第一篇：計算機組成原理精品課程培訓心得體會

《計算機組成原理》精品課程培訓心得體會

王慶榮，蘭州交通大學，甘肅分中心

感謝教育部舉辦全國高校教師《計算機組成原理》課程的網絡培訓，給我們這些講計算機組成原理的教師提供了一個學習、進修、交流的機會，領略了國家級名師的風采，聆聽了國家級名師的授課，拓寬了視野，受益匪淺。從哈工大的《計算機組成原理》國家級精品課程中學到了很多東西，從唐朔飛老師一絲不茍的教學態度中也得到了很多啟迪。

在唐教授和向琳老師的講授中，對《計算機組成原理》及實驗課的教學中教學理念和教學內容、方法給予了充分的講解與剖析。建立學員對該精品課程的深入、全面理解，了解精品課程的建設思路、理念及經驗。對教學過程中的難、重點進行深度剖析，明確解決思路；通過相對細致的案例分析和現場示范課形式，使學員掌握實際教學要點。這次學習心得體會總結如下：

1．同一名稱的課程，不同的學校，不同的培養目標，不同的學生基礎，在課程的深度和廣度上應該不同。我任教的學校是蘭州交通大學，學生計算機基礎知識偏差，在組成課教學中，本著講基本、抓重點的原則，首先講清楚最基本、最重要的內容。如果一開始學生就感覺很難，聽不懂，那就很難調動學生學習該課程的積極性。所以要將難的東西講簡單、講通俗，再配合一兩個例子，講清楚這部分內容的實際應用，能用它來干什么。

2．作為青年教師必須保證優質的教學質量，教師本身必須對本課程的基本內容非常熟悉，并能融會貫通，同時對該門課程的相關課程也要熟悉。提高教師素質對任何一所學校而言, 都是一個較難實行的問題。精品課程的建設，數字化網絡資源的利用為提高教師素質提供了一個有效載體。教學資源的共享，使傳統意義上的傳、幫、帶的模式，吸收了全新的血液。使青年教師有機會接觸到名師大師教學的特色，為培養青年教師開辟了一個新模式，大大縮短了青年教師培訓、提高的時間。在自身主觀上，應該認識到豐富的知識是提高教學質量的前提，只有把教學內容為同學們很好吸收消化之后，才能達到提高教學質量的目的。分析組成教材，教師要根據自己學校的專業特點及個人的特長對教材認真研究，吃透內容，結合自己學生的特點進行取舍、增刪。并且將教學內容利用講稿的形式體現出來，因為講稿不同于教材，在內容上要有重點、難點，要體現一個思路。

3．采用多媒體教學手段，配合板書講授，教師要注意形象，上課要儀表大方，穿著整潔，講話要干凈利落，用詞準確，內容上重難點突出，知識傳遞要貫穿一條主線，以便學生加深理解和記憶，也有利于培養學生興趣。該課程通過對計算機組成原理的分析、講解和配套實驗，培養學生計算機硬件的系統級認知能力。總體上講，課程內容理論性強、很抽象，學生學習還是有一定的困難，實驗課的安排，是學生能動手去做，促進對課堂內容的理解。

4．設置疑點，提出懸念，激發學生主動探求答案。多年來“填鴨式”的教學，使學生已經習慣了上課時只聽不想的思維習慣，習慣于死記硬背，不會引申、觸類旁通，更談不上創新意識了，所以在大學一定要改變教學方法，重點放在引導學生自己去思考，自己學習，自己理解的能力。就像唐老師所講的，在教學過程中，多提問、留懸念，激發學生自主學習的能力。

5．根據教學進度和學時，合理選擇書上習題，以達到進一步加深理解課堂講授的內容。每一章講授結束，收一次作業，給出成績，并作一次集體答疑，講解作業中的共性問題。作業成績記入總成績內。作為老師要敬業，大學教師這個職業是個“良心活”，付出的越多，學生收獲就越大。老師要認真批改作業，登記成績，如唐老師所講，沖著老師這樣認真仔細的批改，他也會相應認真做作業、認真聽講。“老師一句鼓勵的話，學生也許會受益一生”。

6．考題設計的指導思想是注重能力的考核，而不是記憶的考核。現在我們學校有一個很不好的風氣，就是考試前給學生劃重點，學生只按重點復習。其實平時老師講的多的地方、強調的地方就是重點，而考試只是重點中的一部分。學生養成這種習慣，平時聽講注意力不集中，也不思考，左耳朵進右耳朵出，就等著最后老師劃范圍，好像是為了考試而學習。

7．實現優質教育資源共享。在各高校，教學資源的利用往往局限于自己所在院校的現有資源的利用上, 處于一種半封閉的狀態，使學校的教育受到一定的局限與制約。然而精品課程建設，一方面要求教師打破傳統教學的授課模式，盡可能去拓展利用一切教育資源；另一方面，要求開放精品課程網站，擴大對外影響，讓更多的人可利用這種資源來學習，使教育資源得到共享。如果說前者是開發利用資源，那么后者則是校際間的共享，這種共享只有在精品課程建設框架下方可實現。

通過幾天的學習，使我對精品課程建設有了全新的認識。在短暫的三天學習時間里，哈工大的唐朔飛教授和向琳老師等，以其合理的課程設計體系、淵博的知識、先進的教學理念和教學內容與數字化的網絡共享資源相結合，使我受益非淺。

第二篇：計算機組成原理課程總結（范文）

合肥學院

課程綜述論文

題

目 系

部 專

業 班

級 學生姓名

計算機組成原理總結 計算機科學與技術 計算機網絡工程 11網絡工程（2）

2013 年 12 月 15 日

計算機組成原理總結

內容摘要

本課程學習知識要求高，技術性較強，而且隨著應用技術的發展，課程中學習到的新技術應用隨時間都在發生變化。所以，學習本課程對我們的計算機硬件基礎知識要求較高。

關鍵詞

計算機 原理 總結

課程綜述

計算機經過多年的發展。已經在人類的生活扮演著重要的角色，作為一個學習計算機科學與技術專業的學生來說，計算機組成原理的學習是至關重要的，作為計算機科學與技術專業的基礎課程，這門課會告訴我們計算機的基本組成及其主要部件的工作原理。通過這門課程的學習可以讓我們建立計算機系統的整機概念，理解軟硬件的關系和邏輯的等價性。

