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、 *** 作系统 等专业课的学习基础。下面是我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、 *** 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****: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 *** 作码和地址码两部分组成, *** 作码用来指明该指令所要完成的 *** 作,例如加减,传送,移位,转移等;其位数反映了 *** 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 *** 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。中断服务程序入口地址的寻找方法: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 *** 作(即控制信号)序列的功能。取指周期可以归纳为以下几个 *** 作,1PC->MAR21->R3M(MAR)->MDR4MDR->IR5OP(IR)->CU6(PC)+1->PC。间址周期:1AD(IR)->MAR21->R3M(MAR)->MDR4MDR->AD(IR)执行周期中不同执行周期的微 *** 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SHRL(ACC)->R(ACC),ACC0->ACC0;4、循环左移一位指令CSLR(ACC)->L(ACC)ACCo->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STAX(3)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、寻找中断服务程序入口地址以及硬件关中断的 *** 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 *** 作节拍时注意以下三点:1、有些微 *** 作的次序是不容改变的,故安排微 *** 作的节拍时必须注意微 *** 作的先后顺序。2、凡是控制对象不同的微 *** 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 *** 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 *** 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 *** 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 *** 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 *** 作命令---形成下一条微指令的地址---取下一条微指令---产生微 *** 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 *** 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 *** 作码形成,增量计数器法,分支转移,通过测试网络形成,由硬件产生微程序入口地址。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 *** 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。
六、参考文献
1、唐朔飞《计算机组成原理》高等教育出版社第2版
计算机组成原理论文篇二
《计算机组成原理的探讨》
