系统结构课程设计指导
his系统lis系统课程设计
his系统lis系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解HIS系统和LIS系统在医院信息化管理中的作用和重要性。
2. 学生能掌握HIS系统和LIS系统的基础知识，包括系统结构、功能模块及其相互关系。
3. 学生能了解HIS系统和LIS系统在提高医疗服务质量、提升工作效率方面的具体应用。
技能目标：1. 学生能够熟练操作HIS系统和LIS系统，完成基本的业务流程操作，如预约挂号、就诊、报告查询等。
2. 学生能够利用HIS系统和LIS系统进行数据分析，为临床决策提供支持。
3. 学生能够通过实际操作，发现系统存在的问题，并提出合理的优化建议。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到信息技术在医疗服务中的价值，培养对医疗信息化工作的兴趣和热情。
2. 学生能够理解并尊重医疗工作者的职业精神，树立为人民群众健康服务的意识。
3. 学生能够通过学习HIS系统和LIS系统，认识到团队协作、沟通与交流在解决问题中的重要性。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，以实际操作为主线，提高学生的实践能力。
同时，根据教学要求，明确课程目标，将目标分解为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
通过本课程的学习，使学生能够掌握医疗信息化管理的基本技能，为未来从事相关工作奠定基础。
二、教学内容1. HIS系统概述- 系统定义与作用- 系统结构及功能模块- HIS系统在医疗服务中的应用案例2. LIS系统概述- 系统定义与作用- 系统结构及功能模块- LIS系统在医疗服务中的应用案例3. HIS系统与LIS系统的关系- 系统间的数据交互与整合- 互操作性与信息共享- 联合应用的优势与挑战4. HIS系统操作与实践- 基本业务流程操作（预约挂号、就诊、收费等）- 系统设置与维护- 数据查询与分析5. LIS系统操作与实践- 检验申请与样本管理- 检验结果录入与审核- 报告查询与打印6. 系统优化与评价- 系统性能评估与优化策略- 用户反馈与需求分析- 持续改进与创新发展教学内容根据课程目标，结合教材章节，保证科学性和系统性。
软件项目实训及课程设计指导——如何保证系统架构设计结果的可扩展性和可重用性
软件项目实训及课程设计指导——如何保证系统架构设计结果的可扩展性和可重用性1、良好的可重用性软件系统架构设计结果的主要体现可重用性的软件应用系统的系统架构设计结果主要体现在如下两个方面——本项目的系统架构设计的结果是可重用的和在本项目的系统架构设计中重用成熟的系统架构设计方案。
当然，要能够达到这样的软件系统架构设计结果，需要设计人员充分地应用面向对象技术中的抽象机制，对软件应用系统中共性的部分进行充分的抽取。
而为了能够保证软件应用系统的系统架构设计结果是可扩展的，必须要应用“封装”和“隔离”的设计手段、并且遵守一些相关的设计原则和应用典型的设计模式。
作者在下文将为读者详细介绍如何保证软件应用系统的系统架构设计结果具有良好的可扩展性和可重用性。
2、软件应用系统在纵向结构方面需要进行分层和隔离（1）纵向分层和隔离“层（Layer）”在面向对象的系统设计中是指对软件应用系统中的功能模块和类、或子系统等粗粒度的分组机制，每一层具有相对独立和内聚的职责——各层之间的依赖关系应该是逐层向下而不能跨层产生依赖关系；而且只能是上层依赖于下层、而不能让下层反过来依赖于上层。