課程主要內容和基本原理

本段主要講述了計算機組成原理主要內容和基本原理(1)計算機系統概論

1.馮·諾依曼計算機模型。

1）計算機由運算器、存儲器、控制器和輸入/輸出五個部件組成；2）存儲器以二進制形式存儲指令和數據；3）存儲程序工作方式；4）五部件以運算器為中心進行組織。

2.計算機系統性能指標:字長，主頻，主存容量，兼容性(2)計算機系統的硬件結構

1.存儲器的主要性能指標容量，速度，價格

2.半導體只讀存儲器：掩膜只讀存儲器ROM可編程ROM（PROM）可擦除和編程的ROM（EPROM）電擦除電改寫只讀存儲器（EEPROM）閃速存儲器（flash memory）

3.高速緩沖存儲器 工作原理：設置Cache是為了解決CPU和主存之間的速度匹配問題，理論依據是程序訪存的局部性規律。映射方式：有直接映像、全相聯映像和組相聯映像。替換算法：先進先出法（FIFO）“近期最少使用”算法（LRU）

總線

1.總線是連接兩個或多個功能部件的一組共享的信息傳輸線；一個部件發出的信號可以被連接到總線上的其他所有部件所接收。系統總線按傳輸信息不同分為：數據總線（雙向，其位數與機器字長和存儲字長有關，總線寬度）、地址總線（由CPU輸出，單向）、控制總線。

2.串行傳輸

串行總線的數據在數據線上按位進行傳送，只需一根數據線，線路成本低，適合遠距離的數據傳輸。

使用串行通信總線連接慢速設備，象鍵盤、鼠標和終端設備等。串行傳輸中的數據轉換、發送部件中并行數據到串行數據的轉換，稱為拆卸；接收部件中串行數據轉換成并行數據，稱為裝配。串行傳輸中的數據傳輸速率。

3．并行傳輸

并行總線的數據在數據線上同時有多位一起傳送，每一位要有一根數據線。并行數據傳輸需要聯絡控制信號。

4.總線裁決：決定哪個總線主控設備將在下次得到總線使用權的過程稱為總線裁決。兩類總線裁決方式：集中式和分布式

5.定時問題：如何來定義總線事務中的每一步何時開始、何時結束

6.總線異步通信協議的步驟：請求，響應，撤銷請求，撤銷響應 異步通信子協議類型：全互鎖，半互鎖，不互鎖

I/O設備

1.I/O接口的功能：（1）數據緩沖（2）錯誤或狀態檢測（3）控制和定時（4）數據格式轉換；（5）與主機和設備通信

2.I/O接口的分類(1)按數據傳送方式分，有并行接口和串行接口(2)可編程接口和不可編程接口(3)按通用性來分，有通用接口和專用接口

3.I/O端口的編址方式

(1)獨立編址方式：對所有的I/O端口單獨進行編號，成為一個獨立的I/O地址空間。(2)統一編址方式：將主存地址空間分出一部分地址給I/O端口進行編號。

4.I/O控制方式類型

1.程序直接控制方式（查詢方式）

從I/O接口取得外設和接口的狀態，根據狀態來控制外設和主機的信息交換。

2.程序中斷控制方式

執行相應的I/O指令，將啟動命令發送給相應的I/O接口和外設，然后CPU繼續執行其他程序。

3.直接存儲器存取方式 簡稱為DMA方式，用于高速設備和主機的數據傳送，采用成批數據交換方式。用專門的硬件（DMA控制器）來控制總線進行數據交換。

5.中斷： 由于內部/外部事件或由程序的預先安排引起CPU中斷正在執行的程序，轉到相應的服務程序中去。

6.DMA DMA方式：用專門的DMA接口硬件來控制外設與主存間的直接數據交換，而不通過CPU。控制總線進行DMA傳送的硬件接口為DMA控制器。DMA工作方式： CPU停止法(成組傳送)、周期挪用(竊取)法(單字傳送)、交替分時訪問法

指令系統

1.指令一般的格式 操作碼OP+ 地址碼 A 2.指令字長度：一個指令字包含的所有二進制代碼的位數。有等長指令字結構和變長指令字結構。3.指令系統性能的指標

指令所占存儲空間是否盡可能小；表現在指令中代碼密度是否高、信息冗余量是否少；

4.尋址方式：立即尋址，直接尋址，間接尋址，相對尋址，基址變址尋址，隱含尋址方式

5.指令系統設計的基本思路

任務是確定所有機器指令的格式、類型、操作以及對操作數的訪問方式。出發點是提高指令系統的性能/價格比。

6.堆棧是一種按特定順序訪問的存儲區；其特點是后進先出(LIFO)或先進后出(FILO)。

(3)中央處理器

CPU=寄存器(PC、IR)+CU+ALU+中斷系統 1.CPU的四種基本功能：

存儲器讀：讀取某一主存單元的內容，并將其裝入某一個CPU寄存器；存儲器寫：把一個數據字從某一CPU寄存器存入給定的主存單元中；把一個數據字從某一CPU寄存器送到另一個寄存器或者ALU；進行一個算術運算或邏輯運算，將結果送入某一CPU寄存器或存儲器。

2.控制器三種時序控制方法：同步，異步，聯合控制方法 3.指令ADD R3，R1的執行控制序列

4.決定CPU性能最重要三個因素：指令的功能強弱，時鐘周期的長短，執行每條指令所需時鐘周期數。

5.微指令的格式：水平型微指令和垂直型微指令。

編碼：1）直接表示法 2）分段直接編碼法 3）字段間接編碼法

心得體會

在上計算機組成原理課程的時候，雖然準時去上課，很認真的聽課，但是《計算機組成原理》這門課程難度十分大，在學習這門課程時，我遇到過許多困難，這并不可怕，因為只要我們敢于面對，團結合作，就沒有解決不了的問題。在學習過程中，我們需要互相學習，互相幫助、互相鼓勵。在學習的時候，要善于把自己好的想法給大家分享，不會的時候要虛心向同學和老師請教。