摘要:计算机组成原理是计算机专业人员必须掌握的基础知识。显而易见《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心的专业必修课程。本课程侧重于讲授计算机基本部件的构造和组织方式、基本运算的 *** 作原理以及部件和单元的设计思想等。但计算机硬件技术的发展十分迅速,各类新器件、新概念和新内容不断涌现,这就要求我们要与时俱进,自主学习新知识。计算机是一门应用广泛、使用面积广、技术含量高的一门学科和技术,生活中的任何一个角落都离不开计算机的应用,生活中的无处不在需要我们了解和清楚计算机的相关知识。本文从《计算机组成原理》基础课程的各个方面对计算机组成原理做了详细的解释。
关键字:构造组织方式;基本运算; *** 作原理;设计思想
(一)、计算机组成原理课程综述
随着计算机和通信技术的蓬勃发展,中国开始进入信息化时代,计算机及技术的应用更加广泛深入,计算机学科传统的专业优势已经不再存在。社会和应用对学生在计算机领域的知识与能力提出了新的要求。专家们指出,未来10~15年是我国信息技术发展的窗口期、关键期。
《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业必修的一门专业主干课程。课程要求掌握计算机系统各部件的组成和工作原理、相互联系和作用,最终达到从系统、整机的角度理解计算机的结构与组成,并为后续课程的学习奠定基础。因此掌握计算机的组成原理就显得尤为重要,这就要求课程的编写要深入浅出、通俗易懂。本课程在体系结构上改变了自底向上的编写习惯,采用从外部大框架入手,层层细化的叙述方法。这样便更容易形成计算机的整体观念。
该课程总共分为四篇十章,第一篇(第1、2章)主要介绍计算机系统的基本组成、应用与发展。第二篇(第3、4、5章)详细介绍了出CPU外的存储器、输入输出系统以及连接CPU、存储器和I/O之间的通信总线。第三篇(第6、7、8、章)详细介绍了CPU(除控制单元外)的特性、结构和功能,包括计算机的基本运算、指令系统和中断系统等。第四篇(9、10章)专门介绍控制单元的功能,以及采用组合逻辑和微程序方法设计控制单元的设计思想和实现 措施 。
(二)、课程主要内容和基本原理
《计算机组成原理》是“高等学校计算机基础及应用教材”中的一本硬件基础教材,系统地介绍了计算机单处理机系统的组成及其工作原理。
主要内容包括:计算机系统概论,运算方法和运算器,存储系统,指令系统,中央处理器,总线及其互联机构,输入/输出系统。它是一门理论性强,而又与实际结合密切的课程,其特点是内容覆盖面广,基本概念多,并且比较抽象,特别是难以建立计算机的整机概念。本书以冯·诺依曼计算机结构为主线,讲授单处理机系统各大部件的组成、工作原理以及将各大部件连接成整机的工作原理。从教学上,本课程是先导课程和后续课程之间承上启下的主干课程,是必须掌握的重要知识结构。
(三)实际应用:科学计算和数据处理
科学计算一直是计算机的重要应用领域之一。其特点是计算量大和数值变化范围大。在天文学、量子化学、空气动力学和核物理学等领域都要依靠计算机进行复杂的运算。例如,人们生活难以摆脱的天气预报,要知道第二天的气候变化,采用1MIPS的计算机顷刻间便可获得。倘若要预报一个月乃至一年的气候变化,是各地提前做好防汛、防旱等工作,则100MIPS或更高的计算机才能满足。现代的航空、航天技术,如超音速飞行器的设计、人造卫星和运载火箭轨道的计算,也都离不开高速运算的计算机。
此外,计算机在 其它 学科和工程设计方面,诸如数学、力学、晶体结构分析、石油勘探、桥梁设计、建筑、土 木工 程设计等领域内,都得到了广泛的应用。
数据处理也是计算机的重要应用领域之一。早在20世纪五六十年代,人们就把大批复杂的事务数据交给了计算机处理,如政府机关公文、报表和档案。大银行、大公司、大企业的财务、人事、物料,包括市场预测、情报检索、经营决策、生产管理等大量的数据信息,都有计算机收集、存储、整理、检索、统计、修改、增删等,并由此获得某种决策数据或趋势,供各级决策指挥者参考。
(四)心得体会
这学期我们学习了计算机组成原理这门课,通过对这门课程的学习,让我对计算机的基本结构,单处理机的系统的组成与工作原理有了更加深入的了解和体会。下面我就对这学期的学习做个 总结 ,讲讲有关学习计算机组成原理的心得。
《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业一门核心专业基础课,在专业课程内起着承上启下的作用。这门课程是要求我们通过学习计算机的基本概念、基本结构,对组成计算机的各个部件的功能和工作过程、以及部件间的连接有较全面、较系统的认识,形成较完整的计算机组成与工作原理模型。
