计算机组成原理——模型机课程设计
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简介：
《计算机组成原理——模型机课程设计》是一门实践性很强的课程，通过构建简化版计算机模型，帮助学生深入理解计算系统的硬件结构与工作原理。
【计算机组成原理---模型机课程设计】
在计算机科学与技术领域，计算机组成原理是一门核心课程，它深入探讨了计算机内部的工作机制。本课程设计旨在通过实现跳转指令来让学生理解计算机系统的底层运作，并增强对硬件和指令系统概念的认知。
跳转指令是计算机指令系统中的关键部分，可以改变程序的控制流，支持条件分支、循环等复杂的结构。在模型机的设计中，实现跳转指令涉及多个层面：包括设计指令集、微程序以及时序与数据流程分析。
1. **基本模型机系统分析与设计**：
学生需运用计算机组成原理的知识（如运算器、控制器和存储器）来构建一个基础的模型机。这个机器应该能够支持算术逻辑操作及控制流转移，包括跳转指令。
2. **指令集的设计**：
设计一套包含无条件和有条件跳转指令的集合，例如JMP, JZ等。这些指令通常含有目标地址以及可能存在的条件代码。学生需要考虑如何在二进制编码中表示这些信息。
3. **微程序设计**：
微程序是存储器中的控制序列，它们共同执行一条机器指令的功能。这包括确定每个微指令的格式（如操作码、控制字段等）和选择下一条要执行的微地址的方法。
4. **时序设计**：
学生需要规划模型机的时间顺序以确保每条命令正确无误地运行。对于跳转指令，时间序列尤其重要，因为它涉及更新程序计数器值并调整指令流水线。
5. **指令执行流程**：
描述跳转指令的每个阶段（取指、解码、执行和写回等）。在这些过程中，程序计数器（PC）的更改是关键步骤，可能发生在执行或写回阶段。
6. **软件HKCPT的应用**：
使用HKCPT工具进行联机和脱机仿真，观察并记录跳转指令的时间序列及累加器A和其他寄存器、存储区的数据变化。这有助于验证设计的有效性。
7. **课程总结**：
学生需要概述项目中的亮点、遇到的问题以及从中学到的经验教训。这对于反思策略和加深对计算机系统架构的理解至关重要。
通过这样的课程，学生不仅能够增强理论知识的深度，还能提升实践技能，为将来从事计算机系统的开发与优化工作奠定坚实的基础。
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