計算機組成原理課程設(shè)計---冒泡排序

1、<p>　　計算機組成原理課程設(shè)計報告</p><p><b>　　課題名稱：冒泡排序</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 課程設(shè)計概述···········

2、································02</p><p>　　1.1

3、 課程設(shè)計目的···································

4、83;····································&

5、#183;················02</p><p>　　1.2 課程設(shè)計的任務和基本要求·············

6、····································

7、3;··············02</p><p>　　第二章 課程設(shè)計過程················

8、83;··························02</p><p>　　2.1 課程設(shè)計任務····&#

9、183;····································

10、····································

11、3;···········03</p><p>　　2.2 課程設(shè)計分析···················

12、83;····································&

13、#183;································03</p><p>

14、　　2.3 課程設(shè)計原理··································

15、3;····································&#

16、183;·················03</p><p>　　2.4 機器指令·············

17、83;····································&

18、#183;····································

19、;··········05</p><p>　　2.5 微指令·····················&

20、#183;····································

21、;····································

22、83;······08</p><p>　　第三章 課程設(shè)計實現(xiàn)························&#

23、183;··················11</p><p>　　3.1 連接線路············

24、83;····································&

25、#183;····································

26、;···········11</p><p>　　3.2 裝載指令····················

27、····································

28、3;····································&#

29、183;···12</p><p>　　3.3 聯(lián)機運行···························

30、83;····································&

31、#183;································13</p><p>

32、　　3.4 結(jié)果分析···································

33、····································

34、3;·························13</p><p>　　3.5 實驗小結(jié)······

35、;····································

36、83;····································&

37、#183;·················13</p><p>　　第四章 心的體會·············&#

38、183;·································14</p><

39、p>　　參考文獻···································

40、;····················14</p><p><b>　　課程設(shè)計概述</b></p><p>　　1.1 課程設(shè)計目的</p><

41、p>　　在掌握計算機系統(tǒng)組成及內(nèi)部工作機制、理解計算機各功能部件工作原理的基礎(chǔ)上，深入掌握信息流和控制信息流的流動過程，進一步加深計算機系統(tǒng)各模塊間相互關(guān)系的認識和整機的概念，培養(yǎng)開發(fā)和調(diào)試計算機的技能。再設(shè)計實踐中提高應用所學專業(yè)知識分析問題和解決問題的能力。</p><p>　　1.2 課程設(shè)計的任務和基本要求</p><p>　　本課程設(shè)計以TDN-CM++計算機組成原理教學實

42、驗系統(tǒng)為平臺設(shè)計完成。</p><p>　　1.按給定的數(shù)據(jù)格式和指令系統(tǒng)，理解為程序控制器的設(shè)計原理。</p><p>　　2.設(shè)計給定機器指令系統(tǒng)遺跡微程序流程圖，安慰指令格式寫出微程序的微指令代碼</p><p>　　3.連接邏輯電路，完成啟動、測試、編程、校驗和運行，并觀測運行過程及結(jié)果。</p><p>　　4.將微程序控制

43、器模塊與運算器模塊、存儲器模塊聯(lián)機，組成一臺模擬計算機。</p><p>　　5.用微程序控制器控制模型機的數(shù)據(jù)通路。</p><p>　　6.通過在模型機上運行由機器指令組成的簡單程序，掌握機器指令與微指令的關(guān)系，建立計算機的整機概念，掌握計算機的控制機制。</p><p>　　7.按指定應用項目進行匯編指令格式及功能設(shè)計，并設(shè)計相應的機器指令代碼，按照模型

44、及數(shù)據(jù)通路設(shè)計實現(xiàn)機器指令功能的微程序。在PC機上編輯機器指令和微程序，裝載代碼到TDN-CM++實驗系統(tǒng)并運行，實現(xiàn)應用要求。</p><p><b>　　課程設(shè)計過程</b></p><p>　　2.1 課程設(shè)計任務</p><p>　　從輸入設(shè)備讀取三個數(shù)據(jù)A、B和C并將他們存入以M為地址的內(nèi)存單元，將他們按從大到小的順序排序，并將排序過

