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analog-cpu's Introduction

冯诺依曼式计算机CPU模拟器

课题任务概述 模拟一个简易的冯诺依曼式计算机CPU的工作。 该CPU字长为16位,共11个寄存器,其中3个系统寄存器,分别为程序计数器,指令寄存器,标志寄存器;8个通用寄存器,即寄存器1、2、3、4(数据寄存器),寄存器5、6、7、8(地址寄存器)。该CPU至多支持32K内存。内存分两部分,一部分为代码段,从地址0开始。另一部分为数据段,从地址16384开始。 该CPU所支持的指令集见word文档。每条指令固定由32位(编号为0到31)二进制数组成,其中第0到7位为操作码,代表CPU要执行哪种操作;第8到15位为操作对象,如寄存器,内存地址等;第16到31位为立即数。该CPU有一个输入端口和一个输出端口。输入端口的数据由标准输入设备(键盘)输入,输出端口的数据输出到标准输出设备(显示器)上。

程序的大致步骤 程序开始时要从指定文件中读入一段用给定指令集写的程序至内存(从地址0开始顺序保存),程序计数器初始值也为0。此功能为指令加载。 指令加载完成后程序就开始不断重复取指令、分析指令和执行指令的过程。程序每执行一条指令就要输出CPU当前的状态,如各寄存器的值等。当执行到停机指令时,程序按要求输出后就结束了。 取指令:要求读取程序计数器PC内的指令地址,根据这个地址将指令从内存中读入,并保存在指令寄存器中,同时程序计数器内容加4,指向下一个条指令。(因为我们所有的指令长度固定为4个字节,所以加4)。 分析指令:是指对指令寄存器中的指令进行解码,分析出指令的操作码,所需操作数的存放位置等信息等。 执行指令:完成相关计算并将结果写到相应位置。

课题要求 初步要求开发两个版本:单核版本和双核版本。 单核版本:为必须完成的内容,程序的正确性可以通过OJ验证。 双核版本:或者叫多线程版本。

具体格式见样例。

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