计算机组成原理与体系结构课程设计毕业设计(论文)

基本模型机设计与实现

一．实验目的

1．深入理解基本模型计算机的功能、组成知识； 2．深入学习计算机各类典型指令的执行流程；

3．学习微程序控制器的设计过程和相关技术，掌握LPM_ROM 的配置方法。

4．在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将单元电路组成系统，构造一台基本模型计算机。

5．定义五条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试，掌握计算机整机概念。掌握微程序的设计方法，学会编写二进制微指令代码表。

6．通过熟悉较完整的计算机的设计，全面了解并掌握微程序控制方式计算机的设计方法。

实验课件参考：/CMPUT_EXPMT/E XPERIMENTS /E XPMT 6 / 实验6-1.PPT 实验示例参考：/CMPUT_EXPMT/Experiments/Expmt5 / DEMO_5_1_CPU

二．实验原理

1．在部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本实验将能在微过程控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定的功能。实验中，计算机数据通路的控制将由微过程控制器来完成，CPU 从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期，全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。

2．指令格式

（1）指令格式

采用寄存器直接寻址方式，其格式如下：

RAM 中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，还必须设计三个控制台操作微程序。

1,存储器读操作（KRD ）：下载实验程序后按总清除按键（CLR ）后，控制台SWA 、SWB 为“0 0”时，可对RAM 连续手动读入操作。

2,存储器写操作（KWE ）：下载实验程序后按总清除按键（CLR ）后，控制台SWA 、SWB 为“0 1”时，可对RAM 连续手动写操作。

3、启动程序（RP ）：下载实验程序后按总清除按键（CLR ）后，控制台SWA 、SWB 为“1 1”时，即可转入到微地址“01”号“取指令”微指令，启动程序运行。 根据以上要求设计数据通路框图，如图5-1所示。

表6-1 24位微代码定义：

表6-2 A 、B 、C 各字段功能说明：

24(1) uA5—uA0：微程序控制器的微地址输出信号，是下一条要执行的微指令的微地址。

(2) S3、S2、Sl 、S0：由微程序控制器输出的ALU 操作选择信号，以控制执行16种算术操作或16种逻辑操作中的某一种操作。

(3) M ：微程序控制输出的ALU 操作方式选择信号端。M ＝0执行算术操作；M ＝l 执行逻辑操作。 (4) Cn ：微程序控制器输出的进位标志信号，Cn ＝0表示ALU 运算时最低位有进位，Cn ＝1则表示无进位。 (5)WE ：微程序控制器输出的RAM 控制信号。当/CE ＝0时，如WE ＝0为存储器读；如WE ＝1为存储器写。 (6) A9、A8——译码后产生CS0、CS1、CS2信号，分别作为SW_B 、RAM 、LED 的选通控制信号。 (7) A 字段（15、14、13）——译码后产生与总线相连接的各单元的输入选通信号（见表6-1）。 (8) B 字段（12、11、10）——译码后产生与总线相连接的各单元的输出选通信号。 (9) C 字段（9、8、7） ——译码后产生分支判断测试信号P(1)~P(4)和LDPC 信号。

系统涉及到的微程序流程见图6-2。当执行“取指令”微指令时，该微指令的判断测试字段为P(1)测试。由于

图6-1 数据通路框图

“取指令”微指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P(1)的测试结果出现多路分支（见图6-2左图）。用指令寄存器的高4位（IR7-IR4）作为测试条件，出现5路分支，占用5个固定地址单元。

控制台操作为P(4)测试（见图6-2右图），它以控制台信号SWB、SW A作为测试条件，出现了3路分支，占用3个固定微地址单元。当分支微地址单元固定后，剩下的其它地方就可以一条微指令占用控制存储器的一个微地址单元，随意填写。注意：微程序流程图上的微地址为8进制！

当全部微程序设计完毕后，应将每条微指令代码化，表6-2即为图6-2的微程序流程图按微指令格式转化而成的“二进制微代码表”。

表6-2 二进制微代码表

指令寄存器（IR）：指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时，先把它从内存取到缓冲寄存器中，然后再传送至指令寄存器。指令划分为操作码和地址码段，由二进制数构成，为了执行任何给定的指令，必须对操作码进行测试“P(1)”，通过节拍脉冲T4的控制，以便识别所要求的操作。

指令译码器: 根据指令中的操作码强置微控制器单元的微地址，使下一条微指令指向相应的微程序首地址。

实验中LCD液晶显示屏可以用来显示模型机CPU中各组成单元的内容。将B100_C.sof文件下载到实验台后，按系统复位键，LCD液晶显示屏即显示CPU中各组成单元的内容。其功能说明如下：

LCD液晶显示屏功能说明

图6-4 LCD液晶显示屏

图6-3 模型计算机电路原理图

实验程序1：

说明：1、指令IN为单字节指令，指令码：00，其功能是将输入口IN的数据送到寄存器R0；

2、指令ADD [0AH]为双字节指令，指令码：100A，其功能是将R0中的数据加上RAM地址0AH中的数据（34H）；

3、指令STA [0BH]为双字节指令，指令码：200B，其功能是将R0中的数据送到RAM的0BH地址单元中；

4、指令OUT[0BH]为双字节指令，指令码：300B，其功能是将RAM的0BH地址单元中的数据送到OUT输出口上；

5、指令JMP [12H] 为双字节指令，指令码：4012，其功能是将其操作码下一地址单元（08H）的数据作为转跳地址。

三．实验步骤

1．微程序的输入：根据表6-2所对应的二进制微代码，编辑LPM_ROM配置文件ROM_11.mif(参考demoD_cpu5文件夹中的同名文件)，并将其保存在与实验电路b100_c.bdf工程所在的文件夹中，与实验电路b100_c.bdf一同编译后，得到下载文件b100_c.sof。下载配置文件bus_c.sof下载到实验系统。实验板上的时钟clock0选择输入频率为1.5MHz。图6-3是示例原理图，详见b100_c.bdf。

2．输入模型机的程序(示例工程文件是b100_c.bdf )

（一）手动写入

（1）使用控制台KWE和KRD微程序将机器指令程序（“实验程序1”：按地址输入指令代码，如地址00、01、02、03、04…分别对应指令码00、10、0A、20、0B…）装入模型机CPU的程序RAM（LPM_RAM_DQ）中，并进行检查。根据图6-2控制台微程序流程图，在微指令的控制下，依次输入机器指令代码：

①以下将数据35、C4依次装入00、01地址为例：选择实验模式NO.0，输入数据显示于数码2、1上；

②将控制开关SWB、SW A（键4、键3）设置为：0、1；模型机的复位控制信号RST（键8）=1；

③机器指令代码的数据输入由键2、键1输入，先键入35，再按两次键7，即0->1->0，产生一个写入正脉冲，这时观察右上液晶屏上的输入端口IN=35；PC=00（当前将要输入的地址）；MC=018110微指令。

再按两次键7（地址寄存器加1），根据图5-2控制台微程序流程图，进入到KWE（01）分支，进入并执行了微地址“21”中的操作，这时控制此操作的微指令码MC=01ED94，PC自动加1，PC=1。

④按键7，再产生一个脉冲，进入并执行了微地址“24”中的操作；观察液晶，数据35进入总线BUS=35，35进入RAM=35，此时微指令码MC=062011，此时将机器指令代码数据写入了LPM_RAM中；

⑤此后每当出现MC=062011时，即可利用键2，键1输入待写入RAM的数据，此时如C4，连续按键7，再产生2个脉冲，即将C4写入RAM，PC加1，微指令码变成MC=062011；