總結

計算機組成原理課程主要教授了了解計算機各部件的組成原理，工作機制以及部件之間的相互關系；加強硬件分析和設計的基本技能和方法，提高硬件方面專業素質和發展潛力；培養和提高計算思維能力。

參考文獻

[1]《計算機組成原理》【中】唐朔飛 第二版 高等教育出版社

第三篇：計算機組成原理課程論文

《計算機組成原理》課程論文

【內容摘要】： 本論文主要在課程的學習上作一些討論。該課程主要介紹計算機硬件的結構與基本原理和計算機系統的實現方法。課程主要研究CPU、主存儲器、I/0接口和輸入/輸出以及總線的結構和功能。使學生建立計算機系統的概念，深入了解計算機的工作原理，掌握計算機組織與實現的技術和方法，以及計算機系統分析和系統設計的方法，從而為計算機專業其他專業課的學習打下堅實的基礎。

【關鍵詞】： 課程概述、計算機系統、CPU、控制單元

【課程綜述】： 計算機組成原理是計算機應用和計算機軟件專業以及其他相關專業必修的專業基礎課，它主要討論計算機各組成部件的基本概念、基本結構、工作原理及設計方法。組成原理是計算機類專業的一門主干必修課程，主要內容有：（1）對計算機的發展、應用和特性作的概述，并簡單介紹了計算機系統的硬件、軟件及計算機系統的層次結構；（2）系統總線，介紹了三種總線結構及接口的概念，總線控制的三種方式和通信的兩種方式；（3）存儲系統，主要介紹半導體存儲器工作原理、尋址方式、與CPU的互連的方法，以及存儲系統的多級結構；（4）輸入輸出系統，介紹了計算機系統中主機與外部設備之間的信息交換方式，重點介紹中斷處理方式以及DMA方式；（5）運算方法和運算器，介紹數值數據和非數值數據的表示方法，定點數和浮點數的四則運算、邏輯運算及運算器的組成和工作原理；（6）指令系統，介紹指令系統的發展與性能要求、指令格式的分析以及指令和數據的尋址方式；（7）CPU的結構和功能，CPU控制機器完成一條指令的全過程，中斷技術在提高整機系統效能方面的作用（8）組合邏輯控制器、微程序控制器的設計原理和設計方法、指令周期的概念及時序產生器的原理及其控制方式。

【正文】：

（一）計算機概述

計算機系統由硬件和軟件兩大部分組成，它們共同決定了計算機性能的好壞。計算機系統的層次結構經過了多次的發展由最初的一級層次結構發展到了如今的多層次結構。

典型的計算機組成由馮·諾依曼計算機演變而來，該計算機由五大部分組成：輸入設備、輸出設備、存儲器、運算器、控制器，并以運算器為中心結構。現代計算機可認為有三大部分組成：CPU、I/O設備、主存儲器，并以存儲器為系統中心。

計算機硬件的主要技術指標有機器字長（指CPU一次能處理數據的位數，通常與CPU的寄存器位數有關）、存儲容量（包括貯存容量和輔存容量）、運算速度。

（二）計算機系統 1）、系統總線

總線是連接多個部件的信息傳輸線，是各個部件共享的傳輸介質。當多個部件與總線相連時，如果出現兩個或兩個以上部件同時向總線發送信息，必將導致信號沖突，傳輸失效。因此，在某一時刻，只允許有一個部件向總線發送信息，而多個部件可以同時從總線上接受相同的信息。

總線按傳送方式可分為并行傳輸總線和串行傳輸總線；按使用范圍可分為計算機總線、測控總線、網絡通信總線等；按連接部件可分為片內總線、系統總線和控制總線，本書重點介紹。總線的性能指標：總線寬度、總線帶寬、時鐘同步/異步、總線復用、信號線數、總線控制方式等。總線的結構通常分為單總線結構和多總線結構。總線的控制主要包括判優控制和通信控制，總線判優控制分為集中式判優（鏈式查詢、計數器定時查詢和獨立查詢）和分布式判優（自舉分布式和沖突檢測分布式）。總線通信控制主要解決通信雙方如何獲知傳輸開始和傳輸結束，以及雙方如何協調配合，通常用四種方式：同步通信、異步通信、半同步通信和分離式通信。

2）存儲器

存儲器是計算機系統中的記憶設備，用來存放程序和數據。按存儲介質分類可分為半導體存儲器、磁表面存儲器、磁芯存儲器和光盤存儲器，按存取方式分為隨機存儲器、只讀存儲器、串行訪問存儲器，按在計算機中分類分為主存儲器、輔助存儲器、緩沖存儲器。存儲器有三個性能指標：速度、容量和每位價格。存儲器的擴展通常有位擴展和字擴展，位擴展即增加存儲字長,如將8片16K*1位的存儲芯片連接，可組成一個16K*8位的存儲器。字擴展是指增加存儲字的數量，如2片1K*8位的存儲芯片可組成一個2K*8位的存儲器。在與存儲器外部設備交換信息時，可采用高速原件、使用層次結構、調整主存的結構來提高訪存速度。

3）I/O系統

I/O系統是操作系統的一個重要的組成部分，負責管理系統中所有的外部設備。計算機外部設備。在計算機系統中除CPU和內存儲外所有的設備和裝置稱為計算機外部設備（外圍設備、I/O設備）。I/O設備：用來向計算機輸入和輸出信息的設備，如鍵盤、鼠標、顯示器、打印機等。I/O設備與主機交換信息有三種控制方式：程序查詢方式，程序中斷方式，DMA方式。程序查詢方式是由CPU通過程序不斷的查詢I/O設備是否做好準備，從而控制其與主機交換信息。程序中斷方式不查詢設備是否準備就緒，繼續執行自身程序，只是當I/O設備準備就緒并向CPU發出中斷請求后才給予響應，這大大提高了CPU的工作效率。在DMA方式中，主存與I/O設備之間有一條數據通路，主存與其交換信息時，無需調用中斷服務程序。

