第一篇：計(jì)算機(jī)組成原理課程說明

上海開放大學(xué)《云計(jì)算入門》課程教學(xué)大綱

上海開放大學(xué)專科通識教育選修課

《云計(jì)算入門》課程教學(xué)大綱

(2013年2月 審定)

第一部分 課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)

一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)

本課程是上海開放大學(xué)開放專科通識教育選修課，課程2學(xué)分，32學(xué)時(shí)。

課程主要介紹云計(jì)算的概念與基本理念，發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及未來趨勢，國內(nèi)外主要企業(yè)的云計(jì)算發(fā)展戰(zhàn)略，云計(jì)算架構(gòu)，云計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)化與開源軟件，面向個(gè)人應(yīng)用以及面向企業(yè)應(yīng)用的云計(jì)算服務(wù)。云計(jì)算技術(shù)以及基于云計(jì)算的服務(wù)是當(dāng)前全球信息技術(shù)發(fā)展的重要方向。

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生建立對云計(jì)算技術(shù)及理念的基本認(rèn)識，了解并理解新時(shí)期信息科技發(fā)展帶來的機(jī)遇以及面臨的挑戰(zhàn)。

二、先修后續(xù)課程： 先修課程：無； 后續(xù)課程：無。

第二部分 教學(xué)內(nèi)容與要求

第一章 云計(jì)算概述（2學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1． 理解云計(jì)算的基本概念

2． 了解云計(jì)算的特征要素和基本理念 3． 了解云計(jì)算的應(yīng)用

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 狹義云計(jì)算與廣義云計(jì)算的概念 2． “云”和“端”的概念 3． 云計(jì)算的主要服務(wù)形式 4． 云計(jì)算的基本理念

第二章 云計(jì)算的發(fā)展趨勢（2學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1． 了解市場對云計(jì)算的預(yù)期

2． 了解國外主要國家和組織對云計(jì)算的支持與推進(jìn) 3． 了解中國政府的云計(jì)算政策 4． 理解云計(jì)算發(fā)展的原因

上海開放大學(xué)《云計(jì)算入門》課程教學(xué)大綱

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 云計(jì)算市場未來前景看好

2． 美國、歐盟、日本等主要國家和組織對云計(jì)算的支持 3． 中國現(xiàn)階段云計(jì)算創(chuàng)新發(fā)展的總體思路

4． 云計(jì)算成為技術(shù)潮流的內(nèi)因是“需求+技術(shù)+模式”的合理組合

第三章 云計(jì)算的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀（2學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1． 了解計(jì)算技術(shù)的發(fā)展歷程 2． 了解云計(jì)算的起源 3． 了解云計(jì)算發(fā)展的主要障礙

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 計(jì)算技術(shù)發(fā)展各階段的核心思想和基本特征 2． 云計(jì)算的發(fā)展歷史

第四章 國內(nèi)外主要企業(yè)的云計(jì)算發(fā)展戰(zhàn)略（2學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1． 了解國外主流廠商的云計(jì)算發(fā)展策略 2． 了解國外的產(chǎn)學(xué)合作

3． 了解國內(nèi)企業(yè)的云計(jì)算發(fā)展策略

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 國外主流廠商的云計(jì)算服務(wù)平臺與產(chǎn)品 2． 中國主流企業(yè)的云計(jì)算服務(wù)平臺與產(chǎn)品

第五章 云計(jì)算的架構(gòu)（6學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1． 理解SOA與云計(jì)算 2． 理解虛擬化與云計(jì)算 3． 了解云計(jì)算的概念架構(gòu) 4． 了解云計(jì)算的技術(shù)架構(gòu)

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． SOA架構(gòu) 2． 虛擬化技術(shù)

3． 谷歌的云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)

上海開放大學(xué)《云計(jì)算入門》課程教學(xué)大綱

第六章 云計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)化與開源軟件（2學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1． 了解云計(jì)算研究標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀

2． 了解國外主要云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)研究組織及其研究方向 3． 了解中國云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)研究組織及其最新進(jìn)展

4． 理解開源軟件的基本概念及其在云計(jì)算發(fā)展歷程中扮演的角色

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 主要標(biāo)準(zhǔn)研究組織分類 2． 開源軟件的概念 3． 知名云計(jì)算相關(guān)開源軟件

第七章 面向個(gè)人應(yīng)用的云計(jì)算服務(wù)（8學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1． 理解搜索引擎的基本概念 2． 了解主流即時(shí)通訊工具 3． 理解社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 4． 了解微博服務(wù) 5． 了解其他云計(jì)算服務(wù)

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 搜索引擎的概念、功能以及分類 2． 發(fā)展社交網(wǎng)絡(luò)的理論依據(jù) 3． 微博的特點(diǎn)及定位

第八章 面向企業(yè)應(yīng)用的云計(jì)算服務(wù)（8學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1． 了解云計(jì)算在IaaS中的應(yīng)用 2． 了解SaaS面向企業(yè)應(yīng)用的實(shí)例 3． 了解微博在企業(yè)方面的應(yīng)用 4． 了解搜索引擎在企業(yè)中的應(yīng)用

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 混合云模式

2． 按需彈性提供服務(wù)資源是云計(jì)算在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的主要特點(diǎn) 3． 保證云計(jì)算服務(wù)可用性、可靠性及實(shí)施隱私保護(hù)的主要措施

第二篇：計(jì)算機(jī)組成原理課程說明-上海開放大學(xué)

上海開放大學(xué)《軟件測試》課程教學(xué)大綱

上海開放大學(xué)本科（?？破瘘c(diǎn)）軟件工程（信息服務(wù)）專業(yè)

《軟件測試》課程教學(xué)大綱

(2014年2月審定)

第一部分 課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)

一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)

本課程是專業(yè)必修課，課程4學(xué)分，課程學(xué)時(shí)數(shù)64（含實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)20）。

課程主要介紹與軟件測試相關(guān)的概念、方法與工具。內(nèi)容涉及測試基本概念、測試過程模型與策略、基本測試技術(shù)（黑盒測試與白盒測試技術(shù)）、分階段的測試方法（單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試、驗(yàn)收測試）、面向?qū)ο鬁y試方法、專用應(yīng)用系統(tǒng)的測試、測試工具的使用等。

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解軟件測試的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)，理解軟件測試的基本概念與測試流程，同時(shí)基本掌握測試用例設(shè)計(jì)、測試工具的使用等技術(shù)。

二、先修后續(xù)課程

先修課程：軟件工程、Java程序設(shè)計(jì) 后續(xù)課程：無

第二部分 教學(xué)內(nèi)容與要求

第一章 軟件測試基礎(chǔ)知識（4學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1.掌握軟件測試的含義 2.掌握終止軟件測試的因素

3.掌握軟件測試的分類（按照不同維度如何劃分軟件測試的類型）4.理解軟件質(zhì)量的含義以及軟件質(zhì)量保證與軟件測試的區(qū)別 5.理解軟件測試學(xué)科的發(fā)展歷史以及現(xiàn)階段存在的問題 6.理解軟件測試的原則

7.了解軟件測試的必要性和目的

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 軟件測試的基本概念 2． 軟件測試的原則 3． 軟件測試的分類

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.軟件測試的含義及分類 第二章 軟件測試過程模型與標(biāo)準(zhǔn)（2學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1.掌握V、W、H、X軟件測試過程模型的特征，以及各自的優(yōu)缺點(diǎn) 2.理解軟件測試標(biāo)準(zhǔn)（以ISO/IEC 29119為主）的內(nèi)容以及實(shí)施方式 3.理解軟件測試規(guī)范 4.理解TMap測試體系