⑥重复③—⑤的步骤，将“实验程序1”的全部机器指令代码输入RAM。

图6-2 微程序流程图(注,图中的DR1应改为DR0, DR2应改为DR1)

（2）以下是检查RAM中的内容。当全部机器指令代码输入模型机后，在微指令的控制下，依次检查LPM_RAM 中已输入的机器指令代码。步骤如下：

①按复位键8=0，使模型机中的PC复位；

②将控制开关SWB、SW A（键4、键3）设置为：0、0；

③复位信号RST（键8）=1；

④按键7，每两个2次单步运行（产生2个正脉冲），可读出LPM_RAM中以写入的数据；根据图6-1的CPU部件

和信息流程，对于读出的每一数据，仔细观察液晶上显示的MIC、PC、AR、IN、BUS、RAM、DR0、DR1的数据变化。重复以上步骤，依次检查LPM_RAM中已输入的机器指令代码。

（二）自动配置LPM_RAM

如果程序量大，手动输入效率太低，可以在计算机上编译好代码文件，并随同模型CPU设计文件一同编译进SOF 下载文件中，直接下载进入FPGA。

（1）在QuartusII环境下，打开工程文件b100_c.bdf，修改b100_C.b df中LPM_RAM_DQ的参数，将初始化文件LPM_FILE设置为：“./5_ram.mif”；打开“5_ram.mif”（在示例中已有此文件），根据“实验程序1”，在5_ram.mif中输入全部机器指令代码（示例中已经输入）。

（2）将工程文件重新编译后，下载到实验台中，即完成LPM_RAM的配置。

（3）根据以上的方法，复位信号RST（键8）=1；将控制开关SWB、SWA（键4、键3）设置为：0、0，按键7，每两个2次单步运行（产生2个正脉冲），检验配置进入FPGA中的程序代码。

（三）执行程序

（1）按1次系统复位键8，并置键8为高电平，使CPU允许正常工作；

（2）控制开关（键4、键3）设置为SWB、SWA=1,1，处于程序执行方式，观察图6-1控制台：RP（11）；

（3）通过键2、键1输入运算数据，如56H，按4次单步键7，产生2个脉冲，执行2条微指令，进入到图6-1控制台的RP（11），此时的微指令地址是“23”，微指令码MC=008001；IN=56H

（4）再用键7产生1个脉冲，执行1条微指令，微程序流程进入图6-2左的“运行微程序”的最上块：此时PC=00送地址寄存器AR=00，PC自动加1，PC=01，MC=00ED82，IN=56；

注意，1、实验箱上数码管7、6显示的是下一节拍将要执行的微指令的微地址码；

2、数码管3显示的是进位情况，有进位，LED3显示1，无进位LED3显示0。

（5）键7产生1个脉冲，执行微指令MC=00C048（图6-2），RAM中的第一条指令码00进入BUS，再由BUS进入指令寄存器IR=00。键7再进1个脉冲，进入MC=001001，执行指令IN，送数IN R0=56;

（6）键7产生1个脉冲，执行完IN指令后，返回到初始端，执行微指令MC=00ED82；

（7）键7产生2个脉冲后，执行微指令MC=00ED83，即执行ADD指令的第1步：PC送AR=02，PC+1=03，这时RAM 中在02地址的0AH进入BUS=0A；

（8）键7产生1个脉冲，执行微指令MC=00E004，即执行ADD指令的第2步：BUS数据送AR=0A，由实验程序1可知，0A是ADD指令的加数的间接地址，而在地址0A中放有34H，最后完成的加法是34+56；

（9）键7产生1个脉冲，MC=00B005，执行ADD的第3步：将RAM中0A地址的数据34送BUS，再送DR1=34H。注意，此时指令寄存器IR中仍放有ADD的操作码10H，PC=03指向下一条指令STA；

（10）键7产生1个脉冲，MC=01A206，执行ADD的第4步（微地址是05），R0送DR0=56；

（11）键7产生1个脉冲，MC=919A01，执行ADD的最后一步，DR0+DR1=8AH，通过总线BUS（=8A），送R0=8AH。键7再产生1个脉冲，返回到初始端，执行微指令MC=00ED82；

（12）键7产生2个脉冲，MC=00ED87，执行STA指令；键7再两2个脉冲后，和8A被写入RAM，地址单元是0B。键7一个脉冲后，返回到初始端，执行微指令MC=00ED82；

（13）键7产生2个脉冲，MC=00ED8E，执行OUT指令；此时OUT的功能是将RAM中指定地址的数据送到输出口“OUT”处（见图6-2和液晶屏）。此时PC=7，AR=6；

（14）键7产生1个脉冲，MC=00E00F，首先BUS中地址0BH被锁进AR，于是RAM中对应地址0BH的数据8AH被送入BUS。键7再产生1个脉冲，MC=00A015，BUS中的数据8AH被锁进DR0；

（15）键7产生1个脉冲，MC=070A01，进入OUT指令的最后一步；8AH从DR0送入OUT口；

（16）键7产生1个脉冲，返回到初始端，执行微指令MC=00ED82；

（17）键7产生2个脉冲，MC=00ED96，指令寄存器IR=40操作码，开始执行JMP指令，此时PC=9，AR=8，故RAM 中此地址的12H进入BUS=12H。注意PC！BUS的数据12H将进入PC成为下一条指令的执行地址；

（18）键7产生1个脉冲，MC=00D181，RAM=12，BUS=12，AR=08H，PC=12，IR=40开始执行JMP指令。

（19）键7产生1个脉冲，返回到初始端，执行微指令MC=00ED82；RAM=00（下一条指令码）。结束！

（四）EAB在系统读写

使用在系统EAB读写工具对模型CPU中的存放微程序的ROM和存放程序与数据的RAM进行观察和改写（图6-3）。（五）用嵌入式逻辑分析仪了解CPU运行情况

可以利用实验系统上的液晶屏上的数据显示和嵌入式逻辑分析仪同时了解CPU的每一单步运行情况（图6-4）。注意，图6-4的嵌入式逻辑分析仪设置情况：采用时钟使用CPU的工作时钟（CLK1=1.5MHz），采样深度64位，触发位置：Pre..，触发信号用单步控制信号：STEP；触发方式：上升沿。

左侧的观察信号，data[1]是ALU；data[2]是RAM；P[10]是AR；P[12]是IR；

CPU运行的逻辑分析仪波形数据如图6-5所示。

图6-3用在系统EAB读写工具对FPGA中的ROM和RAM进行观察和改写

图6-4 嵌入式逻辑分析仪设置情况

六、实验要求

1．实验之前应认真准备，写出实验步骤和具体设计内容；2．实验前应掌握所有控制信号的作用；

3．掌握在QuartusII环境下，采用图形编辑方法的设计技术；4．掌握在微程序控制下机器指令的写入、读出、和程序执行方法；5．掌握LPM_RAM的配置方法，实现对机器指令输入；6．掌握微程序的设计方法，学会编写二进制微指令代码表。7．掌握对LPM_ROM的配置方法，实现微指令代码表的输入。

7、通过液晶屏，观察各相关寄存器、ALU、DR1、PC、IR、AR、BUS等内容的变化情况，根据表6-2微程序控制流程，单步跟踪微程序的执行情况。通过INPUT（键2、键1）输入运算数据，跟踪程序的执行情况，并详细记录每条微指令执行后，相关单元输出数据的变化情况，依次执行机器指令，从而验证所设计的正确性。在完成基本验证实验后，根据这5条指令，自行设计程序、输入和调试，记录实验数据。

