计算机组成原理论文
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计算机组成原理之存储器存储器有多种分类方式,其中,按照在计算机系统中的作用不同,可分为主存储器、辅助存储器和缓冲存储器。
主存储器可分为随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
只读存储器( Read Only Memory,ROM )是一种只能读取数据的存储器。
在制造过程中,先将数据转成电路,并制成光罩( Mask ),于集成电路制造过程中一并制造完成,其数据内容在制造后就不能更改,只能读不能写,因此得名。
后来为了与其他新种类的 ROM 区别,又称为“光罩式只读存储器”( Mask ROM )。
此存储器单位制造成本最低,制造后也不需花工夫刻录,但每次需生产一定的数量以上。
适用于内容固定不变、需大量生产的产品,例如电脑或嵌入式设备中的开机启动,字形表,电子游戏机程序与卡带等。
可编程只读存储器( Programmable ROM,PROM )其内部有行列式的镕丝,可依用户(厂商)的需要利用电流将其烧断,以写入所需的数据及程序,镕丝一经烧断便无法再恢复,亦即数据无法再更改。
可抹除可编程只读存储器( Erasable Programmable Read Only Memory,EPROM)可利用高电压将数据编程写入,但抹除时需将线路曝光于紫外线下一段时间,数据始可被清空,再供重复使用。
因此,在封装外壳上会预留一个石英玻璃所制的透明窗以便进行紫外线曝光。
写入程序后通常会用贴纸遮盖透明窗,以防日久不慎曝光过量影响数据。
一次编程只读存储器( One Time Programmable Read Only Memory,OTPROM )内部所用的芯片与写入原理同EPROM,但是为了节省成本,封装上不设置透明窗,因此编程写入之后就不能再抹除改写。
电子式可抹除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory,EEPROM)之运作原理类似EPROM,但是抹除的方式是使用高电场来完成,因此不需要透明窗。
计算机的核心─CPU1.CPU的简介和历史发展CPU的外部组成:控制单元,存储单元(寄存器,缓存),逻辑运算单元。
CPU的外部组成:芯片,金属壳(保护CPU,增加散热面积),引脚(固定CPU,连通电路)。
CPU是计算机的核心部件,处理计算机中的所有数据,使计算机完成各种功能,并使各部件协调工作,决定了计算机的整体性能。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成。
寄存器组用于在指令执行过后存放操作数和中间数据,由运算器完成指令所规定的运算及操作。
CPU的发展非常迅速,个人电脑从8088(XT)发展到现在的Pentium 4时代,只经过了不到二十年的时间。
1971 Intel 4004,世界上第一款微处理器1974 Intel 8008,第一个8位的微处理器;1974 Intel 8080,第一个真正的微处理器;1978 Intel 8086,16位微处理器;Intel 80186;1982 Intel 80286;1985 Intel 80386,新一代32位核心微处理器;1993 Pentium(奔腾);从生产技术来说,最初的8088集成了29000个晶体管,而PentiumⅢ的集成度超过了2810万个晶体管;CPU的运行速度,以MIPS(百万个指令每秒)为单位,8088是0.75MIPS,到高能奔腾时已超过了1000MIPS。
CPU 从最初发展至今期间,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以64位微处理器,基本上可以说个人电脑的发展是随着CPU的发展而前进的。