45、后的數(shù)據(jù)存入以N為地址的內(nèi)存單元。</p><p>　　2.2 課程設(shè)計分析</p><p>　　聯(lián)想到之前實驗課上做過的實驗，我們首先明確了這次課程設(shè)計的基本過程：畫草圖—匯編程序—流程圖—微指令代碼—檢查。然后我們按照這個流程，分工合作，先畫出了程序的流程，然后寫出了匯編程序，并且寫出了機器指令，其次我們完成了總體的流程圖，然后根據(jù)流程圖寫出了微指令以及微指令代碼。分析乃至后來的設(shè)計過

46、程中，小組成員積極利用圖書館和網(wǎng)絡上豐富的資源，獲取到所需的信息，更加深刻了解了計算機的組成原理，同時體會到團隊合作的重要性。</p><p>　　2.3 課程設(shè)計原理</p><p>　　在部件試驗中，我們是人為用二進制開關(guān)來模擬一些控制信號來完成數(shù)據(jù)通路的控制。而在本課程設(shè)計中，數(shù)據(jù)通路的控制將由微程序控制器來完成，即一條機器指令對應一個微程序。</p><p>

47、;　　本課程設(shè)計采用6條機器指令I(lǐng)N（輸入），STA（存數(shù)），MOV（傳送），JA(轉(zhuǎn)移)，CMP（比較），HLT（保持）。</p><p><b>　　指令格式表如下：</b></p><p>　　IN為單字長指令，含義是將輸入設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)放入R0中；</p><p>　　STA為為雙字長指令，第二個字是要存放的地址，含義是將R0中的內(nèi)容存

48、儲到第二字為地址的內(nèi)存單元中；</p><p>　　MOV是雙字長指令，第二字是要存放的間接地址，含義是將R0中的內(nèi)容存儲到第二字為間接地址的內(nèi)存單元中；</p><p>　　JA是雙字長指令，根據(jù)執(zhí)行CMP指令后標志位的結(jié)果決定是否跳轉(zhuǎn)；</p><p>　　CMP是雙字長指令，將第一個字和第二個字相減；</p><p>　　HLT為空轉(zhuǎn)指

49、令，保持執(zhí)行結(jié)束狀態(tài)，并不在執(zhí)行任何操作;</p><p>　　JPM是雙字節(jié)指令，無條件跳轉(zhuǎn)。</p><p>　　由此，得到本程序的設(shè)計思路，連續(xù)三次執(zhí)行IN和STA將三個數(shù)分別寫入內(nèi)存；使用CMP指令將前兩個比較，再將較小者與第三個數(shù)比較，得到最小的數(shù)寫入內(nèi)存；最后將剩下的倆數(shù)比較并寫入內(nèi)存，至此排序完成。</p><p><b>　　2.4 機器指

50、令</b></p><p><b>　　2.5 微指令</b></p><p>　　為了向RAM中裝入程序和數(shù)據(jù)，檢查寫入是否正確，并能啟動程序執(zhí)行，</p><p>　　還設(shè)計了三個控制臺操作微程序：</p><p>　　存儲器讀操作(KRD):撥動總清開關(guān)CLR后，當控制臺開關(guān)SWB、SWA置</p

51、><p>　　為“00”時，按START微動開關(guān)，可對RAM進行連續(xù)手動讀操作。</p><p>　　存儲器寫操作(KWE):撥動總清開關(guān)CLR后，當控制臺開關(guān)SWB、SWA置</p><p>　　為“01”時，按START微動開關(guān)，可對RAM進行連續(xù)手動寫入。</p><p>　　啟動程序：撥動總清開關(guān)CLR后，當控制臺開關(guān)SWB、SWA置為“

52、11”</p><p>　　時，按START微動開關(guān)，即可轉(zhuǎn)入到第01號“取指”微指令，啟動程序運行。</p><p>　　上述三條控制臺指令用兩個開關(guān)SWB、SWA的狀態(tài)來設(shè)置，其定義如表2：</p><p>　　機器指令格式說明： $PXX XX</p><p>　　微指令格式說明： $MXX XXXXXX</p><