4）運算器 計算機中執行各種算術和邏輯運算操作的部件。運算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱算術邏輯部件（ALU）。運算器由：算術邏輯單元（ALU）、累加器、狀態寄存器、通用寄存器組等組成。算術邏輯運算單元（ALU）的基本功能為加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求補等操作。加減法主要采用補碼定點加減法進行運算，乘法可視為加法和移位，主要方法有原碼一位乘、原碼兩位乘、補碼一位乘、補碼兩位乘等，乘積的符號位由兩個數的符號位異或運算結果決定。除法運算可視為減法和移位，主要方法有恢復余數法、加減交替法，其中原碼除法的符號位單獨處理，補碼除法的符號位參與運算并最終獲得結果。浮點加減法可分為○1對階，使兩數的小數點位置對其2尾數求和，將對階后的兩尾數按定點加減運算規則求和或差○3規格化○4舍○入，要考慮尾數右移時失去的數值位○5溢出判斷。浮點乘除運算，乘積的階碼應為相乘兩數的階碼之和，乘積的尾數應為相乘兩數的尾數之積，商的階碼為被除數的階碼減去減數的階碼，尾數為被除數的尾數除以除數的尾數所得的商。5）指令系統一條指令就是機器語言的一個語句，它是一組有意義的二進制代碼，指令的基本格式如：操作碼字段+地址碼字段，其中操作碼指明了指令的操作性質及功能，地址碼則給出了操作數或操作數的地址。指令包括操作碼域和地址域兩部分。根據地址域所涉及的地址數量，常見的指令格式有以下幾種。○1三地址指令：一般地址域中A1、A2分別確定第一、第二操作數地址,A3確定結果地址。下一條指令的地址通常由程序計數器按順序給出。2二地址指令：地址域中A1確定

○第一操作數地址，A2同時確定第二操作數地址和結果地址。○3單地址指令：地址域中A確定第一操作數地址。固定使用某個寄存器存放第二操作數和操作結果。因而在指令中隱含了它們的地址。○4零地址指令：在堆棧型計算機中，操作數一般存放在下推堆棧頂的兩個單元中,結果又放入棧頂,地址均被隱含，因而大多數指令只有操作碼而沒有地址域。根據指令內容確定操作數地址的過程稱為尋址。完善的尋址方式可為用戶組織和使用數據提供方便。○1直接尋址：指令地址域中表示的是操作數地址。○2間接尋址：指令地址域中表示的是操作數地址的地址即指令地址碼對應的存儲單元所給出的是地址A，操作數據存放在地址A指示的主存單元內。有的計算機的指令可以多次間接尋址,如A指示的主存單元內存放的是另一地址B，而操作數據存放在B指示的主存單元內，稱為多重間接尋址。○3立即尋址：指令地址域中表示的是操作數本身。○4變址尋址：指令地址域中表示的是變址寄存器號i和位移值D。將指定的變址寄存器內容E與位移值D相加,其和E+D為操作數地址。許多計算機具有雙變址功能，即將兩個變址寄存器內容與位移值相加，得操作數地址。變址尋址有利于數組操作和程序共用。同時，位移值長度可短于地址長度，因而指令長度可以縮短。○5相對尋址：指令地址域中表示的是位移值D。程序計數器內容（即本條指令的地址）K與位移值D相加，得操作數地址K+D。當程序在主存儲器浮動時，相對尋址能保持原有程序功能。此外，還有自增尋址、自減尋址、組合尋址等尋址方式。尋址方式可由操作碼確定，也可在地址域中設標志，指明尋址方式。

6）CPU的結構和功能

CPU具有控制程序的順序執行（指令控制）、產生完成每條指令所需的控制命令（操作控制）、對各種操作加以時間上的控制（時間控制）、對數據進行算術運算和邏輯運算（數據加工）以及處理中斷等功能。一條指令的執行過程按時間順序可分為以下幾個步驟：○1CPU發出指令地址。將指令指針寄存器（IP）的內容——指令地址，經地址總線送入存儲器的地址寄存器中。○2從地址寄存器中讀取指令。將讀出的指令暫存于存儲器的數據寄存器中。○3將指令送往指令寄存器。將指令從數據寄存器中取出，經數據總線送入控制器的指令寄存器中。4指令譯碼。指令寄存器中的操作碼部分送指令譯碼器，經譯碼器分析產生相○應的操作控制信號，送往各個執行部件。○5按指令操作碼執行。○6修改程序計數器的值，形成下一條要取指令的地址。若執行的是非轉移指令，即順序執行，則指令指針寄存器的內容加1，形成下一條要取指令的地址。指令指針寄存器也稱為程序計數器。中斷的作用：一方面，有了中斷功能，PC系統就可以使CPU和外設同時工作，使系統可以及時地響應外部事件。而且有了中斷功能，CPU可允許多個外設同時工作。這樣就大大提高了CPU的利用率，也提高了數據輸入、輸出的速度；另一方面，有了中斷功能，就可以使CPU及時處理各種軟硬件故障。計算機在運行過程中，往往會出現事先預料不到的情況或出現一些故障，如電源掉電、存儲出錯，運算溢出等等。計算機可以利用中斷系統自行處理，而不必停機或報告工作人員。