1971年世界第一台微处理器Inter 的4004出现,内部集成2300个晶体管;1978年Inter16位处理器8086和与之配合的数学协处理器8087同时推出;1979年Inter8088推出,内含27000个晶体管,外部数据总线减少为8位,也首次运用于IBM PC中,预示微机时代即将来临.1982年Inter又推出了16位的80286,内部晶体管13.4万个,时频由最初的6MHZ升为20MHZ;1985年32位处理器80386推出,时频达到12.5MHZ 以上;1989年集成120万晶体管的80486出现,时频90MHZ,性能比386提高了4倍;1993年奔腾时代来临,奔腾1,世界上第一台586级处理器,310万晶体管,时频200MHZ;1996年奔腾Pro,550万晶体管,理速度是一代的2倍;同时第一次采用2级内存,同年奔腾MMX推出,L1缓存加倍;1997年,奔腾Pro与MMX结合,奔腾2出现,性能大大提高;1998年奔腾3出现,一级缓存2KB,二级缓存512KB,安全性能大大提高;2000年奔腾4推出,主频超过1.7GHZ.之后又出了双核,四核.Inter处理器的发展就代表了CPU的发展,其中不乏其他公司产品,如AMD等。
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。
计算机组成原理论文(2)计算机组成原理论文篇二《计算机组成原理的教学方法研究》摘要:《计算机组成原理》是计算机及相关专业的核心课程。
该课程理论性强、知识点多,学生普遍感觉难学难考。
本文主要通过探讨教学过程中出现的一些问题,从教学目标、教学方法、实践教学和考核方式几个方面进行了研究,提出解决问题的对策。
关键词:计算机组成原理教学方法实践教学考核1 目前存在的主要问题《计算机组成原理》是我国高等教育计算机及相关专业的核心课程,与计算机专业的多门课程有着紧密的联系。
课程不以某种类型的计算机为模型,而是从原理上介绍计算机各部件的结构、功能和原理,理论性强、概念多、知识抽象,与学生们一贯认知的PC机有较大差别。
有的学生提出,每堂课老师都介绍那么多新名词很难接受;有的学生把这门课程当作文课程来学,认为只要考试前突击背题就能通过;有的学生甚至认为自己的兴趣和就业方向是应用程序开发,硬件原理根本没必要掌握。
针对这些偏见,要求教师在教学过程中,从教学目标、教学方法、实践教学和考核方式几个方面着手,帮助学生树立正确的学习态度,运用合理的学习方法,以达到良好的教学效果。
2 明确教学目标根据教学大纲和计算机专业人才培养的需求,一般来说教学目标主要是:熟悉计算机硬件基本原理,掌握冯诺依曼计算机的总体结构,能够运用所学知识完成简单的硬件系统设计。
在教学过程中,不仅仅要研究具体硬件模块的原理,更要强调对硬件结构的设计思路以及系统级的认知。
3 注重联系科学施教《计算机组成原理》和其他课程一样,需要教师采用科学的教学方法,生动的语言,良好的课堂互动,来和学生共同完成教学任务。
要想把纷繁复杂的概念,各种设计完全理解,就不能孤立地研究各个知识点,需要联系地看问题。
3.1 把握课程间的联系《计算机组成原理》在计算机专业课程的学习中具有重要的地位,起到了承上启下的作用。
《计算机导论》、《模拟电路》、《数字电路》、《汇编语言》、《高级程序设计》等先修课程中的许多知识点,在本门课程中都有所体现,与《操作系统》、《计算机体系结构》等后续课程也有着紧密的联系。
合肥学院课程综述论文题目系部计算机科学与技术专业计算机科学与技术班级计科系12级计本(3)班学生姓名程浩帆2014 年 5 月 6 日计算机组成原理课程综述摘要计算机从产生到现在不过短短60多年。
但它已经深入到人类生活的各各角落,现在人类的生活如果离开了计算机是难以想象的,而对于一个计算机科学与技术专业的学生来说,学习计算机组成原理却也是至关重要的。
本综述论文主要讲述计算机组成原理课程综述课程主要内容和基本原理、实际应用,以及学习的心得体会。
基本要求是使我们掌握计算机常用的逻辑部件的原理、参数及使用方法,学习计算机设计中的入门性知识,掌握维护、使用计算机的技能。
【关键词】 CPU 总线存储器指令系统控制单元(一)计算机组成原理课程综述:本书突出介绍计算机组成的一般原理,采用从外部大框架入手,层层细化的叙述方法,即采用自顶向下的分析方法,详细讲述了计算机组成原理。
