微程序控制計算機的設(shè)計16、人民應(yīng)該為法律而戰(zhàn)斗，就像為了城墻而戰(zhàn)斗一樣?！绽死?7、人類對于不公正的行為加以指責，并非因為他們愿意做出這種行為，而是惟恐自己會成為這種行為的犧牲者?！乩瓐D18、制定法律法令，就是為了不讓強者做什么事都橫行霸道?！獖W維德19、法律是社會的習(xí)慣和思想的結(jié)晶?！小の椤ね栠d20、人們嘴上掛著的法律，其真實含義是財富?！獝郢I生微程序控制計算機的設(shè)計微程序控制計算機的設(shè)計16、人民應(yīng)該為法律而戰(zhàn)斗，就像為了城墻而戰(zhàn)斗一樣。——赫拉克利特17、人類對于不公正的行為加以指責，并非因為他們愿意做出這種行為，而是惟恐自己會成為這種行為的犧牲者?！乩瓐D18、制定法律法令，就是為了不讓強者做什么事都橫行霸道。——奧維德19、法律是社會的習(xí)慣和思想的結(jié)晶?！小の椤ね栠d20、人們嘴上掛著的法律，其真實含義是財富?！獝郢I生第9章微程序控制計算機的設(shè)計計算機組成原理2007.7.22計算機組成原理第9章微程序控制計算機的設(shè)計本章主要是為配合前面各章節(jié)理論教學(xué)而設(shè)計的，是理論與應(yīng)用相結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的一部分。通過講述微程序控制計算機的設(shè)計方法和過程，加深讀者對計算機存儲器、微程序控制器、指令系統(tǒng)等內(nèi)容的理解2007.7.23計算機組成原理所謂化學(xué)教學(xué)策略，就是為了實現(xiàn)教學(xué)目標，完成教學(xué)任務(wù)所采用的方法、步驟、媒體和組織形式等教學(xué)措施構(gòu)成的綜合性方案，它是實施教學(xué)活動的根本依據(jù)，是教學(xué)設(shè)計的中心環(huán)節(jié)，其主要作用就是根據(jù)特定的教學(xué)條件和需要制定出向?qū)W生提供教學(xué)信息、引導(dǎo)其活動的最佳方式方法和步驟.教學(xué)策略是重點研究“如何教”一類的問題，它包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)思路、教學(xué)方法等一系列有助于最優(yōu)實現(xiàn)既定教學(xué)目標的工作方式.針對中學(xué)生的認知特點，要想讓學(xué)生輕松、深刻理解學(xué)好化學(xué)這門課程，教者應(yīng)當從課前、課堂、課后三個方面設(shè)計得當?shù)慕虒W(xué)策略，在教學(xué)中將會取得事半功倍的效果.一、課前探究指導(dǎo)策略新課改形勢下的教育，是把學(xué)習(xí)的內(nèi)容拓展到了課前，延伸到了課后，這樣給了學(xué)生很多的學(xué)習(xí)機會和發(fā)展空間.《化學(xué)》課程標準告訴我們，這是一門以青少年的生活為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)良好實驗技能、樂于探究、熱愛生活的新時代青少年為目標的活動型綜合課程.教學(xué)的課前準備是教學(xué)活動的需要，也是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和分析處理信息能力的重要手段，是培養(yǎng)學(xué)生探究能力的有效途徑之一.學(xué)生可以在課前對這次活動主題進行相應(yīng)的課前體驗、資料收集、準備素材等豐富多彩的活動.在上《金屬的性質(zhì)》這節(jié)課時，在兩個班都進行了同樣的教學(xué)設(shè)計，但是由于2班的學(xué)生沒有準備充足的關(guān)于“金屬”的材料，課堂上僅靠教師的引導(dǎo)顯得很單調(diào)，很被動.教學(xué)效果不好，而1班的學(xué)生在課前卻搜集到了許多素材，有的帶來了消防器材的照片，有的準備了鐵釘和銅線，有的甚至還弄到了金、銀（首飾鏈），有許多老師都沒有準備到的東西，學(xué)生卻找到了，整節(jié)課學(xué)生心潮起伏，求知欲高漲，師生互動配合達到最理想狀態(tài).這讓我們在感慨學(xué)生潛力的同時，還感受到課前探究活動關(guān)系到整堂課活動的開展，要引起老師們足夠的重視.教師對學(xué)生的課前探究做出明確的要求和必要的引導(dǎo)、示范，這樣更能有利于學(xué)生高效地進行活動，增強學(xué)生對生活和自然界中化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣.二、課堂活動設(shè)計策略在教學(xué)實踐中，我們經(jīng)常能感受到學(xué)生的主體性地位，因為這門課程是以學(xué)生直接參與豐富多彩的實驗、實踐活動為主要教學(xué)形式去展開教學(xué)的.活動是課程的呈現(xiàn)形式，是課程實施的“靈魂”.所以，我們在設(shè)計課堂活動時就應(yīng)該注意以下問題：1.利用多媒體，使教學(xué)內(nèi)容“活”起來化學(xué)是一門宏觀現(xiàn)象后面藏著微觀本質(zhì)的自然科學(xué)，現(xiàn)象是它的特點，微觀抽象性是它的難點；同時化學(xué)又是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，它與社會、生活、生產(chǎn)實際聯(lián)系又非常緊密……；基于以上種種特點，為我們中學(xué)化學(xué)多媒體課件的制作提供了豐富多彩的素材，而操作簡單、功能強大的各種軟件又為我們中學(xué)化學(xué)課件的制作提供了技術(shù)保證.化學(xué)課上利用多媒體進行輔助教學(xué)就有很多優(yōu)點，其形象直觀，能增強學(xué)生的記憶和對重點難點的理解；其交互性有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主體的作用.