7）控制單元

控制單元是整個CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令譯碼器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三個部件組成，對協調整個電腦有序工作極為重要。它根據用戶預先編好的程序，依次從存儲器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過指令譯碼(分析)確定應該進行什么操作，然后通過控制總線送至相應部件實現功能。常見的控制方式有同步控制、異步控制、聯合控制和人工控制。控制單元的設計有兩種方法：組合邏輯設計和微程序設計。組合邏輯設計首先要確定控制方式，然后決定微操作的節拍安排，再根據微操作列出微操作命令的操作時間表、求出最簡邏輯表達式并畫出微操作的邏輯圖。這種方法思路清晰，但每一個微操作都對應一個邏輯電路，最終的控制單元會十分龐雜。微程序設計是指將一條機器指令編寫成一個微程序，每一個微程序包含若干條微指令，每一條微指令對應一個或幾個微操作命令，然后把這些微程序存到一個控制存儲器中，用尋找用戶程序機器指令的方法來尋找每一個為程序中的微指令。這些微指令以二進制代碼形式表示，每位代表一個控制信號，因此逐條執行每一條微指令，也就相應的完成了一條機器指令的全部操作。微指令的編碼方式有直接編碼、字段直接編碼、字段間接編碼、混合編碼等，微指令格式有水平型微指令和垂直型微指令。

【心得體會】 在做完這次課程論文后，讓我再次加深了對計算機的組成原理的理解，對計算機的構建也有更深層次的體會。計算機的每一次發展，都凝聚著人類的智慧和辛勤勞動，每一次創新都給人類帶來了巨大的進步。計算機從早期的簡單功能，到現在的復雜操作，都是一點一滴發展起來的。這種層次化的讓我體會到了，凡事要從小做起，無數的‘小’便成就了‘大’。在學習過程中也是碰到了很多問題，主要就和老師說的一樣，課后沒有看書，導致一些知識點沒有掌握完全，概念問題有很多細節不懂。這些都要盡量彌補，才能讓這門課的學習達到目的。

【結語】 計算機的發展日新月異。自從踏入21世紀以來可謂發展神速，可以預見將來必將出現新的電腦體系、功能與知識，我們不能局限于現今所學的的知識，要跟上時代的步伐，時時刻刻關注計算機方面的發展，這樣才能為以后的工作學習打下堅實的基礎。

【參考文獻】

【1】唐俊飛.計算機組成原理.北京：剛等教育出版社，2000.【2】白中英,等.計算機組成原理.3版.北京：科學出版社，2002.

第四篇：計算機組成原理課程論文

計算機組成原理小論文

一、計算機系統概論：

主要介紹了計算機的組成概貌以及工作原理，旨在使讀者對計算機總體結構有一個概括的了解，為學習后面內容打下基礎。

計算機系統由硬件和軟件兩大部分組成，它們共同決定了計算機性能的好壞。計算機系統的層次結構經過了多次的發展由最初的一級層次結構發展到了如今的多層次結構。

緊接著，就談到了著名的馮*諾依曼計算機，它的特點：

1、計算機是由運算器、存儲器、控制器、輸入設備和輸出設備五大部件組成。

2、指令和數據以同等地位存放于存儲器內，并可按地址尋址。

3、指令和數據均用二進制數表示。

4、指令由操作碼和地址碼組成，操作碼是用來表示操作的性質，地址碼用來表示操作數在存儲器中的位置。

5、指令在存儲器內按順序存放。

6、機器以運算器為中心，輸入輸出設備與存儲器間的數據傳送通過運算器完成。現在的計算機由三大部分組成：CPU、I/O設備以及主存儲器，以存儲器為系統中心。CPU和主存儲器合起來稱為主機，I/O設備又稱為外部設備。計算機硬件的主要技術指標有機器字長（指CPU一次能處理數據的位數，通常與CPU的寄存器位數有關）、存儲容量（包括貯存容量和輔存容量）、運算速度（與很多因素有關，如機器的主頻、執行什么樣的操作、主存本身速度都有關）。

二、系統總線

總線是連接多個部件的信息傳輸線，是各個部件共享的傳輸介質。當多個部件與總線相連時，如果出現兩個或兩個以上部件同時向總線發送信息，必將導致信號沖突，傳輸失效。因此，在某一時刻，只允許有一個部件向總線發送信息，而多個部件可以同時從總線上接受相同的信息。

總線按傳送方式可分為并行傳輸總線和串行傳輸總線；按使用范圍可分為計算機總線、測控總線、網絡通信總線等；按連接部件可分為片內總線、系統總線和控制總線，本書重點介紹。總線的性能指標：總線寬度、總線帶寬、時鐘同步/異步、總線復用、信號線數、總線控制方式等。總線的結構通常分為單總線結構和多總線結構。總線的控制主要包括判優控制和通信控制，總線判優控制分為集中式判優（鏈式查詢、計數器定時查詢和獨立查詢）和分布式判優（自舉分布式和沖突檢測分布式）。總線通信控制主要解決通信雙方如何獲知傳輸開始和傳輸結束，以及雙方如何協調配合，通常用四種方式：同步通信、異步通信、半同步通信和分離式通信。

三、存儲器

存儲器是計算機系統中的記憶設備，用來存放程序和數據。按存儲介質分類可分為半導體存儲器、磁表面存儲器、磁芯存儲器和光盤存儲器，按存取方式分為隨機存儲器、只讀存儲器、串行訪問存儲器，按在計算機中分類分為主存儲器、輔助存儲器、緩沖存儲器。存儲器有三個性能指標：速度、容量和每位價格。存儲器的擴展通常有位擴展和字擴展，位擴展即增加存儲字長,如將8片16K*1位的存儲芯片連接，可組成一個16K*8位的存儲器。字擴展是指增加存儲字的數量，如2片1K*8位的存儲芯片可組成一個2K*8位的存儲器。在與存儲器外部設備交換信息時，可采用高速原件、使用層次結構、調整主存的結構來提高訪存速度。

四、輸入輸出系統

I/O系統是操作系統的一個重要的組成部分，負責管理系統中所有的外部設備。計算機外部設備。在計算機系統中除CPU和內存儲外所有的設備和裝置稱為計算機外部設備（外圍設備、I/O設備）。I/O設備：用來向計算機輸入和輸出信息的設備，如鍵盤、鼠標、顯示器、打印機等。I/O設備與主機交換信息有三種控制方式：程序查詢方式，程序中斷方式，DMA方式。程序查詢方式是由CPU通過程序不斷的查詢I/O設備是否做好準備，從而控制其與主機交換信息。程序中斷方式不查詢設備是否準備就緒，繼續執行自身程序，只是當I/O設備準備就緒并向CPU發出中斷請求后才給予響應，這大大提高了CPU的工作效率。在DMA方式中，主存與I/O設備之間有一條數據通路，主存與其交換信息時，無需調用中斷服務程序。