通过对计算机系统概述、系统总线、存储系统、输入输出系统、中央处理器、控制单元的深入剖析和详细讲解,使得我们可以更形象更好地理解计算机的基本组成和工作原理。
从总体看全书共分为4篇,第1篇(第1、2章)介绍计算机的基本组成、发展及应用;第2篇(第3、4、5章)介绍系统总线、存储器(包括主存储器、高速缓冲存储器和辅助存储器)和输入输出系统;第3篇(第6、7、8章)介绍CPU的特性、结构和功能,包括计算机的算术逻辑单元、指令系统、指令流水、RISC技术及中断系统;第4篇(第9、10章)介绍控制单元的功能和设计,包括时序系统以及采用组合逻辑和微程序设计控制单元的设计思想与实现措施。
通过本书的学习,可以对计算机的原理有个整体的概念,这将有助于我们以后能够更好的与计算机打交道。
同时在以后工作中,我们遇到的计算机的问题都可以用我们在这本书中学到的原理来解释和应用。
(二)课程主要内容和基本原理:本书中主要讲到常用的组合逻辑器件,如译码器、数据选择器、编码器、ALU的原理;常用的同步时序电路,如寄存器、移位寄存器、计数器的原理、参数及使用方法,数字化编码,数制及数制转换,数据表示,检错纠错码;数据的算术与逻辑运算,运算器的功能、组成与设计;典型机的运算器实例。
计算机组成原理课程论文计算机组成原理课程是一门实践性较强的专业基础课程。
下面是店铺为大家整理的计算机组成原理课程论文,供大家参考。
计算机组成原理课程论文篇一谈“计算机组成原理”课程教学设计计算机组成原理课程论文摘要摘要:在介绍“计算机组成原理”课程特点的基础上,研究本课程的教学设计,制订实验课件的开发方案,并针对该课程几个重难点提出相关的教学策略。
计算机组成原理课程论文内容关键词:计算机组成原理;课程设计;知识体系现代社会计算机技术发展一日千里,计算机的组成结构与过去的小规模集成电路相比已不可同日而语,它已经是超大规模的集成电路。
高校开设“计算机组成原理”课程,其主要目的是学生通过该课程的学习,可以深入了解计算机的各功能部件,对每个部件在整机中起到的作用以及对应需完成的任务进行学习[1]。
1 课程特点及教学任务“计算机组成原理”是高校计算机专业的一门核心课程。
它在先导课与后续课间起着承上启下的重要作用,它的课程地位决定其知识范围广、知识容量大、更新速度快以及难度高的特点[2]。
因此在本课程中,教师更应该注意学生主体作用的体现。
计算机技术日新月异,老师所传授的知识要与时代的发展同步,使学生在校园内接触到的是新知识、新技术和新理念。
“计算机组成原理”是计算机本科专业必修的硬件课程。
学生通过本课程的学习,可以了解计算机常用的逻辑器件、部件的基本原理、基本结构和初步设计方法,了解简单、完备的单台计算机组成原理。
教学要求可以按照高、中、低分为三个层次,即“掌握”、“理解”和“了解”:“掌握”即要求学生对所学内容进行熟练掌握和深入理解,并且可以利用所学知识对相关的应用、初步设计等问题做出分析和解答;而“理解”要求学生可以利用所学内容对相关问题做简单的判断分析;“了解”则是对所学内容进行初步的了解[3]。
2 课程知识体系设计常规的课程知识体系都要求具备一定的系统性、科学性以及完整性。
不过相对于学习计算机原理的课程来说,上述也提到该课程的特点决定将其教学要求分为三个层次,因此,笔者认为可以将科学性标准作为需要主要把握的课程特性,而其系统性和完整性可以根据本课程的特点做适当的调整。
计算机组成原理参考论文计算机组成原理课程是计算机专业的一门核心课程,也是全国计算机专业硕士研究生入学试必考的科目之一,它在整个计算机专业课程体系中具有承上启下的作用。
下面是店铺给大家推荐的计算机组成原理参考论文,希望大家喜欢!计算机组成原理参考论文篇一《计算机组成原理实验教学改革探讨》摘要:本文首先分析了当前计算机组成原理实验教学现状及存在的问题,实验教学在计算机组成原理教学环节的重要作用,然后提出了计算机组成原理实验教学的改革思路,最后进行了总结。