如學(xué)習(xí)《金屬礦物與冶煉》這一節(jié)課時，通過多媒體投影課件，顯示生活中的金屬器材圖片，有自行車、汽車、鐵塔架、鈦鍋、鋼筆、鋁合金門窗等近十種日常金屬器材，并附有旁邊：我是金屬，是人類忠實的朋友，在人類文明的發(fā)展過程中，我總是扮演著“錚錚鐵骨”的角色，其實，我是從礦石中“千錘百煉”形成的.從課件展示常見的金屬礦物圖片，提示金屬冶煉的原理、還原反應(yīng)的特點，至于“鋼鐵是怎樣煉成的”，由學(xué)生通過實驗活動去切身體會.由此，激發(fā)學(xué)生的探索熱情，激發(fā)了學(xué)生強烈的求知欲.2.聯(lián)系生活實際，使教學(xué)內(nèi)容“實”起來化學(xué)課要培養(yǎng)學(xué)生熱愛生活、了解自然，做對社會有用、有責任的人.因此，在設(shè)計教學(xué)活動時不能脫離生活、脫離社會實際來進行.只有來自于學(xué)生生活中東西才能在最大程度上讓學(xué)生樂于接受.在第一次上化學(xué)課，我就為學(xué)生搭建自由表現(xiàn)的舞臺：布置學(xué)生搜集與化學(xué)有關(guān)的物品商標、說明書及現(xiàn)代高科技復(fù)合材料等有關(guān)信息資料.接著讓學(xué)生自由地全部展示從食鹽、味精、醋到人造革、化纖，從學(xué)習(xí)用品的紙、墨、橡皮到涂改液、自動鉛筆，從自然界中的空氣、水到土壤、演示，從礦泉水、匯源果汁到果凍、方便面……學(xué)生盡情展示紛紛參與，表現(xiàn)欲望空前高漲，教師在整個教學(xué)過程中起組織、點撥、協(xié)助、控制作用.三、課后實踐活動策略通過對《化學(xué)課程標準》課堂教學(xué)實施，可以幫助學(xué)生認識化學(xué)對社會發(fā)展的作用，從化學(xué)的視角去認識科學(xué)、技術(shù)、社會和生活方面的有關(guān)問題，初步了解化學(xué)制品對人類健康的影響；懂得運用化學(xué)知識和方法去治理環(huán)境、合理開發(fā)和利用化學(xué)資源.但課堂上教學(xué)的結(jié)束并不等于教育的結(jié)束.課后實踐活動的開展仍然離不開教師的關(guān)注和指導(dǎo)，老師們應(yīng)及時捕捉各種有利于學(xué)生實踐的契機，將社會實踐活動與其他學(xué)科的實踐活動相結(jié)合，形成良好的情感態(tài)度價值觀.新教材中設(shè)置了大量的“資料”、“化學(xué)?技術(shù)?社會”、“拓展性課題”等欄目，可以要求學(xué)生課后去閱讀和理解這些欄目，并要求學(xué)生寫出閱讀筆記，談出自己的感受和體會，還可以讓學(xué)生課后去查找與教材有關(guān)的資料.例如：讓學(xué)生查找沼氣的主要成分、沼氣的發(fā)展史，比較天然氣、煤氣、液化石油氣的優(yōu)缺點.實踐半年來，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生的知識面擴大了，思維和見識更加開闊了.學(xué)生自主學(xué)習(xí)，養(yǎng)成了通過查閱資料了解有關(guān)化學(xué)的發(fā)展、聯(lián)系生產(chǎn)實際的知識及有關(guān)社會熱點、焦點問題的習(xí)慣，從而縮小了學(xué)生在校學(xué)習(xí)的相對穩(wěn)定的基礎(chǔ)知識與社會生產(chǎn)、人們生活、科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展變化之間的距離.為此，我們也將收集的一些與教學(xué)相關(guān)的化學(xué)資料和最新科研成果推薦給學(xué)生，讓學(xué)生閱讀，這樣更增強知識的時效性.為適應(yīng)經(jīng)濟國際化的趨勢，不斷提高大學(xué)英語教學(xué)水平，教育部于2007年頒布了《大學(xué)英語課程教學(xué)要求》（以下簡稱《教學(xué)要求》），明確指出：“大學(xué)英語課程致力于培養(yǎng)學(xué)生英語綜合應(yīng)用能力，特別是聽說能力，使他們在今后的工作和社會交往中能運用英語有效地進行口頭和書面的信息交流，同時，增強其自主學(xué)習(xí)能力，提高其綜合文化素養(yǎng)，以適應(yīng)我國經(jīng)濟發(fā)展和國際交流的需要。”［１］這一描述強調(diào)了聽說能力的培養(yǎng)。四、六級考試新方案也體現(xiàn)了對聽說能力培養(yǎng)的側(cè)重，其目的就是借助考試的反撥作用促進大學(xué)英語教學(xué)目標的實現(xiàn)。由此，大學(xué)英語視聽說課程的重要性也就凸顯了出來。分級模式下的視聽說課程有其優(yōu)勢，但也存在著一些問題，因此，為了提高教學(xué)效率，必須及時解決問題，采取合理的改革策略。1.分級模式下英語視聽說教學(xué)的優(yōu)勢大學(xué)英語分級教學(xué)的主要理論依據(jù)來自美國應(yīng)用語言學(xué)家StephenD.Krashen提出的i+1概念。Krashen認為人們習(xí)得語言的唯一途徑是通過可理解性的語言輸入，用公式表示為i+1，i表示語言學(xué)習(xí)者目前的水平，1表示略高于學(xué)習(xí)者現(xiàn)有水平的語言知識，只有學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中大量接觸i+1層面上的知識，才有可能獲取盡可能多的知識。分級教學(xué)正是依據(jù)這一理論較科學(xué)地劃分了學(xué)習(xí)者語言水平的等級，從而使同一個班級的絕大部分學(xué)生處于相近的認知水平，這樣，教師就能夠更好地使學(xué)生理解語言輸入，進而保證學(xué)生從“i階段（習(xí)得者的能力水平）移向i+1階段?！保?］分級教學(xué)改革旨在對英語視聽說課程實施“分類指導(dǎo)、因材施教、個性化教學(xué)”的教法改革，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程和教學(xué)評估等方面對英語視聽說教學(xué)產(chǎn)生了更為積極的影響。