计算机组成原理第一章——计算机系统的概论。计算机是由硬件和软件组成的,计算机的硬件包括运算器,存储器,控制器,适配器,输入输出设备的本质所在。计算机系统是一个有硬件和软件组成的多层次结构,它通常由微程序级,一般机器级, *** 作系统级,汇编语言级,高级语言级组成,每一级都能进行程序设计,且得到下面各级的支持。
计算机组成原理第二章——计算机的发展与应用;简要介绍了计算机的发展史以及它的应用领域。计算机的应用领域很广泛,应用于科学计算和数据处理;工业控制和实时控制;办公自动化和管理信息系统等等。
计算机组成原理第三章——总线系统。计算机总线的功能与组成,总线的概念、连接方式、总线的仲裁、总线的定时以及总线接口的概念的基本功能都需要有深入的了解。
计算机组成原理第四章——存储系统。应重点掌握随机读写存储器的字位扩张情况,主存储器的组成与设计,cache存储器的运行原理以及虚拟存储器的概念与实现。
计算机组成原理第五章——输入/输出系统以及外围设备。计算机输入/输出设备与输入/输出系统综述,显示器设备,针式打印机设备,激光印字机设备;以及磁盘设备的组成与运行原理,磁盘阵列技术。输入/输出系统的功能与组成;教学机的总线与输入/输出系统实例。几种常用的输入/输出方式,中断与DMA的请求、响应和处理。
计算机组成原理第六章——运算方法和相关的运算器。尽管有些计算比较麻烦,可这些是学习的基础。以及相关的指令系统和处理器的工作原理。使我们在概论的基础上对计算机组成原理有了更深一步的了解。
计算机组成原理第七章——指令系统。控制单元必须要发出相应的指令,机器才能完成相应的 *** 作。本章介绍了指令的一般格式和寻址方式,不同的寻址方式 *** 作数的有效地址计算也是不同的。
计算机组成原理第八章,是重点的重点——中央处理器。重点掌握到内容很多:CPU的功能与基本组成,微程序控制器的相关与微程序设计技术。
计算机组成原理第九章——控制单元的功能。指令周期分为4个阶段,即取指周期、间址周期、执行周期和中断周期。控制单元会为完成不同指令所发出的各种 *** 作命令。
计算机组成原理第十章——控制单元的设计。有两种设计方法:组合逻辑设计和微程序设计。
通过本课程让我了解到,本课程是计算机专业本科生必修的硬件课程中重要核心课程之一。基本要求是使学生掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法,学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理。当我第一次接触这门课程时有些枯燥、乏味,学起来很吃力,但我还是决心努力学好这门课程。因为它不仅是专业课,而且以后也是 考研 科目,而且它的具有重要的承上启下的作用,如果学不好,那在以后专业课的学习中就会遇到更多的难点和困惑,很容易形成破罐子破摔的情形。
现在一个学期就快要过去了,基本的课程也已结束。由于老师细致全面的讲授和我自己课下的反复学习,这门课已经在我心里形成了一个大概的理解和知识体系,有种“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”的感觉。
结语
计算机组成原理是计算机专业本科生必修的硬件课程中重要核心课程之一。基本要求是使我们掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法,学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理,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。计算机组成原理是计算机专业的基础课。
通过对计算机组成原理知识的整理和实际应用,我深刻了解到掌握计算机组成原理的重要姓,了解到了计算机组成原理学基础在生活、工作等生活各个方面的重要姓和不可缺少姓。另一方面,通过学习也认识到了计算机组成原理学在一些微小方面一些不足和亟待于解决的问题或者小缺陷,这是我通过整理计算机组成原理而获得的极大收获。我相信这次的学习会对我以后的学习和工作产生非常大的影响力。
这门课对于使我们了解现代计算机的各个组成部分及其工作原理具有重要作用,对于我们后续课程的学习无疑也具有积极的意义。
