第一篇：計算機組成原理總結(jié)

計算機組成原理綜述

內(nèi)容摘要

計算機從產(chǎn)生到今天不過短短的60多年的時間。但它已經(jīng)深入到人類生活的每一個角落，現(xiàn)在人類的生活如果離開了計算機是難以想象的。個人計算機（PC）已經(jīng)是我們?nèi)粘＾k公和娛樂的工具。計算機科學(xué)與技術(shù)也成為了很熱門的專業(yè)，對于一個計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來說，計算機組成原理的學(xué)習(xí)是至關(guān)重要的，作為計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)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(xué)習(xí)可以讓我們建立計算機系統(tǒng)的整機概念，理解軟硬件的關(guān)系和邏輯的等價性；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(guān)系；加強硬件分析和設(shè)計的基本技能和方法，提高硬件方面專業(yè)素質(zhì)和發(fā)展?jié)摿?；培養(yǎng)和提高計算思維能力。本文從計算機組成原理課程的各個方面對計算機組成原理的內(nèi)容做了詳細的解釋。

一、計算機組成原理課程綜述

計算機組成原理是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，它主要告訴我們計算機單系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，計算機各組成部件內(nèi)部的運行機制以及相關(guān)的基本理論，硬件分析和設(shè)計的基本技能和方法。

二、計算機組成原理的主要內(nèi)容

根據(jù)馮·諾依曼機的特點我們知道：

1.計算機有運算器、存儲器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成。

2.指令和數(shù)據(jù)以同等地位存放于存儲器內(nèi)，并可按地址尋訪。

3.指令和數(shù)據(jù)均用二進制數(shù)表示。

4.指令由操作碼和地址碼組成，操作碼用來表示操作的性質(zhì)，地址碼用來表示操作數(shù)在存儲器中的位置。

5.指令在存儲器內(nèi)按順序存放。通常，指令是順序執(zhí)行的，在特定條件下，可根據(jù)運算結(jié)果或根據(jù)設(shè)定的條件改變執(zhí)行順序。

6.機器以運算器為中心，輸入輸出設(shè)備與存儲器間的數(shù)據(jù)傳送通過運算器完成。

典型的馮·諾依曼機是以運算器為中心的，現(xiàn)代的計算機已轉(zhuǎn)化為以存儲器為中心：

1.運算器用來完成算術(shù)運算和邏輯運算，并將運算的中間結(jié)果暫存在運算器內(nèi)。

2.存儲器用來存放數(shù)據(jù)和程序。

3.控制器用來控制、指揮程序和數(shù)據(jù)的輸入、運行以及處理運算結(jié)果。

4.輸入設(shè)備用來將人們熟悉的信息形式轉(zhuǎn)換為機器能識別的信息形

式。

5.輸出設(shè)備可將機器運算結(jié)果轉(zhuǎn)換為人們熟悉的信息形式。

從上面我們大概的了解了計算機的基本的組成和原理。下面來具體介紹下五大部件，不過在介紹五大部件前我們先介紹一下總線，它是連接五大部件的傳輸線。

⑴總線

概念：總線是將計算機各個部件連接在一起的一組公共信息傳輸線。分類：①片內(nèi)總線：指芯片內(nèi)部總線。

②系統(tǒng)總線：數(shù)據(jù)總線（雙向）

地址總線（單向）控制總線（單向傳輸）

③通信總線：串行通信(遠距離傳輸)

并行通信（近距離傳輸）

⑵隨機存儲器

存儲單元的內(nèi)容可按需隨意取出或存入，且存取的速度與存儲單元的位置無關(guān)的存儲器。

1．靜態(tài)存儲單元（SRAM）

存儲原理：由觸發(fā)器存儲數(shù)據(jù)

單元結(jié)構(gòu)：六管NMOS或OS構(gòu)成優(yōu)點：速度快、使用簡單、不需刷新、靜態(tài)功耗極低；常用作Cache缺點：元件數(shù)多、集成度低、運行功耗大

2．動態(tài)存儲單元（DRAM）

存貯原理：利用MOS管柵極電容可以存儲電荷的原理，需刷新（早期：三管基本單元；現(xiàn)在：單管基本單元）

刷新(再生)：為及時補充漏掉的電荷以避免存儲的信息丟失，必須定時給柵極電容補充電荷的操作

刷新時間：定期進行刷新操作的時間。該時間必須小于柵極電容自然保持信息的時間（小于2ms）。

優(yōu)點： 集成度遠高于SRAM、功耗低，價格也低

缺點：因需刷新而使外圍電路復(fù)雜；刷新也使存取速度較SRAM慢，所以在計算機中，DRAM常用于作主存儲器。

3.存儲容量的擴展

A.位擴展：增加存儲字長。B.字擴展：增加存儲器的數(shù)量。

⑷輸入輸出系統(tǒng)

1.I/O系統(tǒng)功能：為數(shù)據(jù)傳輸操作選擇I/O設(shè)備，連接I/O設(shè)備與主機，完成數(shù)據(jù)交換

2.I/O系統(tǒng)組成軟件：可由系統(tǒng)軟件（OS）或應(yīng)用軟件承擔(dān)；輸入輸出過程控制：發(fā)送讀寫指令，檢查設(shè)備狀態(tài)等；用戶界面。

