，此时总线数据显示灯LZD0～LZD7显示为该首地址的内容，再按动一次“启动运行”开关，微地址灯显示为“010000”，2位数码管即显示RAM中的程序。
不断按动“启动运行”开关，可检查后续单元内容。
注意：每次仅在微地址灯显示为“010000”时，2位数码管显示的内容才是相应地址中的机器指令内容。
●联机读/写微程序和机器指令
用联机软件的装载功能将16进制格式文件（文件名为C8JHE1）装入实验系统即可（详细操作见随机软件的README）。
③运行程序
●单步运行程序
A．“编程开关”置“运行”状态，“运行方式”开关置为“单步”状态,“运行控制”开关置为“运行”状态。
B．拨动总清开关(0→1)，微地址清零，PC计数器清零，程序首地址为00H。
C．按动“启动运行”开关，即单步运行一条微指令。
对照微程序流程图，观察微地址显示灯是否和流程一致。
●连续运行程序
A．“编程开关”置“运行”状态，“运行方式”开关置为“连续”状态,“运行控制”开关置为“运行”状态。
B．拨动总清开关，清微地址及PC计数器，按动“启动运行”开关，系统错误！未找到目录项。
连续运行程序。
如果要停止程序的运行，只需将“运行控制”开关置为“停止”状态，系统就停机。
3、实验的设计任务
（1）设计任务1
①要求：采用5条机器指令，编写一段程序实现将从外部开关输入的被加数与存放于某个存储单元的加数相加之和存放于另一个存储单元的功能。
在DVCC计算机组成原理实验系统上调试、运行，观察运行结果。
例设定被加数存放于主存的0AH单元，和存放于0BH单元。
②实验步骤
◆将设计的指令程序段转换为二进制代码；
◆将微程序代码和指令程序代码分别输入控制存储器CM和主存RAM中；
◆在存放加数的存储单元和通过开关分别预置数椐；
◆单步方式下和连续方式下运行程序，观察运行结果，分析结果。
◆预置不同的加数、被加数，运行程序，验证结果。
（2）设计任务2
要求：采用5条机器指令，编写一段程序实现将以0AH为起始地址的5个单元分别存放数据01H、02H、03H、04H、05H的功能。
在DVCC计算机组成原理实验系统上调试、运行，观察运行结果。
（3）设计任务3
要求：将课程设计内容1的思考题中设计的减法指令取代加法指令构成基本模型机的5条机器指令。
采用这5条机器指令，编写一段程序实现将从外部开关输入的被减数与存放于某个存储单元的减数相减之差存放于另一个存储单元的功能。
在DVCC计算机组成原理实验系统上调试、运行，观察运行结果。