(六)参考文献
[1]唐朔飞计算机组成原理[M]北京:高等教育出版社,2000
[2]唐朔飞计算机组成原理:学习指导与习题解答[M]北京:高等教育出版社,2005
[3]孙德文,等微型计算机技术[M]修订版北京:高等教育出版社,2006
[4]张晨曦,等计算机体系结构[M]2版北京:高等教育出版社,2006
[5]白中文,等计算机组成原理[M]3版北京:高等教育出版社,2002
[6]STALLINGSWComputerOraganizationandArchitecture:DesigningforPerformance[M]7thedNewYork:PrenticeHall,2005
9、每段的起始和结束地址为:
(1)10000H-1FFFFH
(2)12340H-2233FH
(3)23000H-32FFFH
(4)E0000H-EFFFFH
(5)AB000H-BAFFFH
12、若当前SS=3500H,SP=0800H,堆栈段在存储器中的物理地址为35800H,若此时入栈10个字节,SP内容是07F6H,若再出栈6个字节,SP为07FCH
3、
(1)MOV
AX,[100H]源 *** 作数字段的寻址方式是直接寻址,物理地址值是
10100H
(2)MOV
AX,VAL源 *** 作数字段的寻址方式是直接寻址,物理地址值是
10030H
(3)MOV
AX,[BX]源 *** 作数字段的寻址方式是寄存器间接寻址,物理地址值是
10100H
(4)MOV
AX,ES:[BX]源 *** 作数字段的寻址方式是寄存器间接寻址,物理地址值是
20100H
(5)MOV
AX,[SI]源 *** 作数字段的寻址方式是寄存间接寻址,物理地址值是
100A0H
(6)MOV
AX,[BX+10H]源 *** 作数字段的寻址方式是寄存器相对寻址,物理地址值是
10110H
(7)MOV
AX,[BP]源 *** 作数字段的寻址方式是寄存器间接寻址,物理地址值是
35200H
(8)MOV
AX,VAL[BP][SI]源 *** 作数字段的寻址方式是基址变址寻址,物理地址值是
10100H
(9)MOV
AX,VAL[BX][DI]源 *** 作数字段的寻址方式是基址变址寻址,物理地址值是
10124H
(10)MOV
AX,[BP][DI]源 *** 作数字段的寻址方式是基址变址寻址,物理地址值是
35224H
6、
(1)MOV
DL,AX类型不匹配,字节与字不能传送
(2)MOV
8650H,AX
目的 *** 作数不能为立即数
(3)MOV
DS,0200H
立即数不能送段寄存器
(4)MOV
[BX],[1200H]
两内存单元不能直接 *** 作
(5)MOV
IP,0FFH *** 作数不能为IP
(6)MOV
[BX+SI+3],IP
*** 作数不能为IP
(7)MOV
AX,[BX][BP]两个基寄存器不能同时作为地址
(8)MOV
AL,ES:[BP]
可以是正确的
(9)MOV
DL,[SI][DI]两变址寄存器不能同时作为地址
(10)MOV
AX,OFFSET
0A20H错误在OFFSET不用作为数值地址 *** 作符
(11)MOV
AL,OFFSET
TABLE类型不匹配,地址为字,不能传送给字节
(12)XCHA
AL,50H
立即数不用作为XCHG指令的 *** 作数
(13)IN
BL,05H
输入指令为累加器专用指令,不用BL,只能用AL
(14)OUT
AL,0FFEH
端口地址超过8位应该用DX间接寻址
7、
LEA
BX,TABLE
MOV
AL,5
XLAT
MOV
DH,AL
MOV
AL,7
XLAT
MOV
DL,AL
MOV
BX,DX
8、
PUSH
AX
SP=00FEH
PUSH
BX
SP=00FCH
POP
BX
SP=00FEH
POP
AX
SP=0100H
1、
A1
DW
23H,
5876H
变量占4个字节
A2
DB
3
DUP(),
0AH,
0DH,
‘$’变量占6个字节
A3
DD
5
DUP(1234H,
567890H)
变量占40个字节
A4
DB
4
DUP(3
DUP(1,
2,
‘ABC’))
变量占60个字节
2、
MOV
AX,0066H
MOV
AL,0FFH
MOV
AX,0FFH