一方面，分級模式使視聽說教學(xué)更具有針對性，為教學(xué)手段的多樣化提供了更為廣闊的空間。這種教學(xué)模式明晰了不同級別的教學(xué)目標，充分考慮了學(xué)生的需求，有利于充分發(fā)揮多媒體和小班制課堂的教學(xué)優(yōu)勢。另一方面，分級教學(xué)增強了學(xué)生學(xué)習(xí)英語視聽說課程的興趣和積極性。首先，分級教學(xué)教材（即輸入內(nèi)容）的選擇重視了知識性和趣味性的結(jié)合，有效地促進了外語習(xí)得。其次，分級教學(xué)中學(xué)生的英語水平相當，學(xué)生的顧慮感和焦慮感趨弱，在教師的積極引導(dǎo)下，他們會更多地嘗試與同學(xué)進行語言方面的交流和練習(xí)。2.分級模式下英語視聽說教學(xué)的問題分級模式下的英語視聽說教學(xué)仍然存在著一些問題，這些問題在一定程度上影響了教學(xué)效果。首先是分級測評標準同質(zhì)化，讀寫譯和視聽說課程的分級標準同質(zhì)化影響了視聽說課程的教學(xué)效果。所謂分級標準同質(zhì)化是指以四級考試題型為模本，將學(xué)生聽說和讀寫譯的總成績作為視聽說和讀寫譯課程的統(tǒng)一標準。在應(yīng)試教育和啞巴英語傳統(tǒng)教學(xué)方式的影響下，分級標準的同質(zhì)化會在很大程度上影響視聽說教學(xué)。如果一名學(xué)生的讀寫譯課程是高級，那么他的視聽說課程也相應(yīng)是高級。一些能夠進入高級班的學(xué)生，往往不是由于其聽說能力突出，而是由于讀寫譯成績的突出拉高了總成績，造成了聽說能力也很優(yōu)秀的假象。其次，教學(xué)模式單一化使學(xué)生易產(chǎn)生枯燥感，從而失去學(xué)習(xí)興趣。在實際教學(xué)中對學(xué)生學(xué)習(xí)策略的培養(yǎng)和學(xué)生情感因素的忽視，也在一定程度上影響了教學(xué)效率的提高。3.后續(xù)改革的對策及建議3.1建立科學(xué)的分級測評系統(tǒng)分級教學(xué)的等級往往是根據(jù)學(xué)生高考成績結(jié)合入校后的摸底測試成績確定的，不可避免地會帶有較強的偶然因素；分級標準的同質(zhì)化也在一定程度上影響了視聽說教學(xué)效果。因此，分級測試應(yīng)以核心語言能力為分級的原則。在入學(xué)分級測試中，采用一種兼顧英語基礎(chǔ)與技能的分級模式，避免分級標準的單一化；結(jié)合視聽說和讀寫譯的分課型建設(shè)，可以引入聽說作為評測的依據(jù)。建立升降級激勵滾動機制，加強動態(tài)的教務(wù)教學(xué)管理，促進分級教學(xué)的順利進行。3.2構(gòu)建優(yōu)化的教學(xué)模式首先，改革傳統(tǒng)的聽力課堂教學(xué)模式，營造適合自主學(xué)習(xí)的課堂氛圍，使“視、聽、說”課程名副其實。其次，注重教學(xué)組織的科學(xué)性，把課堂學(xué)習(xí)和課外學(xué)習(xí)結(jié)合起來，課內(nèi)學(xué)知識，課外求實踐。多媒體計算機作為重要的教學(xué)輔助手段能夠極大地改善課堂內(nèi)的語言環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠為學(xué)生創(chuàng)造良好的課堂和課外語言環(huán)境。教師應(yīng)鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生利用課外時間獲取、儲存、檢索和使用信息；充分利用網(wǎng)絡(luò)、圖書館、現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備，以及有利的學(xué)習(xí)環(huán)境，獲取語言學(xué)習(xí)材料。增加英語課外語言實踐，增設(shè)英語第二課堂，例如組織英語演講、英語影片配音、英語話劇表演、英語歌曲演唱、英語角活動等。最后，推動分級教學(xué)模式下的小班制教學(xué)，讓老師有更多精力用于教學(xué)內(nèi)容和方法的改善，也更利于建立互信和諧的課堂人際關(guān)系。3.3重視學(xué)生學(xué)習(xí)策略的培養(yǎng)Oxford將學(xué)習(xí)策略定義為，學(xué)習(xí)者為使學(xué)習(xí)過程更輕松、有效、更富有自我導(dǎo)向及更易于投入新環(huán)境而采取的具體行動。語言學(xué)習(xí)策略，即學(xué)習(xí)者為學(xué)好某種語言所采取的一系列行動，包括學(xué)習(xí)者對語言知識的認識和了解，對學(xué)習(xí)目標、學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)結(jié)果進行計劃、調(diào)控、控制、評估而采取的宏觀策略，以及學(xué)習(xí)者為了完成學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)活動而采取的具體策略。Pintrich和DeGroot將學(xué)習(xí)策略分成認知策略（cognitivestrategies）、自我調(diào)制策略（self-regulatedstrategies）與資源管理策略（managementstrategies）。認知策略分為背誦（rehearsal）、精致化（elaboration）與組織化（organization）、批判性思考及元認知的自我調(diào)整。資源管理策略指的是善用資源、工具等幫助學(xué)習(xí)的方法，主要包括管理環(huán)境、時間等資源的學(xué)習(xí)策略，以及謀求他人助力的學(xué)習(xí)策略。［4］良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和有效的學(xué)習(xí)策略直接作用于學(xué)習(xí)效果。Oxford和Nyikos認為在影響學(xué)習(xí)策略選擇的諸多因素中，動機是影響學(xué)習(xí)策略選擇的重要的因素之一。