上海開放大學(xué)《軟件測試》課程教學(xué)大綱

5.了解軟件測試過程改進(jìn)模型（TMM、TPI、CTP、STEP）的實(shí)際用途，以及各種測試改進(jìn)模型的內(nèi)容。

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． V、W、H、X軟件測試模型 2． 軟件測試標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.V、W、H、X模型的特征與優(yōu)缺點(diǎn) 第三章 靜態(tài)測試技術(shù)（2學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1.掌握代碼走查的含義與過程

2.理解靜態(tài)測試的原則，靜態(tài)測試的方法分類 3.理解代碼檢查與技術(shù)評審的含義與基本內(nèi)容

4.了解靜態(tài)測試的含義，靜態(tài)測試技術(shù)與動(dòng)態(tài)測試技術(shù)的區(qū)別

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 靜態(tài)測試技術(shù)的基本概念 2． 代碼走查的含義與過程 3． 正式技術(shù)評審的概念

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.代碼走查的含義與過程

第四章 黑盒測試方法（8學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1.掌握黑盒測試的基本概念

2.掌握等價(jià)類劃分法、邊界值分析法、因果圖法、基于判定表等黑盒測試方法 3.理解錯(cuò)誤推測法、基于場景的測試、正交實(shí)驗(yàn)法等黑盒測試方法 4.了解黑盒測試方法的選擇策略

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 黑盒測試基本概念 2． 等價(jià)類劃分法 3． 邊界值分析法 4． 因果圖法 5． 判定表法

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)：

1.等價(jià)類劃分法、邊界值分析法、以及這兩種方法的結(jié)合 2.因果圖法、判定表法 難點(diǎn)：

1.使用各種測試方法設(shè)計(jì)黑盒測試用例 第五章 白盒測試方法（8學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1.掌握白盒測試的基本概念

2.掌握邏輯覆蓋、基本路徑覆蓋白盒測試方法

3.理解其他白盒測試方法（循環(huán)測試、數(shù)據(jù)流測試、變異測試、域測試、Z路徑覆蓋）

上海開放大學(xué)《軟件測試》課程教學(xué)大綱 的內(nèi)容及其對邏輯覆蓋測試的補(bǔ)充 4.了解白盒測試方法的選擇策略

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 白盒測試基本概念 2． 邏輯覆蓋測試 3． 基本路徑測試

4． 開源白盒測試工具的使用方法

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)：

1.邏輯覆蓋測試的各種覆蓋準(zhǔn)則的含義及測試用例設(shè)計(jì)方法

2.基本路徑的概念、程序環(huán)路復(fù)雜度的計(jì)算方法以及基本路徑測試用例設(shè)計(jì)方法 難點(diǎn)：

1.使用各種測試方法設(shè)計(jì)白盒測試用例 2.使用工具執(zhí)行測試用例 第六章 單元測試（4學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1.掌握單元測試的基本概念

2.掌握使用使用xUnit測試框架進(jìn)行單元測試的基本過程 3.掌握J(rèn)Unit、JMock工具的基本使用方法

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 單元測試基本概念、目標(biāo)與任務(wù)

2． 驅(qū)動(dòng)程序與樁程序的概念以及構(gòu)造方法 3． xUnit測試框架 4． Junit及其使用方法

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.使用Junit與Jmock搭建單元測試環(huán)境 2.編寫、執(zhí)行單元測試用例

第七章 集成測試（4學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1.掌握集成測試的基本概念 2.掌握集成測試的方法與策略 3.理解回歸測試的目的與過程 4.了解持續(xù)集成的基本概念

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 集成測試的概念、測試環(huán)境與基本過程 2． 集成測試的策略及各自的優(yōu)缺點(diǎn)

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.集成測試的不同策略（大爆炸、自頂向下、自底向上、三明治集成）第八章 系統(tǒng)測試（2學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1.掌握系統(tǒng)測試的基本概念

