簡(jiǎn)單模型機(jī)的微程序設(shè)計(jì)及論大學(xué)生寫作能力

PAGE課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：計(jì)算機(jī)組成原理系別：姓名：班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 成績(jī)：指導(dǎo)教師：開課時(shí)間：20-20學(xué)年第學(xué)期一．設(shè)計(jì)題目計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)——簡(jiǎn)單模型機(jī)的微程序設(shè)計(jì)二．主要內(nèi)容通過(guò)課程設(shè)計(jì)更清楚地理解下列基本概念：1.計(jì)算機(jī)的硬件基本組成；2.計(jì)算機(jī)中機(jī)器指令的設(shè)計(jì)3.計(jì)算機(jī)中機(jī)器指令的執(zhí)行過(guò)程；4.微程序控制器的工作原理。5.微指令的格式設(shè)計(jì)原則；在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)可以運(yùn)行一些基本機(jī)器指令的微程序的設(shè)計(jì)三．具體要求置數(shù)指令I(lǐng)N置數(shù)開關(guān)SW（KD0～KD7）的狀態(tài)→R0加法指令A(yù)DDR0,，(addr)：(R0)+(addr)→（R0）存數(shù)指令STAR0，（addr）：(R0)→（addr）輸出指令OUT（addr）：(addr)→輸出設(shè)備"LED"跳轉(zhuǎn)指令JMP（addr）：addr→PC或指令ORRD，RS：(RS)或(RD)→(RD)新加法指令NADD(addr1)，(addr2)：(addr1)加(addr2)→(RD)異或指令XOR(addr1)，(addr2)：(addr1)異或(addr2)→(RD) 與指令A(yù)NDRD，RS：(RS)與(RD)→(RD)求反指令NOTRD：/(RD)→（RD）四．進(jìn)度安排共1.5周11天的時(shí)間，具體安排如下：1~2天：對(duì)整個(gè)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容做詳細(xì)的講解，并輔導(dǎo)學(xué)生完成課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的學(xué)習(xí)，使其掌握和理解課程設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容；3~5天：學(xué)生在機(jī)房學(xué)習(xí)熟悉課程設(shè)計(jì)所使用的仿真軟件，并深入了解該仿真軟件所實(shí)現(xiàn)的模型機(jī)的指令系統(tǒng)（原有的5條指令）和微程序設(shè)計(jì)方法；6~9天：在原有5條機(jī)器指令的基礎(chǔ)上增加實(shí)現(xiàn)下述各功能的機(jī)器指令，試設(shè)計(jì)相應(yīng)的機(jī)器指令的格式并改寫原來(lái)的微程序使其可以運(yùn)行所有的機(jī)器指令。10~11天：根據(jù)自己設(shè)計(jì)的微程序系統(tǒng)寫出相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告五．成績(jī)?cè)u(píng)定六.正文一、模型機(jī)的CPU及系統(tǒng)硬件

基本模型機(jī)的CPU及系統(tǒng)硬件組成如圖1所示：圖1模型機(jī)的CPU及系統(tǒng)硬件組成各部件的功能及控制信號(hào)如下：

運(yùn)算器由算邏部件ALU（8位）、暫存器DR1、DR2及通用寄存器等組成。ALU的功能控制信號(hào)為S3、S2、S1、S0、M、CN，可以實(shí)現(xiàn)48種算術(shù)和邏輯運(yùn)算功能，如圖2所示。

運(yùn)算器為單總線結(jié)構(gòu)，其輸入端分別連接到暫存器DR1和DR2，其裝入數(shù)據(jù)的微命令分別為L(zhǎng)DDR1和LDDR2，當(dāng)它們?yōu)?電平時(shí)由節(jié)拍脈沖T4將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)裝入相應(yīng)的暫存器。R0、R1、R2為通用寄存器。R0的裝入數(shù)據(jù)的微命令為L(zhǎng)DR0，R1的裝入數(shù)據(jù)的微命令為L(zhǎng)DR1，R2的裝入數(shù)據(jù)的微命令為L(zhǎng)DR2。299為實(shí)現(xiàn)移位運(yùn)算的裝置，當(dāng)299B微命令有效時(shí)，其數(shù)據(jù)端和數(shù)據(jù)總線連接。