硬件：I/O接口，主機與外設(shè)之間通信：速度匹配、同步、指令、狀態(tài)、差錯控制；數(shù)據(jù)緩存。

3.I/O與主機信息傳送的控制方式

應(yīng)。

DMA方式：主存與I/O設(shè)備之間有一條數(shù)據(jù)通路，主存與I/O設(shè)備交換信息時，無須調(diào)用中斷服務(wù)程序。若出現(xiàn)DMA和CPU同時訪問主存，CPU總是將總線占有權(quán)讓給DMA，通常把DMA的這種占有稱為竊取或挪用。

⑸指令系統(tǒng)

指一臺計算機中所有機器指令的集合，是表征計算機性能的重要因素。

1.尋址方式

A.立即尋址：操作數(shù)本身設(shè)在指令字內(nèi)。

B.直接尋址：指令字中的形式地址就是操作數(shù)的真實地址。

C.隱含尋址：指令字中不明顯地給出操作數(shù)的地址，其操作數(shù)的地

址隱含在操作碼或某個寄存器中。

D.間接尋址：指令字中的形式地址不直接指出操作數(shù)的地址，而是

指出操作數(shù)有效地址所在的存儲單元地址。

E.寄存器尋址：地址碼字段直接指出寄存器編號，操作數(shù)在寄存器

內(nèi)。

F.寄存器間接尋址：寄存器中存放操作數(shù)所在主存單元地址。

G.基址尋址：操作數(shù)有效地址等于指令字中的形式地址和基址寄存

器中的內(nèi)容相加。

H.變址尋址：操作數(shù)有效地址等于指令字中的形式地址與變址寄存

器的內(nèi)容相加。

I.相對尋址：有效地址是將程序計數(shù)器的內(nèi)容與指令字中的形式地

址相加而成。

⑹CPU

1.CPU基本功能

指令控制：程序的順序控制，稱為指令控制；控制器： PC、IR、ID

操作控制：管理并產(chǎn)生每條指令的操作控制信號，并把操作控制信號送往相應(yīng)的部件，從而控制這些部件按指令的要求進行動作。程序查詢方式：由CPU通過程序不斷查詢I/O設(shè)備是否已做好準備，從程序中斷方式：CPU在啟動I/O設(shè)備后，不查詢設(shè)備是否已準備就緒，而控制I/O設(shè)備與主機交換信息。繼續(xù)執(zhí)行自身程序，只是當I/O設(shè)備準備就緒并向CPU發(fā)出中斷請求后才予以響

時間控制：對各種操作實施時間上的定時，稱為時間控制。

數(shù)據(jù)加工：對數(shù)據(jù)進行算術(shù)運算和邏輯運算處理。

2．控制器的主要職能

（1）取指令

（2）分析指令

（3）執(zhí)行指令

（4）控制程序和數(shù)據(jù)的輸入與結(jié)果的輸出

（5）對異常情況和某些請求的處理

3．指令周期

指取出并執(zhí)行一條指令的時間。由若干個CPU周期組成。

CPU周期： 通常用內(nèi)存中讀取一個指令字的最短時間來規(guī)定CPU周期。一個CPU周期包含若干個時鐘周期。

時鐘周期：是CPU處理操作的最基本單位。

4．微命令 指控制部件通過控制線向執(zhí)行部件發(fā)出的各種控制命令，是構(gòu)成控制信號序列的最小單位。

微操作 執(zhí)行部件接受微命令后所進行的操作，是計算機硬件結(jié)構(gòu)中

最基本的操作。

微周期：從控存中讀取一條微指令并執(zhí)行相應(yīng)的一步操作所需的時間。微指令：由每個微周期的操作所需的控制命令構(gòu)成一條微指令。微指令包含了若干微命令信息。

微程序;即一系列微指令的有序集合，可以控制實現(xiàn)一條機器指令。

5．控制方式

同步控制方式： 以部件中最長的操作時間作為統(tǒng)一的時間間隔標準，系統(tǒng)中各部件的微操作都由這個統(tǒng)一的時間間隔來同步。

異步控制方式： 系統(tǒng)中沒有統(tǒng)一的時間標準，各部件按本身的操作有各自自己的時鐘信號，各個微操作的進行是采用應(yīng)答方式進行的。

聯(lián)合控制方式： 部件內(nèi)部采用同步控制方式，各部件之間采用異步方式。

心得體會

計算機組成原理是計算機專業(yè)本科生必修的硬件課程中重要核心課程之

一?；疽笫鞘刮覀冋莆沼嬎銠C常用的邏輯器件、部件的原理、參數(shù)及使用方法，學(xué)懂簡單、完備的單臺計算機的基本組成原理，學(xué)習(xí)計算機設(shè)計中的入門性知識，掌握維護、使用計算機的技能。