2.掌握功能測試、性能測試、容量測試、負(fù)載測試的概念

上海開放大學(xué)《軟件測試》課程教學(xué)大綱

3.掌握性能測試的基本方法

4.理解系統(tǒng)測試的測試環(huán)境以及測試對象

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 系統(tǒng)測試的基本概念、測試環(huán)境與基本過程 2． 功能測試

3． 性能測試、壓力測試、容量測試以及負(fù)載測試 4． 系統(tǒng)測試工具

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.負(fù)載測試的策略

2.性能測試、壓力測試與容量測試的目標(biāo)、相同點(diǎn)與不同點(diǎn)

3.性能測試工具（JMeter）的測試用例設(shè)計(jì)、執(zhí)行腳本錄制與執(zhí)行測試用例 第九章 驗(yàn)收測試方法（2學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1.掌握驗(yàn)收測試的基本概念與類型 2.掌握α測試與β測試的基本概念

3.了解驗(yàn)收測試的必要性，驗(yàn)收測試的標(biāo)準(zhǔn)

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 驗(yàn)收測試的基本概念與類型 2． α測試與β測試

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.α測試與β測試的基本概念、相同點(diǎn)與不同點(diǎn)

第十章 面向?qū)ο鬁y試（4學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1.掌握面向?qū)ο鬁y試的基本概念

2.掌握面向?qū)ο蟮臏y試模型以及面向?qū)ο鬁y試的分類 3.掌握面向?qū)ο蟮膯卧獪y試、集成測試、系統(tǒng)測試方法 4.理解面向?qū)ο鬁y試的模型與過程

5.了解基于缺陷、基于類層次劃分、基于類行為模型的面向?qū)ο鬁y試方法的概念

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 面向?qū)ο蟮膯卧獪y試方法 2． 面向?qū)ο蟮募蓽y試方法 3． 面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)測試方法

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.面向?qū)ο鬁y試中一般類的不同類型（非模態(tài)類、單模態(tài)類、準(zhǔn)模態(tài)類、模態(tài)類的概念）

2.針對一般類的單元測試方法

3.針對特殊類（抽象類、泛型類）的單元測試方法與原則 第十一章 專用應(yīng)用系統(tǒng)測試（2學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1.掌握數(shù)據(jù)庫測試的測試目標(biāo)與測試過程 2.掌握Web應(yīng)用系統(tǒng)測試的實(shí)施過程

3.理解GUI測試的基本概念、測試原則與測試內(nèi)容

上海開放大學(xué)《軟件測試》課程教學(xué)大綱

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 數(shù)據(jù)庫測試

2． Web應(yīng)用系統(tǒng)測試 3． GUI測試

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.Web應(yīng)用系統(tǒng)的功能性與性能測試 2.數(shù)據(jù)庫的功能性與性能測試 3.數(shù)據(jù)庫測試的典型場景

第十二章 軟件測試管理（2學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

1.掌握測試缺陷管理的基本概念，缺陷程度的劃分，軟件缺陷的度量方式

2.理解測試配置管理的基本概念、目標(biāo)、角色與實(shí)施步驟，常用的配置管理工具及其能力

3.了解測試計(jì)劃的制定、測試工作量的估算方法，測試團(tuán)隊(duì)的組織模式與原則，測試過程監(jiān)控的實(shí)施方式，測試文檔的類型及各自應(yīng)包含的內(nèi)容

二、教學(xué)要點(diǎn)

1． 缺陷管理 2． 測試配置管理

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.缺陷管理的基本概念 2.測試配置管理的基本概念

第三部分 課程實(shí)踐

本課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)由四個(gè)課程實(shí)驗(yàn)組成，共計(jì)20學(xué)時(shí)，具體包括： 實(shí)驗(yàn)