比如，本系列文章中所给出的示例项目——银行账户信息管理系统项目在纵向分层隔离方面采用四层次的系统架构设计，下图所示中的UML包图为体现本软件应用系统项目的系统架构设计结果的分层包图。
示例UML包图中所示的系统分层设计完全遵守依赖倒置原则——依赖倒置原则的本质就是要求将软件应用系统的架构设计中的各个层之间的关系要建立在依赖抽象接口的基础上，同时要求上层模块不应该直接依赖于下层的模块，它们两者都共同依赖于一个抽象；抽象元素不能依赖于具体元素，而具体元素则必须依赖于抽象元素。
（2）合理地对软件应用系统在纵向方向进行分层隔离设计通过合理地对软件应用系统在纵向方向进行分层隔离设计——如目前的C/S和B/S等架构模式中的各个分层策略，将允许设计人员将复杂的软件应用系统中所涉及的各个方面的问题分解成多个不同层次的实现。
家族关系查询系统数据结构课程设计
家族关系查询系统数据结构课程设计
家族关系查询系统的数据结构可以通过使用图来表示家族成员之间的关系。
以下是一个可能的数据结构设计：
1. 节点：每个节点表示一个家庭成员，包含以下信息：
- 姓名
- 性别
- 出生日期
- 死亡日期（可选）
- 配偶节点指针（如果有）
- 父母节点指针
- 子女节点指针列表
2. 图的表示：使用邻接表或邻接矩阵来表示家族成员之间的关系。
3. 数据结构的操作：
- 添加家庭成员节点
- 删除家庭成员节点
- 添加婚姻关系
- 删除婚姻关系
- 添加父子关系
- 删除父子关系
- 查询某个人的配偶、父母、子女信息
- 查询某个人的兄弟姐妹信息
- 查询某个人的祖先、后代信息
- 查询某个人的近亲结构
- 查询某个人的家族全貌
4. 数据结构的实现：
- 可以使用面向对象的方式，将节点定义为一个类，使用指针/引用来连接不同的家庭成员。
- 使用图的数据结构来表示家族关系。
可以使用邻接表，每个节点对应一个家庭成员，每个节点的边表示亲属关系。
注意，上述只是一个概念性的设计，具体的实现可能需要根据具体的需求进行调整和扩展。
光学课程设计望远镜系统结构设计
光学课程设计——望远镜系统结构设计姓名：学号：班级：指导老师：一、设计题目：光学课程设计二、设计目的：运用应用光学知识，了解望远镜工作原理的基础上，完成望远镜的外形尺寸、物镜组、目镜组及转像系统的简易或原理设计。
了解光学设计中的PW法基本原理。
三、设计原理：光学望远镜是最常用的助视光学仪器，常被组合在其它光学仪器中。
为了观察远处的物体,所用的光学仪器就是望远镜,望远镜的光学系统简称望远系统. 望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器，能把远物很小的张角按一定倍率放大，使之在像空间具有较大的张角，使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。
所以，望远镜是天文和地面观测中不可缺少的工具。
它是一种通过物镜和目镜使入射的平行光束仍保持平行射出的光学系统.其系统由物镜和目镜组成,当观察远处物体时,物镜的像方焦距和目镜的物方焦距重合,光学间距为零.在观察有限远的物体时,其光学间距是一个不为零的小数量,一般情况下,可以认为望远镜是由光学间距为零的物镜和目镜组成的无焦系统.常见望远镜按结构可简单分为伽利略望远镜，开普勒望远镜，和牛顿式望远镜。
常见的望远镜大多是开普勒结构，既目镜和物镜都是凸透镜（组），这种望远镜结构导致成像是倒立的，所以在中间还有正像系统。
物镜组（入瞳）目镜组视场光阑出瞳1'1ω2'2'ω3 'f物—f目'l z'3上图为开普勒式望远镜，折射式望远镜的一种。
物镜组也为凸透镜形式，但目镜组是凸透镜形式。
为了成正立的像，采用这种设计的某些折射式望远镜，特别是多数双筒望远镜在光路中增加了转像稜镜系统。
此外，几乎所有的折射式天文望远镜的光学系统为开普勒式。
