第一篇：計算機組成原理課程說明

上海開放大學《云計算入門》課程教學大綱

上海開放大學專科通識教育選修課

《云計算入門》課程教學大綱

(2013年2月 審定)

第一部分 課程的性質、目的與任務

一、課程的性質、目的與任務

本課程是上海開放大學開放專科通識教育選修課，課程2學分，32學時。

課程主要介紹云計算的概念與基本理念，發展歷史、現狀及未來趨勢，國內外主要企業的云計算發展戰略，云計算架構，云計算的標準化與開源軟件，面向個人應用以及面向企業應用的云計算服務。云計算技術以及基于云計算的服務是當前全球信息技術發展的重要方向。

通過本課程的學習，使學生建立對云計算技術及理念的基本認識，了解并理解新時期信息科技發展帶來的機遇以及面臨的挑戰。

二、先修后續課程： 先修課程：無； 后續課程：無。

第二部分 教學內容與要求

第一章 云計算概述（2學時）

一、教學要求

1． 理解云計算的基本概念

2． 了解云計算的特征要素和基本理念 3． 了解云計算的應用

二、教學要點

1． 狹義云計算與廣義云計算的概念 2． “云”和“端”的概念 3． 云計算的主要服務形式 4． 云計算的基本理念

第二章 云計算的發展趨勢（2學時）

一、教學要求

1． 了解市場對云計算的預期

2． 了解國外主要國家和組織對云計算的支持與推進 3． 了解中國政府的云計算政策 4． 理解云計算發展的原因

上海開放大學《云計算入門》課程教學大綱

二、教學要點

1． 云計算市場未來前景看好

2． 美國、歐盟、日本等主要國家和組織對云計算的支持 3． 中國現階段云計算創新發展的總體思路

4． 云計算成為技術潮流的內因是“需求+技術+模式”的合理組合

第三章 云計算的發展歷史與現狀（2學時）

一、教學要求

1． 了解計算技術的發展歷程 2． 了解云計算的起源 3． 了解云計算發展的主要障礙

二、教學要點

1． 計算技術發展各階段的核心思想和基本特征 2． 云計算的發展歷史

第四章 國內外主要企業的云計算發展戰略（2學時）

一、教學要求

1． 了解國外主流廠商的云計算發展策略 2． 了解國外的產學合作

3． 了解國內企業的云計算發展策略

二、教學要點

1． 國外主流廠商的云計算服務平臺與產品 2． 中國主流企業的云計算服務平臺與產品

第五章 云計算的架構（6學時）

一、教學要求

1． 理解SOA與云計算 2． 理解虛擬化與云計算 3． 了解云計算的概念架構 4． 了解云計算的技術架構

二、教學要點

1． SOA架構 2． 虛擬化技術

3． 谷歌的云計算技術架構

上海開放大學《云計算入門》課程教學大綱

第六章 云計算的標準化與開源軟件（2學時）

一、教學要求

1． 了解云計算研究標準的現狀

2． 了解國外主要云計算標準研究組織及其研究方向 3． 了解中國云計算標準研究組織及其最新進展

4． 理解開源軟件的基本概念及其在云計算發展歷程中扮演的角色

二、教學要點

1． 主要標準研究組織分類 2． 開源軟件的概念 3． 知名云計算相關開源軟件

第七章 面向個人應用的云計算服務（8學時）

一、教學要求

1． 理解搜索引擎的基本概念 2． 了解主流即時通訊工具 3． 理解社交網絡服務 4． 了解微博服務 5． 了解其他云計算服務

二、教學要點

1． 搜索引擎的概念、功能以及分類 2． 發展社交網絡的理論依據 3． 微博的特點及定位

第八章 面向企業應用的云計算服務（8學時）

一、教學要求

1． 了解云計算在IaaS中的應用 2． 了解SaaS面向企業應用的實例 3． 了解微博在企業方面的應用 4． 了解搜索引擎在企業中的應用

二、教學要點

1． 混合云模式

2． 按需彈性提供服務資源是云計算在系統結構方面的主要特點 3． 保證云計算服務可用性、可靠性及實施隱私保護的主要措施

第二篇：計算機組成原理課程說明-上海開放大學

上海開放大學《軟件測試》課程教學大綱

上海開放大學本科（專科起點）軟件工程（信息服務）專業

《軟件測試》課程教學大綱

(2014年2月審定)

