计算机组成原理黑皮书笔记
计算机组成原理是计算机科学与技术专业的核心课程之一，是理解计算机硬件工作原理和体系结构的基础。黑皮书系列是该领域最经典、权威的教材之一，对于学习和理解计算机组成原理具有重要的参考价值。
第一章：引言
计算机组成原理是研究计算机硬件系统的基本原理和方法，是计算机科学与技术的核心领域。它是从硬件角度探讨计算机的结构、功能、性能和工作方式等问题，为软件开发提供了重要的指导。黑皮书笔记旨在帮助读者深入理解计算机组成原理的核心概念和原则，以及其中涉及的各种技术和工程实践。
第二章：数字逻辑电路
数字逻辑电路是计算机硬件的基础组成部分，负责完成数据的存储、传输、处理和控制。其中包括布尔逻辑、数字信号和逻辑门电路等内容。通过学习这一章节，我们能够了解到计算机中各种数字组件的工作原理和相互连接方式。
第三章：指令系统与汇编语言
指令系统与汇编语言是计算机中实现软件和硬件交互的桥梁。指令系统规定了计算机能够执行的指令集合，而汇编语言是一种底层的程序设计语言，用于编写与硬件直接交互的程序。本章节将介绍指令系统的设计原则和汇编语言的基本语法。 第四章：中央处理器
中央处理器（CPU）是计算机的核心组件，负责执行指令、进行数据处理和控制系统的运行。在这一章节中，我们将深入了解CPU的组成结构和工作原理，包括指令周期、流水线技术、缓存等重要概念。
第五章：存储器和存储系统
存储器是计算机中用于存储数据和程序的设备，包括主存储器和辅助存储器。本章将介绍存储器的层次结构、存储技术和存储系统的设计原则，帮助读者理解计算机内存的组织和管理方式。
第六章：输入输出系统
输入输出系统是计算机与外部设备进行信息交互的通道，包括输入设备和输出设备。本章将介绍输入输出系统的工作原理、接口标准和通信方式，帮助读者理解计算机与外设之间的数据传输和控制方式。
第七章：计算机总线
计算机总线是各个硬件组件之间进行数据传输和控制的纽带。本章将介绍总线的类型、结构和工作原理，以及总线的性能和扩展技术。
第一章：
1.计算机系统由“硬件”和“软件”两大部分组成
计算机的软件通常又可分为两大类：系统软件和应用软件
2.冯诺依曼计算机的特点：
计算机由运算器、储存器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成
运算器、控制器、存储器—》 主机
控制器、运算器==》 CPU
输入、输出 –》 I/O
3机器字长是指CPU一次能够处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。字长越长，数的表示范围越大，精度也越高。
4存储容量=储存单元个数*存储字长
MAR的位数反映了储存单元的个数，MDR的位数反映了存储字长
如MAR为16位，MDR为32位，存储容量=2的16次方*32=2M位（1M=2的20次方）
储存容量2M位=2的18次方字节（一个字节=8位）=2的18次方B=256KB
第一章课后题：
1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？
解：P3
计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。
计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。
计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。
硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。
5. 冯•诺依曼计算机的特点是什么？
解：冯•诺依曼计算机的特点是：P8
计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；
指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问；
指令和数据均用二进制表示；
指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置；
指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；
机器以运算器为中心（原始冯•诺依曼机）。
7. 解释下列概念：
主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。
解：P9-10
主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。
CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。
计算机组成原理教案
教案
授课课程： 计算机组成原理
使用教材： 计算机组成原理 xx主编
课程类别： 必修课
授课班级： 计算机科学___
计算机组成原理教案
前言
本教案基于“ 面向21世纪课程教材”-普通高等教育“十一五”国家级规划教材xx编著的“计算机组成原理”第二版。教案包括：课程总体设计；实验内容设计；研究型教学设计；章节设计；单元设计等。
课程总共64学时，其中理论课程48学时，实验16学时。研究型教学内容不占课堂学习学时，在实际教学的执行中，可根据具体情况，选择部分研究型教学内容。
在教学过程中，可综合应用各种教学手段和教学模式，包括混合式教学及翻转课堂等，并充分利用xx课、微课等电子资源。
计算机组成原理教案
目录
一 总体教学设计 ....................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1教学目的和要求 ............................................................................................. 错误！未定义书签。
1.2教学手段和教学方法 ..................................................................................... 错误！未定义书签。
1.2.1教学手段 .............................................................................................. 错误！未定义书签。
1.2.2 教学方法 ............................................................................................. 错误！未定义书签。
1 / 2 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 5.3考研真题详解 1．周期挪用方式常用于（）方式的输入/输出中。[北京科技大学2014研] A．DMA B．中断 C．程序传送 D．通道 【答案】A 【解析】DMA控制器对主存储器存取数据常采用周期挪用方式，即是在中央处理器执行程序期间DMA控制器为存取数据，强行插入使用主存储器若干周期。 2．下列有关I/O接口的叙述中错误的是（）。[2014年408统考] A．状态端口和控制端口可以合用同一寄存器 B．I/O接口中CPU可访问寄存器，称为I/O端口 C．采用独立编址方式时，I/O端口地址和主存地址可能相同 D．采用统一编址方式时，CPU不能用访存指令访问I/O端口 【答案】D 【解析】采用统一编码方式，存储器和I/O端口共用统一的地址空间，不需要专用的I/O指令，任何对存储器数据进行操作的指令都可用于I/O端口的数据操作。所以D错误。 2 / 2 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 圣才电子书 3．某计算机处理器主频为50MHz，采用定时查询方式控制设备A的I/O，查询程序运行一次所用的时钟周期至少为500。在设备A工作期间，为保证数据不丢失，每秒需对其查询至少200次，则CPU用于设备A的I/O的时间占整个CPU时间的百分比至少是（）。[2011年408统考] A．0.02% B．0.05% C．0.20% D．0.50% 【答案】C 【解析】由于CPU每秒需对其查询至少200次，每次500个时钟周期。所以，CPU用于设备A的I/O时间每秒最少为500×200=100000个时钟周期。故CPU用于设备A的I/O的时间占整个CPU时间的百分比至少为 100000100000100%100%0.2%5050000000M
