【Computer Organization笔记16】大实验任务详细说明：支持指令流水的计算机系统设计与实现

本次笔记内容：
P31 计算机组成原理（31）
P32 计算机组成原理（32）

我的计组笔记汇总：计算机组原理成笔记

视频地址：计算机组成原理 清华大学刘卫东 全58讲 国家精品课程 1080P 更完

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本节课继续由老师讲解实验；本节课后的下周周一、周四由同学们来讲解自己的进度。

本将标题为：支持指令流水的计算机系统设计与实现。

尽量做流水，实在不行做多周期。

这节课也是对计算机组成原理的综述、复习。很重要。

内容提要

• 实验目的及目标
• 指令系统分析
• 指令执行骤举例
• CPU框架设计
• 讨论

做计算机第一件事，干什么呢？设计指令系统。老师已经给大家了。指令系统分析实际上就是需求分析。

实验目的

• 进一步理解和掌握 Von Neumann 结构计算机各部件组成及内部工作原理
• 进一步掌握计算机指令系统及指令功能的实现方法
• 进一步加深对指令流水概念、实现机制和流水冲突等的理解
• 培养硬件设计（计算机系唯一需要在硬件上动手的课，此外，CS国防生可能以后还要做很多硬件相关的东西）和调试的能力
• 培养团队管理、合作精神及表达沟通能

实验目标

最低目标

• 实现 THCO MIPS 指令系统，能运行已有的监控程序
• • 多周期/指令流水CPU
• • 支持I/O操作
• 可在监控程序下运行应用程序
• 完善监控程序等辅助软件系统

更高目标

• 更好地解决流水线“冲突”问题
• 中断、分时、双机通信
• 应用程序
• 与编译系统的结合
• …

指令系统设计

• 16位字长单字指令
• 满足指令系统的基本要求