一、白盒測試與黑盒測試用例設(shè)計(jì)（8學(xué)時(shí)）

要求：給定待測軟件的需求描述和程序流程，利用等價(jià)類劃分、邊界值分析、因果圖、判定表等方法設(shè)計(jì)黑盒測試用例，利用語句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋、判定條件覆蓋、條件組合覆蓋等方法設(shè)計(jì)白盒測試用例，并撰寫測試用例設(shè)計(jì)文檔。

實(shí)驗(yàn)

二、Java程序單元測試（4學(xué)時(shí)）

要求：掌握利用Junit和Jmock進(jìn)行Java程序單元測試的基本過程和基本方法。

實(shí)驗(yàn)

三、Web應(yīng)用系統(tǒng)功能測試（4學(xué)時(shí)）

要求：使用開源Web功能測試工具M(jìn)axQ對給定Web應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行功能測試。

實(shí)驗(yàn)

四、Web應(yīng)用系統(tǒng)性能測試（4學(xué)時(shí)）

要求：使用開源Web性能測試工具JMeter和錄制腳本工具Badboy對給定Web應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行性能測試。

第三篇：計(jì)算機(jī)組成原理課程論文

《計(jì)算機(jī)組成原理》課程論文

【內(nèi)容摘要】： 本論文主要在課程的學(xué)習(xí)上作一些討論。該課程主要介紹計(jì)算機(jī)硬件的結(jié)構(gòu)與基本原理和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。課程主要研究CPU、主存儲器、I/0接口和輸入/輸出以及總線的結(jié)構(gòu)和功能。使學(xué)生建立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念，深入了解計(jì)算機(jī)的工作原理，掌握計(jì)算機(jī)組織與實(shí)現(xiàn)的技術(shù)和方法，以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，從而為計(jì)算機(jī)專業(yè)其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】： 課程概述、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、CPU、控制單元

【課程綜述】： 計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)應(yīng)用和計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)以及其他相關(guān)專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，它主要討論計(jì)算機(jī)各組成部件的基本概念、基本結(jié)構(gòu)、工作原理及設(shè)計(jì)方法。組成原理是計(jì)算機(jī)類專業(yè)的一門主干必修課程，主要內(nèi)容有：（1）對計(jì)算機(jī)的發(fā)展、應(yīng)用和特性作的概述，并簡單介紹了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件、軟件及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)；（2）系統(tǒng)總線，介紹了三種總線結(jié)構(gòu)及接口的概念，總線控制的三種方式和通信的兩種方式；（3）存儲系統(tǒng)，主要介紹半導(dǎo)體存儲器工作原理、尋址方式、與CPU的互連的方法，以及存儲系統(tǒng)的多級結(jié)構(gòu)；（4）輸入輸出系統(tǒng)，介紹了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中主機(jī)與外部設(shè)備之間的信息交換方式，重點(diǎn)介紹中斷處理方式以及DMA方式；（5）運(yùn)算方法和運(yùn)算器，介紹數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法，定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的四則運(yùn)算、邏輯運(yùn)算及運(yùn)算器的組成和工作原理；（6）指令系統(tǒng)，介紹指令系統(tǒng)的發(fā)展與性能要求、指令格式的分析以及指令和數(shù)據(jù)的尋址方式；（7）CPU的結(jié)構(gòu)和功能，CPU控制機(jī)器完成一條指令的全過程，中斷技術(shù)在提高整機(jī)系統(tǒng)效能方面的作用（8）組合邏輯控制器、微程序控制器的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法、指令周期的概念及時(shí)序產(chǎn)生器的原理及其控制方式。

【正文】：

（一）計(jì)算機(jī)概述

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，它們共同決定了計(jì)算機(jī)性能的好壞。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)經(jīng)過了多次的發(fā)展由最初的一級層次結(jié)構(gòu)發(fā)展到了如今的多層次結(jié)構(gòu)。