課程主要內(nèi)容：常用的組合邏輯器件，如譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、編碼器、alu原理；常用的同步時序電路，如寄存器、移位寄存器、計數(shù)器的原理、參數(shù)及使

用方法；可編程邏輯陣列：rom，pla，pal及門陣列的原理與使用。數(shù)字化編碼，數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)表示，檢錯糾錯碼；數(shù)據(jù)的算術(shù)與邏輯運算，運算器的功能、組成與設(shè)計；教學(xué)機的運算器實例。計算機指令系統(tǒng)綜述，指令格式與尋址方式；教學(xué)計算機的指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計；控制器的功能、組成與設(shè)計，教學(xué)機的控制器實例。多級結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)綜述，主存儲器的組成與設(shè)計，教學(xué)機的內(nèi)存儲器實例，cache存儲器的運行原理，虛擬存儲器的概念與實現(xiàn)，磁盤設(shè)備的組成與運行原理，磁盤陣列技術(shù)；光盤機的組成與運行原理，磁帶機的組成與運行原理。計算機輸入/輸出設(shè)備與輸入/輸出系統(tǒng)綜述，顯示器設(shè)備，針式打印機設(shè)備，激光印字機設(shè)備；計算機總線的功能與組成，輸入/輸出系統(tǒng)的功能與組成；教學(xué)機的總線與輸入/輸出系統(tǒng)實例。幾種常用的輸入/輸出方式，中斷與dma的請求、響應(yīng)和處理。

計算機組成原理是計算機專業(yè)的基礎(chǔ)課。這門課對于使我們了解現(xiàn)代計算機的各個組成部分及其工作原理具有重要作用，對于我們后續(xù)課程的學(xué)習(xí)無疑也具有積極的意義。

結(jié)語

對于計算機組成原理的知識整理，我深刻了解到計算機組成原理在計算機學(xué)習(xí)中的重要性，加深了對計算機組成原理的認識和了解。了解到了計算機組成原理在嵌入式方向中的基礎(chǔ)地位。另一方面，通過知識整理讓我彌補了上課時很多沒聽懂的地方，收到的極大的收獲。我相信這次的學(xué)習(xí)會對我以后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生非常大的影響力。

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

第二篇：計算機組成原理總結(jié)

合肥學(xué)院

課 程 論 文

題

目 系

部 專

業(yè) 班

級 學(xué)生姓名 學(xué)

號

計算機組成原理論文 計算機科學(xué)與技術(shù) 計算機科學(xué)與技術(shù) 10計本（2）班

2012 年 5 月 16 日

計算機組成原理課程綜述

內(nèi)容概要: 《計算機組成原理》是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門核心的專業(yè)必修課程。從課程的地位來說，它是先導(dǎo)課與后續(xù)課之間的重要銜接課程。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，必須保證課程教學(xué)內(nèi)容及實現(xiàn)手段的先進性，才能確保課程教學(xué)效果的優(yōu)秀。因此，在課程教學(xué)大綱的制定上，主要依據(jù)就是：既要保證學(xué)生理解和掌握課程的基本理論和基本概念，又必須保證教學(xué)內(nèi)容的先進性，同時還要注重學(xué)生實際動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ)。進一步加深了學(xué)生對計算機組成結(jié)構(gòu)和工作機理的認識，提高了學(xué)生的實際動手能力與創(chuàng)新設(shè)計能力。

一：計算機組成原理課程綜述

計算機組成原理是硬件系列課程中的核心課程，是計算機專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它對其它課程有承上啟下的作用，它的先修課程為“匯編語言”、“數(shù)字邏輯”，它又與“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“操作系統(tǒng)”、“計算機接口技術(shù)”等課程密切相關(guān)。它的主要教學(xué)任務(wù)是要求學(xué)生能系統(tǒng)地理解計算機硬件系統(tǒng)的邏輯組成和工作原理，培養(yǎng)學(xué)生對計算機硬件結(jié)構(gòu)的分析、應(yīng)用、設(shè)計及開發(fā)能力。它既有自身的完整理論體系，又有很強的實踐性。該課程具有知識面、內(nèi)容多、抽象枯燥、難理解、更新快等特點。

這本書擺脫了傳統(tǒng)，死板的編寫方法，采用從整體框架入手，自頂向下，由表及里，層層細化的敘述方法，通過對計算機系統(tǒng)概述，總線系統(tǒng)等的深入剖析和詳細講解，使我們能形象的理解計算機的基本組成和工作原理。而且為了適應(yīng)計算機科學(xué)發(fā)展的需要，除了敘述基本原理外，書中還增加了新的內(nèi)容，書中舉例力求與當代計算機技術(shù)相結(jié)合。

二：課程主要內(nèi)容和基本原理

本課程只要的知識點有常用的組合邏輯器件，如譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、編碼器、alu原理；常用的同步時序電路，如寄存器、移位寄存器、計數(shù)器的原理、參數(shù)及使用方法；可編程邏輯陣列：rom，pla，pal及門陣列的原理與使用。數(shù)字化編碼，數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)表示，檢錯糾錯碼；數(shù)據(jù)的算術(shù)與邏輯運算，運算器的功能、組成與設(shè)計；教學(xué)機的運算器實例。計算機指令系統(tǒng)綜述，指令格式與尋址方式；教學(xué)計算機的指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計；控制器的功能、組成與設(shè)計，教學(xué)機的控制器實例。