五、運算器

計算機中執行各種算術和邏輯運算操作的部件。運算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱算術邏輯部件（ALU）。運算器由：算術邏輯單元（ALU）、累加器、狀態寄存器、通用寄存器組等組成。加減法主要采用補碼定點加減法進行運算，乘法可視為加法和移位，主要方法有原碼一位乘、原碼兩位乘、補碼一位乘、補碼兩位乘等，乘積的符號位由兩個數的符號位異或運算結果決定。除法運算可視為減法和移位，主要方法有恢復余數法、加減交替法，其中原碼除法的符號位單獨處理，補碼除法的符號位參與運算并最終獲得結果。浮點加減法可分為

1、對階，使兩數的小數點位置對其；

2、尾數求和，將對階后的兩尾數按定點加減運算規則求和或差；

3、規格化；

4、舍入，要考慮尾數右移時失去的數值位；

5、溢出判斷。浮點乘除運算，乘積的階碼應為相乘兩數的階碼之和，乘積的尾數應為相乘兩數的尾數之積，商的階碼為被除數的階碼減去減數的階碼，尾數為被除數的尾數除以除數的尾數所得的商。

六、指令系統 一條指令就是機器語言的一個語句，它是一組有意義的二進制代碼，指令的基本格式如：操作碼字段+地址碼字段，其中操作碼指明了指令的操作性質及功能，地址碼則給出了操作數或操作數的地址。指令包括操作碼域和地址域兩部分。根據地址域所涉及的地址數量，常見的指令格式有以下幾種：三地址指令、二地址指令、單地址指令、零地址指令。根據指令內容確定操作數地址的過程稱為尋址。可分為指令尋址和數據尋址兩大類。其中數據尋址可再細分為：

1、立即尋址：立即尋址的特點是操作數本身設在指令字內，即形式地址A不是操作數地址，而是操作數本身，又稱之為立即數。數據采用補碼形式存放；

2、直接尋址：特點是指令字中的形式地址A就是操作數的真實地址EA，即EA=A；

3、隱含尋址：隱含尋址是指指令中不明顯給出操作數的地址，其中操作數的地址隱含在操作碼或某個寄存器中；

4、間接尋址：有效地址是由形式地址間接給出來的，即EA=（A）；

5、寄存器尋址：在寄存器尋址的指令字中，地址碼字段直接指出了寄存器的的編號，即EA=Ri；

6、寄存器間接尋址：Ri中內容不是操作數，而是操作數所在主存單元的地址號，即有效地址EA=（Ri）；

7、基址尋址：基址尋址需設有基址寄存器BR，其操作數的有效地址EA等于指令字中的形式地址與基址寄存器中的內容相加，即EA=A+(BR)；變址尋址：變址尋址與基址尋址極為相似，其有效地址EA等于指令字中的形式地址A與變址寄存器IX的內容相加之和，即EA=A+(IX)。

七、CPU的結構和功能

CPU具有控制程序的順序執行（指令控制）、產生完成每條指令所需的控制命令（操作控制）、對各種操作加以時間上的控制（時間控制）、對數據進行算術運算和邏輯運算（數據加工）以及處理中斷等功能。一條指令的執行過程按時間順序可分為以下幾個步驟：

1、CPU發出指令地址。將指令指針寄存器（IP）的內容——指令地址，經地址總線送入存儲器的地址寄存器中。

2、從地址寄存器中讀取指令。將讀出的指令暫存于存儲器的數據寄存器中。

3、將指令送往指令寄存器。將指令從數據寄存器中取出，經數據總線送入控制器的指令寄存器中。

4、指令譯碼。指令寄存器中的操作碼部分送指令譯碼器，經譯碼器分析產生相應的操作控制信號，送往各個執行部件。

5、按指令操作碼執行。

6、修改程序計數器的值，形成下一條要取指令的地址。若執行的是非轉移指令，即順序執行，則指令指針寄存器的內容加1，形成下一條要取指令的地址。指令指針寄存器也稱為程序計數器。中斷的作用：一方面，有了中斷功能，PC系統就可以使CPU和外設同時工作，使系統可以及時地響應外部事件。而且有了中斷功能，CPU可允許多個外設同時工作。這樣就大大提高了CPU的利用率，也提高了數據輸入、輸出的速度；另一方面，有了中斷功能，就可以使CPU及時處理各種軟硬件故障。計算機在運行過程中，往往會出現事先預料不到的情況或出現一些故障，如電源掉電、存儲出錯，運算溢出等等。計算機可以利用中斷系統自行處理，而不必停機或報告工作人員。

八、控制單元

控制單元是整個CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令譯碼器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三個部件組成，對協調整個電腦有序工作極為重要。它根據用戶預先編好的程序，依次從存儲器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過指令譯碼(分析)確定應該進行什么操作，然后通過控制總線送至相應部件實現功能。常見的控制方式有同步控制、異步控制、聯合控制和人工控制。控制單元的設計有兩種方法：組合邏輯設計和微程序設計。組合邏輯設計首先要確定控制方式，然后決定微操作的節拍安排，再根據微操作列出微操作命令的操作時間表、求出最簡邏輯表達式并畫出微操作的邏輯圖。這種方法思路清晰，但每一個微操作都對應一個邏輯電路，最終的控制單元會十分龐雜。微程序設計是指將一條機器指令編寫成一個微程序，每一個微程序包含若干條微指令，每一條微指令對應一個或幾個微操作命令，然后把這些微程序存到一個控制存儲器中，用尋找用戶程序機器指令的方法來尋找每一個為程序中的微指令。這些微指令以二進制代碼形式表示，每位代表一個控制信號，因此逐條執行每一條微指令，也就相應的完成了一條機器指令的全部操作。微指令的編碼方式有直接編碼、字段直接編碼、字段間接編碼、混合編碼等，微指令格式有水平型微指令和垂直型微指令。