图6-5 嵌入式逻辑分析仪采样波形数据

七．实验报告

1．实验的原理，实验步骤和具体实验结果；2．实验中遇到的主要问题和分析解决问题的思路；

3．通过实验，自己的学习经验和切身体会，以及对教学实验的意见和建议。

八．思考题实验题

1．若要修改算术逻辑单元ALU的功能，应如何用VHDL语言来实现？如何编程、如何用计算机进行功能仿真、时序仿真？如何通过GW48实验系统进行硬件功能验证？通过具体实验来回答。

2．用VHDL语言设计程序计数器单元PC。3．用VHDL语言设计地址寄存器单元AR。

4．用VHDL语言设计指令译码器单元IR。5．将整个模型CPU都用用VHDL进行表达。

6．除了已有的IN、ADD、STA、OUT、JMP指令外，再设计减法指令SUB、带进位加ADDC、逻辑与AND、逻辑或OR和异或XOR共10条指令，编写相应微程序流程图，写出微程序代码表和相应的mif文件，并配置进LPM_ROM

中；编写由宏程序代码组成的3个程序，并用此CPU完成相应的程序功能。

7．适当修改ALU181.VHD，使之对不同操作产生的进位都能保留（锁存）。

实验操作说明：下载B100_C.SOF；选模式0，按一次复位键；8位数据in[7..0]由键2、键1输入（此值显示于键对应的数码管上）；SWB，SWA由键4，键3控制工作模式：模式00—>KRD（读出）；模式01—>KWR（写入）；模式11—>RP（程序执行）。RST1 —>模型CPU复位,键8控制，低电平有效。工作时应置高电平。STEP —>键7控制，单步执行键；Clock0 —选择1.5MHz，是CPU工作时钟。通过LCD液晶显示屏观察“基本模型机CPU”中各基本工作单元的内容。

8．将图6-6结合硬件实验详细说明此CPU对“实验程序1”的执行过程和图中各信号的含义及不同节拍下变化的原因和结果，如d0_[7..0]、PC、AR、DR1、DR2、R0、CO、T4..T1、uA、bus[7..0]等等。

图6-6 模型CPU执行“实验程序1”的仿真波形图（注。其中的DR1，DR2分别表示液晶屏上的DR0/DR1）

九．图6-1中各信号的功能说明

(1) uA5—uA0 微程序控制器的微地址输出信号。(2) IR7一IR5 指令寄存器IR7、IR6、IR5输出信号，输入至微程序控制器作为修改微地址的控制信号。(3) CLK1——时钟信号源，输入频率为6~12MHz。

(4) T1~T4——时序信号发生器提供的四个标准输出信号，可以采用单拍或连续两种方式输出。

(5) s3、s2、sl、s0、——由微程序控制器输出的ALU操作选择信号，以控制执行16种算术操作或16种逻辑操作中的某一种操作。

(6) M—微程序控制输出的ALU操作方式选择信号端。M＝0执行算术操作；M＝l执行逻辑操作。

(7) cn—微程序控制器的输出的进位标志信号，cn＝0表示ALU运算时最低位有进位cn＝1，则表示无进位。

(8)SWE—微程序控制器的微地址修改信号。(9)SRD—微程序控制器的微地址修改信号。

(10) RST1—清“0”信号输入端。(11)LDAR——微程序控制器的输入信号，将程序计数器的内容打入到存储器地址寄存器AR中，产生访问RAM的地址。

(12) /CE——微程序控制器输出的RAM选片信号，/CE＝0时，LPM_RAM单元被选中。

(13) WE——微程序控制器输出的RAM控制信号。当/CE＝0时，如WE＝0为存储器读；如WE＝1为存储器写。

(14)BUS(7..0)——微程序控制器的内部数据总线。

(15) LDPC——微程序控制器输出的PC打入信号。(16) LOAD——微程序控制器的输出信号。LOAD＝1时，PC(程序计数器)处于并行置数状态；LOAD＝0时，PC处于计数状态。

(17) ALU_B—微程序控制器输出信号，控制运算器的运算结果是否送到总线BUS．低电平有效。

计算机组成原理答辩论文

增加存储器宽度提高主存储器的性能 邹嘉欣 （哈尔滨理工大学软件学院） 摘要主存是存储层次中紧接着Cache下面的一个层次。主存是数据输入的目的地，也是数据输出的发源地，它既被用来满足Cache的请求，也被用作I/O接口。主存的性能主要用延迟和带宽来衡量。以往，Cache主要关心的是主存的延迟（它影响Cache的失效开销），而I/O则主要关心主存的带宽。随着第二级Cache的广泛使用，主存带宽对于Cache来说也变得重要了，这是因为第二级Cache的块大小较大的缘故。主存的性能指标主要看延迟和带宽。 关健词主存性能延迟带宽 To improve the performance of the main memory is a new idea Zou jiaxin （harbin university of science and technology software college） Abstract Memory is the memory hierarchy and a level below Cache. Memory is the destination of data input, is also the birthplace of output data, it can be used to satisfy the request of Cache, also can be used as I/O interface. The main performance is mainly used to measure the latency and bandwidth. In the past, Cache is primarily concerned with memory latency (failure overhead it affect Cache), while I/O is primarily concerned with the main memory bandwidth. With the wide use of second Cache, main memory bandwidth for Cache is also very important, this is because the second Cache block size larger. The performance index of main memory latency and bandwidth. Keywords memor cache delary blandwitch 0 引言 主存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在主存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。主存(Memory)也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。主存如此重要，所以更快的存储速度1. 主存的主要性能指标：延迟和带宽2. 以往：Cache主要关心延迟，I/O主要关心带宽3.现在：Cache关心两者在下面的讨论中，我们以处理Cache失效为例来说明各种存储器组织结构的好处。在计算机的组成结构中，有一个很重要的部分，就是存储器。存储器是用来存储程序和数据的部件，对于计算机来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常工作。存储器的种类很多，按其用途可分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内纯初期（简称内存，港台称之为记忆体）。 内存又称主存，是cpu能直接存执的存储空间，由半导体器件制成。内存的特点是存取速率快。内存是计算机中的主要部件，它是相对于外存而言的。我们平常使用的程序，如windows操作系统、打字软件、游戏软件等，一般都是安装在硬盘等外存上的，但仅此是不能使用其功能的，必须把它们调入内存中运行，才能真正使用其功能，我们平时输入一段文字，或玩一个游戏，其实都是在内存中进行的。就好比在一个书房里，存放书籍的书架和书柜相当于电脑的外存，而我们工作的办公

计算机组成原理报告

武汉华夏理工学院 课程设计课程名称计算机组成原理 题目模型机设计与实现 专业计算机科学与技术 班级计算机1165 姓名 成绩 指导教师田夏利 2018 年 1 月 8日 课程设计任务书

设计题目：模型机设计与实现 设计目的： 利用基本模型机的构建与调试实验，完整地建立计算机硬件的整机模型，掌握CPU的基本结构和控制流程，掌握指令执行的基本过程。 设计任务（在规定的时间内完成下列任务） 1.掌握CISC微控制器功能与微指令格式 2.设计五条机器指令,并编写对应的微程序 3.在TDN-CMA教学实验系统中调试机器指令程序,确认运行结果 时间安排（集中时间） 1.第19周周一(1-4):全体集中讲解课程设计原理与方法 2.第19周周一～周四(1-4):分班调试，撰写设计报告 3.第19周周五：验收及答辩。 具体要求 1.周一：熟悉任务，掌握设备 2.周一：完成模型机的实验线路连接 3.周二：调试模型机，记录实验结果 4.周三：拟定课程设计报告大纲 5.周四、五：撰写并打印课程设计报告 目录 1.课程设计....................................... 错误!未定义书签。