多級結(jié)構(gòu)的存儲系統(tǒng)綜述，主存儲器的組成與設(shè)計，教學(xué)機的內(nèi)存儲器實例，cache存儲器的運行原理，虛擬存儲器的概念與實現(xiàn)，磁盤設(shè)備的組成與運行原理，磁盤陣列技術(shù)；光盤機的組成與運行原理，磁帶機的組成與運行原理。計算機輸入/輸出設(shè)備與輸入/輸出系統(tǒng)綜述，顯示器設(shè)備，針式打印機設(shè)備，激光印字機設(shè)備；計算機總線的功能與組成，輸入/輸出系統(tǒng)的功能與組成；教學(xué)機的總線與輸入/輸出系統(tǒng)實例。幾種常用的輸入/輸出方式，中斷與dma的請求、響應(yīng)和處理。

計算機組成原理是計算機專業(yè)的基礎(chǔ)課。這門課對于使我們了解現(xiàn)代計算機的各個組成部分及其工作原理具有重要作用，對于我們后續(xù)課程的學(xué)習(xí)無疑也具有積極的意義。

三：實際應(yīng)用

隨著微型計算機的迅速普及和發(fā)展，人們對計算機的功能要求已不再是限于單純的計算和數(shù)據(jù)處理了，而是向著融合圖像、聲音、文字為一體的多媒體機和大型娛樂型機發(fā)展，在這一發(fā)展過程中，存儲器逐漸成為了人們關(guān)注的熱點，這里，我們將對存儲器的有關(guān)知識做進一步詳細的介紹。存儲器是計算機系統(tǒng)內(nèi)最主要的記憶裝置，能夠把大量計算機程序和數(shù)據(jù)存儲起來，既能接收計算機內(nèi)的信息（數(shù)據(jù)和程序），又能保存信息，還可以根據(jù)命令讀取已保存的信息。存儲器按功能可分為主存儲器和輔助存儲器，按存放位置又可分為內(nèi)存儲器和外存儲器。存儲器的性能指標主要由容量、存取速度、可靠性和性能/性價比決定。

存儲器的分類:存儲器按功能可分為主存儲器（簡稱主存）和輔助存儲器（簡稱輔存）。主存是相對存取速度快而容量小的一類存儲器，輔存則是相對存取速度慢而容量很大的一類存儲器。

主存儲器，也稱為內(nèi)存儲器（簡稱內(nèi)存），內(nèi)存直接與CPU相連接，是計算機中主要的工作存儲器，當前運行的程序與數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中。

輔助存儲器也稱為外存儲器（簡稱外存），計算機執(zhí)行程序和加工處理數(shù)據(jù)時，外存中的信息按信息塊或信息組先送入內(nèi)存后才能使用，即計算機通過外存與內(nèi)存不斷交換數(shù)據(jù)的方式使用外存中的信息。

一個存儲器中所包含的字節(jié)數(shù)稱為該存儲器的容量，簡稱存儲容量。存儲容量通常用KB、MB或GB表示，其中B是字節(jié)（Byte），并且1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。例如，640KB就表示640×1024=655360個字節(jié)。

這里簡單介紹一下半導(dǎo)體存儲器的組成：它一般由存儲體、地址選擇電路、輸入輸出電路和控制電路組成。

1、存儲體

存儲體是存儲1和0信息的電路實體，它由許多個存儲單元組成，每個存儲單元一般由若干位(8位)組成，每一位需要一個存儲元件，每個存儲單元有一個編號，稱為地址。存儲器的地址用一組二進制數(shù)表示，其地址線的根數(shù)n與存儲單元的數(shù)量N之間的關(guān)系為：2n = N

2、地址選擇電路

地址選擇電路包括地址譯碼器和地址碼寄存器。地址譯碼器用來對地址譯碼。設(shè)其輸入端的地址線有n根，輸出線數(shù)為N，則它分別對應(yīng)2n個不同的地址碼，作為對地址單元的選擇線。這些輸出的選擇線又叫做字線。地址譯碼的方式有兩種：(1)單譯碼方式

它的全部地址碼只用一個電路譯碼，譯碼輸出的字選擇線直接選中對應(yīng)的存儲單元。這一方式需要的選擇線數(shù)較多，只適用于容量較小的存儲器。(2)雙譯碼方式（或稱矩陣譯碼）

它將地址碼分為X與Y兩部分，用兩個譯碼電路分別譯碼。X向譯碼稱為行譯碼，其輸出線稱為行選擇線，它選中存儲矩陣中一行的所有存儲單元。Y向譯碼又稱為列譯碼，其輸出線稱為列選擇線，它選中一列的所有單元。只有X向和Y向的選擇線同時選中的那一位存儲單元，才能進行讀寫操作。由圖可見，具有1024個基本單元的存儲體排列成32×32的矩陣，它的 X向和Y向譯碼器各有32根譯碼輸出線，共64根。若采用單譯碼方式，則要1024根譯碼輸出線。因此，雙譯碼方式所需要的選擇線數(shù)目較少，也簡化了存儲器的結(jié)構(gòu)，故它適用于大容量的存儲器。

