计算机组成结构 (1)

《计算机组成与结构》实验指导（学生用书）1.实验硬件环境简介2.运算器原理实验3.存储器工作原理实验4.简单模型机的设计与实现实验硬件环境简介一．系统构成TDN-CN计算机组成原理实验箱由八个功能模块单元构成，各功能模块的名称及包含的主要器件如表1-1所示。

表1-1TDN-CM系统构成电路名称主要电路内容运算器单元(ALUUNIT) 运算器、进位控制器、移位寄存器、寄存器堆、通道内部总线程序存储器单元(PRAMUNIT)RAM6116、地址寄存器、地址移位寄存器微控器单元(MCROCONTROLLERUNIT) 指令寄存器、指令译码器、微代码控制寄存器及其编程器、逻辅译码单元、时序电路逻辑信号测量单元两路逻辑信号PC示波器12131313131单片机控制单元（PC UNIT)控制单片机、RS-232C串口等I/O单元开关、显示灯、控制台(读写、启动、停机〉电源采用高效开关电源、输出为5V/2A、±12V/02A 系统操作器(选件〉24键键盘和8位LED显示、打印机接口二．系统主要元件配置系统中各主要功能单元所采用的器件如表1-2所示表1-2 实验板的主要元件配置名称器件型号数量运算器74LS181 2移位器74LS299 1通用寄存器74LS273 2 74LS274 3指令程序存储器SRAM6116 1 指令寄存器74LS273 1程序计数器74LS161 2时序发生器74LS175 1 74LS74 1启停控制器拨动开关 2微动开关 2 微程序控制存储器E2PROM2816 3微指令寄存器74LS273 2 74LS175 1微地址寄存器74LS74 3 编辑运行方式开三态开关 1信号源555 1 74LS123 1 电位器 2显示灯发光二极管8 机内电源|5V、±12V输出8 单片机89C51 1串行通讯接口MC1488 1 MC1489 1 9针插座 1实验用元件排线若干三．系统单元电路简介1．运算器单元（ALU UNIT）运算器电路单元由两部分组成：运算器单元（ALU UNIT）和寄存器堆单元（REG UNIT），运算器运算器电路单元位于实验板的左部，其中标有“ALU UNIT”。