课程设计题目...............................................错误!未定义书签。课程设计目的...............................................错误!未定义书签。实验设备...................................................错误!未定义书签。2概要设计....................................... 错误!未定义书签。原理.......................................................错误!未定义书签。数据通路框图...............................................错误!未定义书签。微指令格式.................................................错误!未定义书签。微程序流程图...............................................错误!未定义书签。微指令二进制代码表.........................................错误!未定义书签。实验步骤........................................ 错误!未定义书签。 实验接线图.............................................错误!未定义书签。 操作步骤...............................................错误!未定义书签。3实验过程....................................... 错误!未定义书签。输入数据...................................................错误!未定义书签。结果.......................................................错误!未定义书签。4设计总结....................................... 错误!未定义书签。设计体会...................................................错误!未定义书签。 1.课程设计 课程设计题目 基本模型机设计与实现

计算机组成原理96209

1．完整的计算机系统应包括配套的硬件设备和软件系统。 2．计算机硬件包括运算器、控制器、存储器、输入设备 和输出设备。其中运算器、控制器和存储器组成主机运算器和控制器可统称为CPU。 3．基于存储程序原理的冯·诺依曼计算机工作方式的基本特点是按地址访问并顺序执行指令。 5．系统程序是指用来对整个计算机系统进行调度、管理、监视及服务的各种软件，应用程序是指用户在各自的系统中开发和应用的各种程序。 6．计算机与日常使用的袖珍计算机的本质区别在于自动化程度的高低。 7．为了更好地发挥计算机效率和方便用户，20世纪50年代发展了操作系统技术通过它对计算机进行管理和调度。 8．指令和数据都存放在存储器中，控制器能自动识别它们。 9．计算机系统没有系统软件中的操作系统就什么工作都不能做。 10．在用户编程所用的各种语言中与计算机本身最为密切的语言是汇编语言。 11．计算机唯一能直接执行的语言是机器语言. 12．电子计算机问世至今计算机类型不断推陈出新但依然保存存储程序的特点最早提出这种观点的是冯·诺依曼。 13．汇编语言是一种面向机器的语言,对机器依赖性很强,用汇编语言编制的程序执行速度比高级语言快。 14．有些计算机将一部分软件永恒地存于只读存储器中称为固件。 15．计算机将存储、运算逻辑运算和控制三部分合称为主机，再加上输入设备和输出设备组成了计算机硬件系统。 16．1μs= 10-6 s，其时间是1ns的 1000 倍。 17．计算机系统的软件可分为系统软件和应用软件，文本处理属于应用软件，汇编程序属于系统软件。 18．指令的解释是由计算机的控制器来完成的，运算器用来完成算数和逻辑运算。 23．存储器的容量可以用KB、MB和GB表示，它们分别代表 2 10字节， 2 20字节和2 30字节。 24．计算机硬件的主要技术指标包括机器字长、存储容量、运算速度。

计算机组成原理知识点总结——详细版

计算机组成原理2009年12月期末考试复习大纲 第一章 1.计算机软件的分类。 P11 计算机软件一般分为两大类：一类叫系统程序，一类叫应用程序。 2.源程序转换到目标程序的方法。 P12 源程序是用算法语言编写的程序。 目标程序（目的程序）是用机器语言书写的程序。 源程序转换到目标程序的方法一种是通过编译程序把源程序翻译成目的程序，另一种是通过解释程序解释执行。 3.怎样理解软件和硬件的逻辑等价性。 P14 因为任何操作可以有软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。对于某一机器功能采用硬件方案还是软件方案，取决于器件价格，速度，可靠性，存储容量等因素。因此，软件和硬件之间具有逻辑等价性。 第二章 1.定点数和浮点数的表示方法。 P16 定点数通常为纯小数或纯整数。 X=XnXn-1…..X1X0 Xn为符号位，0表示正数，1表示负数。其余位数代表它的量值。 纯小数表示范围0≤|X|≤1-2-n 纯整数表示范围0≤|X|≤2n -1

浮点数：一个十进制浮点数N=10E.M。一个任意进制浮点数N=R E.M 其中M称为浮点数的尾数，是一个纯小数。E称为浮点数的指数，是一个整数。 比例因子的基数R=2对二进制计数的机器是一个常数。 做题时请注意题目的要求是否是采用IEEE754标准来表示的浮点数。 32位浮点数S（31）E（30-23）M（22-0） 64位浮点数S（63）E（62-52）M（51-0） S是浮点数的符号位0正1负。E是阶码，采用移码方法来表示正负指数。 M为尾数。P18 P18

2.数据的原码、反码和补码之间的转换。数据零的三种机器码的表示方法。 P21 一个正整数，当用原码、反码、补码表示时，符号位都固定为0，用二进制表示的数位值都相同，既三种表示方法完全一样。 一个负整数，当用原码、反码、补码表示时，符号位都固定为1，用二进制表示的数位值都不相同，表示方法。 1.原码符号位为1不变，整数的每一位二进制数位求反得到反码； 2.反码符号位为1不变，反码数值位最低位加1，得到补码。 例：x= (+122)10=(+1111010)2原码、反码、补码均为01111010 Y=(-122)10=(-1111010)2原码11111010、反码10000101、补码10000110 +0 原码00000000、反码00000000、补码00000000 -0 原码10000000、反码11111111、补码10000000 3.定点数和浮点数的加、减法运算：公式的运用、溢出的判断。 P63 已知x和y，用变形补码计算x+y，同时指出结果是否溢出。 （1）x=11011 y=00011 （2）x=11011 y=-10101 （3）x=-10110 y=-00001

关于计算机组成原理的课程论文

关于计算机组成原理的课程论文 试谈中专计算机组成原理教法 摘要计算机组成原理是计算机专业的一门基础核心专业基础课程，在该专业的课程 体系中起着打地基的作用，学好这门课程对于提高学生的理论认知水平和实践能力有着极 为重要的作用。本文从用简单的问题切如枯燥的学习知识;把抽象的知识具体化;通过学生 讲解来验证教学效果，三个方面的方法来讲解如何教授中专计算机组成原理这门课程。 关键词问题简单化知识具体化 计算机组成原理的教学内容强调以计算机硬件部件和和整机系统知识为主的同时，还 必需适当兼顾与硬件关系最密切的基础软件知识的学习。那种把计算机组成原理完全作为 纯硬件课来处理，是陈旧的认识和过时的做法，不符合当今计算机研究和教育发展的潮流。学好这门课的目的是为了了解计算机的构成及基本工作原理。学生应能抽象出一个计算机 模型，在此基础上，理解计算机是如何工作的。 但是计算机组成原理这门课专业性很强，很抽象，也很枯燥。而现在的中专学生基础差，缺乏学习主动性，学习新知识时理解能力也相对比较薄弱。本文针对中专学生的这一 特征，提出了怎样教授计算机组成原理这门课程。利用一种以培养学生的理解、联系实际 能力为核心的教学模式，并就该模式下的课堂理论教学、课后练习与辅导、教学效果检验 等三个环节进行详细的阐述。 一、用简单的问题切如枯燥的学习知识 在讲解十进制数与二进制数之间相互转换这个问题时，我并没有直接讲转换算法，而 是先提问了一个学生们都认为很简单，但是又回答不正确的问题，来引起学生们的学习兴趣，我提问的问题是：计算机用的是直流电还是交流电，对此问题，我让同学们进行讨论，并说出你回答的答案的依据，几乎所有的学生都认为，计算机用的是交流电。依据是计算 机的电源插在220V的交流电源上。我就告诉学生们你们的答案都是错的，计算机用的是 直流电，学生们很好奇，就急于想听我讲出这个答案的依据，这样我就引进了二进制数的 概念，告诉学生，计算机中所有的数值、文字、符号、语音、图形、图像等等统为称数据，在计算机内部，都必须用数字化编码基二码二进制编码的形式被存储、加工和传送。 并且讲解了二进制码的基本点符号0和1。采用0和1的优点是：符号个数最少物理 上容易实现;与二值逻辑的真假两个值的对应简单;用二进制码表示数值数据运算规则简单。然而在我们的现实生活中所用的数值都是十进制数，那么接着就讲了十进制数如何转换成 二进制数。十进制数分为整数和小数。对于十进制的整数转换成二进制数的法则是：除以 2取余。对于十进制的小数转换成二进制的法则是：乘以2取整。相反二进制数如何转换