3、讀寫控制電路

讀寫控制電路包括讀寫放大器、數(shù)據(jù)寄存器（三態(tài)雙向緩沖器）等。它是數(shù)據(jù)信息輸入輸出的通道。外界對存儲器的控制信號有讀信號RD、寫信號WR和片選信號CS。

四：心得體會

自從上了大學(xué)后，進入這個專業(yè)后才能這么經(jīng)常的接觸到電腦，才能學(xué)到有關(guān)電腦方面的知識。正因為接觸這類知識比較的晚，所以學(xué)習(xí)這方面的知識感覺到吃力。學(xué)習(xí)了這門課后覺得，計算機組成原理確實很難，隨著計算機技術(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展。計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜和龐大而且高度集成化。這使的我們普遍感到計算機組成原理這門課難學(xué)、難懂、概念抽象、感性認識差。在計算機技術(shù)快速發(fā)展的今天，新技術(shù)、新理論從提出到實際應(yīng)用的周期大大縮短。我們很難在有限的教學(xué)時間內(nèi)．在理解掌握基本知識技能的基礎(chǔ)上。學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)，很難增強我們的學(xué)習(xí)興趣。也就更談不上能夠利用基本原理解決在學(xué)習(xí)過程中所遇到的新問題。

當進入第四章，存儲器的學(xué)習(xí)時，各種問題就不斷的出現(xiàn)，尤其在進行存儲器容量擴展時，很多的問題都是似懂非懂的，在做題目時，也是犯各種各樣的錯誤。在第五章的學(xué)習(xí)中，對于I/O設(shè)備與主機交換信息的控制方式中的程序查詢方式，程序中斷方式和DMA方式有了點了解。最難的就要數(shù)中央處理器和控制單元了。對于計算機運算方法，這個沒太搞懂，像定點運算中的乘法運算和除法運算，又是用的什么原碼一位乘、原碼兩位乘、補碼一位乘、補碼兩位乘?？傊沂潜焕@暈了。還有就是控制單元的設(shè)計方法微程序設(shè)計，這個知識點也是不太懂，總的來說這門課程，學(xué)得不是很好?？墒峭ㄟ^這門課的學(xué)習(xí)，我也學(xué)習(xí)到了很多以前不知道的知識：計算機都有些什么硬件，都有哪幾類總線，總線在計算機中又扮演著什么角色。計算機中的存儲器有哪些等等。讓我對計算機有了一個大致的了解。至少我不再像以前那樣對計算機什么也都不懂。

結(jié)語

在這一學(xué)期的課程學(xué)習(xí)中，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關(guān)心和愛護。學(xué)友情深，情同兄妹。我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。

參考文獻

1、《計算機組成原理》第二版，唐朔飛 編著，高等教育出版社，2008.1

2、《微型計算機原理與應(yīng)用》肖金立 編著，電子工業(yè)出版社，2003-1

3、計算機組成原理實驗指導(dǎo)書與習(xí)題集》（王成，周繼群，蔡月茹著）清華大學(xué)出版社出版

4、《計算機組成原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)訓(xùn)練》（曠海蘭，劉彥，蔣翰洋等編著）中國水利水電出版社出版

第三篇：計算機組成原理

《計算機組成原理》實驗任務(wù)

計

識。算機原理是計算機科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門重點科，在計算機硬件的各個領(lǐng)域中運會用到計算計原理的有關(guān)知

本實驗課程的教學(xué)目的和要求是使學(xué)生通過實驗手段掌握計算機硬件的組成與設(shè)計、制造﹑調(diào)試﹑制造﹑維護等多方面的技能同時訓(xùn)練動手的能力，也使學(xué)生系統(tǒng)科學(xué)地受到分析問題和解決問題的訓(xùn)練.

第四篇：計算機組成原理課程總結(jié)（范文）

合肥學(xué)院

課程綜述論文

題

目 系

部 專

業(yè) 班

級 學(xué)生姓名

計算機組成原理總結(jié) 計算機科學(xué)與技術(shù) 計算機網(wǎng)絡(luò)工程 11網(wǎng)絡(luò)工程（2）

2013 年 12 月 15 日

計算機組成原理總結(jié)

內(nèi)容摘要

本課程學(xué)習(xí)知識要求高，技術(shù)性較強，而且隨著應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，課程中學(xué)習(xí)到的新技術(shù)應(yīng)用隨時間都在發(fā)生變化。所以，學(xué)習(xí)本課程對我們的計算機硬件基礎(chǔ)知識要求較高。

關(guān)鍵詞

計算機 原理 總結(jié)

課程綜述

計算機經(jīng)過多年的發(fā)展。已經(jīng)在人類的生活扮演著重要的角色，作為一個學(xué)習(xí)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來說，計算機組成原理的學(xué)習(xí)是至關(guān)重要的，作為計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)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(xué)習(xí)可以讓我們建立計算機系統(tǒng)的整機概念，理解軟硬件的關(guān)系和邏輯的等價性。

