计算机构成原理试验汇报
试验题目：
一台模型计算机的总体设计
之复杂模型机设计
试验目的:
(1)在掌握部件单元电路试验的基础上，深入将其构成系统,构造一台复杂模型计算机，建立一台基本完整的整机。
(2)为其定义至少五条机器指令，并编写对应的微程序,通过联机调试，观测计算机执行指令：从取指令、指令译码、执行指令等过程中数据通路内数据的流动状况,深入掌握整机概念。
试验设备
TＤＮ-ＣM+教学试验系统一套、微型计算机一台、排线若干。
试验原理：
（1)数据格式及指令系统：
①数据格式
模型机规定数据采用定点整数补码表达,字长为8位，其格式如下：
7
654321
符号
尾数
其中,第7位为符号位，数值表达范围是－27≤X≤2７-1
②指令格式
模型机设计4大类指令共16条,其中包括算术逻辑指令、Ｉ/O指令、访问及转移指令和停机指令。
A．算术逻辑指令
设计九条算术逻辑指令并用单字节表达，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：
76５4
32
10
OＰ－CＯDE
RS
RD
其中,OP－COＤE为操作码，RＳ为源寄存器,RD为目的寄存器，并规定:
RS或ＲD
选定的寄存器
00
01
1０
R0
R1
R2
九条算术逻辑指令的助记符、功能和详细格式见表５.2－1。
B.访问及转移指令:
模型机设计两条访问指令，即存数(STA)、取数（LＤＡ)，两条转移指令,即无条件转移(JMP)、成果为零或有进位转移(ＢZＣ)，指令格式如下:
76
5４
3２
10
0０
M
OP-ＣOＤＥ
ＲD
D
其中，ＯP-CＯDE为操作码，RＤ为目的寄存器地址(LDＡ、ＳTＡ指令使用)。D为位移量(正负均可)，M为寻址模式,其定义如下：
寻址模式M
有效地址E
说明
00
01
1０
11
E=D
E=(Ｄ)
E=（RI）＋D
Ｅ＝（PC)＋D
直接寻址
间接寻址
RI变址寻址
相对寻址
本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。
Ｃ．I/O指令：
输入(IN）和输出(ＯUT)指令采用单字节指令,其格式如下:
７654
32
1０
OP-CODE
addｒ
ＲD
其中，ａｄdr＝01时,选中“INPUTDEVICE”中的开关组作为输入设备,ａddr=10时，选中“ＯＵTＰUTDＥVIＣE”中的数码块作为输出设备。
D.停机指令：
停机指令格式如下：
7654
3２
1０
ＯP－CＯDE
00
00
HAＬＴ指令,用于实现停机操作。
③指令系统:
本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令七条，移位指令两条，访问内存指令和程序控制指令四条，输入/输出指令两条,其他指令一条。表5．２－1列出了各条指令的格式、助记符和功能。
试验规定
（1)设计的复杂模型机要实现:加法运算、减法运算、加减混合运算、乘法运算和输出成果、循环的功能。
(２)设计的机器指令程序可参照如下实例：
程序助记符
$P０044ＩN0１,R0
＄P０1４6ＩN01，R2
$P029８ADCR2,R0
$P0381MOＶＲ０，R１
＄Ｐ0４F５RLCＲ1,Ｒ１
(3)设计总体构造(模型机各部件连接图)及数据通路框图。
(4)设计机器指令程序(减法运算、加减混合运算、乘法运算)。
(5)设计每条机器指令对应的每一段微程序。
(6)根据机器指令系统规定,设计微程序流程图及确定微地址。
（7)参照微指令流程图,将每条微指令代码化,译成二进制代码表,并将二进制代码表转换成联机操作时的十六进制格式文献。
(８）根据试验接线图(模型机各部件连接图:可参照提供资料)搭好模型机电路。
(9)先按功能模块进行组装和分调。
(10)整机调试,在内存中装入一段机器指令，联机调试程序并进行其他的运行方式等功能调试及执行指令的对的性验证,检测实现的功能与否到达设计规定。
试验重要环节：
如上图,联接器件
打开TanｇDｕＣMP
测试连线状况，并修正
连线通过后装载EXE3文献
打开通路图，开始单步运行观测试验成果。
试验成果：
取指令过程，将指令取到寄存器并送到控制器。过程中pc进行自加1运算。
详细执行的指令
a)$P0044ＩN01，R0
这条指令是从inpuｔ读一种数读到Ｒ0中,详细试验中是01H
b）$P0１46