关键词:实验教学计算机组成原理实验安排实验教改Abstract:This paper analyzes the important role of the current computer composition principle experiment teaching situation and existing problems,experimental teaching in teaching computer organization,and then propose a computer composition principle experiment teaching reform ideas,and finally summarized.Key words:experimental teaching;computer organization;experimental arrangement;experiment Reform 本文主要阐述了计算机组成原理实验教学的改革思路。
以全面提高教学质量为宗旨,以创新设计模式为主要指导思想,将硬件描述语言、先进的EDA开发工具和技术引入实验中,逐步更新传统硬件实验中的陈旧内容、模式及其实验平台,将成为计算机组成原理实验的一个发展趋势。
改进后的计算机组成实验将实用性、技术的前沿性和实现实验的趣味性很好地结合,对课程的内容有很好的对应性。
计算机组成原理论文计算机组成原理是计算机科学与技术中的一门基础课程,它主要研究计算机系统的组成和运行原理。
在当今信息化社会,计算机已经成为人们生活中不可或缺的一部分,而了解计算机组成原理对于理解计算机工作方式、提高计算机系统设计能力和解决计算机系统问题都是至关重要的。
首先,计算机组成原理涉及到计算机硬件系统的各个部分,包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备和总线等。
CPU是计算机的核心部件,它负责执行计算机程序中的指令,控制整个计算机系统的运行。
内存则用于存储程序和数据,而输入输出设备则用于与外部世界进行信息交互。
总线则是连接各个部件的通信通道,它承担着数据传输和控制信号传递的功能。
其次,计算机组成原理还包括计算机系统的运行原理,主要涉及指令执行过程、数据存储与传输、中断处理和输入输出等方面。
在计算机程序执行过程中,CPU需要按照指令的要求进行数据的读取、运算和存储,而这一系列的操作都是按照特定的时序和控制信号来完成的。
同时,计算机系统还需要处理外部设备的输入输出请求,保证数据的正确传输和处理。
最后,计算机组成原理还包括计算机系统的性能优化和设计原则。
在计算机系统设计中,需要考虑到计算机硬件的成本、功耗、性能和可靠性等方面的因素,以及如何在这些因素之间进行权衡和取舍。
同时,计算机系统的设计还需要考虑到未来的扩展性和可维护性,以便在系统需求发生变化时能够进行相应的调整和升级。
总的来说,计算机组成原理是计算机科学与技术中的一门重要课程,它涉及到计算机硬件系统的组成和运行原理,以及计算机系统的设计和优化原则。
通过学习计算机组成原理,可以帮助我们更好地理解计算机系统的工作方式,提高计算机系统设计能力,并为今后的计算机系统研究和开发奠定基础。
因此,我们应该重视计算机组成原理的学习,不断深入探索其中的奥秘,为推动计算机科学与技术的发展做出自己的贡献。
计算机组成原理论文“计算机组成原理”是计算机科学与技术专业的一门专业核心课程,在整个专业课的教学中起到了承上启下的作用。
下面是店铺给大家推荐的计算机组成原理论文,希望大家喜欢!计算机组成原理论文篇一《计算机组成原理教学与实践的探讨》摘要:本文简述了《计算机组成原理》教学中的现状和存在的问题,笔者结合自身的教学体会,提出了根据学生的特点,制定特色的教学大纲;在教学过程中,融合多种教学方式;在实验环节中,设置多层次的实验内容的解决方案,进行了教学改革初浅的尝试。
关键词:计算机组成原理教学大纲实验内容《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门专业核心课程,在整个专业课的教学中起到了承上启下的作用。
通过对这门课的学习可以使学生掌握计算机硬件的基本设计与分析方法,建立起计算机整机工作的概念。
随着计算机技术快速发展,计算机的硬件不断更新换代,《计算机组成原理》课程呈现知识面广、内容多、更新快的特点,学生普遍感到这门课程难学、概念抽象、感性认识差。