伽利略望远镜是以会聚透镜作为物镜、发散透镜作为目镜的望远镜（会聚透镜的焦距要大于发散透镜的焦距），当远处的物体通远物镜(u>2f ）在物镜后面成一个倒立缩小的实像，而这个象一个要让它成现在发散透镜（目镜）的后面即靠近眼睛这一边，当光线通过发散透镜时，人就能看到一个正立缩小的虚象。
会计学课程体系结构及专业课程设计思路
一、概述会计学作为一门重要的管理学学科，其课程体系和专业课程设计至关重要。
本文将从会计学课程体系结构和专业课程设计思路两个方面展开讨论，旨在为相关领域的教育工作者和研究人员提供一些参考意见。
二、会计学课程体系结构1. 会计学基础课程会计学的基础课程应包括会计学原理、财务会计、成本会计、财务管理等内容。
这些课程旨在培养学生对会计学基本理论和核心知识的掌握，为其后续学习和研究打下坚实的基础。
2. 会计学专业课程会计学的专业课程应包括财务报表分析、审计学、税务会计、管理会计等内容。
这些课程旨在培养学生在具体会计实践中运用理论知识进行问题分析和解决的能力，提高其在实际工作中的应用能力。
3. 会计学课程的拓展与深化除了基础课程和专业课程外，会计学还应开设一些拓展与深化课程，如国际会计、企业并购与重组、财务风险管理等。
这些课程旨在引导学生了解和掌握会计学领域的前沿知识和发展趋势，为其未来发展提供更加广阔的空间。
4. 实习与实践环节会计学课程体系中应注重实习与实践环节的设置，使学生在校期间就能接触实际工作，并逐步提升自己的实际操作能力。
这对于提高学生的职业素养和就业竞争力具有重要意义。
三、专业课程设计思路1. 针对学生的需求在进行专业课程设计时，应充分考虑学生的实际需求和发展方向，根据其全面素质和兴趣爱好，设计具有特色和针对性的专业课程。
2. 强调理论与实践相结合专业课程设计应强调理论与实践相结合，既要重视对会计学理论知识的传授，又要注重学生在实际操作中的能力培养，使学生能够真正成为业内优秀的会计人才。
3. 鼓励创新思维与研究能力专业课程设计应鼓励学生的创新思维和研究能力的培养，引导他们积极参与到会计学领域的学术研究中，为学科的不断发展注入新的活力。
4. 关注职业素养与道德伦理专业课程设计应注重学生的职业素养和道德伦理的培养，使其具备良好的职业道德和行为规范，成为真正合格的会计从业人员。
结语会计学课程体系结构和专业课程设计思路的完善与创新，对于培养高素质的会计专业人才具有重要意义。
《计算机系统结构》教学大纲
《计算机系统结构》教学大纲课程名称：计算机系统结构课程学时：72学时课程类型：专业必修课课程学分：3学分课程考核方式：考试一、课程目标本课程旨在使学生了解计算机系统的基本结构和原理，掌握计算机系统的层次结构、指令系统和中央处理器、主存储器和输入输出系统等方面的知识，培养学生分析和设计计算机系统的能力。
二、课程内容1.计算机系统概论1.1计算机系统的发展历程1.2计算机系统的基本组成部分1.3计算机系统的层次结构2.指令系统2.1指令的分类与特点2.2指令的寻址方式2.3指令的执行过程2.4简单指令系统的设计与实现3.中央处理器3.1数据通路和控制器3.2指令的执行过程3.3中央处理器的设计与实现3.4流水线技术4.主存储器4.1存储器的基本概念4.2存储器的层次结构4.3存储器的组织与管理4.4高速缓存存储器的设计与实现4.5虚拟存储器5.输入输出系统5.1输入输出系统的功能与分类5.2输入输出设备的接口技术5.3中断处理和DMA技术5.4输入输出系统的设计与实现三、教学方法本课程采用理论课和实验相结合的教学方法。
理论课主要讲授计算机系统的基本原理和概念，通过示例和案例分析加深学生的理解。
实验课将对部分计算机系统组成部分进行仿真和实践操作，提高学生的实际操作能力。