［3］Pintrich和DeGroot也主張優(yōu)質(zhì)的動機會促進學(xué)生使用比較細致的學(xué)習(xí)策略。［4］因此教師應(yīng)幫助學(xué)生樹立良好的學(xué)習(xí)動機，掌握正確的學(xué)習(xí)方法，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。將學(xué)生良好的學(xué)習(xí)動機轉(zhuǎn)化為強烈的求知欲和旺盛的學(xué)習(xí)熱情。教師在教學(xué)中應(yīng)努力將策略培養(yǎng)作為教學(xué)的目標之一，將語言學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)策略的培養(yǎng)和課程學(xué)習(xí)緊密結(jié)合，真正踐行以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，不斷嘗試個性化、自主化的教學(xué)方式，做到教與學(xué)的動態(tài)平衡。教師要尊重個體差異，重視個別指導(dǎo)，使學(xué)生在課堂上積極參與活動，在課后主動學(xué)習(xí)英語，培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)的意識。3.4促進學(xué)生認知與情感的統(tǒng)一協(xié)調(diào)學(xué)習(xí)者的情感狀態(tài)會直接影響到他們的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)效果。教師的教學(xué)目標不僅包括認知目標，還包括情感目標，大學(xué)英語教學(xué)必須統(tǒng)一協(xié)調(diào)認知與情感，做好學(xué)生的情感教育工作，避免分級對落后生產(chǎn)生負面心理。分級教學(xué)使部分學(xué)生對英語學(xué)習(xí)產(chǎn)生焦慮感，挫傷了部分學(xué)生的自信心。成績偏差的學(xué)生往往因為自身的局限而不能與教師產(chǎn)生良好的互動，他們的學(xué)習(xí)熱情要比成績好的學(xué)生更難激發(fā)，他們的焦慮感較強，在學(xué)習(xí)中比較被動，如不敢主動參加各類英語活動，上課不主動與教師配合，擔心教師提問，等等。這就是所謂的“抑制性焦慮”（debilitatinganxiety）。教師要正確評價學(xué)生，善于發(fā)現(xiàn)落后生的優(yōu)點和進步，鼓勵學(xué)生，增強其自信心：幫助學(xué)生改進學(xué)習(xí)方法，消除落后生的心理障礙；指導(dǎo)學(xué)生使用情感策略調(diào)控自己，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機和參與欲望。分級教學(xué)模式能為英語基礎(chǔ)不同的學(xué)生提供與之相應(yīng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，真正實現(xiàn)因材施教，但是作為一個極為復(fù)雜、立體的系統(tǒng)工程，大學(xué)英語分級教學(xué)也對組織管理和教學(xué)各環(huán)節(jié)提出了更高的要求。如何充分發(fā)揮其優(yōu)勢，削弱其劣勢，以進一步實現(xiàn)其科學(xué)性和可行性是一個重大課題，需要在改革實踐中進一步研究和探討。第9章微程序控制計算機的設(shè)計計算機組成原理2007.7.22計算機組成原理第9章微程序控制計算機的設(shè)計本章主要是為配合前面各章節(jié)理論教學(xué)而設(shè)計的，是理論與應(yīng)用相結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的一部分。通過講述微程序控制計算機的設(shè)計方法和過程，加深讀者對計算機存儲器、微程序控制器、指令系統(tǒng)等內(nèi)容的理解2007.7.23計算機組成原理本章要點：◆計算機整機框圖設(shè)計◆指令系統(tǒng)設(shè)計◆微操作信號設(shè)計◆指令微程序設(shè)計◆編寫應(yīng)用程序2007.7.24計算機組成原理第9章微程序控制計算機的設(shè)計●9.1微程序控制計算機概述●9.2指令系統(tǒng)設(shè)計●9.3微程序設(shè)計●9.4編寫源程序2007.7.25計算機組成原理9.1微程序控制計算機概述控制計算機工作的微命令信號主要通過兩種方法實現(xiàn)，一種是由設(shè)計的微程序產(chǎn)生，另外一種是通過組合邏輯電路產(chǎn)生。計算機控制器構(gòu)成電路主要是圍繞這兩種方法進行設(shè)計的，二者各有優(yōu)缺點，詳細知識第6章已經(jīng)講述，在此通過設(shè)計實例主要介紹微程序控制計算機的應(yīng)用情況。2007.7.26計算機組成原理9.1微程序控制計算機概述◆9.1.1設(shè)計要求與目標◆9.1.2計算機硬件設(shè)計2007.7.27計算機組成原理設(shè)計一個完整的計算機系統(tǒng)不僅要考慮計算機硬件設(shè)計，還要考慮機器字長、指令系統(tǒng)規(guī)模、外部設(shè)備規(guī)模等。詳細分析主要包括如下幾個方面：（1）機器字長采用8位還是16位。即運算器、數(shù)據(jù)總線是采用8位還是16位。（2）地址總線的位數(shù)。確定計算機尋址空間的大小。（3）計算機運算器采用什么結(jié)構(gòu)(如多通用寄存器結(jié)構(gòu)、多累加器結(jié)構(gòu)等)。1.設(shè)計要求2007.7.28計算機組成原理（4）計算機指令系統(tǒng)規(guī)模(共有多少條指令，多少種尋址方式，指令功能等)。（5）計算機是否使用外設(shè)（鍵盤和打印機），以什么方式使用外設(shè)（程序查詢I/O方式還是中斷I/O方式）。