AND
AL,2
OR
AX,02FFH
4、
PLENTH的值为22,表示PLENTH与PAR之间的字节数
7、用1024×1位的RAM芯片组成16K×8位的存储器,需要128个芯片,在地址线中有10位参与片内寻址,6位组合成片选择信号(设地址总线为16位)
8、现有一存储体芯片容量为512×4位,若要用它组成4KB的存储器,需要16个这样的芯片,每块芯片需要9条寻址线,整个存储系统最少需要12条寻址线。
微程序是由多个机器指令组成的机器指令集,程序则是为了完成某一应用功能所编写的代码的集合。简单一点,微程序是机器指令级别的,程序是高级语言级别的。
一种用于解决实际问题的机器指令的有序集合,包括子程序、分支、循环和其他结构,存储在主存中,可以更新和修改;
微程序设计是一组有序的微指令。微程序设计是传统程序设计方法在控制逻辑设计中的应用。因此,微程序也可以有微子程序、分支、循环等结构。
扩展资料:
微程序和程序的区别
1、不同的系统
是用某种编程语言编写的,运行在某种目标架构上。微程序存储在控制内存CM中,控制内存CM只能读取,不能更改。CM中的所有微程序解释并执行整个指令系统中的所有机器指令。
2、编译是不同的
通常,程序是用高级语言编写的,然后在编译期间由编译器/解释器翻译成机器语言以执行。
在某些情况下,也可以用汇编语言进行编程,汇编语言经过机器语言的修改,用文字代替0和1,如Add用于添加,Mov用于传递数据等。
个人电脑的主要结构:
显示器
主机板
CPU
(微处理器)
主要储存器
(记忆体)
扩充卡
电源供应器
光碟机
次要储存器
(硬碟)
键盘
滑鼠
尽管计算机技术自20世纪40年代第一台电子通用计算机诞生以来以来有了令人目眩的飞速发展,但是今天计算机仍然基本上采用的是存储程序结构,即冯·诺伊曼结构。这个结构实现了实用化的通用计算机。
存储程序结构间将一台计算机描述成四个主要部分:算术逻辑单元(ALU),控制电路,存储器,以及输入输出设备(I/O)。这些部件通过一组一组的排线连接(特别地,当一组线被用于多种不同意图的数据传输时又被称为总线),并且由一个时钟来驱动(当然某些其他事件也可能驱动控制电路)。
概念上讲,一部计算机的存储器可以被视为一组“细胞”单元。每一个“细胞”都有一个编号,称为地址;又都可以存储一个较小的定长信息。这个信息既可以是指令(告诉计算机去做什么),也可以是数据(指令的处理对象)。原则上,每一个“细胞”都是可以存储二者之任一的。
算术逻辑单元(ALU)可以被称作计算机的大脑。它可以做两类运算:第一类是算术运算,比如对两个数字进行加减法。算术运算部件的功能在ALU中是十分有限的,事实上,一些ALU根本不支持电路级的乘法和除法运算(由是使用者只能通过编程进行乘除法运算)。第二类是比较运算,即给定两个数,ALU对其进行比较以确定哪个更大一些。
输入输出系统是计算机从外部世界接收信息和向外部世界反馈运算结果的手段。对于一台标准的个人电脑,输入设备主要有键盘和鼠标,输出设备则是显示器,打印机以及其他许多后文将要讨论的可连接到计算机上的I/O设备。
控制系统将以上计算机各部分联系起来。它的功能是从存储器和输入输出设备中读取指令和数据,对指令进行解码,并向ALU交付符合指令要求的正确输入,告知ALU对这些数据做那些运算并将结果数据返回到何处。控制系统中一个重要组件就是一个用来保持跟踪当前指令所在地址的计数器。通常这个计数器随着指令的执行而累加,但有时如果指令指示进行跳转则不依此规则。
20世纪80年代以来ALU和控制单元(二者合成中央处理器,CPU)逐渐被整合到一块集成电路上,称作微处理器。这类计算机的工作模式十分直观:在一个时钟周期内,计算机先从存储器中获取指令和数据,然后执行指令,存储数据,再获取下一条指令。这个过程被反复执行,直至得到一个终止指令。
由控制器解释,运算器执行的指令集是一个精心定义的数目十分有限的简单指令集合。一般可以分为四类:1)、数据移动(如:将一个数值从存储单元A拷贝到存储单元B)2)、数逻运算(如:计算存储单元A与存储单元B之和,结果返回存储单元C)3)、条件验证(如:如果存储单元A内数值为100,则下一条指令地址为存储单元F)4)、指令序列改易(如:下一条指令地址为存储单元F)
指令如同数据一样在计算机内部是以二进制来表示的。比如说,10110000就是一条Intel