计算机组成原理课程设计报告

计算机组成原理课程设计报告 课程设计题目：计算机组成原理 专业名称：计算机科学与技术班级： 2013240202 关童：201324020217 张一轮：201324020218 孙吉阳：201324020219 张旭：201324020220 老师姓名：单博炜 2015年12月31日

第一章课程设计概述 1.1 课程设计的教学目的 本课程设计的教学目的是在掌握计算机系统组成及内部工作机制、理解计算机各功能部件工作原理的基础上，深入掌握数据信息流和控制信息流的流动过程，进一步加深计算机系统各模块间相互关系的认识 无条件转移)，其指令格式如表1(前4位是操作码)： 表1： IN为单字长(8位)，含义是将数据开关8位数据输入到R0寄存器；ADD为双字长指令，第一字为操作码，第二字为操作数地址，其含义是将R0寄存器的内容与内存中以A为地址单元的数相加，结果放在

R0；STA为双字长指令，含义是将R0中的内容存储到以第二字A为地址内存单元中；OUT为双字长指令，含义是将内存中以第二字为地址的数据读到数据总线上，由数码管进行显示；JMP是双字长指令，执行该指令时，程序无条件转移到第二字所指定的内存单元地址。 为了向RAM中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，还设计了三个控制台操作微程序：存储器读操作”(KRD):拨动总清开关CLR后，当控制台开关SWB、SWA置为“00”时，按START 微动开关，可对RAM进行连续手动读操作；存储器写操作(KWE)：拨动总清开关CLR后，当控制台开关SWB、SWA置为“01”时，按START微动开关，可对RAM进行连续手动写入;启动程序：拨动总清开关CLR后，当控制台开关SWB、SWA置为“11”时，按START微动开关，即可转入第01号“取指”微指令，启动程序运行。这三条控制台指令用两个开关SWB、SWA的状态来设置，其定义如表2：表2： C字段： 按照数据通路可画出机器指令的微程序流程图如图2所示，当拟定“取值”微指令时，该微指令的判

计算机组成原理心得

学习计算机组成原理的心得体会 学习了一个学期的《计算机组成原理》这门课程。在郄君老师给我们讲《计算机组成原理》这门课程的学期了，我们对于计算机都有了更深的认识和了解。计算机技术是世界上发展最快的科学技术之一，产品不断升级换代。当前计算机正朝着巨型化、微型化、智能化、网络化等方向发展，计算机本身的性能越来越优越，应用范围也越来越广泛，从而使计算机成为工作、学习和生活中必不可少的工具。对于计算机我们只是一个小小的探索者，还有更大的知识海洋等待着我们去挖掘，去学习。 这学期开始，在郄老师的讲课中我们由浅及深的学习了《计算机组成原理》这门课程。从第一章计算机的概论讲起讲了计算机的发展，分类及应用；计算机的工作过程与性能指标；计算机系统的基本组成；计算机系统的层次结构。然后又分别给我们讲述了计算机中数据的表示；运算方法和运算器；指令系统；中央处理器；储存器等等通过郄老师对于计算机各个方面深入细致的讲解我们对于计算机有了跟多的理解和认识。在对于今后对计算机接触中，给予了我们莫大的帮助，《计算机组成原理》这门课程对我们今后的工作学习也有着不可磨灭的作用。

计算机系统由硬件和软件两大部分组成. (1)硬件的组成(输入设备,输出设备,存储器,运算器,控制器) 输入设备:使计算机从外部获得信息的设备如鼠标,键盘,光笔,扫描仪,话筒,数码相机,摄像头, 手写板输出设备:把计算机处理信息的结果以人们能够识别的形式表示出来的设备如显示器,打印机,绘图仪,音箱,投影仪存储器:如硬盘，光驱，U盘运算器:算术运算,逻辑运算控制器:如从存储器中取出指令,控制计算机各部分协调运行控制器和运算器整合在CPU中(2)软件的组成软件定义:程序和有关文档资料的合称软件分类:系统软件(使用和管理计算机的软件)和应用软件(专为某一应用编制的软件) 常见的系统软件有:操作系统,数据库管理系统和程序设计语言常见的应用软件有:辅助教学软件,辅助设计软件,文字处理软件, 信息管理软件和自动控制软件。《计算机组成原理》中也涉及到1，计算机的特点。发展概况。应用领域。分类。发展趋势。系统的组成。2，数据在计算机中的表示。以及转化。运算规则。和编码。3，运算方法和运算器。4，指令、格式，寻址方式，类型和功能。5，存储系统。6，中央处理器。（CPU），功能，组成，时序。指令周期，基本原理。7，系统总线。概念，分类，组成。借口和总线结构。8，输入输出系统。外设，查询方式。9，外围设备。输入和输出。以及外存、等等有关于计算机的多种方面的知识。