控制器由程序計(jì)數(shù)器PC、指令寄存器IR、地址寄存器AR、時(shí)序電路、控制存儲(chǔ)器及相應(yīng)的譯碼電路組成。程序計(jì)數(shù)器PC的功能是存放下一條指令的地址，其輸出是向地址寄存器提供要將執(zhí)行的指令在存儲(chǔ)器中的地址。在提供地址后立即加1，指向指令的下一個(gè)字節(jié)或下一條指令的地址。其控制微命令有三個(gè)。當(dāng)LOAD=0而LDPC=1時(shí)，由T4的正跳變將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)裝入PC；當(dāng)當(dāng)LOAD=1而LDPC=1時(shí)PC的內(nèi)容加1；當(dāng)PCB=1時(shí)，PC中的地址信息送到數(shù)據(jù)總線上。

指令寄存器IR用于存放當(dāng)前執(zhí)行的指令。當(dāng)微命令LDIR=1時(shí)，由節(jié)拍脈沖T3將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)裝入。

地址寄存器AR存放要從存儲(chǔ)器中讀出的數(shù)據(jù)或指令的地址或要向存儲(chǔ)器寫入數(shù)據(jù)或指令的地址。當(dāng)微命令LDAR=1時(shí)，由節(jié)拍脈沖T3將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)裝入。存儲(chǔ)器RAM用于存放程序和數(shù)據(jù)。當(dāng)片選信號(hào)CE=0時(shí)，如果W/R為0，則根據(jù)AR中的地址，從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)并送到數(shù)據(jù)總線上；如果W/R為1，則根據(jù)AR中的地址，向存儲(chǔ)器中寫入數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)。片選信號(hào)CE是由微指令中的有關(guān)字段（B1B0）譯碼產(chǎn)生的。模型機(jī)有兩個(gè)外部設(shè)備：輸入設(shè)備是置數(shù)開關(guān)SW，用于設(shè)置數(shù)據(jù)或地址，當(dāng)微命令SWB=0時(shí)，設(shè)置的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)總線上；SWB也是由微指令中的有關(guān)字段（B1B0）譯碼產(chǎn)生的。輸出設(shè)備是兩位LED數(shù)碼管，當(dāng)微命令LEDB=1時(shí)，數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)送到數(shù)碼管顯示。

二、基本模型機(jī)的指令設(shè)計(jì)根據(jù)基本模型機(jī)的硬件設(shè)計(jì)五條機(jī)器指令：外設(shè)輸入指令I(lǐng)N、二進(jìn)制加法指令A(yù)DD、存數(shù)指令STA、輸出到外設(shè)指令OUT、無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令JMP。指令格式如下：

助記符機(jī)器指令碼說(shuō)明

IN00000000；置數(shù)開關(guān)SW（KD0～KD7）的狀態(tài)→R0

ADDaddr00010000××××××××；(R0)+(addr)→（R0）

STAaddr00100000××××××××；(R0)→（addr）

OUTaddr00110000××××××××；(addr)→輸出設(shè)備"LED"

JMPaddr01000000××××××××；

addr→PC

說(shuō)明：

指令I(lǐng)N為單字節(jié)指令，其余均為雙字節(jié)指令，××××××××為要讀寫的主存儲(chǔ)器單元的二進(jìn)制地址碼。三、指令微流程分析