x86系列微处理器的拷贝指令代码。某一个计算机所支持的指令集就是该计算机的机器语言。因此,使用流行的机器语言将会使既成软件在一台新计算机上运行得更加容易。所以对于那些机型商业化软件开发的人来说,它们通常只会关注一种或几种不同的机器语言。
更加强大的小型计算机,大型计算机和服务器可能会与上述计算机有所不同。它们通常将任务分担给不同的CPU来执行。今天,微处理器和多核个人电脑也在朝这个方向发展。
超级计算机通常有着与基本的存储程序计算机显著区别的体系结构。它们通常由者数以千计的CPU,不过这些设计似乎只对特定任务有用。在各种计算机中,还有一些微控制器采用令程序和数据分离的哈佛架构(Harvard
architecture)。
看到上面的这些乱七八糟的回答,我说两句:
1直接映像法 2全相映像法 3组相映像法
这三种映射是在 计算机组成原理 里有详细的解释。
大概说一下,这三种映射涉及的对象是寄存器,CACHE,和内存;
其中cache(高速缓冲存贮器,简称高速缓存)是在两者之间的,寄存器寻址的时候要判断目前找的地址是否在CACHE中,如果不在就从内存读取,并且把读近来的地址保存到CACHE的某一个位置上,如果CACHE已经写满了数据就按照某种算法淘汰掉某一项。如果在CACHE中,那么就直接从CACHE中读取这个地址。
所谓1直接映像法 2全相映像法 3组相映像法 是指把内存的地址写到CACHE的一种方法。
1直接映像法 是指内存中的某段地址只能映射到CACHE的某一项上,而不能映射到别的地方,不管别的地方是否有数据。这种方法的优点是读写和存贮都很方便,但是缺点是CACHE的利用律低。
2全相映像法 是指内存的地址可以映射到CACHE的任何一项上。这种虽然可以提高CACHE的利用律,但是读写的时候不方便;
3组相映像法 这种方法是把上面的两种方法组合起来,就是把CACHE分成几组。特定的内存地址只能映射的特定的某一组,但是可以映射到这一组的任何一项上。
这是我理解和记忆的内容,不知楼主能不能理解,如果想了解更多的,可是参考《组成原理》这本书。有错误还请指正,谢谢!
山东大学是一所历史悠久、学科齐全、实力雄厚、特色鲜明的教育部直属重点综合性大学,在国内外具有重要影响,2017年顺利迈入世界一流大学建设高校(A类)行列,山东大学既是985工程也是211工程,那么作为全国前30名的顶尖强校,2022年山东大学“832计算机综合”考哪些内容呢?一起来看看吧。
●、山东大学学校简介
山东大学前身是1901年创办的山东大学堂,被誉为中国近代高等教育起源性大学。其医学学科起源于1864年,开启近代中国高等医学教育之先河。从诞生起,学校先后历经了山东大学堂、国立青岛大学、国立山东大学、山东大学以及由原山东大学、山东医科大学、山东工业大学三校合并组建的新山东大学等几个历史发展时期。120年来,山东大学始终秉承“为天下储人才,为国家图富强”的办学宗旨,深入践行“学无止境,气有浩然”的校训精神,踔厉奋发,薪火相传,积淀形成了“崇实求新”的校风,培养了60余万各类人才,为国家和区域经济社会发展作出了重要贡献。
●、“832计算机综合”考试性质、考查目标、考查内容等等
计算机综合包括数据结构、计算机组成原理两部分内容,每部分内容各占1/2。
I数据结构
一、考试基本要求
要求考生系统地理解线性结构(线性表、数组和矩阵、栈、队列、跳表和散列表)、树型结构(森林(树)、二叉树、优先队列、搜索树)、图结构等各种主要数据结构的基本概念,掌握各种数据结构的定义、实现算法和应用;掌握基本算法设计方法(递归、贪婪算法、分而治之、动态规划)及应用;掌握程序性能分析方法。要求考生具有抽象思维能力,逻辑推理能力,和综合运用所学的知识分析问题和解决问题的能力。
二、考试范围
(一)预备知识
1C++基本语法结构和应用
2递归思想和方法
(二)程序性能分析
1复杂性(时间复杂性和空间复杂性)的表示和计算方法
2插入排序、选择排序、冒泡排序、按名次排序方法
3顺序搜索、折半搜索方法
(三)线性表
1线性表的数组描述、链表描述等存储方法
2线性表的插入、删除、合并等基本 *** 作实现方法
3遍历器的作用、实现方法和应用
4线性表结构应用:箱子排序、基数排序、并查集(在线等价类)等
(四)数组和矩阵
1一般矩阵存储方法和基本运算实现
2特殊矩阵的特征、存储方法和基本运算实现