2007.7.29計算機組成原理計算機系統(tǒng)采用8位字長，計算機系統(tǒng)的硬件組成應(yīng)該完備，運算器、控制器、主存、I/O接口及總線等應(yīng)有一定的典型性，并能驅(qū)動簡單的I/O設(shè)備。此外該計算機系統(tǒng)應(yīng)具備一定規(guī)模的指令系統(tǒng)，能夠完成基本的算術(shù)邏輯運算以及數(shù)據(jù)的輸入輸出控制。2.設(shè)計目標2007.7.210計算機組成原理計算機的工作過程，實質(zhì)上是不同的數(shù)據(jù)流在控制信號作用下在限定的數(shù)據(jù)通路中進行傳送。數(shù)據(jù)通路不同，指令所經(jīng)過的操作過程也不同，機器的結(jié)構(gòu)也就不—樣，因此數(shù)據(jù)通路的設(shè)計是至關(guān)重要的。所謂數(shù)據(jù)通路的設(shè)計，也就是確定機器各邏輯部件相對位置的總框圖。9.1.2計算機硬件設(shè)計1．設(shè)計整機邏輯框圖2007.7.211計算機組成原理數(shù)據(jù)通路的設(shè)計，目前還沒有非常標準的方法。主要是依據(jù)設(shè)計者的經(jīng)驗，并參考現(xiàn)有機器的幾種典型形式（比如單總線、雙總線或三總線結(jié)構(gòu)），根據(jù)指令系統(tǒng)的要求，可采用試探方法來完成。其主要步驟如下：（1）對指令系統(tǒng)中的各條指令進行分析，得出所需要的指令周期與操作序列，以便決定各器件的類型和數(shù)量。2007.7.212計算機組成原理（2）構(gòu)成一個總框圖草圖，進行各邏輯部件之間的互相連接，即初步確定數(shù)據(jù)通路，使得由指令系統(tǒng)所包涵的數(shù)據(jù)通路都能實現(xiàn)，并滿足技術(shù)指標的要求。（3）檢驗全部指令周期的操作序列，確定所需要的控制點和控制信號。（4）檢查所設(shè)計的數(shù)據(jù)通路，盡可能降低成本，簡化線路。

注：以上過程可以反復(fù)進行，以便得到一個較好的方案。2007.7.213計算機組成原理根據(jù)設(shè)計要求，對計算機模塊的硬件資源進行邏輯剪輯組合，便可設(shè)計出該計算機的整機數(shù)據(jù)通路邏輯框圖，如圖9-1所示。為利于調(diào)試，在通路框圖上標明了各器件的控制信號及必要的輸出信號。圖9-1中設(shè)計了運算器ALU、移位發(fā)生器（74299）、數(shù)據(jù)寄存器（DR1、DR2等）、寄存器組（R0、R1、R2）、內(nèi)存RAM、微程序控制器單元CU、地址加法器、指令寄存器IR、程序計數(shù)器PC以及輸入/輸出設(shè)備等單元模塊。2007.7.214計算機組成原理圖9-1計算機整機邏輯框圖2007.7.215計算機組成原理（1）移位發(fā)生器單元如圖9-2所示，該電路使用了一片74LS299作為移位發(fā)生器，其中8位輸入／輸出和8位數(shù)據(jù)總線連接。299-B信號控制其使能端（0有效），T4為時序節(jié)拍脈沖。由S0、S1、M控制信號設(shè)置其運行狀態(tài)，其控制特性見表9-1所示。2．單元模塊詳細設(shè)計2007.7.216計算機組成原理表9-1移位發(fā)生器控制狀態(tài)表299-BUSS1S2M功能000任意保持0100循環(huán)右移0101帶進位循環(huán)右移0011帶進位循環(huán)左移任意11任意裝數(shù)2007.7.217計算機組成原理圖9-2移位發(fā)生器電路圖2007.7.218計算機組成原理受設(shè)計復(fù)雜度的限制，在計算機整機框圖中時序啟停模塊并沒有畫出，但對于計算機系統(tǒng)來說，控制計算機工作的時序信號是極為重要的。如圖9-3時序啟停電路原理所，其中時序電路由1/2片74LS74、1片74LS175及6個二輸入與門、2個二輸入與非門和3個反向器構(gòu)成?？僧a(chǎn)生4個等間隔的時序信號T1~T4，其中“時鐘”信號由“脈沖源”提供。為了便于控制程序的運行，時序電路發(fā)生器也設(shè)置了一個啟停控制觸發(fā)器CR，使T1~T4信號輸出可控。（2）時序啟停電路單元2007.7.219計算機組成原理圖中給出了“運行方式”、“停機”和啟動控制位，用來分別管理時序信號T1~T4將周而復(fù)始地發(fā)送或單步發(fā)送。時序信號T1~T4連續(xù)發(fā)送，機器就可以連續(xù)執(zhí)行微程序；機器僅發(fā)送單周期4拍制時序信號，便單步運行狀態(tài)，機器每次只執(zhí)行一條微指令，這樣，可以觀察微控制狀態(tài)與當前微指令的執(zhí)行結(jié)果。2007.7.220計算機組成原理圖9-3時序啟停電路圖2007.7.221計算機組成原理

用示波器觀察時序波形，可看到時序信號T1~T4的波形，如圖9-4所示。圖9-4時序信號T1～T4的波形圖2007.7.222計算機組成原理在計算機進行算術(shù)運算、邏輯運算或移位運算時，運算結(jié)果的狀態(tài)主要依靠標志寄存器來顯示，因此設(shè)計計算機系統(tǒng)時，設(shè)計合理的標志位鎖存電路十分必要。如電路圖9-5所示，其中181的8位輸出端邏輯或非后進入74LS74鎖存器D端，該端的狀態(tài)由AR和T4信號控制，當AR=1時，在時序T1～T4處于單步執(zhí)行狀態(tài)下，在T4節(jié)拍把當前零（ZQ）狀態(tài)鎖存到零標志鎖存器中。（3）標志位鎖存單元2007.7.223計算機組成原理圖9-5標志位鎖存電路圖2007.7.224計算機組成原理如電路圖9-6所示，使用2片74LS163組成8位程序計數(shù)器PC，其8位輸入/輸出公用端與總線(BUS)接口相連接。通過LDPC、LOAD信號和脈沖T3來控制對程序計數(shù)器PC裝載數(shù)據(jù)和加1操作。當LOAD=1、LDPC=1時，在時序T3上升沿把數(shù)據(jù)開關(guān)的內(nèi)容裝入PC。當LOAD=0、LDPC=1時，在單周期四節(jié)拍時序的T2時刻打開PC-B三態(tài)門，在T3時刻PC值通過總線打入地址寄存器、同時PC值加1。