課程主要內(nèi)容和基本原理

本段主要講述了計算機組成原理主要內(nèi)容和基本原理(1)計算機系統(tǒng)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(shù)據(jù)；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(tǒng)性能指標:字長，主頻，主存容量，兼容性(2)計算機系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

1.存儲器的主要性能指標容量，速度，價格

2.半導(dǎo)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(shè)置Cache是為了解決CPU和主存之間的速度匹配問題，理論依據(jù)是程序訪存的局部性規(guī)律。映射方式：有直接映像、全相聯(lián)映像和組相聯(lián)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(fā)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(tǒng)總線按傳輸信息不同分為：數(shù)據(jù)總線（雙向，其位數(shù)與機器字長和存儲字長有關(guān)，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(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)線上按位進行傳送，只需一根數(shù)據(jù)線，線路成本低，適合遠距離的數(shù)據(jù)傳輸。

使用串行通信總線連接慢速設(shè)備，象鍵盤、鼠標和終端設(shè)備等。串行傳輸中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、發(fā)送部件中并行數(shù)據(jù)到串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，稱為拆卸；接收部件中串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，稱為裝配。串行傳輸中的數(shù)據(jù)傳輸速率。

3．并行傳輸

并行總線的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)線上同時有多位一起傳送，每一位要有一根數(shù)據(jù)線。并行數(shù)據(jù)傳輸需要聯(lián)絡(luò)控制信號。

4.總線裁決：決定哪個總線主控設(shè)備將在下次得到總線使用權(quán)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(wù)中的每一步何時開始、何時結(jié)束

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

I/O設(shè)備

1.I/O接口的功能：（1）數(shù)據(jù)緩沖（2）錯誤或狀態(tài)檢測（3）控制和定時（4）數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；（5）與主機和設(shè)備通信

2.I/O接口的分類(1)按數(shù)據(jù)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(tǒng)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(shè)和接口的狀態(tài)，根據(jù)狀態(tài)來控制外設(shè)和主機的信息交換。

2.程序中斷控制方式

執(zhí)行相應(yīng)的I/O指令，將啟動命令發(fā)送給相應(yīng)的I/O接口和外設(shè)，然后CPU繼續(xù)執(zhí)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(shè)備和主機的數(shù)據(jù)傳送，采用成批數(shù)據(jù)交換方式。用專門的硬件（DMA控制器）來控制總線進行數(shù)據(jù)交換。

5.中斷： 由于內(nèi)部/外部事件或由程序的預(yù)先安排引起CPU中斷正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)到相應(yīng)的服務(wù)程序中去。

6.DMA DMA方式：用專門的DMA接口硬件來控制外設(shè)與主存間的直接數(shù)據(jù)交換，而不通過CPU?？刂瓶偩€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(tǒng)

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(shù)。有等長指令字結(jié)構(gòu)和變長指令字結(jié)構(gòu)。3.指令系統(tǒng)性能的指標

指令所占存儲空間是否盡可能??；表現(xiàn)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(tǒng)設(shè)計的基本思路

任務(wù)是確定所有機器指令的格式、類型、操作以及對操作數(shù)的訪問方式。出發(fā)點是提高指令系統(tǒng)的性能/價格比。

6.堆棧是一種按特定順序訪問的存儲區(qū)；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(tǒng) 1.CPU的四種基本功能：

存儲器讀：讀取某一主存單元的內(nèi)容，并將其裝入某一個CPU寄存器；存儲器寫：把一個數(shù)據(jù)字從某一CPU寄存器存入給定的主存單元中；把一個數(shù)據(jù)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(shù)運算或邏輯運算，將結(jié)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(lián)合控制方法 3.指令A(yù)DD R3，R1的執(zhí)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(zhí)行每條指令所需時鐘周期數(shù)。

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(xué)習(xí)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(jié)合作，就沒有解決不了的問題。在學(xué)習(xí)過程中，我們需要互相學(xué)習(xí)，互相幫助、互相鼓勵。在學(xué)習(xí)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(xué)和老師請教。

總結(jié)

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(guān)系；加強硬件分析和設(shè)計的基本技能和方法，提高硬件方面專業(yè)素質(zhì)和發(fā)展?jié)摿Γ慌囵B(yǎng)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

第五篇：計算機組成原理課程總結(jié)

《計算機組成原理》課程總結(jié)

《計算機組成原理》是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門核心的專業(yè)必修課程。從課程的地位來說，它是先導(dǎo)課與后續(xù)課之間的重要銜接課程。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，必須保證課程教學(xué)內(nèi)容及實現(xiàn)手段的先進性，才能確保課程教學(xué)效果的優(yōu)秀。因此，在課程教學(xué)大綱的制定上，主要依據(jù)就是：既要保證學(xué)生理解和掌握課程的基本理論和基本概念，又必須保證教學(xué)內(nèi)容的先進性，同時還要注重學(xué)生實際動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ)。通過近年來的教學(xué)實踐證明，本課程在內(nèi)容的先進性設(shè)置，教學(xué)進度安排等方面比較合理，被學(xué)生普遍接受，總體效果良好。結(jié)合本課程內(nèi)容多、難度大的特定，采取理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方法，有效地鞏固了教學(xué)效果，進一步加深了學(xué)生對計算機組成結(jié)構(gòu)和工作機理的認識，提高了學(xué)生的實際動手能力與創(chuàng)新設(shè)計能力。