53、;p>　　啟動程序：當控制臺開關(guān)SWB、SWA置為“1 1”時，按START微動開關(guān)，即可轉(zhuǎn)入到第01號“取指”微指令，啟動程序運行。</p><p>　　根據(jù)以上要求設(shè)計數(shù)據(jù)通路框圖如下圖所示：</p><p>　　微指令格式如下表所示：</p><p>　　其中ABC的內(nèi)容具體如下表所示：</p><p>　　根據(jù)數(shù)據(jù)通路圖和微指令

54、格式表，寫出微指令代碼如下：</p><p>　　第三章 課程設(shè)計實現(xiàn)</p><p><b>　　3.1 連接線路</b></p><p><b>　　線路圖如下：</b></p><p>　　連接好之后，用已有的程序測試機器是否工作正常。確定正常以后，進行下一步。</p><

55、p><b>　　3.2 裝載指令</b></p><p>　　將已經(jīng)寫好的機器指令代碼和微指令代碼轉(zhuǎn)換成16進制并輸入到試驗系統(tǒng)。</p><p><b>　　3.3 聯(lián)機運行</b></p><p>　　聯(lián)機運行程序時，進入軟件界面，裝載機器指令及微指令后，選擇[運行]→[通路圖]→[復雜模型機]功能菜單打開相應的

56、動態(tài)數(shù)據(jù)通路圖，按相應功能鍵即可聯(lián)機運行、監(jiān)控、調(diào)試程序。</p><p><b>　　3.4 結(jié)果分析</b></p><p>　　輸入數(shù)值：A=64; B=2B; C=9A;</p><p><b>　　輸出：</b></p><p>　　[A1]=9A; [A2]=2B; [A3]=6

57、4;</p><p>　　[B1]=2B; [B2]=64; [B3]=9A</p><p>　　經(jīng)檢驗，輸出結(jié)果與理論結(jié)果相符，證明實驗設(shè)計正確。</p><p><b>　　3.5 實驗小結(jié)</b></p><p>　　本次實驗大體上分為三步。首先，是連接電路。其次，裝載課程設(shè)計指導書上設(shè)計的程序并測試運行,通

58、過觀察運行情況和數(shù)據(jù)在總線上的流動,了解各功能部件的工作原理和工作機制以及流程圖各指令的含義。最后，自己設(shè)計程序并裝載運行并檢驗運行結(jié)果。對于自己要設(shè)計的程序首先根據(jù)題目要求寫出它的匯編格式，再根據(jù)這個匯編格式寫出機器指令并設(shè)計出微程序流程圖。最后根據(jù)所設(shè)計的微程序流程圖寫出其微指令代碼。這些工作完成后把所設(shè)計的機器指令和微程序代碼改寫成指定的格式裝載到實驗系統(tǒng)上運行，觀察運行過程和設(shè)計目的是否一致。經(jīng)過多次修改，最終實現(xiàn)設(shè)計要求。通過

59、這次實驗設(shè)計是我加深了對機器指令和微指令的理解和計算機計算流程的了解。</p><p><b>　　第四章 心得與體會</b></p><p>　　通過這一次的課程設(shè)計，我們收獲很大，我們了解了一個比較成熟的模型機的實現(xiàn)，并在參與其中，體會其中的種種困難，了解到了難點的地方，這對于我們學習這門課程有著很大的幫助，同時對于之前的幾次試驗我們操作機器錄入的理解也更加的深刻

60、了，在設(shè)計過程中，我們從開始的粗略的一個概念，到中間的疑惑與焦慮，到解決了問題的快樂。這對于我們以后工作也有著很大的好處，培養(yǎng)了我們遇到問題，分析問題，解決問題各個方面上的能力。平時我們做作業(yè)也都是在做書本上面給我們的題目，而這一次則是由我們自己設(shè)計出的，這對我們的創(chuàng)新意識也是一種很大大培養(yǎng)。我相信有了這種實驗的經(jīng)歷，我們以后再就業(yè)的過程當中也會多一份自信。</p><p>　　我們希望學校以后可以多為我們提供這

61、樣的機會，這樣我們就可以在實踐中得到平時課堂上面所缺失的一些能力，同時希望學?？梢栽趧e的學科也可以小組成員里這樣給我們提供如此之好的條件來進行教學。這樣可以使我們的綜合素質(zhì)的到很好的提升。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　《計算機組成與結(jié)構(gòu)》 清華大學出版社 王愛英主編</p><p>　　《計算機組成原理與系