3稀疏矩阵的存储方法和基本运算实现
(五)栈
1栈的基本概念、基本 *** 作和实现方法
2栈结构应用:括号匹配、列车车厢重排、迷宫老鼠、离线等价类等
(六)队列
1队列的基本概念、基本 *** 作和实现方法
2队列结构应用:列车车厢重排、电路布线、图元识别等
(七)跳表和散列
1字典结构基本概念和表示结构
2跳表的基本概念、基本 *** 作和实现方法
3散列表的基本概念、基本 *** 作和实现方法
4LZW压缩思想
(八)二叉树和其他树
1树(以及森林)和二叉树的基本概念、存储方法、常用 *** 作和特性
2二叉树的前序、中序、后序、层次遍历方法及应用
3树(以及森林)的存储方法
4树和二叉树结构的应用:基于树存储的并查集(在线等价类)等
(九)优先队列
1优先队列基本概念和表示结构
2堆结构基本概念,堆的插入、删除和初始化等 *** 作实现方法
3堆结构应用:堆排序、霍夫曼树、霍夫曼编码
4左高树基本概念和插入、删除、合并、初始化等 *** 作的实现思想
(十)搜索树
1二叉搜索树(排序树)基本概念和插入、删除、搜索等 *** 作的实现方法
2二叉平衡树(AVL树)基本概念和插入、删除、搜索等 *** 作的实现方法
3m叉搜索树和B-树基本概念以及插入、删除、搜索等 *** 作的实现方法
(十一)图
1图基本概念和特性
2图的邻接矩阵和邻接链表存储方法及各种基本 *** 作和实现方法
3图的深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)算法
4DFS/BFS应用:寻找路径、连通图及连通构件、生成树等
(十二)贪婪算法
1贪婪算法基本思想
2AOV网的拓扑排序算法
3单源最短路径Dijkstra算法
4最小成本生成树的概念、Prim算法和Kruskal算法
5AOE网的关键路径算法
(十三)分而治之
1分而治之思想
2归并排序、快速排序方法
3选择问题实现方法
(十四)动态规划
1动态规划思想
2所有顶点对之间的最短路径算法
三、参考文献
(一)《数据结构,算法与应用----C++语言描述》(原书第2版),Sartaj Sahni著王立柱,刘志红译,机械工业出版社2015年出版
(二)《数据结构》(用面向对象方法与C++语言描述第二版)殷人昆著清华大学出版社
II计算机组成原理
一、课程基本要求
(一)理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式,具有完整的计算机系统的整机概念;
(二)理解计算机系统层次化结构概念,熟悉硬件与软件之间的界面,掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法;
(三)能够综合运用计算机组成的基本原理和基本方法,对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析,对一些基本部件进行简单设计,并能对高级程序设计语言(如C语言)中的相关问题进行分析。
二、考试范围
(一)计算机系统概述
1计算机发展历程
2计算机系统层次结构
(1)计算机系统的基本组成
(2)计算机硬件的基本组成
(3)计算机软件的分类
(4)计算机的工作过程
3计算机性能指标
(1)CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间、MIPS、MFLOPS
(2)字长
(3)容量
(4)总线宽度
(二)数据的表示和运算
1数制与编码
(1)进位计数制及其相互转换
(2)真值和机器数
(3)BCD码
(4)字符与字符串
(5)校验码
2定点数的表示和运算
(1)定点数的表示
无符号数的表示及范围;有符号数的表示及其相互转换。
(2)定点数的运算
定点数的移位运算;补码定点数的加/减运算;定点数的乘/除运算;溢出概念和判别方法。
3浮点数的表示和运算
(1)浮点数的表示
浮点数的表示范围;浮点机器数与真值间的相互转换。
(2)浮点数的加/减运算
4算术逻辑单元ALU
(1)并行加法器
(2)算术逻辑单元ALU的功能和结构
(3)快速进位链设计原理
(三)存储器层次机构
1存储器的分类
2存储器的层次化结构
3半导体随机存取存储器
(1)SRAM存储器的工作原理
(2)DRAM存储器的工作原理;刷新方式。