（4）程序計數(shù)器單元2007.7.225計算機組成原理圖9-6程序計數(shù)器電路圖2007.7.226計算機組成原理（5）指令寄存器單元如圖9-7所示，1片74LS273作為指令寄存器單元，其8位輸入端與BUS總線已作連接，其輸出端與微程序存儲器地址（SE5~SE0）接口連接。指令數(shù)據(jù)寄存器IR（74LS273）的LDIR為電平正跳變時，把來自數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)打入寄存器IR，IR的輸出就作為本系統(tǒng)內(nèi)的8位指令I(lǐng)7~I0。在本系統(tǒng)內(nèi)由這8位指令（可最多譯碼256條不同的指令），通過編碼可對應(yīng)這些指令在微程序存儲器中的入口地址，并且輸出相應(yīng)的微控制指令。2007.7.227計算機組成原理圖9-7指令寄存器電路圖2007.7.228計算機組成原理（6）輸入/輸出單元計算機系統(tǒng)中所用的輸入/輸出設(shè)備如電路圖9-8、9-9所示。其中輸入設(shè)備有8位帶顯示數(shù)據(jù)開關(guān)經(jīng)一個三態(tài)門（74LS245）8位數(shù)據(jù)總線相連。輸出設(shè)備經(jīng)一鎖存器（74LS273）實現(xiàn)，該鎖存器的8位輸入端和8位數(shù)據(jù)總線相連，其鎖存輸出端與8個發(fā)光二極管的顯示接口相連，該顯示接口以二進制方式顯示輸出結(jié)果（燈亮表示該輸出位為1，燈滅表示該輸出位為0）。2007.7.229計算機組成原理說明:在本設(shè)計中8位數(shù)據(jù)開關(guān)就是簡單的輸入設(shè)備，一次只能向計算機輸入8位二進制；8個發(fā)光二極管是簡單的輸出設(shè)備，一次能顯示一個字節(jié)的結(jié)果。圖9-8輸入設(shè)備電路圖2007.7.230計算機組成原理圖9-9輸出設(shè)備電路圖2007.7.231計算機組成原理說明：運算器、存儲器及微程序控制器工作原理分別在前面第2章、第4章和第6章已講述，它們設(shè)計及應(yīng)用內(nèi)容在第10章實訓(xùn)部分還會詳細介紹，此處不再重點講述。

思考：結(jié)合數(shù)字電路知識，請查閱資料分析74LS245、74LS74、74LS175、74LS299、74LS273芯片的作用及特性。2007.7.232計算機組成原理9.2指令系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)計一個計算機系統(tǒng)需確定計算機的指令系統(tǒng)具體由哪些指令組成，包括哪幾種類型指令，指令操作數(shù)有哪幾種尋址方式，以及指令編碼等，要兼顧必要性（編程方便）和可行性（硬件條件）兩個條件。2007.7.233計算機組成原理9.2指令系統(tǒng)設(shè)計◆9.2.1指令類型◆9.2.2設(shè)計指令執(zhí)行流程2007.7.234計算機組成原理1.算術(shù)邏輯指令系統(tǒng)共設(shè)計9條算術(shù)邏輯指令，分別是：寄存器清零指令（CLR）、數(shù)據(jù)傳送指令（MOV）、帶進位加法指令（ADC）、借位減法指令（SUC）、自增運算指令I(lǐng)NC）、與運算指令（AND）、取反運算指令（COM）、帶進位循環(huán)右移指令（RRC）和帶進位循環(huán)左移指令RLC）。這些指令全部用單字節(jié)表示，尋址方式采用寄存器直接尋址，其格式如下：微程序控制計算機設(shè)計四大類指令共十六條，其中包括算術(shù)邏輯指令、I/O指令、訪問及轉(zhuǎn)移指令和停機指令。2007.7.235計算機組成原理D7D6D5D4D3D2D1D0OP-CODErsrd其中，OP－CODE為操作碼占用4位二進制（D7～D4），rs為源寄存器占用2位二進制（D3、D2），rd為目的寄存器占用2位二進制（D1、D0），并規(guī)定：rs或rd選定的寄存器00R001R110R29條算術(shù)邏輯指令的名稱、功能和具體格式見表9-1所示。2007.7.236計算機組成原理2.訪存指令及轉(zhuǎn)移指令系統(tǒng)共設(shè)計2條訪存指令――存數(shù)（STA）和取數(shù)（LAD），2條轉(zhuǎn)移指令――無條件轉(zhuǎn)移(JMP)和結(jié)果為零或有進位轉(zhuǎn)移指令（JZC），這4條指令長度為2個字節(jié)，其指令格式為：D7D6D5D4D3D2D1D000MOP-CODErdD2007.7.237計算機組成原理其中，OP－CODE為操作碼，rd為目的寄存器地址（LDA、STA指令使用）。D為偏移量（正負均可），M為尋址模式，其定義如下：尋址模式M有效地址E說明00011011E=DE=(D)E=(RI)+DE=(PC)+D直接尋址間接尋址RI變址尋址相對尋址本計算機規(guī)定變址寄存器RI指定為寄存器R2。2007.7.238計算機組成原理3.I/O指令I(lǐng)/O指令共兩個，分別是輸入（IN）和輸出(OUT)。指令采用單字節(jié)指令，其格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0OP-CODEaddrrd其中，addr＝01時，選中“輸入設(shè)備”中的開關(guān)組作為輸入設(shè)備，addr＝10時，選中“輸出設(shè)備”中的數(shù)碼顯示單元作為輸出設(shè)備。2007.7.239計算機組成原理4.停機指令設(shè)計一個停機指令HLT，該指令用于實現(xiàn)停機操作。指令格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0OP-CODE0000根據(jù)上面介紹，表9-1列出了本計算機系統(tǒng)16條基本指令的格式、匯編符號和指令功能，其中算術(shù)邏輯指令9條，訪存指令和程序控制指令4條，輸入輸出指令2條，停機指令1條。