计算机组成原理论文cpu

计算机组成原理论文 CPU运行原理 学生姓名：李维隆 学生学号：200925503223 班级院系：计算机学院软件工程计093-2 指导老师：潘庆先

中央处理器（英语：Central Processing Unit，CPU），是电子计算机的主要设备之一。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。所谓计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。CPU、内部存储器和输入／输出设备是现代电脑的三大核心部件。由集成电路制造的CPU，20世纪70年代以前，本来是由多个独立单元构成，后来发展出微处理器CPU复杂的电路可以做成单一微小功能强大的单元。 “中央处理器”这个名称，笼统地说，是对一系列可以执行复杂的计算机程序的逻辑机器的描述。这个空泛的定义很容易地将在“CPU”这个名称被普遍使用，之前的早期计算机也包括在内。无论如何，至少从20世纪60年代早期开始(Weik 1961)，这个名称及其缩写已开始在电子计算机产业中得到广泛应用。尽管与早期相比，“中央处理器”在物理形态、设计制造和具体任务的执行上有了戏剧性的发展，但是其基本的操作原理一直没有改变。 早期的中央处理器通常是为大型及特定应用的计算机而定制。但是，这种昂贵的为特定应用定制CPU的方法很大程度上已经让位于开发便宜、标准化、适用于一个或多个目的的处理器类。这个标准化趋势始于由单个晶体管组成的大型机和微机年代，随着集成电路的出现而加速。IC使得更为复杂的CPU可以在很小的空间中设计和制造（在微米的量级）。CPU 的标准化和小型化都使得这一类数字设备（港译-电子零件）在现代生活中的出现频率远远超过有限应用专用的计算机。现代微处理器出现在包括从汽车到手机到儿童玩具在内的各种物品中。 CPU的主要运作原理，不论其外观，都是执行储存于被称为程序里的一系列指令。在此讨论的是遵循普遍的冯·诺伊曼结构（von Neumann architecture）设计的装置。程序以一系列数字储存在计算机存储器中。差不多所有的冯·诺伊曼CPU的运作原理可分为四个阶段：提取、解码、执行和写回。 第一阶段，提取，从程序存储器中检索指令（为数值或一系列数值）。由程序计数器指定程序存储器的位置，程序计数器保存供识别目前程序位置的数值。换言之，程序计数器记录了CPU在目前程序里的踪迹。提取指令之后，PC根据指令式长度增加存储器单元[iwordlength]。指令的提取常常必须从相对较慢的存储器查找，导致CPU等候指令的送入。这个问题主要被论及在现代处理器的高速缓存和管线化架构。 CPU根据从存储器提取到的指令来决定其执行行为。在解码阶段，指令被拆解为有意义的片断。根据CPU的指令集架构（ISA）定义将数值解译为指令[isa]。一部分的指令数值为运算码，其指示要进行哪些运算。其它的数值通常供给指令必要的信息，诸如一个加法运算的运算目标。这样的运算目标也许提供一个常数值（即立即值），或是一个空间的寻址值：暂存器或存储器地址，以寻址模式决定。在旧的设计中，CPU里的指令解码部分是无法改变的硬体装置。不过在众多抽象且复杂的CPU和ISA中，一个微程序时常用来帮助转换指令为各种形态的讯号。这些微程序在已成品的CPU中往往可以重写，方便变更解码指令。 在提取和解码阶段之后，接着进入执行阶段。该阶段中，连接到各种能够进行所需运算的CPU部件。例如，要求一个加法运算，算术逻辑单元将会连接到一组输入和一组输出。输入提供了要相加的数值，而且在输出将含有总和结果。ALU内含电路系统，以于输出端完成简单的普通运算和逻辑运算（比如加法和位运算）。如果加法运算产生一个对该CPU处理而言过大的结果，在标志暂存器里，溢出标志可能会被设置。 最终阶段，写回，以一定格式将执行阶段的结果简单的写回。运算结果极常被写进CPU 内部的暂存器，以供随后指令快速访问。在其它案例中，运算结果可能写进速度较慢，但容量较大且较便宜的主存。某些类型的指令会操作程序计数器，而不直接产生结果数据。这些一般称作“跳转”并在程序中带来循环行为、条件性执行（透过条件跳转）和函数[jumps]。许多指令也会改变标志暂存器的状态位。这些标志可用来影响程序行为，缘由于它们时常显出各种运算结果。例如，以一个“比较”指令判断两个值的大小，根据比较结果在标志暂存

计算机组成原理实验报告

计算机组成原理课程设计 报告 指导教师： 班级： 姓名： 学号：

一、目的和要求 1.实验目的： 深入了解计算机各种指令的执行过程，以及控制器的组成，指令系统微程序设计的具体知识，进一步理解和掌握动态微程序设计的概念；完成微程序控制的特定功能计算机的指令系统设计和调试。 2、实验要求： 要进行这项大型实验，必须清楚地懂得： （1）TEC-2机的功能部件及其连接关系； （2）TEC-2机每个功能部件的功能与具体组成； （3）TEC-2机支持的指令格式； （4）TEC-2机的微指令格式，AM2910芯片的用法； （5）已实现的典型指令的执行实例，即相应的微指令与其执行次序的安排与衔接； （6）要实现的新指令的格式与功能。 二、实验环境 PC机模拟TEC-2机 三、具体内容 一、实验内容： 选定指令格式、操作码，设计如下指令： （1）把用绝对地址表示的内存单元ADDR1中的内容与内存单元ADDR2中的内容相减，结果存于内存单元ADDR3中。 指令格式：D4××，ADDR1，ADDR2， ADDR3 四字指令（控存入口100H） 功能： [ADDR3]=[ADDR1]-[ADDR2] （2）将一通用寄存器内容减去某内存单元内容，结果放在另一寄存器中。 指令格式：E0 DR SR，ADDR （SR，DR源、目的寄存器各4位）双字指令（控存入口130H） 功能： DR=SR+ [ADDR] （3）转移指令。判断两个通用寄存器内容是否相等，若相等则转移到指定绝对地址，否则顺序执行。 指令格式：E5 DR SR，ADDR 双字指令（控存入口140H） 功能： if DR==SR goto ADDR else 顺序执行。 设计：利用指令的CND字段，即IR10~8，令IR10~8=101，即CC=Z 则当DR==SR时Z=1，微程序不跳转，接着执行MEM PC（即ADDR PC） 而当DR!=SR时Z=0，微程序跳转至A4。 二、实验要求： （1）根据内容自行设计相关指令微程序；（务必利用非上机时间设计好微程序） （2）设计测试程序、实验数据并上机调试。 （3）设计报告内容：包括1、设计目的2、设计内容3、微程序设计（含指令格式、功能、设计及微程序） 4、实验数据（测试所设计指令的程序及结果）。（具体要求安最新规范为准） （4）课程设计实验报告必须打印成册，各班班长收齐大型实验报告于18周星期六下午（15：00）前，交张芳老师办公室。 四、实验程序与分析： （一）.把用绝对地址表示的内存单元ADDR1中的内容与内存单元ADDR2中的内容相减，结果存于内存单元ADDR3中。 指令格式：D4××，ADDR1，ADDR2， ADDR3 四字指令（控存入口100H）

计算机组成原理(肖铁军2010版)课后答案(完整版)

计算机组成原理(肖铁军2010版)课后答案 第一章；1 ．比较数字计算机和模拟计算机的特点；解：模拟计算机的特点： 数值由连续量来表示，运算过；数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来 表示，；2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？；解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机；分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价；通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性；3．数字计算机有那些主 第一章 1．比较数字计算机和模拟计算机的特点。 解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的 数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。两者主要区别见P1 表1.1。 2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？ 解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。

通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模和机器价格等因素。 3．数字计算机有那些主要应用？ （略） 4．冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？ 解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制 存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中； 程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。 5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、M B、GB来度量，存储容量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。 单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单元都有唯一的地址编号，称为单元地址。 数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。 6．什么是指令？什么是程序？

计算机组成原理论文(学校交作业时候可以用)

《计算机组成原理》论文 --基于专业规范的 “计算机组成原理”课程改革 指导教师 XXX 作者X X X 学号 20084XXXXX 院系/年级师范学院2008级XXXX系