第一部分 課程的性質、目的與任務

一、課程的性質、目的與任務

本課程是專業必修課，課程4學分，課程學時數64（含實驗學時20）。

課程主要介紹與軟件測試相關的概念、方法與工具。內容涉及測試基本概念、測試過程模型與策略、基本測試技術（黑盒測試與白盒測試技術）、分階段的測試方法（單元測試、集成測試、系統測試、驗收測試）、面向對象測試方法、專用應用系統的測試、測試工具的使用等。

通過本課程的學習，使學生了解軟件測試的現狀與挑戰，理解軟件測試的基本概念與測試流程，同時基本掌握測試用例設計、測試工具的使用等技術。

二、先修后續課程

先修課程：軟件工程、Java程序設計 后續課程：無

第二部分 教學內容與要求

第一章 軟件測試基礎知識（4學時）

一、教學要求

1.掌握軟件測試的含義 2.掌握終止軟件測試的因素

3.掌握軟件測試的分類（按照不同維度如何劃分軟件測試的類型）4.理解軟件質量的含義以及軟件質量保證與軟件測試的區別 5.理解軟件測試學科的發展歷史以及現階段存在的問題 6.理解軟件測試的原則

7.了解軟件測試的必要性和目的

二、教學要點

1． 軟件測試的基本概念 2． 軟件測試的原則 3． 軟件測試的分類

三、教學重點和難點

1.軟件測試的含義及分類 第二章 軟件測試過程模型與標準（2學時）

一、教學要求

1.掌握V、W、H、X軟件測試過程模型的特征，以及各自的優缺點 2.理解軟件測試標準（以ISO/IEC 29119為主）的內容以及實施方式 3.理解軟件測試規范 4.理解TMap測試體系

上海開放大學《軟件測試》課程教學大綱

5.了解軟件測試過程改進模型（TMM、TPI、CTP、STEP）的實際用途，以及各種測試改進模型的內容。

二、教學要點

1． V、W、H、X軟件測試模型 2． 軟件測試標準與規范

三、教學重點和難點

1.V、W、H、X模型的特征與優缺點 第三章 靜態測試技術（2學時）

一、教學要求

1.掌握代碼走查的含義與過程

2.理解靜態測試的原則，靜態測試的方法分類 3.理解代碼檢查與技術評審的含義與基本內容

4.了解靜態測試的含義，靜態測試技術與動態測試技術的區別

二、教學要點

1． 靜態測試技術的基本概念 2． 代碼走查的含義與過程 3． 正式技術評審的概念

三、教學重點和難點

1.代碼走查的含義與過程

第四章 黑盒測試方法（8學時）

一、教學要求

1.掌握黑盒測試的基本概念

2.掌握等價類劃分法、邊界值分析法、因果圖法、基于判定表等黑盒測試方法 3.理解錯誤推測法、基于場景的測試、正交實驗法等黑盒測試方法 4.了解黑盒測試方法的選擇策略