2007.7.240計算機組成原理表9-1指令詳細信息表匯編指令指令格式指令功能CLRrd011100rd0→rdMOVrs,rd1000rsrdrs→rdADCrs,rd1001rsrdrs+rd+cy→rd(cy是進位值)SUCrsrd1010rsrdrs-rd-cy→rdINCrd1011rsrdrs+1→rdANDrs,rd1100rsrdrs&rd→rdCOMrd1101rsrd求反RRCrs,rd1110rsrd帶進位的循環(huán)右移RLCrs,rd1111rsrd帶進位的循環(huán)左移LADM,D,rd00M00rdE(有效地址單元數(shù)據(jù))rdDSTAM,D,rd00M01rdrd→E(有效地址單元)DJMPM,D00M11rdE→PCDJZCM,D00M11rd當CY=1時或Z=1時E→PCDINaddr,rd010001rdaddr→rdOUTaddr,rd010110rdrd→addrHLT01100000停機2007.7.241計算機組成原理9.2.2設(shè)計指令執(zhí)行流程指令類型和數(shù)量確定后，還需結(jié)合計算機整機通路邏輯圖（見圖9-1）設(shè)計出每條指令的執(zhí)行流程。我們知道，一條指令從內(nèi)存取出到執(zhí)行完畢，需要若干個機器周期（節(jié)拍）。任何指令的第一個機器周期都是“取指令周期”，或稱為公共操作周期。而—條指令共需幾個機器周期取決于指令在計算機系統(tǒng)中實現(xiàn)的復(fù)雜程度。對于微程序控制的計算機設(shè)計指令執(zhí)行流程時，要保證每條微指令所含微操作的必要性和合理性，防止微操作之間有時序沖突，為此要分析：2007.7.242計算機組成原理（1）哪些微操作信息可以安排在同一條微指令中；（2）哪些微操作信息必須安排在同一條微指令中；（3）哪些微操作信息不能安排在同—條微指令中。另外，還應(yīng)記?。嚎偩€（數(shù)據(jù)總線DB、地址總線AB、控制總線CB）僅是傳輸信息的通路而已，無寄存信息的功能；利用總線傳輸信息時要保證信息的唯一性（即不能有—個以上器件向總線發(fā)送信息）；ALU的輸出緩沖器僅是三態(tài)傳輸門電路，無寄存功能。2007.7.243計算機組成原理下面我們舉幾個例子說明如何設(shè)計指令流程。說明：箭頭表示數(shù)據(jù)信息流向，括號中的T1，T2，T3為工作脈沖?！纠?-1】單字節(jié)指令A(yù)DCrs,rd（rd是目的寄存器，rs是源寄存器，硬件見圖（9-1)該指令功能為rs+rd+cy→rd（cy是進位值），需執(zhí)行的微操作和所需的微操作信號如下：（1）(PC)→（AR）→RAM；根據(jù)PC訪問內(nèi)存所需的微操作信號：LDPC，LDAR(T3)（2）RAM→DB→IR（DB為數(shù)據(jù)總線）；讀出指令字節(jié)送IR所需的微操作信號：WE，CE,LDIR（T3）（3）(PC)+1→PC；PC加l計數(shù)，為取下條指令字節(jié)準備所需的微操作信號：PC+1（T3）（4）R0→DR1；R1→DR2；取兩個操作數(shù)送數(shù)據(jù)寄存器為ALU準備好被加數(shù)所需的微操作信號：R0-B，R1-B，RS-BUS，LDDR1，LDDR2（5）（DR1+DR2）+cy→R1；ALU執(zhí)行加法，結(jié)果暫存目的寄存器所需的微操作信號：M，CN，S0，S1，S2，S3，ALU-BUS，LDRi（T2）

2007.7.244計算機組成原理【例9-2】單字節(jié)指令MOVrs,rd該指令功能為rs→rd，需執(zhí)行的微操作和所需的微操作信號如下：（1）(PC)→（AR）→RAM；根據(jù)PC訪問內(nèi)存所需的微操作信號：LDPC，LDAR(T3)（2）RAM→DB→IR（DB為數(shù)據(jù)總線）；讀出指令字節(jié)送IR所需的微操作信號：WE，CE,LDIR（T3）（3）R0→DB；讀出數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)總線所需的微操作信號：R0-B，RS-BUS（4）DB→R1；數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)送R1所需的微操作信號：LDRi（T2）根據(jù)計算機整機數(shù)據(jù)通路邏輯框圖（9-1)，參照例9-1和9-2的設(shè)計方法，可以完成對INC、AND、RRC等其余14條指令的微操作流程和所需的微操作信號的設(shè)計。詳細設(shè)計留給讀者完成。思考：

指令執(zhí)行過程中微操作信號的作用是什么？2007.7.245計算機組成原理9.3微程序設(shè)計在微程序控制計算機中，源程序指令的執(zhí)行是建立在微程序的基礎(chǔ)之上的。計算機要完成程序執(zhí)行，必須先設(shè)計每條指令的微程序，并且放在微程序控制器的存儲器中，這樣，計算機就把執(zhí)行源程序指令的工作通過執(zhí)行一個微程序來實現(xiàn)。在計算機中指令執(zhí)行的效率如何和微程序控制、微指令字長以及微程序設(shè)計情況密切相關(guān)。2007.7.246計算機組成原理9.3.1微程序控制器微程序控制計算機的數(shù)據(jù)通路確定后，下一個設(shè)計重點就集中在控制器的設(shè)計上?？刂破鬟壿嬁驁D，如圖9-10所示。圖中IR存放的是源程序指令，控制器對源程序指令的操作碼譯碼可以找到該指令的微程序的入口地址，然后送入微程序計數(shù)器Upc中，根據(jù)微程序的入口地址訪問控制存儲器就可以讀取微程序的第一條微指令，從而開始執(zhí)行一個微程序完成指令的工作。圖中微程序每一條微指令的執(zhí)行都是在微指令寄存器中完成的。2007.7.247計算機組成原理圖9-10微程序控制邏輯框圖2007.7.248計算機組成原理9.3.2微程序設(shè)計將機器的全部指令系統(tǒng)采用微指令序列實現(xiàn)的過程，叫做微程序設(shè)計。一條機器指令對應(yīng)一個微程序，本系統(tǒng)共有16條機器指令就應(yīng)當對應(yīng)有16個微程序。