四、教材与参考书主教材：《计算机组成与设计》（第5版）- David A. Patterson, John L. Hennessy，机械工业出版社参考书：1. 《计算机系统结构教程》- M. Morris Mano, 赵洁，高等教育出版社2.《计算机体系结构》-王肇国，机械工业出版社五、考核方式与评分标准本课程采取考试的方式进行综合评估。
考试主要包括选择题、填空题、简答题和综合性问题。
评分标准包括学生对计算机系统原理的掌握程度、对计算机系统设计的理解程度以及实验操作能力的表现等。
六、实验内容1.设计一个简单的指令系统，包括指令集、寻址方式和控制流程。
学生通讯录管理系统数据结构课程设计
学生通讯录管理系统数据结构课程设计一、需求分析在学生通讯录管理系统中，我们需要实现以下功能：1.学生信息的录入与管理2.通讯录信息的增删查改3.数据的持久化存储二、系统设计1. 数据结构设计为了实现学生通讯录管理系统的功能，我们需要设计以下数据结构：•学生信息结构体包括学号、姓名、性别、年龄等字段•通讯录信息结构体包括联系人姓名、电话号码、邮箱等字段2. 算法设计2.1 添加学生信息当用户选择添加学生信息时，系统会要求用户输入学号、姓名、性别、年龄等信息，然后将这些信息存储在学生信息的数据结构中。
void addStudentInfo() {// 读取用户输入的学生信息// 将学生信息存储在学生信息结构体中}2.2 修改通讯录信息用户可以根据联系人姓名查找通讯录信息，并进行修改操作，比如修改电话号码、邮箱等内容。
void modifyContactInfo() {// 根据联系人姓名查找通讯录信息// 用户进行修改操作}2.3 删除通讯录信息用户可以根据联系人姓名删除通讯录信息。
void deleteContactInfo() {// 根据联系人姓名删除通讯录信息}3. 数据存储设计为了持久化存储数据，我们可以选择使用文件存储或数据库存储。
在本系统中，我们选择文件存储的方式，数据以文本的形式存储在文件中。
三、系统实现通过以上设计，我们可以开始实现学生通讯录管理系统。
在实现过程中，我们需要注意保证数据结构的正确性和数据操作的合法性，从而确保系统的稳定性和可靠性。
四、总结通过本次数据结构课程设计，我们深入了解了学生通讯录管理系统的实现原理和功能设计。
在接下来的学习中，我们将继续努力提升自己的编程能力，不断完善系统的功能和性能，为实现更多复杂系统打下坚实的基础。
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书一、课程设计的目的机电一体化系统设计是一门综合性很强的课程，通过本次课程设计，旨在让我们将所学的机电一体化相关知识进行综合运用，培养我们独立设计和解决实际问题的能力。
具体来说，课程设计的目的包括以下几个方面：1、加深对机电一体化系统概念的理解，掌握系统设计的基本方法和步骤。
2、熟悉机械、电子、控制等多个领域的知识在机电一体化系统中的融合与应用。
3、培养我们的工程实践能力，包括方案设计、图纸绘制、参数计算、器件选型等。
4、提高我们的创新思维和团队协作能力，为今后从事相关工作打下坚实的基础。
二、课程设计的任务和要求本次课程设计的任务是设计一个具有特定功能的机电一体化系统，具体要求如下：1、确定系统的功能和性能指标，包括运动方式、精度要求、速度范围等。
2、进行系统的总体方案设计，包括机械结构、驱动系统、控制系统等的选择和布局。
3、完成机械结构的详细设计，绘制装配图和零件图。
4、选择合适的驱动电机、传感器、控制器等器件，并进行参数计算和选型。
5、设计控制系统的硬件电路和软件程序，实现系统的控制功能。
6、对设计的系统进行性能分析和优化，确保满足设计要求。