(3)只读存储器、Flash存储器
(4)主存储器的基本组成、存储单元的属性、数据的存放模式
(5)存储器的技术指标
4存储器的扩展方式及存储器与CPU的连接
5多体并行存储器系统
6高速缓冲存储器(Cache)
(1)Cache的基本工作原理
(2)Cache和主存之间的映射方式及其地址转换
(3)Cache中主存块的替换算法
(4)Cache读、写策略
(四)指令系统
1指令格式
(1)指令的基本格式
(2)定长 *** 作码指令格式
(3)扩展 *** 作码指令格式
2指令的寻址方式
(1)有效地址的概念
(2)数据寻址和指令寻址
(3)常见寻址方式
3CISC和RISC的基本概念
(五)中央处理器(CPU)
1CPU的功能和基本结构
2指令执行过程
3数据通路的功能和基本结构
基于数据通路,指令周期流程及取指、间址、执行和中断周期的数据流。
4控制器的功能和工作原理
(1)微 *** 作命令的分析
取指周期、间址周期、执行周期和中断周期的微 *** 作命令及其节拍安排。
(2)组合逻辑(硬布线)控制器
组合逻辑控制器的组成结构、设计步骤。
(3)微程序控制器
微程序、微指令、微命令、微 *** 作、控制存储器的基本概念;
微程序控制器的设计思想、组成结构、工作原理;
微指令的编码方式;
微地址的形式方式。
5指令流水线
(1)指令流水线的基本概念
(2)指令流水线的基本实现
影响指令流水线性能的因素:结构相关、数据相关、控制相关;
流水线的主要性能:吞吐率、加速比、效率。
(3)流水线的多发技术
超标量处理机、超流水线处理机、超长指令字处理机的基本概念。
(六)总线
1总线概述
(1)总线的基本概念
(2)总线的分类
(3)总线的组成及性能指标
2总线仲裁
(1)集中仲裁方式
(2)分布仲裁方式
3总线 *** 作和定时
(1)同步定时方式
(2)异步定时方式
4总线标准
(七)输入输出(I/O)系统
1I/O系统基本概念
2I/O接口(I/O控制器)
(1)I/O接口的功能和基本结构
(2)I/O端口及其编址
3I/O方式
(1)程序查询方式
(2)程序中断方式
中断的基本概念;中断响应过程;中断处理过程;多重中断和中断屏蔽的概念;中断处理顺序。
(3)DMA方式
DMA控制器的组成;DMA传送过程。
(4)通道方式
四、参考书目
(一)唐朔飞,计算机组成原理(第3版),高等教育出版社,202010,十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。
(二)白中英戴志涛,计算机组成原理(第6版),科学出版社,20198,十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。
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计算机组成原理唐朔飞第三版,回答如下:
为了紧跟国际上计算机技术的新发展,本书对第1版各章节的内容进行了补充和销瞎裂修改,并增加了例题分析,以加深对各知识点的理解和掌握。本书通过对一台实际计算机的剖析,使读者更深入地理解总线是如何将计算机各大部件互连成整机的。
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3~5章)介绍系亏闭统总线、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6~8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。每章后均附有思考题与习题。
本书概念清楚,通俗易懂,书中举例力求与当代计算机技术相结合,可作为高等学校计算机专业教材,也可作为其他科技人员的参考书。
作者简介
唐朔飞,哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院教授。2003年被评为首届黑龙江省和哈尔滨工业大学教神绝学名师。2006年获第二届国家教学名师奖。长期从事计算机科学与技术的教学和研究工作。从教43年来,给计算机专业27届4600余名学生讲授“计算机组成原理”课程。
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