学生在学习上表现为一是兴趣不足,二是方法不当,三是自控能力弱。
本文就如何开展计算机组成原理的教学与实践,进行一些粗浅的尝试与探讨。
一、因材施教,制定特色的教学大纲教学大纲是规范教学工作、科学严谨地指导教学的一个重要依据。
教学大纲制定的好坏,直接关系到教学执行情况和教学质量的优劣。
制定出切实可行的教学大纲,是课程建设的重要工作之一。
在教学过程中,笔者尝试从教学内容的改革、课程时间的分配、实践内容的修改三个方面来制定合适的大纲。
1.教学内容的改革本课程的基本教学内容主要讨论了计算机单机系统的组成原理及其内部工作机制,包括各大部件的工作原理、逻辑实现、设计方法及其互连构成计算机整机的技术。
主要强调计算机的基本原理、基本知识和基本技巧的训练。
通过本课程的学习,要求学生掌握计算机硬件的设计与分析方法,建立起计算机整机工作概念。
要实现教学内容改革要以基本教学内容为基础,针对本课程的特点和学生特点来进行。
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下面是店铺为大家整理的计算机组成原理的课程论文,希望大家喜欢!计算机组成原理的课程论文篇一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。
计算机组成原理论文篇一《计算机组成原理课程综述》摘要:计算机组成原理是计算机专业一门重要的主干课程,以数字逻辑为基础的课程。
同时也是计算机结构、操作系统等专业课的学习基础。
课程任务是使学生掌握计算机组成部件的工作原理、逻辑实现、设计方法及将各部件接连成整机的方法,建立CPU级和硬件系统级的整机概念,培养学生对计算机硬件系统的分析、开发与设计能力。
同时该课程也是学好计算机硬件系列课程的重要基础。
所以,我们需要了解计算机的基本概念、计算机硬件系统以及软件系统的组成及其基本功能。
学习计算机的各个基本组成部件及控制单元的工作原理,掌握有关软件、硬件的基本知识,尤其是各基本组成部件有机连接构成整机的方法。
关键词:计算机系统;硬件结构;软件结构;控制单元一、计算机组成原理课程综述顾名思义,计算机组成原理就是介绍计算机的组成,冯-诺依曼计算机由五大部件组成,分别是运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。
现今绝大部门都是此类型计算机。
通过对这么课的学习对计算机的组成有个整体的概念。
计算机组成原理从内容上看一、虽然计算机的五大部件自成体系,较为独立,但是从整体来看,还是具有明显的整体性;二、某些设计思想可应用于不同的部件,具有相通性,例如并行性思想。
二、课程主要内容和基本原理一计算机系统计算机系统是由“硬件”和“软件”两大部分组成。
所谓硬件是指计算机的实体部分,它由看得见摸的着的各种电子元器件,各类光、电、机设备的实物组成,如主机、外部设备等。
所谓软件,它看不见摸不着,由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。
通常把这些程序寄寓于各类媒体如RAM、ROM、磁带、磁盘、光盘、甚至纸袋,他们通常存放在计算机的主存或辅存内。
二系统总线计算机系统的五大部件之间的互连方式有两种,一种是各部件之间使用单独的连线,称为分散连接;另一种是将各部件连到一组公共信息传输线上,称为总线连接。
总线是连接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质。
当多个部件相连时,如果出现两个或两个以上部件同时向总线发送信息,势必导致信号冲突,传输无效。
因此,在某一时刻,只允许有一个部件向总线发送信息,而多个部件可以同时从总线上接收相同的信息。
总线分为片内总线、系统总线和通信总线。
片内总线是指芯片内部的总线;系统总线又可分为三类:数据总线、地址总线和控制总线。
总线的周期可分为四个阶段:申请分配阶段、寻址阶段、传数阶段、结束阶段。
总线与计算机所有的器件数据传输都离不开关系,是计算机工作的基础。
三存储器存储器按存储介质分类:半导体存储器、磁表面存储器、磁芯存储器、光盘存储器。