三、系统方案设计1、功能需求分析经过对任务要求的仔细研究，确定本次设计的机电一体化系统为一个小型物料搬运机器人。
该机器人能够在规定的工作空间内自主移动，抓取和搬运一定重量的物料，并放置到指定位置。
2、总体方案设计（1）机械结构采用轮式移动平台，通过直流电机驱动轮子实现机器人的移动。
机械手臂采用关节式结构，由三个自由度组成，分别实现手臂的伸缩、升降和旋转，通过舵机进行驱动。
抓取机构采用气动夹爪，通过气缸控制夹爪的开合。
（2）驱动系统移动平台的驱动电机选择直流无刷电机，通过减速器与轮子连接，以提供足够的扭矩和速度。
机械手臂的关节驱动选择舵机，舵机具有控制精度高、响应速度快等优点。
抓取机构的气缸由气泵提供气源，通过电磁阀控制气缸的动作。
《系统的结构导学案》
《系统的结构》导学案一、导言系统的结构是系统科学中的重要观点，对于理解系统的运行机理和优化系统设计具有重要意义。
本导学案旨在帮助学生深入了解系统的结构，掌握系统结构的基本原理和方法。
二、进修目标1. 了解系统的定义和特点。
2. 掌握系统结构的基本组成因素。
3. 理解系统的层次结构和互相关联性。
4. 能够运用系统结构分析方法解决实际问题。
三、进修内容1. 系统的定义和特点- 系统是由多个互相关联的部分组成的整体，具有明确的边界和目标。
- 系统具有整体性、动态性、目标性和复杂性等特点。
2. 系统结构的基本组成因素- 输入：系统接受来自外部环境的信息和能量。
- 处理：系统内部对输入进行处理和转化。
- 输出：系统将处理后的结果反馈给外部环境。
- 控制：系统内部对自身运行进行监控和调节。
3. 系统的层次结构和互相关联性- 系统可以分为上层系统和下层系统，上层系统控制和协调下层系统的运行。
- 系统之间存在着互相依靠和互相制约的干系，形成复杂的系统网络。
4. 系统结构分析方法- 系统辨识：确定系统的边界和组成因素。
- 系统模型：建立系统的模型，描述系统的结构和行为。
- 系统仿真：利用计算机模拟系统的运行过程，评估系统的性能和稳定性。
四、进修活动1. 阅读教材相关章节，了解系统的定义和特点。
2. 分组讨论系统结构的基本组成因素，并设计一个简单的系统结构图。
3. 观察周围环境中的系统，分析其层次结构和互相关联性。
4. 利用系统仿真软件建立一个简单的系统模型，并进行仿真实验。
五、进修评估1. 参与讨论和小组活动，积极分享观点和经验。
2. 完成系统结构设计作业，展示对系统结构的理解和应用能力。
3. 参与系统仿真实验，分析实验结果并撰写实验报告。
六、拓展延伸1. 深入钻研系统工程领域的经典著作，如《系统工程导论》。
2. 参与系统结构设计比赛或项目，提升系统分析和设计能力。
3. 开展系统结构优化钻研，探索提高系统性能和效率的方法。
学生成绩管理系统数据结构课程设计
学生成绩管理系统数据结构课程设计学生成绩管理系统是一个用于管理学生学习成绩的软件系统。
它通常用于学校、教育机构或教师们来跟踪和记录学生的学习进展，并生成报告和分析数据。
在数据结构课程设计中，学生成绩管理系统需要设计合适的数据结构来存储和操作学生成绩数据。
在设计学生成绩管理系统时，可以使用以下数据结构：1. 数组：可以使用数组来存储学生成绩数据。
每个学生的成绩可以用一个数组元素表示，可以将学生按照学号或者其他标识符按顺序存储在数组中。
这样可以方便地通过索引来访问和修改学生成绩。
2. 链表：链表是另一种常用的数据结构，可以用于存储学生成绩数据。
每个学生的成绩可以用一个节点表示，节点可以包含学生的信息和成绩，同时包含指向下一个节点的指针。
这样可以方便地插入、删除和查找学生成绩。
3. 树：树可以用于组织学生成绩数据。
可以使用二叉搜索树或平衡二叉树来存储学生成绩，其中学生的学号或者姓名可以作为关键字。