這十條指令的微流程圖如圖所示運(yùn)行微程序RD→DR2RAM→BUSBUS→AR0CNOTR0→DR1R0→DR1PC→ARPC+1PC→ARPC+1RS→DR101RAM→BUSBUS→PC16PC→ARPC+101DR1→LED15RAM→BUSBUS→DR114RAM→BUSBUS→AR13PC→ARPC+1R0→BUSBUS→RAM12RAM→BUSBUS→AR11PC→ARPC+1(D1+DR2)→R010運(yùn)行微程序RD→DR2RAM→BUSBUS→AR0CNOTR0→DR1R0→DR1PC→ARPC+1PC→ARPC+1RS→DR101RAM→BUSBUS→PC16PC→ARPC+101DR1→LED15RAM→BUSBUS→DR114RAM→BUSBUS→AR13PC→ARPC+1R0→BUSBUS→RAM12RAM→BUSBUS→AR11PC→ARPC+1(D1+DR2)→R0100FR0→DR1RAM→BUSBUS→DR2RAM→BUSBUS→ARPC→ARPC+1010B0A09080706050403ADDXORNADDORJMPOUTSTAANDINPC→ARPC+1RAM→BUSBUS→IRP(1)測(cè)試0102SWSW→R027251F191727251F19170DRD0DRD→DR2RAM→RAM→BUSBUS→AR求反→RD2020261A1801261A1801或結(jié)果→RDRAM或結(jié)果→RDRAM→BUSBUS→DR1RAM→BUSBUS→DR1與結(jié)果→RD0E0E211B0101211B0101PC→PC→ARPC+1PC→ARPC+1010122221C1CRAM→RAM→BUSBUS→ARRAM→BUSBUS→AR231D231DRAMRAM→BUSBUS→DR2RAMRAM→BUSBUS→DR22424011E011E異或結(jié)果→異或結(jié)果→RDDR1+DR2→RD01010101用數(shù)據(jù)流表示的微程序流程運(yùn)行微程序01PCBLDAR運(yùn)行微程序01PCBLDARLDPC0202CE有效CE有效W/R=0LDIRP(1)測(cè)試NOTANDORSUBMOVJMPOUTSTAADDINNOTANDORSUBMOVJMPOUTSTAADDIN090A0B0C080706050304090A0B0C080706050304RSB有效LDDR1RCBLDARLDPCRDB有效RSB有效LDDR1RCBLDARPC+1PCBRSB有效LDDR1RCBLDARLDPCRDB有效RSB有效LDDR1RCBLDARPC+1PCBLDARLDPCPCBLDARLDPCPCBLDARLDPCPCBLDARLDPCSWB有效LDRi110D01 13 16 17 19 1F 2527110D01CE有效W/R=0LDARRDB有效LDDR2CE有效W/R=0LOADCE有效CE有效W/R=0LDARRDB有效LDDR2CE有效W/R=0LOADCE有效W/R=0LDARALU做反運(yùn)算LDRiALUBRDB有效LDDR2CE有效W/R=0LDARCE有效W/R=0LDARCE有效W/R=0LDAR1212010E01 14 18 1A 20 26010E01ALU做或LDRiALUBCE有效W/R=0LDDR1CE有效ALU做或LDRiALUBCE有效W/R=0LDDR1CE有效W/R=0LDDR1ALU做與LDRiALUBCE有效W/R=0LDDR1R0BCE有效W/R=1CE有效W/R=0LDDR20F0101 15 1B 210F0101RCBLDARLDPCRCBLDARLDPC01RCBLDARLDPCRCBLDARLDPC01ALUBLEDBALU=AW/R=1R0B有效LDDR110 1C 2210CE有效W/R=0LDARCE有效CE有效W/R=0LDARCE有效W/R=0LDAR01ALU做加LDRiALUB 1D 23CE有效W/R=0LDDR2CE有效W/R=0LDDR2CE有效W/R=0LDDR201用微命令表示的執(zhí)行十條基本指令的微指令流程 1E 24用微命令表示的執(zhí)行十條基本指令的微指令流程ALU做加LDRiALU做加LDRiALUBALU做異或LDRiALUB01010101該圖中每個(gè)框上的數(shù)字表示該條微指令在控存中的地址（與指令格式有關(guān)，也與設(shè)計(jì)者的意愿有關(guān)）。如何在一條微指令中實(shí)現(xiàn)一個(gè)框中的微操作與微指令的格式密切相關(guān)。五、編寫微程序00:00000101100000010001000001:00000101111011011000001002:00000100110000000100000003:00000100000100000000000104:00000101111011011000110105:00000101111011011001000106:00000101111011011001001107:00000101111011011001011008:00000101101000100001011109:0000010111101101100110010A:0000010111101101100111110B:0000010110100010001001010C:0000010110100010001001110D:0000010011100000000011100E:0000010010110000000011110F:00000101101000100001000010:10010101100110100000000111:00000100111000000001001012:00000110100000100000000113:00000100111000000001010014:00000100101000000001010115:00000111000010100000000116:00000100110100011000000117:00000101101101000001100018:11101001100110100000000119:0000010011100000000110101A:0000010010100000000110111B:0000010111101101100111001C:0000010011100000000111011D:0000010010110000000111101E:1001010110011010000000011F:00000100111000000010000020:00000100101000000010000121:00000101111011011010001022:00000100111000000010001123:00000100101100000010010024:01101001100110100000000125:00000101101101000010011026:10111001100110100000000127:000010011001101000000001