按存取方式分类:随机存储器RAM、只读存储器ROM、串行访问存储器。
按在计算机中的作用分类:主存储器、辅助存储器。
按在计算机系统中的作用分类:主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器Cache、控制存储器。
其中静态RAM是用触发器工作原理存储信息,因此即使信息读出后,他仍然保持其原状,不需要再生,但是电源掉电时,原存储信息丢失。
动态RAM是靠电容存储电荷的原理来寄存信息。
但是电容上的电荷只能维持1~2ms,因此即使电源不掉电,信息也会因此自动消失,为此,必须在2ms内对其所有存储单元恢复一次原状态,这个过程称为再生或刷新。
由于单个存储芯片的容量总是有限的,很难满足实际的需要,因此要进行位扩展和字扩展。
存储芯片的容量不同,其地址线也不同,通常将CPU地址线的低位与存储芯片的低址线相连。
同样,CPU的数据线数与存储芯片的数据线也不一定相等。
此时,必须对存储芯片扩位,使其位数与CPU的数据线相等。
高速缓冲存储器cache主要解决主存与CPU速度不匹配的问题。
主存与cache地址映射关系有:直接相联映射、全相联映射、组相联映射。
四输入输出系统I/O设备与主机的联系方式:统一编址和不统一编址。
统一编址就是将I/O地址看做是存储器地址的一部分。
不统一编址是指I/O地址和存储器地址是分开的,所有对I/O设备的访问必须有专用的I/O指令。
传送方式有串行传送和并行传送。
I/O设备与主机信息传送的控制方式有三种:程序查询方式主机与设备是串行工作的,程序中断方式程序与主机是并行工作的和DMA方式主机与设备是并行工作的。
DMA方式工作:1、中断cpu访存,2、挪用周期,3、与CPU交互访存。
输出设备有打印机,显示器等。
五计算方法计算机的运行需要有运算的参与,参与运算的数有无符号类和有符号类。
掌握二进制原码和补码的加减乘除运算。
六指令系统指令由操作码和地址码两部分组成,操作码用来指明该指令所要完成的操作,例如加减,传送,移位,转移等;其位数反映了操作的种类也即机器允许的指令条数。
地址码用来指出该指令的源操作数的地址一个或两个、结果的地址以及下一条指令的地址。
指令寻址分为顺序寻址和跳跃寻址两种。
其寻址方式分为10种,分别是:立即寻址,直接寻址,隐含寻址,间接寻址,寄存器寻址,寄存器间接寻址,基址寻址,变址寻址,相对寻址,堆栈寻址。
指令格式有零地址,一地址,二地址,三地址等。
需能分析指令格式所含的意义。
七CPU的结构与功能CPU实质包括运算器和控制器两大部分,基本功能是取指令,分析指令,执行指令。
CPU的寄存器有用户可见寄存器:通用寄存器,数据寄存器,地址寄存器,条件码寄存器。
控制和状态寄存器:存储器地址寄存器,存储器数据寄存器,程序寄存器,指令寄存器。
指令流水处理减少了运行时间,提高机器效率。
中断系统在前面章节介绍过,此处在简单补充一些,引起中断的有很多种因素:人为设置的中断,程序性事故,硬件故障,I/O设备,外部事件。
中断判优可用硬件实现,也可用软件实现。
中断服务程序地址的寻找方法:硬件向量方法和软件查询法。
中断响应的过程:响应中断的条件,响应中断的时间,中断隐指令和关中断。
其中中断隐指令就是机器指令系统中没有的指令,他是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令。
在中断响应之前需要对现场进行保护,中断结束之后需要对现场进行恢复。
中断屏蔽技术主要用于多级中断,屏蔽技术可以改变优先级。
八控制单元的功能控制单元具有发出各种微操作即控制信号序列的功能。
取指周期可以归纳为以下几个操作,1.PC->MAR2.1->R3.MMAR->MDR4.MDR->IR5.OPIR->CU6PC+1->PC。
间址周期:1.ADIR->MAR2.1->R3.MMAR->MDR4.MDR->ADIR.执行周期中不同执行周期的微操作是不同的:1、非访存类指令2、访存指令3、转移类指令。
非访存类指令:1、清除累加器指令CLA----0->ACC;2、累加器取反指令、算数右移一位指令SHRLACC->RACC,ACC0->ACC0;4、循环左移一位指令CSLRACC->LACCACCo->ACCn;5、停机指令0->G。