这样可以方便地进行查找、插入和删除操作，并可支持对学生成绩进行排序。
以上是一些常用的数据结构，用于存储学生成绩管理系统的数据。
在具体的设计中，还可以根据实际需求选择其他合适的数据结构。
除了数据结构，学生成绩管理系统还可能包括其他功能，例如：1. 添加学生：可以通过输入学生的基本信息和成绩，将学生添加到系统中。
2. 删除学生：可以通过学生的学号或其他标识符，从系统中删除某个学生的信息和成绩。
3. 修改成绩：可以根据学生的学号或其他标识符，修改学生的成绩信息。
4. 查询成绩：可以根据学号、姓名或其他条件，查询学生的成绩信息。
5. 成绩统计和分析：可以对学生的成绩进行统计和分析，生成报告和图表，帮助教师或学校了解学生的学习情况。
以上只是学生成绩管理系统可能包含的一些基本功能，具体的设计和实现还需要根据实际需求和要求进行进一步的扩展和深入分析。
通过合适的数据结构和功能设计，可以实现一个高效、易用和功能完善的学生成绩管理系统。
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计算机系统结构课程设计指导一、课程设计的任务利用已有计算机组成原理知识，VHDL语言知识、以及对计算机系统结构的初步学习，设计一个包括指令系统、寻址方式、数据表示、寄存器组、存储系统、流水线结构等的CPU。
二、设计思想利用电原理图和VHDL语言相结合的设计思想。
层次结构的设计方法。
三、具体步骤四、示例指令集设计概念设计指令流水的基本思路是把每条指令划分为几个执行步骤，这些步骤在执行过程中使用不同的资源从而在时间上能重叠起来，提高了整体工作负载的吞吐率。
我们将每条指令划分为“取指”、“译码”、“执行”、“访存”、“写回”这五个执行步骤。
五级流水概念图图20 五级流水概念图2.4.1.3时序设计五级流水的时序设计相对两级流水要复杂。
在两级流水中，由于我们对时序的精巧设计，避免了相关问题的出现，但五级流水单凭时序安排是无法解决所有相关问题的，必须综合考虑各种情况。
结构相关的处理由于我们的设计中不包含缓存，因此会有取指和访存的冲突，即结构相关（见下图）。
图21 五级流水结构相关示意图当冲突发生时，必须先“访存”，将“取指”延后一个时钟周期，这样才能保证指令的正确执行。
处理结构相关需要做两项工作：1）冲突检测2）取指延后。
1)冲突检测只有执行访存指令(LOAD/STORE)时，才会出现冲突。
因此，我们在译码时产生一个标志是否访存的信号wrMem。
含义如下：表16 wMEM控制信号通过检查“访存阶段”的m_wrMem就可确定是否冲突。
2）取指延后在每次取指时，若有冲突，则往IR中写入空指令(NOP)，并保持PC不变，使取指延后一个节拍。
数据相关的处理数据相关是指在执行本条指令的过程中，如果用到的操作数是前面指令的执行结果，则必须等待前面的指令执行完成，并把结果写回寄存器或主存之后，本条指令才能继续执行[3]。
我们采用设置专用数据通路（即傍路技术）来解决数据相关问题。
但旁路技术并非一劳永逸。
若前一指令为LOAD，而后一指令和它数据相关，如下图所示，当下一指令的执行阶段需要数据时，上一指令尚未给出，这种情况是无法用旁路技术来解决的。
图22 五级流水LOAD数据相关示意图针对上述情况的一般处理方法是通过插入bubble使LOAD之后的两条指令拖后一个节拍执行[4]。
但我们感觉这种处理过于繁琐。
我们发现，如果在LOAD译码时，后面自动加一条空指令，即增加冗余，就可以避免上述情况的出现。
在这种简化处理后，我们将数据相关划分为以下三种情况。
1．相邻指令数据相关举例: INC R0INC R0在此情形下，将上一指令的ALU输出经缓存后直接送回，作为ALU多路选择器的入口之一，如下图所示。