二、教學要點

1． 黑盒測試基本概念 2． 等價類劃分法 3． 邊界值分析法 4． 因果圖法 5． 判定表法

三、教學重點和難點

重點：

1.等價類劃分法、邊界值分析法、以及這兩種方法的結合 2.因果圖法、判定表法 難點：

1.使用各種測試方法設計黑盒測試用例 第五章 白盒測試方法（8學時）

一、教學要求

1.掌握白盒測試的基本概念

2.掌握邏輯覆蓋、基本路徑覆蓋白盒測試方法

3.理解其他白盒測試方法（循環測試、數據流測試、變異測試、域測試、Z路徑覆蓋）

上海開放大學《軟件測試》課程教學大綱 的內容及其對邏輯覆蓋測試的補充 4.了解白盒測試方法的選擇策略

二、教學要點

1． 白盒測試基本概念 2． 邏輯覆蓋測試 3． 基本路徑測試

4． 開源白盒測試工具的使用方法

三、教學重點和難點

重點：

1.邏輯覆蓋測試的各種覆蓋準則的含義及測試用例設計方法

2.基本路徑的概念、程序環路復雜度的計算方法以及基本路徑測試用例設計方法 難點：

1.使用各種測試方法設計白盒測試用例 2.使用工具執行測試用例 第六章 單元測試（4學時）

一、教學要求

1.掌握單元測試的基本概念

2.掌握使用使用xUnit測試框架進行單元測試的基本過程 3.掌握JUnit、JMock工具的基本使用方法

二、教學要點

1． 單元測試基本概念、目標與任務

2． 驅動程序與樁程序的概念以及構造方法 3． xUnit測試框架 4． Junit及其使用方法

三、教學重點和難點

1.使用Junit與Jmock搭建單元測試環境 2.編寫、執行單元測試用例

第七章 集成測試（4學時）

一、教學要求

1.掌握集成測試的基本概念 2.掌握集成測試的方法與策略 3.理解回歸測試的目的與過程 4.了解持續集成的基本概念

二、教學要點

1． 集成測試的概念、測試環境與基本過程 2． 集成測試的策略及各自的優缺點

三、教學重點和難點

1.集成測試的不同策略（大爆炸、自頂向下、自底向上、三明治集成）第八章 系統測試（2學時）

一、教學要求

1.掌握系統測試的基本概念

2.掌握功能測試、性能測試、容量測試、負載測試的概念

上海開放大學《軟件測試》課程教學大綱

3.掌握性能測試的基本方法

4.理解系統測試的測試環境以及測試對象

二、教學要點

1． 系統測試的基本概念、測試環境與基本過程 2． 功能測試

3． 性能測試、壓力測試、容量測試以及負載測試 4． 系統測試工具

三、教學重點和難點

1.負載測試的策略

2.性能測試、壓力測試與容量測試的目標、相同點與不同點

3.性能測試工具（JMeter）的測試用例設計、執行腳本錄制與執行測試用例 第九章 驗收測試方法（2學時）

一、教學要求

1.掌握驗收測試的基本概念與類型 2.掌握α測試與β測試的基本概念

3.了解驗收測試的必要性，驗收測試的標準

二、教學要點

1． 驗收測試的基本概念與類型 2． α測試與β測試

三、教學重點和難點

1.α測試與β測試的基本概念、相同點與不同點

第十章 面向對象測試（4學時）

一、教學要求

1.掌握面向對象測試的基本概念

2.掌握面向對象的測試模型以及面向對象測試的分類 3.掌握面向對象的單元測試、集成測試、系統測試方法 4.理解面向對象測試的模型與過程

5.了解基于缺陷、基于類層次劃分、基于類行為模型的面向對象測試方法的概念

二、教學要點

1． 面向對象的單元測試方法 2． 面向對象的集成測試方法 3． 面向對象的系統測試方法

三、教學重點和難點

1.面向對象測試中一般類的不同類型（非模態類、單模態類、準模態類、模態類的概念）

2.針對一般類的單元測試方法

3.針對特殊類（抽象類、泛型類）的單元測試方法與原則 第十一章 專用應用系統測試（2學時）

一、教學要求

1.掌握數據庫測試的測試目標與測試過程 2.掌握Web應用系統測試的實施過程

3.理解GUI測試的基本概念、測試原則與測試內容

上海開放大學《軟件測試》課程教學大綱

二、教學要點

1． 數據庫測試

2． Web應用系統測試 3． GUI測試

三、教學重點和難點

1.Web應用系統的功能性與性能測試 2.數據庫的功能性與性能測試 3.數據庫測試的典型場景

第十二章 軟件測試管理（2學時）

一、教學要求

1.掌握測試缺陷管理的基本概念，缺陷程度的劃分，軟件缺陷的度量方式

2.理解測試配置管理的基本概念、目標、角色與實施步驟，常用的配置管理工具及其能力

3.了解測試計劃的制定、測試工作量的估算方法，測試團隊的組織模式與原則，測試過程監控的實施方式，測試文檔的類型及各自應包含的內容

二、教學要點

1． 缺陷管理 2． 測試配置管理

三、教學重點和難點

1.缺陷管理的基本概念 2.測試配置管理的基本概念

第三部分 課程實踐

本課程實踐教學環節由四個課程實驗組成，共計20學時，具體包括： 實驗

一、白盒測試與黑盒測試用例設計（8學時）