访存指令:这类指令在执行阶段都需要访存存储器。
1、加法指令ADDX。
2、存数指令STAX3取值指令LDAX。
转移类指令:1无条件转移指令JMPX。
2条件转移指令BANX。
在执行周期结束时刻,cpu要查询是否有请求中断的事件发生,如果有则进入中断周期。
在中断周期,由中断隐指令自动完成保护断点、寻找中断服务程序地址以及硬件关中断的操作。
控制信号的外特性:a.输入信号:时钟,指令寄存器,标志,来自系统总线的控制信号。
b.输出信号:CPU内的控制信号,送至系统总线的信号。
常见的控制方式有同步控制,异步控制,联合控制和人工控制。
九控制单元的设计组合逻辑的设计又称硬布线控制器,由门电路和触发器构成的复杂树形网络形成的逻辑电路。
安排微操作节拍时注意以下三点:1、有些微操作的次序是不容改变的,故安排微操作的节拍时必须注意微操作的先后顺序。
2、凡是控制对象不同的微操作,若能在一个节拍内执行,应尽可能安排在同一个节拍内,以节省时间。
3、如果有些微操作所占的时间不长,应该将它们安排在一个节拍内完成,并且允许这些微操作有先后次序。
微程序的设计:采用微程序设计方法设计控制单元的过程就是编写每一条机器指令的微程序,他是按执行每一条机器指令所需要的微操作命令的先后顺序而编写的,因此,一条机器指令对应一个微程序。
微指令的基本格式共分为两个字段,一个为操作控制字段,该字段发出各种控制信号;另一个为顺序控制字段,它可以指出下条微指令的地址简称下地址,以控制微指令序列的执行顺序。
工作原理:取指阶段:取微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址---取下一条微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址。
执行阶段:取数指令微程序首地址的形成---取微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址---取微命令.........循环。
微指令的编码方式:直接编码方式,字段直接编码方式,字段间接编码方式,混合编码。
后序微指令地址的形成方式:断定方式,根据机器指令的操作码形成,增量计数器法,分支转移,通过测试网络形成,由硬件产生微程序地址。
微指令格式:水平型微指令,垂直型微指令。
三、实际应用自ENIAC问世后将近30余年的时间里,计算机一直被作为大学和研究机构的娇贵设备。
在20世纪70年代中后期,大规模集成工艺日趋成熟,微芯片上集成的晶体管数一直按每3年翻两番的Moore定律增长,微处理器的性能也按此几何级数提高,而价格也以同样的几何级数下降,以至于以前需花数百万美元的机器如80MFLOPS的CRAY变得价值仅为数千美元而此类机器的性能可达200MFLOPS,至于对性能不高的微处理器芯片而言,仅花数美元就可购到。
正因为如此,才使得计算机走出实验室而渗透到各个领域,乃至走进普通百姓的家中,也使得计算机的应用范围从科学计算,数据处理等传统领域扩展到办公自动化,多媒体,电子商务,虚拟工厂,远程教育等,遍及社会,政治,经济,军事,科技以及个人文化生活和家庭生活的各个角落。
四、心得体会计算机科学与技术的发展日新月异,但是都离不开计算机组成原理,这门课不要死记硬背,重在理解,工科类的学习不是死记硬背就会的,还是要理解记忆才会牢靠。
在做完这次课程论文后,让我再次加深了对计算机的组成原理的理解,对计算机的构建也有更深层次的体会。
计算机的每一次发展,都凝聚着人类的智慧和辛勤劳动,每一次创新都给人类带来了巨大的进步。
计算机从早期的简单功能,到现在的复杂操作,都是一点一滴发展起来的。
五、结语通过对计算机组成原理这门课程的学习,使我对计算机软件和硬件技术有了一个更深入的了解,包括各种计算机的基本原理以及计算机的艰难发展历程,这门课程注重理论知识,理论知识是一切技术的最基本,也是我们必须要掌握好的。
在这次课程综述论文过程中,我到图书馆查阅资料,上网查资料,让我深刻认识到计算机组成原理的重要性,也了解了许多书上没有的知识,受益匪浅。