計算機專業(yè)從1993年開始招生，組成原理課經(jīng)歷了四個發(fā)展階段，從原來的《微機原理》課，僅有3套“微機實驗訓(xùn)練系統(tǒng)”實驗設(shè)備，僅只有一名任課教師，發(fā)展到今天有50多套實驗設(shè)備，多名任課教師組成的課程組，取得了驕人的成績。在2001年，該課程首批成為赤峰師專重點課程。

計算機硬件技術(shù)的發(fā)展十分迅速，各類新器件、新概念和新內(nèi)容不斷涌現(xiàn)，所以，必須注重教學(xué)內(nèi)容的先進性。除了選擇最新版的國家級優(yōu)秀教材作為課程教材之外，在教學(xué)組織中，還應(yīng)注意及時將新的內(nèi)容和技術(shù)補充進來。在教學(xué)課時安排上，應(yīng)注重與已修相關(guān)課程的內(nèi)容銜接，刪減不必要的重復(fù)內(nèi)容，留出適當?shù)恼n時增加新的教學(xué)或討論內(nèi)容。

在教學(xué)方式上，傳統(tǒng)的教學(xué)方式對于內(nèi)容更新較快的本課程來說，應(yīng)當說遇到了很大的難題。針對多媒體教學(xué)手段易于實現(xiàn)內(nèi)容更新與擴充的特點，本課程較早應(yīng)用現(xiàn)代多媒體手段，多媒體教學(xué)系統(tǒng)內(nèi)容豐富、形式多樣，CAI教學(xué)課件包含文字、聲音、圖表、等多項教學(xué)互動內(nèi)容，加上主講教師與學(xué)生的適時交流與啟發(fā)，聲情并茂，內(nèi)容充實，進而保證了教學(xué)內(nèi)容的先進和教學(xué)效果的優(yōu)良，收到了良好的效果，得到了歷屆學(xué)生的好評和肯定。

在課程的教學(xué)管理方面，每學(xué)年都要進行課程期中教學(xué)檢查，內(nèi)容包括接受教學(xué)檢查小組聽課，課程的期中考核，學(xué)生民主評議，教師自評工作總結(jié)等。通過教學(xué)檢查，保證及時發(fā)現(xiàn)各種教學(xué)問題，并及時地加以改進或補充，保證各個教學(xué)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，進而監(jiān)督和保證課程的總體教學(xué)質(zhì)量。在課程考試環(huán)節(jié)上，有完整的課程試題庫，各年試題（A、B卷）每學(xué)期期末考試采用集體閱卷方式，并對試題及考試成績都進行統(tǒng)計分析。

實驗教學(xué)是本課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一，是訓(xùn)練學(xué)生綜合能力的重要手段。計算機專業(yè)從1993年開始招生，最初只能開設(shè)《微機原理》課，并做少量的微

機原理實驗，僅有3套“微機實驗訓(xùn)練系統(tǒng)”實驗設(shè)備。1997年，將《微機原理》課程改為《計算機組成原理》，并在1999年購置了5套型號為TEC—2的“組成原理實驗箱”，擴建了實驗室，2000年有購置5套同型號的組成原理實驗箱，并自編TEC-2實驗箱的實驗指導(dǎo)書。為了滿足課程建設(shè)和學(xué)科建設(shè)的需要，經(jīng)學(xué)院批準，2005年又購置40套由清華大學(xué)王誠教授研制的、目前國內(nèi)最先進得的、型號為TH-union “組成原理實驗箱”，該設(shè)備硬、軟件子系統(tǒng)完整，控制器方案有微程序和硬布線2種，同時支持匯編語言和高級語言編程，除了滿足計算機組成原理實驗外，還可以完成計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實驗和電子線路設(shè)計自動化實驗。以該實驗設(shè)備為依托，按照精品課程建設(shè)的要求，在師資、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面作了改進。教材選用清華大學(xué)王誠教授編寫的《計算機組成原理》一書，該書是教育部人才培養(yǎng)模式改革和開放教育試點教材；按照實驗教學(xué)大綱的要求，本課程實驗講義完備，實驗開出率達90%。教師對學(xué)生的實驗設(shè)計結(jié)果必須逐個地進行驗收，再結(jié)合學(xué)生遞交的實驗報告，期末實驗考試情況，綜合給出實驗成績。由于注重了實驗教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生普遍感到學(xué)有所用。