微型计算机硬件系统的基本组成微型计算机是由硬件和软件两部分组成的，其中硬件系统是微型计算机的基本组成部分之一。

一般来说，微型计算机硬件系统主要包括以下几个方面：
1.中央处理器（CPU）：中央处理器是微型计算机的心脏，它承担着所有计算和处理的任务。

CPU由控制单元和算术逻辑单元组成，其中控制单元控制CPU的操作流程，算术逻辑单元则执行具体的数学、逻辑运算。

2.存储器：存储器是微型计算机的重要组成部分，它用来存储程序和数据，为CPU提供必要的信息。

存储器一般包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

其中RAM用来存储程序和数据，ROM则用来存储不变的程序代码和数据。

3.输入设备：输入设备用来接受用户的输入信息，为计算机提供数据和指令。

常用的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等。

4.输出设备：输出设备用来将计算机处理的结果显示给用户。

常用的输出设备包括显示器、打印机、音箱等。

5.存储设备：存储设备是用来存储长期数据的设备。

常见的存储设备包括硬盘、光盘、U盘等。

6.总线：总线是用来传输信息的通路，包括数据总线、地址总线和控制总线。

数据总线用来传输数据，地址总线用来指定数据的存储位置，控制总线用于控制各种设备的操作。

以上是微型计算机硬件系统包括的基本组成部分，这些组成部分相互连接，构成一个完整的计算机系统。

在计算机中，硬件系统起着至关重要的作用，而软件则是微型计算机得以发挥作用的关键。

因此，掌握计算机硬件系统组成结构和工作原理是计算机专业人士的必修课程，对学习和应用计算机技术具有重要的指导意义。

⑦ HPCC:利用双精度矩阵乘法、傅立叶变换、并行矩阵 转置等七个子项全面评价系统的性能。
⑧ SAP SD:测试系统的响应时间及每小时完成的订单数， 用以衡量系统同时执行应用程序及数据库的能力。
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2) SPEC CPU 2000基准测试程序 SPEC成立于1988年，其全称最初是System Performance Evaluation Cooperative(系统性能评估合作社)，现在已经更名 为Standard Performance Evaluation Corporation(系统性能评估 公司),先后开发出一系列的测试程序，其主要版本有SPEC CPU 89、SPEC CPU 92、SPEC CPU 95、SPEC CPU 2000等。
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1.3 计算机的层次概念
1.3.1 计算机系统的层次结构 计算机系统的层次结构可用图1.2来表示。
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图 1.2 计算机系统的层次结构
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1.3.2 计算机系统结构、组成与实现 1. 计算机系统结构 今天的计算机系统结构所指的计算机的属性主要包括: ·数据的表示形式; ·寻址方式; ·内部寄存器组; ·指令集; ·中断系统; ·处理器工作状态及其切换; ·存储系统; ·输入/输出结构; ·信息保护及特权; ·高性能设计等。
解 因为
所以
PA TB 20 4 PB TA TA
即A完成该任务用时5 s。
TA=5 s
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3. 用测试程序来测评计算机系统性能
1) 基准测试程序 以往对计算机的测试采用过如下几种程序: ① 实际应用程序，即计算机工作的真实程序。 ② 修正的实际应用程序，即对真实程序进行其些修改构

1.计算机主机的组成计算机由5部分构成：中央处理器（CPU），输入/输出（I/O）设备，主存储器（内存储器），辅助存储器（外存储器）和总线。

2．TCP.IP协议：（传输控制协议/网际协议）TCP.IP协议采用的是分层结构，各层协议相互配合，形成一个整体，为网络互连和数据传输提供支撑。

定义的协议主要集中在网络层，传输层，应用层。

3．IP地址的组成：网络号、主机号构成。

分类：A类地址B类地址C类地址D类地址E类地址4．电子邮箱地址组成：用户账号@电子邮件域名。

5．数据交换技术：数据经编码后在通信线路上进行传输，按数据传送技术划分，交换网络可分为电路交换网，报文交换网，分组交换网。

6.TCP IP协议簇四层：网络接口层，网络层，传输层，应用层7．网络安全的核心：数据安全8．计算机病毒的概念：人为编制的，破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用并能自我复制的一组计算机程序。

9．木马病毒的主要危害；通过伪装自身吸引用户下载执行，向施种木马者提供打开被种者电脑的门户，使施种者可以任意毁坏、窃取被种者的文件，甚至远程操控被种者的电脑。

10．计算机中的三基色：红绿蓝11．消息转换成信号的步骤：变换、编码、调制。

12．双绞线两根电线相互扭绞的目的：使它们之间的干扰最小。

13．电路交换建立的步骤：1，电路建立2，数据传输3，电路拆除14．子网掩码的作用；判断两个IP地址是否属于一个子网15．三种交换技术的比较：电路交换；在数据传输之前必须建立一条完全的通路。

在线路拆除（释放）之前，该通路由一对用户完全占用传输效率不高，适合与较轻和间接式负载，使用租用的线路进行通信的情况报文交换：报文从源节点传送到目的节目采用存储—转发的方式，报文需要排队，因此不适合交换式通信，不能满足实时通信的要求。

分组交换：和报文交换方式类似，但报文被分成分组传送，并规定了最大长度。

是使用最广泛的一种交换技术，适合与交换中等或大量数据的情况16．电子邮件服务过程中所涉及的协议：SMTP MIME POP3 IMAP17．.蠕虫病毒：通过网络或系统漏洞进行传播，大部分蠕虫病毒都有向外发送带毒邮件，阻塞网络的特性例如，冲击波（阻塞网络），小邮差（发带毒邮件）等18.数据签名的作用：保证通信双方的不可抵赖性19.．数据加密的过程及示意图：20．基带传输与宽带传输的特点：基带传输方式和宽带传输方式比较21．数据安全性的指标：数据完整性，数据可用性，数据保密性22．计算机病毒的概括及其分类计算机病毒：人为编制的，破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用并能自我复制的一组计算机程序分类：引导性病毒、文件型病毒、混合型病毒。