此后就可以手動(dòng)地用開關(guān)將微程序輸入機(jī)器的控存。然后將控存的啟動(dòng)地址置為0，運(yùn)行微程序，將要執(zhí)行的測(cè)試程序存入主存，也可從主存中讀出指令，檢查輸入的指令是否正確。下面是利用該軟件設(shè)計(jì)的微程序編碼及各條微指令的功能分析。注意第一條微指令的微地址為01H，其它各條微指令的微地址都由上一行文字最后的數(shù)字（16進(jìn)制）指定。不難看出，上面的文字說(shuō)明和我們所畫的用微命令表示的微程序流程圖中各個(gè)框中所列的微命令是一一對(duì)應(yīng)的。這個(gè)微程序可以根據(jù)用微命令表示的微程序流程圖在本仿真軟件上很方便地設(shè)計(jì)出來(lái)。六．測(cè)試程序00H:00110000;INR0:（SW）→（R0）01H:01000000;ADDR0,10:（RS）+（10）→（RD）02H:0001000003H:01010000;STA11,R0:（R0）→1104H:0001000105H:01100000;OUT11:11→（LED）06H:0001000107H:10000001;ORRS,RD:RS或RD→RD08H:10010001;NADD(addr1),(addr2):(addr1)+(addr2)→RD09H:000100100AH:000100110BH:10100001;XOR(addr1),(addr2):(addr1)或(addr2)→RD0CH:000101000DH:000101010EH:10110001；ANDRS,RD:(RS)與（RD）→RD0FH:11000001；NOTRS:RS取反→RD10H:0001000111H:12H:0001000113H:0001000114H:0001000115H:00010001七．總結(jié)經(jīng)過(guò)一周左右的努力,終于完成了計(jì)算機(jī)組成原理的課程設(shè)計(jì).課程設(shè)計(jì)中，我對(duì)計(jì)算機(jī)的基本組成、工作原理，以及他們之間的通信方式，微程序控制器的設(shè)計(jì)、微指令和微程序的編制、調(diào)試以及執(zhí)行等過(guò)程在理論的基礎(chǔ)上面有了更加深刻的理解。雖然只有短短的一周,但是我學(xué)到了很多東西.在學(xué)習(xí)過(guò)程中。光有理論知識(shí)還是不夠的，要理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。這次設(shè)計(jì)中，我也發(fā)現(xiàn)了自己很多不足的地方。我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中不斷學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗(yàn)，提高自己?？傊?，感謝老師和同學(xué)的幫助，在之后的學(xué)習(xí)過(guò)程中我會(huì)更加努力。