图23 五级流水相邻指令数据相关示意图2．中间隔1条指令的两指令数据相关举例: INC R0INC R1INC R0在此情形下，将第1条指令的回写数据送回作为ALU多路选择器的入口之一供第3条指令使用，如下图所示。
图24 五级流水相隔1条指令的两指令数据相关示意图3．中间隔2条指令的两指令数据相关举例: INC R0INC R1INC R2INC R0第1和第4条指令数据相关，有两种处理方法。
方法1：在第4条指令的译码阶段作旁路处理,将第1条指令的回写数据作为运算器的输入送入下一级，如下图所示。
方法2：考虑到读写寄存器的时间较短，因此将写寄存器的时机改在时钟下降沿。
这样1、4指令就没有数据相关了。
图25 五级流水相隔2条指令的两指令数据相关示意图由于方法2处理较简洁，因此我们在实现时使用了后者。
以上均是在已知数据相关的前提下，讨论旁路数据通道。
接下来，讨论如何检测数据相关。
我们知道，只有在后面的指令开始执行时，才能察觉它是否与前面的若干条指令是否相关。
为此，需要在数据相关可能发生的最大时域内保留一定的信息。
这就是我们将寄存器A ，B 口选择信号保留至“回写阶段”的原因。
我们还是按照上述1、2情况进行论述，所有数据相关的检测都置于“执行阶段”。
信号wRegEn 是寄存器写使能，SA,SB 是寄存器组A ，B 口选择信号。
信号前缀表示信号所处的阶段。
如e_SA 表示处于执行阶段的SA 。
1．相邻指令数据相关的检测若m_wRegEn=’1’，则表示前一指令要回写寄存器。
此时，若e_SA 或e_SB 等于m_SA ，则必然数据相关，这是因为我们规定，若回写寄存器，则寄存器A 口选择信号所指定的即为目的寄存器。
否则无关。
2． 中间隔1条指令的两指令数据相关的检测 若w_wRegEn=’1’，则表示第一条指令要回写寄存器。
此时，若e_SA 或e_SB 等于w_SA ，则必然数据相关。
否则无关。
当然，上述两种情况可能会一同出现。
这时，我们就按情况1处理。
因为情况2可以理解为 接连出现情况1。
控制相关的处理控制相关是指因为程序的执行方向可能改变而引起的相关。
当执行跳转指令时，就会发生这种情况。
除JR 外，JRZ 等条件跳转需要根据当前状态位来决定是否跳转，而当前状态位是由前面最近的会影响状态位的指令（如算术指令）决定。
常规的也是比较简单的做法是在碰到JRX 之类的跳转指令时，延迟后边流水线的进入。
但我们通过分析，认为可以一点都不必延迟，通过旁路处理把控制相关转为数据相关来处理。
这样处理，不必延迟，可以提高流水线的性能。
按我们的方式解决控制相关需要做两项工作：1） 通过旁路，提供状态寄存器的值和临时状态位的值，为判断是否跳转作准备； 2） 选择PC 更新的时机 1．旁路处理在每条指令译码时，会产生一个信号setFlag ，它决定了在执行阶段是否根据ALU 计算结果改变状态位。
从下面的时序图中可以发现，只要我们在JRX 指令译码时提供以下3个信表17处理控制相关信号若e_setFlag 要写状态寄存器，则说明前一条指令会影响状态位，这时根据tFlag 决定是否跳转；若e_setFlag 要保持状态寄存器，则说明前一条指令不会影响状态位，这时根据Flag 决定是否跳转。
JR×前一条指令后一条指令图26 五级流水处理控制相关示意图2．PC 更新的时机在最初设计时，我们考虑将PC 放在时钟上升沿更新。
若如此，不论JRX 转移与否，都会顺序取下一指令。
因此，在发生跳转时要清除已读取的指令。
处理方法是，在译码时判断上一条指令是否要跳转，若是则产生doNothing 信号。
这样就清除了已读取的指令。
如果把PC 更新放在下降沿（若上图所示），则不存在上述问题。