基于专业规范的“计算机组成原理”课程改革 摘要：以教育部计算机科学与技术专业教学指导委员会的专业规范为指导，针对计算机组成原理课程的特点，从以专业规范为基础优化教学内容、改进教学方法和丰富教学手段等方面进行了探讨和实践。分析实验教学现状，指出存在的问题，提出通过改编实验设计，加强实验教学过程指导，提高实验教学效果。以专业规范为指导，从理论教学和实验教学两方面为“计算机组成原理”课程改革提出了新的建议。 关键词：专业规范；计算机组成原理；课程改革；理论教学；实验教学 随着计算机和通信技术的蓬勃发展，中国开始进入信息化时代，计算机及技术的应用更加广泛深入，计算机学科传统的专业优势已经不再存在。社会和应用对学生在计算机领域的知识与能力提出了新的要求。专家们指出，未来10～15 年是我国信息技术发展的窗口期、关键期。为此，高等学校肩负着为国家发展和满足社会需求培养多类型人才的重任。在这样的背景下，高校必须正视问题，积极思索与变革，重新审视计算机专业教育的发展方向，与时俱进地推进计算机专业教育改革。 《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业必修的一门专业主干课程。课程要求掌握计算机系统各部件的组成和工作原理、相互联系和作用，最终达到从系统、整机的角度理解计算机的结构与组成，并为后续课程的学习奠定基础。但从整个学科的建设和发展，以及对学生专业素质培养的角度来看，这样的要求是不够的。更为重要的是，通过教与学，还应当提高学生对计算机硬件系统的认知能力和设计能力，强化实践意识与能力，培养创新理念与能力，激发学生自主学习、主动探索前沿知识。教育部计算机科学与技术专业教学指导委员会在2006 年发布了计算机科学与技术本科专业战略报告和专业规范，对计算机专业的发展与教学提出了指导意见。本文探讨以专业规范为指导对计算机组成原理课程进行改革，研究并实践一种有效的教学模式，帮助学生从微观层面掌握本课程知识单元，从宏观层面建立该课程知识体系，使学生准确把握课程的核心内容，全面地构建整机系统，进而培养学生的专业素养和综合能力。 1 计算机科学与技术专业规范 教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导委员会（以下简称教指委）在广泛深入的调查研究基础上，借鉴国际上计算机专业办学的发展与现状，结合我国计算机教育的实际情况，对计算机专业本科教育的发展方向和办学单位的专业发展提出了指导性意见，并制定了具体的《专业规范》。 教指委在计算机科学与技术专业发展战略研究报告和专业规范中提出了以“培养规格分类”为核心思想的计算机专业发展建议，将计算机学科分为三种类型四个方向，即：科学型（计算机科学方向CS）、工程型（包括计算机工程方向CE 和软件工程方向SE）、应用型（信息技术方向IT）[1]。针对每个类型的每个方向的特点和要求，专业规范从学科方法论、培养目标与规格、教育内容和知识体系等方面进行了详细的规划，提出了富有建设性的指导意见。 专业规范中明确指出，“计算机组成基础”是计算机科学方向和计算机工程方向的核心

计算机组成原理心得

学习《计算机组成原理》的心得体会 进入了大二的最后一个学期，本学期都是专业课程，对专业知识的要求也有了提高。本学期学习了《计算机组成原理》让我对计算机系统的组成和工作原理有了较深的理解与感受，也让我对计算机有了一个崭新体会与理解。 《计算机组成原理》是计算机专业一门核心专业基础课，在专业课程内有着非常重要的作用，对于要学习计算机专业的学生来说是一门非常重要的课程，这门课程要求我们通过基础知识的学习，简化问题，理解模型机的工作过程，从而建立计算机系统、计算机整机运行原理的概念，而且计算机的组成及运行原理的基本思想已经渗透到由计算机衍生出来的许多领域，而且我们要想真正理解软件，就必须理解硬件，软件和硬件共存于计算机系统中。 首先计算机组成原理的第一章是计算机概论。计算机是由硬件和软件组成的，计算机的硬件包括运算器，存储器，控制器，适配器，输入输出设备等。软件也是计算机系统结构的重要组成部分，也是计算机不同于一般电子设备的重要根源所在。计算机系统是一个由硬件和软件组成的多层次结构。 而第二章是计算机中的数据表示。我们在这章中要理解计算机中的各种进位计数制，并且必须掌握二进制与十进制之间的转换方法，这是一项学好这门课必须掌握的，接下来要理解数的原码、补码、和反码的概念，还要理解定点数、浮点数的概念和表示方法，掌握数据

校验码的原理。 第三章是运算方法和运算器。尽管有些计算比较麻烦，但是我知道这些是学习这门课的基础。以及相关的指令系统和处理器等的工作原理。使我在概论和数据表示的基础上对计算机组成原理有了更深一步的了解。 第四章是指令系统。这章我们需要了解指令系统的基本概念、要求，并要理解指令的含义，要求我们掌握指令的编码格式、字长和扩展方法，还有几种常用的寻址方式和理解指令的一些基本的执行方式。 第五章是重要的中央处理器。本章我们需要了解CPU的各个组成部分及其功能，要理解指令周期的概念、时序的产生及其功能、CPU 的控制方式和微程序及其相关的概念，了解流水线CPU多核等一些典型的CPU技术。 第六章是存储器。这一章我们需要重点掌握存储器的分类、性能指标和层次结构，掌握随机存储器和只读存储器的工作特征。理解cache的基本原理和工作方式，了解虚拟存储器的工作原理。 第七章是系统总线。计算机总线的功能与组成，总线的概念、连接方式、总线的仲裁、总线的定时以及总线接口的概念和基本功能都需要有深入的了解。 第八章是输入/输出系统。输入/输出系统的功能与组成，教学机的总线与输入/输出系统实例。理解I/O设备的信息交换方式和掌握中断响应过程，还有就是了解DMA方式的基本概念的传送方式和了解

计算机组成原理课程论文

计算机组成原理课程总结网工一班王金龙学号:1104031012 一．计算机系统概述 从体系结构上来看，有多种不同类型的计算机，那么这些不同的计算机谁好谁坏?如何评价?所以，还需要我们了解计算机性能评价指标和相关参数，包括吞吐量、响应时间;CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间;MIPS、MFLOPS等。学习完整本书对书中的主要知识点有了大概的认识,简单的概括可以将整本书分为以下几个部分： (1).数据的表示和运算 数据表示这部分要掌握进位进数制及相互转换的方法、真值和机器数的各种表示等。定点数的运算方面要掌握位移运算、加/减运算、乘/除运算、溢出概念和判别方法。浮点数要掌握浮点数的表示及加/减运算。 （2）.存储器 这部分在复习时要建立起计算机存储系统的整体概念，计算机存储系统可以看成是Cache-内存-外存三级结构，大家要掌握存储器的分类及各类存储器的工作原理。复习的重点是高速缓冲存储器Cache和虚拟存储器。 (3).指令系统 在指令系统知识点中，我们要掌握指令的格式(包括指令的基本格式、定长操作码指令格式、扩展操作码指令格式)和各种寻址方式，还要能够区分数据寻址和指令寻址的区别。另外一个就是CISC(复杂指令系统计算机)和RISC(精简指令系统计算机)，我们要掌握它们的基本概念、特征，以及它们之间的主要区别。 (4).中央处理器 这部分要掌握CPU功能、基本结构、工作原理等。在微程序控制器考点中，今年新增加了对微命令格式的考查。 (5).总线 总线就是一组进行互连和传输信息(指令、数据和地址)的信号线，我们要掌握总线的基本概念，总线的分类，以及总线的组成和性能指标(例如，各类总线的宽度会影响哪些部件的性能等)。其次，就是要掌握总线仲裁方法(包括集中仲裁方式和分布仲裁方式)和总线操作和定时(包括同步定时方式和异步定时方式)。最后，就是要对总线的标准有所了解，总线标准主要规定总线的机械结构规范、功能结构规范和电气规范。 (6).输入输出系统 这部分要了解常见的输入输出设备，它们的工作原理及性能指标。还要掌握I/O功能、基本结构、编址方式等。

计算机组成原理小论文

合肥学院 计算机组成原理综述论文 题目计算机组成原理课程综述 系部计算机科学与技术系 专业计算机科学与技术专业 班级 学生姓名 指导教师 2015年5月20日 计算机组成原理课程综述