論大學(xué)生寫作能力寫作能力是對(duì)自己所積累的信息進(jìn)行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書面文字的能力。積累是寫作的基礎(chǔ)，積累越厚實(shí)，寫作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開奇葩。沒(méi)有積累，胸?zé)o點(diǎn)墨，怎么也不會(huì)寫出作文來(lái)的。寫作能力是每個(gè)大學(xué)生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學(xué)生的寫作能力較為欠缺。一、大學(xué)生應(yīng)用文寫作能力的定義那么，大學(xué)生的寫作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，“大學(xué)畢業(yè)生不一定能寫小說(shuō)詩(shī)歌，但是一定要寫工作和生活中實(shí)用的文章，而且非寫得既通順又扎實(shí)不可。”對(duì)于大學(xué)生的寫作能力應(yīng)包含什么，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認(rèn)為：大學(xué)生寫作能力應(yīng)包括應(yīng)用寫作能力和文學(xué)寫作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對(duì)于大學(xué)生來(lái)說(shuō)，是要寫畢業(yè)論文的，我認(rèn)為寫作論文的能力可以包含在應(yīng)用寫作能力之中。大學(xué)生寫作能力的體現(xiàn)，也往往是在撰寫畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來(lái)的。本科畢業(yè)論文無(wú)論是對(duì)于學(xué)生個(gè)人還是對(duì)于院系和學(xué)校來(lái)說(shuō)，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門和高校都很重視的一個(gè)重要課題。如何提高大學(xué)生的寫作能力的問(wèn)題必須得到社會(huì)的廣泛關(guān)注，并且提出對(duì)策去實(shí)施解決。二、造成大學(xué)生應(yīng)用文寫作困境的原因：（一）大學(xué)寫作課開設(shè)結(jié)構(gòu)不合理。就目前中國(guó)多數(shù)高校的學(xué)科設(shè)置來(lái)看，除了中文專業(yè)會(huì)系統(tǒng)開設(shè)寫作的系列課程外，其他專業(yè)的學(xué)生都只開設(shè)了普及性的《大學(xué)語(yǔ)文》課。學(xué)生寫作能力的提高是一項(xiàng)艱巨復(fù)雜的任務(wù)，而我們的課程設(shè)置僅把這一任務(wù)交給了大學(xué)語(yǔ)文教師，可大學(xué)語(yǔ)文教師既要在有限課時(shí)時(shí)間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識(shí)，又要適度提高學(xué)生的鑒賞能力，且要教會(huì)學(xué)生寫作規(guī)律并提高寫作能力，任務(wù)之重實(shí)難完成。（二）對(duì)實(shí)用寫作的普遍性不重視?！按髮W(xué)語(yǔ)文”教育已經(jīng)被嚴(yán)重地“邊緣化”。目前對(duì)中國(guó)語(yǔ)文的態(tài)度淡漠，而是呈現(xiàn)出全民學(xué)英語(yǔ)的大好勢(shì)頭。中小學(xué)如此，大學(xué)更是如此。對(duì)我們的母語(yǔ)中國(guó)語(yǔ)文，在大學(xué)反而被漠視，沒(méi)有相關(guān)的課程的設(shè)置，沒(méi)有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實(shí)踐訓(xùn)練。這其實(shí)是國(guó)人的一種偏見(jiàn)。應(yīng)用寫作有它自身的規(guī)律和方法。一個(gè)人學(xué)問(wèn)很大，會(huì)寫小說(shuō)、詩(shī)歌、戲劇等，但如果不曉得應(yīng)用文寫作的特點(diǎn)和方法，他就寫不好應(yīng)用文。（三）部分大學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正。很多非中文專業(yè)的大學(xué)生對(duì)寫作的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練都只是集中在《大學(xué)語(yǔ)文》這一門課上，大部分學(xué)生只愿意被動(dòng)地接受大學(xué)語(yǔ)文老師所講授的文學(xué)經(jīng)典故事，而對(duì)于需要學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦去寫的作文，卻是盡可能應(yīng)付差事，這樣勢(shì)必不能讓大學(xué)生的寫作水平有所提高。（四）教師的實(shí)踐性教學(xué)不強(qiáng)。學(xué)生寫作能力的提高是一項(xiàng)艱巨復(fù)雜的任務(wù)，但在教學(xué)中有不少教師過(guò)多注重理論知識(shí)，實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)卻往往被忽視。理論講了一大堆，但是實(shí)踐卻幾乎沒(méi)有，訓(xùn)練也少得可憐。閱讀與寫作都需要很強(qiáng)的實(shí)踐操作，學(xué)習(xí)理論固然必不可少，但是閱讀方法和寫作技巧的掌握才是最重要的。由于以上的原因，我們的大學(xué)生的寫作水平著實(shí)令人堪憂，那么如何走出這一困境，筆者提出一些建議，希望能對(duì)大學(xué)生寫作水平的提高有所幫助。三、提高大學(xué)生應(yīng)用寫作能力的對(duì)策（一）把《應(yīng)用寫作》課設(shè)置為大學(xué)生的必修課。在中國(guó)的每一所大學(xué)，《應(yīng)用寫作》應(yīng)該成為大學(xué)生的必修課。因?yàn)樵谶@個(gè)被某些人形容為實(shí)用主義、功利主義甚囂塵上的時(shí)代，也是個(gè)人生存競(jìng)爭(zhēng)最激烈的時(shí)代，人們比任何時(shí)代都更需要學(xué)會(huì)寫作實(shí)用性的文章，比如職場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的求職信，生活中的財(cái)經(jīng)文書、法律文書等，以提高個(gè)人的生存競(jìng)爭(zhēng)能力。（二）端正大學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。首先，要讓大