心得體會：在做完這次課程論文后，讓我再次加深了對計算機的組成原理的理解，對計算機的構建也有更深層次的體會。計算機的每一次發展，都凝聚著人類的智慧和辛勤勞動，每一次創新都給人類帶來了巨大的進步。計算機從早期的簡單功能，到現在的復雜操作，都是一點一滴發展起來的。這種層次化的讓我體會到了，凡事要從小做起，無數的‘小’便成就了‘大’。在學習過程中也是碰到了很多問題，主要就和老師說的一樣，課后沒有看書，導致一些知識點沒有掌握完全，概念問題有很多細節不懂。這些都要盡量彌補，才能讓這門課的學習達到目的。

第五篇：計算機組成原理課程論文

題目：計算機組成及其控制單元

內容摘要：

本論文主要論述了馮-諾依曼型計算機的基本組成與其控制單元的構建方法，一臺計算機的核心是cpu，cpu的核心就是他的控制單元，控制單元好比人的大腦，不同的大腦有不同的想法，不同的控制單元也有不同的控制思路。所以，控制單元直接影響著指令系統，它的格式不僅直接影響到機器的硬件結構，而且也直接影響到系統軟件，影響機器的適用范圍。

而馮諾依曼型計算機是計算機構建的經典結構，正是現代計算機的代表。

關鍵字：

馮諾依曼型計算機，計算機的組成，指令系統，微指令

一． 計算機組成原理課程綜述：

本課程采用從外部大框架入手，層層細化的敘述方法，先是介紹計算機的基本組成，發展和展望。后詳述了存儲器，輸入輸出系統，通信總線，cpu的特性結構和功能，包括計算機的基本運算，指令系統和中斷系統，并專門介紹了控制單元的功能和設計思路和實現措施。

二．課程主要內容和基本原理：

A．計算機的組成：

馮諾依曼型計算機主要有五大部件組成：運算器，存儲器，控制器，輸入輸出設備。1.總線：

總線是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導線組成的傳輸線束，按照計算機所傳輸的信息種類，計算機的總線可以劃分為數據總線、地址總線和控制總線，分別用來傳輸數據、數據地址和控制信號。總線是一種內部結構，它是cpu、內存、輸入、輸出設備傳遞信息的公用通道，主機的各個部件通過總線相連接，外部設備通過相應的接口電路再與總線相連接，從而形成了計算機硬件系統。在計算機系統中，各個部件之間傳送信息的公共通路叫總線，微型計算機是以總線結構來連接各個功能部件的。

總線按功能和規范可分為三大類型:(1)片總線(Chip Bus, C-Bus)又稱元件級總線，是把各種不同的芯片連接在一起構成特定功能模塊(如CPU模塊)的信息傳輸通路。

(2)內總線

又稱系統總線或板級總線，是微機系統中各插件(模塊)之間的信息傳輸通路。例如CPU模塊和存儲器模塊或I/O接口模塊之間的傳輸通路。

(3)外總線

又稱通信總線，是微機系統之間或微機系統與其他系統(儀器、儀表、控制裝置等)之間信息傳輸的通路，如EIA RS-232C、IEEE-488等。

其中的系統總線，即通常意義上所說的總線，一般又含有三種不同功能的總線，即數據總線DB、地址總線AB和控制總線CB。2.存儲器：

存儲器是計算機系統中的記憶設備，用來存放程序和數據。計算機中全部信息，包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證正常工作。按用途存儲器可分為主存儲器（內存）和輔助存儲器（外存）,也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光盤等，能長期保存信息。內存指主板上的存儲部件，用來存放當前正在執行的數據和程序，但僅用于暫時存放程序和數據，關閉電源或斷電，數據會丟失。

存儲器的主要功能是存儲程序和各種數據，并能在計算機運行過程中高速、自動地完成程序或數據的存取。

存儲器是具有“記憶”功能的設備，它采用具有兩種穩定狀態的物理器件來存儲信息。這些器件也稱為記憶元件。在計算機中采用只有兩個數碼“0”和“1”的二進制來表示數據。記憶元件的兩種穩定狀態分別表示為“0”和“1”。日常使用的十進制數必須轉換成等值的二進制數才能存入存儲器中。計算機中處理的各種字符，例如英文字母、運算符號等，也要轉換成二進制代碼才能存儲和操作。

按照與CPU的接近程度，存儲器分為內存儲器與外存儲器，簡稱內存與外存。內存儲器又常稱為主存儲器（簡稱主存），屬于主機的組成部分；外存儲器又常稱為輔助存儲器（簡稱輔存），屬于外部設備。CPU不能像訪問內存那樣，直接訪問外存，外存要與CPU或I/O設備進行數據傳輸，必須通過內存進行。在80386以上的高檔微機中，還配置了高速緩沖存儲器（cache），這時內存包括主存與高速緩存兩部分。對于低檔微機，主存即為內存。3.I/O系統：

I/O系統是操作系統的一個重要的組成部分，負責管理系統中所有的外部設備。計算機外部設備。在計算機系統中除CPU和內存儲外所有的設備和裝置稱為計算機外部設備（外圍設備、I/O設備）。I/O設備：用來向計算機輸入和輸出信息的設備，如鍵盤、鼠標、顯示器、打印機等。I/O設備與主機交換信息有三種控制方式：程序查詢方式，程序中斷方式，DMA方式。

程序查詢方式是由cpu通過程序不斷的查詢I/O設備是否做好準備，從而控制其與主機交換信息。

程序中斷方式不查詢設備是否準備就緒，繼續執行自身程序，只是當I/o設備準備就緒并向cpu發出中斷請求后才給予響應，這大大提高了cpu的工作效率。

在DMA方式中，主存與I/O設備之間有一條數據通路，主存與其交換信息時，無需調用中斷服務程序。4.運算器：

計算機中執行各種算術和邏輯運算操作的部件。運算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱算術邏輯部件（ALU）。