計算機中微程序控制器的強大與否，機器性能如何，取決于如何設(shè)計控制流程，并轉(zhuǎn)化為微程序。微程序設(shè)計是以微指令設(shè)計為基礎(chǔ)的。2007.7.249計算機組成原理1.微指令格式本部分設(shè)計任務(wù)是綜合微程序控制計算機指令系統(tǒng)各指令執(zhí)行流程中涉及到的微操作控制信號，統(tǒng)計總共需多少個微操作控制信號，決定這些信號中在微指令中產(chǎn)生的方式及格式。微指令設(shè)計分為水平型微指令和垂直微指令兩種。如果計算機系統(tǒng)復(fù)雜不高，微指令格式建議采用水平型微指令，微命令編碼采用直接表示法和分段直接譯碼法相結(jié)合的混合表示法，以縮短微指令長度。后繼地址采用下址字段給出的方式。微指令格式如下：2007.7.250計算機組成原理結(jié)合計算機指令系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通路邏輯框圖，可以分析系統(tǒng)所需的微命令信號的數(shù)目，從而確定微指令中控制字段的長度。比如微指令長24位，若微指令采用全水平不編碼直接控制的格式，那么至多可有24個微命令控制信號直接產(chǎn)生。如果采用分組編碼譯碼，那么n位微指令編碼通過譯碼器譯碼可實現(xiàn)2n個互斥的微命令控制信號（即它們不可能在同一節(jié)拍內(nèi)激活）。系統(tǒng)中微指令格式及微命令信號設(shè)計實例如下：控制字段判別字段下址字段2007.7.251計算機組成原理微指令字長共24位，其控制位順序如下：242322212019181716151413121110987654321S3S2S1S0MCnWECELDPCABCuA5～uA024～16為直接控制字段，共給出9個微命令信號；A、B、C為譯碼字段，可以分別送3-8譯碼器，共可以設(shè)計出互斥的24個微命令信號；μA5～μA0為下址字段（微指令后繼微地址），6位地址可以訪問的控制存儲器的空間為26，即系統(tǒng)設(shè)計的微指令最多不超過64條。2007.7.252計算機組成原理2.指令流水執(zhí)行時空表設(shè)計指令執(zhí)行流程時空表應(yīng)在設(shè)計數(shù)據(jù)通路之前確定，因為具體的流水線是跟時空表緊密相聯(lián)的。本設(shè)計是在已有的數(shù)據(jù)通路的基礎(chǔ)上（該數(shù)據(jù)通路支持流水），通過改進控制來提升系統(tǒng)性能，因此將時空表放在控制器部分進行設(shè)計。表9-2給出的是指令執(zhí)行過程時空表，表9-3給出的是指令兩級流水執(zhí)行時空表，表9-4給出的是指令四級流水執(zhí)行時空表。2007.7.253計算機組成原理表9-2指令執(zhí)行過程時空表周期123456789101112131415161718取指12345678執(zhí)行1122334455667788寫回12345678表9-3指令兩級流水執(zhí)行時空表周期

1234567891011121314151617指令11122334455667788指令211223344556677882007.7.254計算機組成原理表9-2指令執(zhí)行過程時空表周期123456789101112131415指令1123456789101112功能段2123456789101112功能段2123456789101112功能段2123456789101112注意：設(shè)計選用的時空表只要設(shè)計可以實現(xiàn)即可，不同的時空表直接影響系統(tǒng)的性能。思考：

設(shè)計微指令格式時，判別字段的主要作用是什么？2007.7.255計算機組成原理3.編寫各指令的微程序根據(jù)指令流程和微指令格式仔細地逐條編寫每一個指令的微程序，源程序指令對應(yīng)的微程序流程圖及確定微地址，如圖9-11所示。2007.7.256計算機組成原理

圖9-11微程序流程圖

2007.7.257計算機組成原理根據(jù)流程圖，可以寫成二進制表示的微程序，為了書寫方便，在此用十六進制書寫?！痢痢痢痢痢痢痢潦M制微地址$：表示地址M：表示微指令十六進制表示微程序格式說明微指令代碼：微指令代碼××××××××十六進制微地址$：表示地址M：表示微指令$M

2007.7.258計算機組成原理$M2205DB81$M230180E4$M24018001$M2595AAA0$M2600A027$M2701BC28$M2895EA29$M2995AA0$M2A01B42B$M2B959B41$M2C01A42D$M2D65AB6E$M2E0D9A01$M2F01AA30$M300D8171$M31959B41$M32019A01$M3301B435$M3405DB81$M35B99B41$M360D9A01$M37298838$M38019801$M3919883A$M3A019801$M3B070A08$M3C068A09$M00018108$M0101ED82$M0200C050$M0300A004$M230180E4$M24018001$M2595AAA0$M2600A027$M2701BC28$M2895EA29$M2995AA0$M2A01B42B$M2B959B41$M2C01A42D$M2D65AB6E$M2E0D9A01$M2F01AA30$M300D8171$M31959B41$M32019A01$M3301B435$M3405DB81$M35B99B41$M360D9A01$M37298838$M38019801$M3919883A$M3A019801$M3B070A08$M3C068A09$M0400E0A0$M0500E006$M0600A007$M0700E0A0$M0801ED8A$M0901ED8C$M0A00A03B$M0B018001$M0C00203C$M0D00A00E$M0E01B60F$M0F95EA25$M1001ED83$M1101ED85$M1201ED8D$M1301EDA6$M14001001$M15030401$M16018016$