但我们担心这种处理在时间上可能会比较紧张。
不过，实践表明这种处理是可行的。
PC 控制的总结：按照我们的设计，PC 是在取指之后的第一个时钟下降沿更新。
但当访存和取指冲突时需要特殊处理，分两种情况讨论。
1.访存指令不接连出现访存时更新PC ，执行空指令时保持PC 不变，见下图。
取指延后访存指令不接连出现时的PC 更新时序图图27 五级流水访存指令不接连出现时的PC 更新示意图2.访存指令接连出现除第一个访存阶段外，其余访存阶段PC 都保持不变。
取指延后访存指令接连出现时的PC 更新时序图图28 五级流水访存指令接连出现时的PC 更新示意图在解决了结构相关、控制相关、数据相关后，五级流水时序图最终设计如下：图29 五级流水时序图2.4.2结构级设计2.4.2.1 总体逻辑结构计[注]五级流水CPU设计过程中参考了文献[4]。
五级流水CPU结构图图30 五级流水整体结构图整个CPU由以下几个模块组成：●取指模块（IF）：给出内存地址，读取指令并送入指令寄存器，为下一级准备数据。
由于PC控制模块处于取指模块中，因此控制相关的检测也置于取指模块。
●译码模块（ID）：读取寄存器值和指令译码。
我们采取一次译码，逐级传递的方式，译出后几级流水所需的控制信号和数据（如立即数等），在每次时钟上升沿到来时送入下一级。
实际上，结构相关、控制相关、数据相关的检测都可归入译码部分。
考虑到“相关检测”涉及到的信号分属不同阶段以及整体结构的清晰性，我们将“相关检测”独立出来。
●执行模块（Ex）：完成算术逻辑运算、计算有效地址和提供数据通道。
●访存模块（Ma）：选择地址线的数据来源和数据线的流向。
访存和取指在功能上是独立的，但CPU对外只有一条地址线和数据线的事实决定了访存和取指是相互联系的。
当执行LOAD/STORE指令时，地址线由ALU送入“访存段”的值提供；取指时，则由PC提供。
当写内存时，CPU内部数据送数据线；当需要读内存时，CPU往数据线送高阻。
●回写模块（Wb）：选择回写数据源和根据写使能信号wRegEn将数据回写到寄存器堆；●HazardDetectUnit模块：检测结构相关；●ForwardingUnit模块：检测数据相关。
2.4.2.2 关键分模块结构设计●执行模块(Ex)执行模块的主要工作是完成算术逻辑运算、计算有效地址和提供数据通道。
执行模块的主体部分是运算器，其总体结构和两级流水是相似的。
主要不同之处在于增加了旁路模块，这是由于五级流水存在数据相关需要旁路处理。
五级流水CPU运算器结构图图31 五级执行模块结构图●HazardDetectUnit模块该模块通过检查“访存阶段”的m_wrMem来确定是否发生结构相关。
具体请参阅上文中处理结构相关的部分。
结构图：图32 五级HazardDetectUnit 模块结构图信号说明表18 HazardDetectUnit 信号说明● 回写模块（WB ）回写是一条指令执行过程中的最后一步。
它的工作是选择回写数据源和根据写使能信号wRegEn 将数据回写到寄存器堆。
需要选择的数据源共有两项：运算器输出和内存输出。
在执行算术逻辑、移位等指令时选择运算器输出；执行LOAD 指令时选择内存输出。
结构图：图33 五级回写模块结构图表19 五级回写模块信号说明● 2.2.4 ForwaringUnit 模块在“时序设计”部分，我们已对“如何检测数据相关”作了详细叙述。
具体实现由 ForwardingUnit 模块完成。
结构图m_wRegEn w_wRegEnm_SA w_SA e_SA e_SB图34 五级Forwarding 模块结构图表20 五级Fowarding 模块信号说明控制器设计参考《计算机组成原理实验》的控制器设计，可以用硬布线设计（推荐），也可以用微程序设计。