運算器由：算術邏輯單元（ALU）、累加器、狀態寄存器、通用寄存器組等組成。算術邏輯運算單元（ALU）的基本功能為加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求補等操作。計算機運行時，運算器的操作和操作種類由控制器決定。運算器處理的數據來自存儲器；處理后的結果數據通常送回存儲器，或暫時寄存在運算器中。與運算器共同組成了CPU的核心部分。

實現運算器的操作，特別是四則運算，必須選擇合理的運算方法。它直接影響運算器的性能，也關系到運算器的結構和成本。另外，在進行數值計算時，結果的有效數位可能較長，必須截取一定的有效數位，由此而產生最低有效數位的舍入問題。選用的舍入規則也影響到計算結果的精確度。在選擇計算機的數的表示方式時，應當全面考慮以下幾個因素：要表示的數的類型（小數、整數、實數和復數）：決定表示方式，可能遇到的數值范圍：確定存儲、處理能力。數值精確度：處理能力相關；數據存儲和處理所需要的硬件代價：造價高低。運算器包括寄存器、執行部件和控制電路3個部分。在典型的運算器中有3個寄存器：接收并保存一個操作數的接收寄存器；保存另一個操作數和運算結果的累加寄存器；在 運算器 進行乘、除運算時保存乘數或商數的乘商寄存器。執行部件包括一個加法器和各種類型的輸入輸出門電路。控制電路按照一定的時間順序發出不同的控制信號，使數據經過相應的門電路進入寄存器或加法器，完成規定的操作。為了減少對存儲器的訪問，很多計算機的運算器設有較多的寄存器，存放中間計算結果，以便在后面的運算中直接用作操作數。

B．控制單元：

控制單元負責程序的流程管理。正如工廠的物流分配部門，控制單元是整個CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR、指令譯碼器ID和操作控制器0C三個部件組成，對協調整個電腦有序工作極為重要。它根據用戶預先編好的程序，依次從存儲器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過指令譯碼(分析)確定應該進行什么操作，然后通過操作控制器OC，按確定的時序，向相應的部件發出微操作控制信號。操作控制器OC中主要包括節拍脈沖發生器、控制矩陣、時鐘脈沖發生器、復位電路和啟停電路等控制邏輯。

1.指令系統

指令系統是計算機硬件的語言系統，也叫機器語言，它是軟件和硬件的主要界面，從系統結構的角度看，它是系統程序員看到的計算機的主要屬性。因此指令系統表征了計算機的基本功能決定了機器所要求的能力，也決定了指令的格式和機器的結構。對不同的計算機在設計指令系統時，應對指令格式、類型及操作功能給予應有的重視。

計算機所能執行的全部指令的集合，它描述了計算機內全部的控制信息和“邏輯判斷”能力。不同計算機的指令系統包含的指令種類和數目也不同。一般均包含算術運算型、邏輯運算型、數據傳送型、判定和控制型、輸入和輸出型等指令。指令系統是表征一臺計算機性能的重要因素，它的格式與功能不僅直接影響到機器的硬件結構，而且也直接影響到系統軟件，影響到機器的適用范圍。

根據指令內容確定操作數地址的過程稱為尋址。一般的尋址方式有立即尋址，直接尋址，間接尋址，寄存器尋址，相對尋址等。

一條指令實際上包括兩種信息即操作碼和地址碼。操作碼用來表示該指令所要完成的操作（如加、減、乘、除、數據傳送等），其長度取決于指令系統中的指令條數。地址碼用來描述該指令的操作對象，它或者直接給出操作數，或者指出操作數的存儲器地址或寄存器地址（即寄存器名）。2.微指令

在微程序控制的計算機中，將由同時發出的控制信號所執行的一組微操作稱為微指令。所以微指令就是把同時發出的控制信號的有關信息匯集起來形成的。將一條指令分成若干條微指令，按次序執行就可以實現指令的功能。若干條微指令可以構成一個微程序，而一個微程序就對應了一條機器指令。因此，一條機器指令的功能是若干條微指令組成的序列來實現的。簡言之，一條機器指令所完成的操作分成若干條微指令來完成，由微指令進行解釋和執行。微指令的編譯方法是決定微指令格式的主要因素。微指令格式大體分成兩類:水平型微指令和垂直型微指令。

從指令與微指令，程序與微程序，地址與微地址的一一對應關系上看，前者與內存儲器有關，而后者與控制存儲器（它是微程序控制器的一部分。微程序控制器主要由控制存儲器、微指令寄存器和地址轉移邏輯三部分組成。其中，微指令寄存器又分為微地址寄存器和微命令寄存器兩部分）有關。同時從一般指令的微程序執行流程圖可以看出。每個CPU周期基本上就對應于一條微指令。

三．心得體會；

在做完這次課程論文后，讓我再次加深了對計算機的組成原理的理解，對計算機的構建也有更深層次的體會。計算機的每一次發展，都凝聚著人類的智慧和辛勤勞動，每一次創新都給人類帶來了巨大的進步。計算機從早期的簡單功能，到現在的復雜操作，都是一點一滴發展起來的。這種層次化的讓我體會到了，凡事要從小做起，無數的‘小’便成就了‘大’。

現在計算機仍以驚人的速度發展，期待未來的計算機帶給人們更大的驚喜和進步。

四．結語：

自從1945年世界上第一臺電子計算機誕生以來，計算機技術迅猛發展，CPU的速度越來越快，體積越來越小，價格越來越低。計算機界據此總結出了“摩爾法則”，該法則認為每18個月左右計算機性能就會提高一倍。

越來越多的專家認識到，在傳統計算機的基礎上大幅度提高計算機的性能必將遇到難以逾越的障礙，從基本原理上尋找計算機發展的突破口才是正確的道路。很多專家探討利用生物芯片、神經網絡芯片等來實現計算機發展的突破，但也有很多專家把目光投向了最基本的物理原理上，因為過去幾百年，物理學原理的應用導致了一系列應用技術的革命，他們認為未來光子、量子和分子計算機為代表的新技術將推動新一輪超級計算技術革命。

五．參考文獻：

計算機組成原理 唐朔飛

計算機組成原理 白中英