要求：給定待測軟件的需求描述和程序流程，利用等價類劃分、邊界值分析、因果圖、判定表等方法設計黑盒測試用例，利用語句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋、判定條件覆蓋、條件組合覆蓋等方法設計白盒測試用例，并撰寫測試用例設計文檔。

實驗

二、Java程序單元測試（4學時）

要求：掌握利用Junit和Jmock進行Java程序單元測試的基本過程和基本方法。

實驗

三、Web應用系統功能測試（4學時）

要求：使用開源Web功能測試工具MaxQ對給定Web應用系統進行功能測試。

實驗

四、Web應用系統性能測試（4學時）

要求：使用開源Web性能測試工具JMeter和錄制腳本工具Badboy對給定Web應用系統進行性能測試。

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

合肥學院

課 程 論 文

題

目 系

部 專

業 班

級 學生姓名 指導教師

計算機組成原理課程綜述

計算機科學與技術 計算機科學與技術 11級計本（2）班

張向東

2013 年 5 月 27 日

計算機組成原理課程論文

內容摘要：

論文主要論述馮-諾依曼型計算機的基本組成結構器件與其控制單元的構建方法，一臺計算機的核心是中央處理器，中央處理器的核心就是他的控制單元，控制單元相對于計算機而言類似于人的大腦，人體的各種行為取決于大腦的指令控制，計算機的各種操作方式取決于控制單元的指令，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。

關鍵詞：馮諾依曼型計算機的組成，中央處理器，控制單元，指令系統，微指令

一、計算機組成原理課程綜述：

本課程的教學采用從整體入手，層層深入細化的方法詳細的闡述了計算機的組成以及各部件的工作原理和工作方式，先是介紹計算機的基本組成，發展和展望。后面分階段詳述了存儲器，輸入輸出系統，通信總線，中央處理器的特性結構和功能，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：

（一）計算機系統的硬件結構：

計算機的系統包括系統總線、存儲器和輸入輸出系統 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。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。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。

（二）中央處理器

1.計算機的運算方法：

計算機的內部形式為0和1組成的各種編碼參與各類數據的運算，這里詳細的解讀了計算機在自動解題過程中數據的加工處理流程。在計算機中參與運算的數分為有符號數和無符號數兩種，相關的有數的定點表示和浮點表示以及定點浮點的相關運算。2.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）。3.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。

（三）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.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。

三、心得體會：

學習了這門課程后，我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，使我以前對于計算機的好奇心得到了充分的滿足，對于計算機的迷茫也得到了解決，并且使我對計算機的興趣更加濃厚了，我有信心和興趣對計算機進行更深入的探索。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，計算機的發展一直都代表著人類最高科技的進程。所以我們要時刻保持著自己的求知欲，只有永不倦怠的學習才會不被社會淘汰，才會在計算機領域內有所作為。當然我也十分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。微型計算機走進千家萬戶也成為了現實，然而這并不是終點，還有著更多的難題等待著我們去突破去研究，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。近年來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 高等教育出版社

《計算機體系結構》 張晨曦 高等教育出版社

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

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