计算机SAP-1-设计与实现
11页1、 计算机SAP-1 设计与实现 按照数字计算机电子学Digital Computer Electronics)中SAP-1的设计,使用proteus仿真了SAP-1(simple as possible)计算机。能完成这个工作,首先要感谢网友杨志雄先生对我的帮助,他帮我解决了很多电路和使用proteus的问题。一. 系统架构按冯诺依曼型结构,计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成。运算器和控制器组合称为中央处理部件或CPU。CPU的基本功能,是执行事先存放在主存储器中的程序。而控制器的任务,是识别、解释和控制(其他所有部件)执行程序中的每一条指令,并使整个系统运行在高度同步协调的状态。运算器的功能是完成算术和逻辑运算。存储器用来存储程序和数据。为了解决实际问题,需要计算机执行人们为解改问题而编制的程序。为存储和执行程序,要求系统有足够的存储空间和可以接受的执行时间。从解题的角度看,作为系统的一个重要组成部分的存储器,必须在存储容量和存取速度方面达到系统总体设计的要求。理想的存储器,应当是大容量、高速度、低成本。为了发挥各种不同类型存储器的长处,避开其弱点,应把它们合理地
2、组织起来,这就出现了存储系统层次结构的概念。实际计算机系统中的存储器层次结构如下图所示。 计算机中为什么要采用总线呢?主要目的是减少传输线总数以简化I/O系统的结构。例如有n个k位的部件相互要进行通信,如果不采用总线结构而直接采用传输线互连起来,那么在一般情况下,n个部件必须以所有可能的方式连接,需要的专用通路数目为(n-1)*n/2,而每条通路为k位,则传输线位数总数为k*(n-1)*n/2;若n、k很大,则传输线总位数多的惊人。构成总线的位传输线的总数称为总线宽度。采用共享总线结构,n个k位部件要相互进行通信,只需要宽度为k为的总线就可以,且与n的大小无关,这就大大节省了传输线成本。如果计算机采用单总线结构,架构如下图:单总线结构SAP-1架构图: 在SAP-1中, 控制器包括:CON、PC、IR。存储器包括:MAR,PROM。运算器包括:累加器A、寄存器B,ALU。输出包括:输出寄存器O、LED显示D。输入需要在计算机运行前,使用开关将数据存储到PROM中。其中累加器A、寄存器B属于存储系统,完全可以用PROM代替,而使用寄存器是了提高访问速度。MAR(存储器地址寄存器)缓存了P
3、ROM的地址,也是为了提高速度。IR用于缓存正在执行或即将执行的指令同样为了提高访问速度。PC(程序计数器)PC寄存器用于存储当前指令在ROM中的地址。在SAP-1中,PC为4位计数器,计数范围为00001111。当计算机运行之前,PC重置为0000。IR(指令寄存器)IR用于存放正在执行或即将执行的指令,将指令的操作码部分传送给CON,操作数部分通过总线传输到MAR。控制单元(CON) 在SAP-1中,控制器包括。其中CON的功能包括 1. 产生时钟脉冲CLK,CLK将同步计算机中各个部件的运行。2.发送清除指令CLR,计算机运行之前,发送CLR给PC和IR,这样使IR的内容清空,PC重置 0000。3.根据IR中的操作码,产生一个12位控制信号 CP EP LM ERLI EI LA EA SU EU LB LO。(取指周期不需要操作码)这些控制信号定义了各个寄存器在CLK的上升沿到达时的动作。例如,CP=1,代表在CLK上升沿到达时,PC将会加1。EP=1,LM=1,意味着,PC的内容会加载到MAR中。MAR(存储器地址寄存器)在访问存储器时,缓存存储单元的地址。在SAP-1中,
《计算机SAP-1-设计与实现》由会员Baige****0346分享,可在线阅读,更多相关《计算机SAP-1-设计与实现》请在金锄头文库上搜索。
员工积极主动行为的组态效应:基于过程的视角
汪晖齐物平等与跨体系社会的天下想象
函数性质中的数学抽象在问题解决与设计中的应用
日本东京大学入学考试理科数学试题解析
二次电池研究进展
实践研究与论理逻辑
光学视觉传感器技术研究进展
龙泉青瓷的传承困境与发展
齐齐哈尔地区抗根肿病大白菜品种的抗性鉴定与评价
基于系统动力学模型的胶州湾海域承载力预测
基于弯液面电化学连接碳纤维实验初探
龟甲胶研究发展探析
鼻腔黏膜免疫佐剂鞭毛蛋白的研究进展
鼻内镜辅助上颌骨部分切除术治疗鼻腔鼻窦腺样囊性癌的临床分析
黑豆不同发芽期多酚、黄酮及抗氧化活性分析
齐鲁青未了:山东当代文学审美流变论
黄登水电站机电设备安装工程施工技术质量管理
黄河文化传承视角下音乐剧创作探究
黄亦琦从风论治咳嗽变异性哮喘经验※
鲸豚动物吸附式声学行为记录器综述
2022-03-24 12页
2022-03-24 11页
2022-03-24 10页
2022-03-24 25页
2022-03-24 13页
2022-03-24 18页
2022-03-24 10页
2022-03-24 32页
2022-03-24 8页
2022-03-24 9页