《計算機組成原理》課程組目前由教授1人、副教授1人、講師3人組成，人員結(jié)構(gòu)合理、年富力強。課程組特別注意教學(xué)與科研的有效結(jié)合和相輔相成，近年來取得了較好的教學(xué)與科研成果。結(jié)合本課程教學(xué)特點，課程組教師積極參加各類全國、全省的計算機專業(yè)教學(xué)研討會，近年來先后發(fā)表了10余篇教改論文，完成自治區(qū)科研項目一個，校內(nèi)教改項目一項，校內(nèi)科研項目一項，目前參與自治區(qū)科研項目兩個。課程組自從2004年7月在赤峰學(xué)院副院長德力格爾的幫助下，聘請了清華大學(xué)計算機系的王誠教授擔(dān)任指導(dǎo)青年教師的培訓(xùn)工作，王誠教授祖籍赤峰，長期從事計算機硬件的教學(xué)工作，他主講的清華大學(xué)計算機系《計算機組成原理》先后獲得北京市精品課程，北京市教學(xué)成果一等獎，國家精品課程。王教授一心想為家鄉(xiāng)的計算機教育事業(yè)做出貢獻，而且不計得失，深受學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和我系師生的好評。他學(xué)識淵博，為人坦誠，是我國計算機硬件方面的知名學(xué)者。他研制的“計算機組成原理實驗”設(shè)備，被國內(nèi)多所重點大學(xué)使用，我系從1995年開始到現(xiàn)在一直就使用他研制實驗設(shè)備，2005年我系在更換新設(shè)備TH-union時，王教授還無償贈送了多臺設(shè)備和許多實驗耗材，總價值達1萬多元，為計算機組成原理課程的發(fā)展打下了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)，使我們有條件和信心以該門課程為依托，在教學(xué)和科研上作出一番成就。

青年教師的培養(yǎng)是課程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。目前采用的措施是：

一、近年來，由于課程建設(shè)和學(xué)科建設(shè)的需要，我系基本形成了以老帶新的課程組制度，從制訂教學(xué)計劃、備課到教學(xué)檢查的各個環(huán)節(jié)，都有經(jīng)驗豐富的教師對青年教師進行指導(dǎo)，每學(xué)期由系里統(tǒng)一組織，對青年教師進行聽課、評課活

動，通過聽評課進行課程研究、教法研究，提高業(yè)務(wù)能力。

二、派往國內(nèi)知名大學(xué)進行短期學(xué)習(xí)，如2005年3月，劉燕到清華大學(xué)計算機系對其實驗教學(xué)形式和設(shè)備進行考查學(xué)習(xí)，2006年7月，黃鳳艷到清華大學(xué)計算機系進行短期的計算機組成原理實驗專題學(xué)習(xí)，通過學(xué)習(xí)，使理論基礎(chǔ)更加扎實，獲得了許多寶貴的實驗技巧，眼界更加開闊，業(yè)務(wù)能力明顯提高。

三、聘請國內(nèi)知名大學(xué)的學(xué)者來我系進行短期講學(xué)，相關(guān)教師和學(xué)生都可以參加聽課學(xué)習(xí)，這種方式即可以節(jié)省資金，又可以使更多的人有學(xué)習(xí)提高的機會。自從2005年3月開始，清華大學(xué)計算機系的王誠教授先后兩次來我系進行講學(xué)，對我系的青年教師和2003級本科生進行免費培訓(xùn)，師生受益非淺。通過采取上述措施，取得了非常明顯的教學(xué)效果，作為計算機專業(yè)的硬件方向的重要課程之一，《計算機組成原理》由過去學(xué)生不愛學(xué)和教師不愿教發(fā)展到今天的教師熱愛這項工作和學(xué)生對該門課程及實驗共同感興趣，已經(jīng)邁出重要的一大步，青年教師的成長為本門課今后發(fā)展奠定有利的基礎(chǔ)。

本課程組教師注重為人師表，治學(xué)態(tài)度認真，業(yè)務(wù)鉆研刻苦。在教學(xué)工作中，兢兢業(yè)業(yè)，踏踏實實，一絲不茍，全身心地投入在教學(xué)第一線，能較好地將教書與育人有機地結(jié)合在一起，注意學(xué)生的道德和學(xué)德教育，及時地了解學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況，把學(xué)生的每一點進步都視為自己的工作成就，并為此感到由衷的高興，因而受到了歷屆學(xué)生的一致好評和擁戴。本課程組教師分別多次獲得過省級、校級和學(xué)院的優(yōu)秀教師或先進教育工作者稱號。

總之，《計算機組成原理》作為計算機專業(yè)的主干專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，近年來，在課程內(nèi)容建設(shè)、教學(xué)法研究、教學(xué)質(zhì)量管理、學(xué)風(fēng)教風(fēng)培養(yǎng)等方面，課程組教師付出了大量辛勤的汗水，取得了一些成績，受到了大家的認可和好評?！队嬎銠C組成原理》課程組近年來所取得的成績，離不開學(xué)院全體教師的大力支持，是大家共同努力的結(jié)果。只要我們發(fā)奮圖強，堅韌不拔，刻意進取，踏實工作，完全可以做出更大的成績來，把《計算機組成原理》課程建設(shè)成為真正的精品課程。

2005年5月