【内容摘要】计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门专业基础且极其重要的课，作为本专业的学生，我们不仅要了解这门课中的知识，还要深入理解掌握这门课。论文分为六个方面，第一，算机组成原理课程综述，从宏观方面阐述这门课在计算机科学与技术专业的知识领域，第二，课程的主要内容和基本原理，从知识单元进行解读这门课，第三，叙述这门课在实际当中的应用，第四，谈谈自己的心得体会，写出自己的思考与观点，第五，结语，把自己学习到的知识及将要做的阐述清楚，第六，写出自己完成这篇论文查阅的资料即参考文献。【关键词】计算机系统硬件结构 CPU 控制单元 正文 （一）计算机组成原理课程综述 在计算机普及的今天，现代信息技术飞速发展，计算机的应用在政治、经济、文化等方方面面产生了巨大影响，而计算机的知识更新的速度非常快，所以我们计算机科学与技术专业的学生要不断更新自己计算机方面的知识，以适应市场的需要。计算机组成原理是硬件系列课程中的核心课程，是计算机科学与技术专业重要的专业基础课，剖析了五大功能部件（运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备）的机理，具有完整的理论体系和强实践性，内容多，知识面广。（二）课程主要内容和基本原理 本书分为四篇：第一篇（1、2章）、概论，第二篇（3-5章）、计算机系统的硬件结构，第三篇（6-8章）、中央处理器，第四篇（9、10章）、控制单元。 第一章介绍了计算机系统的基本组成和层次结构，详细介绍了冯 诺依曼计算机的基本原理和特点。 第二章主要介绍计算机的发展和应用。 第三章介绍了系统总线，从不同的角度有不同的分类，本章是按连接部件的不同分为片内总线、系统总线、通信总线三类进行详细介绍的。接着讲述了总线的特性（机械特性、电气特性、功能特性、时间特性）及性能指标（总线宽度、带宽、时钟同步/异步、总线复用信号线数、总线控制方式等）和总线标准。总线的结构：单总线结构、双总线结构和多总线结构，总线控制方式：判优控制和通信控制，总线的结构和总线控制学习重点。 第四章主要介绍了存储器、存储器的主要功能是存储程序和各种数据，并能在计算机运行过程中高速、自动的完成程序或数据的存储。具体内容包括：存储器的分类、存储器的分层结构、半导体随机存储器的组织、只读存储器、主存储器与CPU的连接、主存储器的校验、多体交叉编址存储器、高速缓冲存储器cache的基本原理、cache和主存之间的地址映射、磁表面存储器的主要技术指标CPU的结构和功能 第五章主要介绍输入输出系统，讲述了输入输出系统的发展概况和组成，I/O设备与主机的三种联系方式：立即响应方式、异步工作采用应答信号联络、同步工作采用同步时标联络。I/O设备与主要信息传送的控制方式：程序查询方式、程序中断方式、DMA方式、通道方式，书上后面就这几种方式展开详细叙述，并对这几种方式进行了比较，程序查询方式特点是接口电路简单、CPU和I/O设备一直处于串行工作状态，CPU在信息交换过程中全程监控，所以CPU的工作效率不高。程序中断方式特点是CPU执行程序与I/O设备做准备是同时进行的，节省了I/O设备准备就绪前的那一段时间，CPU效率相对与程序查询方式提高了。DMA方式的特点是I/O设备直接与主存交换信息而不用占用CPU，CPU的效率又

计算机组成原理

字长为4，采用补码表示，则表示范围为（） A.-8至8 B.-7至8 C.-8至7 D.0至15 B 2. 计算机中进行定点加减运算基本上都是采用（）。 A.补码 B.原码 C.反码 D.以上都是 A 3. 通过选择组合逻辑网络可以实现多钟功能的算数逻辑运算。 A.正确 B.错误 A 4. 数值数据和逻辑数据机器内部都表示成为二进制数串。 A.正确 B.错误 A 5. 下面哪一个不属于第一台通用计算机的特征（） A.用离散符号表示数据 B.使用电子运算装置 C.不可编写程序 D.图灵完备

6. 在位片式运算器AM2901中，通用寄存器含有（）个4位字长的寄存器，用双口RAM实现，具有双端口输出功能。 A.4 B.8 C.16 D.32 C 7. CPI是处理器每秒处理指令条数的指标。 A.正确 B.错误 B 8. 处于计算机系统的层次结构中最低层的是（） A.汇编语言层 B.机器语言层 C.微程序设计层 D.操作系统层 C 9. 第四代电子数字计算机的典型特征是使用（），所以也被成为集成电路计算机时代。 A.电子管 B.晶体管 C.集成电路 D.大规模电路 D

（）是计算器实际完成数据算术运算和逻辑运算的部件。 A.计算单元 B.运算器 C.加法器 D.算术逻辑单元 D 1. 两数补码的和等于两数和的补码。 A.正确 B.错误 A 2. （）组成了计算机的“大脑”。 A.运算器和控制器 B.运算器和存储器 C.控制器和I/O D.存储器和控制器 A 3. 在位片式运算器AM2901中，通用寄存器含有（）个4位字长的寄存器，用双口RAM实现，具有双端口输出功能。 A.4 B.8 C.16 D.32 C 4.

《计算机组成原理》总结完整版

《计算机组成原理》学科复习总结 ★第一章计算机系统概论 ?本章内容：本章主要讲述计算机系统的组成、计算机系统的分层结构、以及计算机的一些主要指标等 ?需要掌握的内容：计算机软硬件的概念，计算机系统的层次结构、体系结构和计算机组成的概念、冯.诺依曼的主要思想及其特点、计算机的主要指标 ?本章主要考点：概念 1、当前的CPU由那几部分组成组成？ 控制器、运算器、寄存器、cache (高速缓冲存储器) 2、一个完整的计算机系统应包括那些部分？ 配套的硬件设备和软件系统 3、什么是计算机硬件、计算机软件？各由哪几部分组成？它们之间有何联系？ 计算机硬件是指计算机的实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件，各类光、电、机设备的实物组成。主要包括运算器(ALU)、控制器(CU)、存储器、输入设备和输出设备五大组成部分。软件是计算机程序及其相关文档的总称，主要包括系统软件、应用软件和一些工具软件。软件是对硬件功能的完善与扩充，一部分软件又是以另一部分软件为基础的再扩充。 4、冯·诺依曼计算机的特点 ●计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成 ●指令和数据以同等地位存于存储器内，可按地址寻访 ●指令和数据用二进制表示 ●指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储 器中的位置 ●指令在存储器内按顺序存放 ●机器以运算器为中心，输入输出设备和存储器间的数据传送通过运算器完成 5、计算机硬件的主要技术指标 ●机器字长：CPU 一次能处理数据的位数，通常与CPU 中的寄存器位数有关 ●存储容量：存储容量= 存储单元个数×存储字长；MAR（存储器地址寄存器）的位数 反映存储单元的个数，MDR（存储器数据寄存器）反映存储字长 主频 吉普森法 ●运算速度MIPS 每秒执行百万条指令 CPI 执行一条指令所需的时钟周期数 FLOPS 每秒浮点运算次数 ◎第二章计算机的发展及应用 ?本章内容：本章主要讲述计算机系统、微型计算机系统的发展过程以及应用。 ?需要掌握的内容：计算机的发展的不同阶段区分的方法、微型计算机发展中的区分、摩尔定律 ?本章主要考点：概念 1、解释摩尔定律