典型的計(jì)算機(jī)組成由馮·諾依曼計(jì)算機(jī)演變而來，該計(jì)算機(jī)由五大部分組成：輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、存儲器、運(yùn)算器、控制器，并以運(yùn)算器為中心結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)可認(rèn)為有三大部分組成：CPU、I/O設(shè)備、主存儲器，并以存儲器為系統(tǒng)中心。

計(jì)算機(jī)硬件的主要技術(shù)指標(biāo)有機(jī)器字長（指CPU一次能處理數(shù)據(jù)的位數(shù)，通常與CPU的寄存器位數(shù)有關(guān)）、存儲容量（包括貯存容量和輔存容量）、運(yùn)算速度。

（二）計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 1）、系統(tǒng)總線

總線是連接多個(gè)部件的信息傳輸線，是各個(gè)部件共享的傳輸介質(zhì)。當(dāng)多個(gè)部件與總線相連時(shí)，如果出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上部件同時(shí)向總線發(fā)送信息，必將導(dǎo)致信號沖突，傳輸失效。因此，在某一時(shí)刻，只允許有一個(gè)部件向總線發(fā)送信息，而多個(gè)部件可以同時(shí)從總線上接受相同的信息。

總線按傳送方式可分為并行傳輸總線和串行傳輸總線；按使用范圍可分為計(jì)算機(jī)總線、測控總線、網(wǎng)絡(luò)通信總線等；按連接部件可分為片內(nèi)總線、系統(tǒng)總線和控制總線，本書重點(diǎn)介紹。總線的性能指標(biāo)：總線寬度、總線帶寬、時(shí)鐘同步/異步、總線復(fù)用、信號線數(shù)、總線控制方式等?？偩€的結(jié)構(gòu)通常分為單總線結(jié)構(gòu)和多總線結(jié)構(gòu)?？偩€的控制主要包括判優(yōu)控制和通信控制，總線判優(yōu)控制分為集中式判優(yōu)（鏈?zhǔn)讲樵?、?jì)數(shù)器定時(shí)查詢和獨(dú)立查詢）和分布式判優(yōu)（自舉分布式和沖突檢測分布式）?？偩€通信控制主要解決通信雙方如何獲知傳輸開始和傳輸結(jié)束，以及雙方如何協(xié)調(diào)配合，通常用四種方式：同步通信、異步通信、半同步通信和分離式通信。

2）存儲器

存儲器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來存放程序和數(shù)據(jù)。按存儲介質(zhì)分類可分為半導(dǎo)體存儲器、磁表面存儲器、磁芯存儲器和光盤存儲器，按存取方式分為隨機(jī)存儲器、只讀存儲器、串行訪問存儲器，按在計(jì)算機(jī)中分類分為主存儲器、輔助存儲器、緩沖存儲器。存儲器有三個(gè)性能指標(biāo)：速度、容量和每位價(jià)格。存儲器的擴(kuò)展通常有位擴(kuò)展和字?jǐn)U展，位擴(kuò)展即增加存儲字長,如將8片16K*1位的存儲芯片連接，可組成一個(gè)16K*8位的存儲器。字?jǐn)U展是指增加存儲字的數(shù)量，如2片1K*8位的存儲芯片可組成一個(gè)2K*8位的存儲器。在與存儲器外部設(shè)備交換信息時(shí)，可采用高速原件、使用層次結(jié)構(gòu)、調(diào)整主存的結(jié)構(gòu)來提高訪存速度。

3）I/O系統(tǒng)

I/O系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)中所有的外部設(shè)備。計(jì)算機(jī)外部設(shè)備。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除CPU和內(nèi)存儲外所有的設(shè)備和裝置稱為計(jì)算機(jī)外部設(shè)備（外圍設(shè)備、I/O設(shè)備）。I/O設(shè)備：用來向計(jì)算機(jī)輸入和輸出信息的設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等。I/O設(shè)備與主機(jī)交換信息有三種控制方式：程序查詢方式，程序中斷方式，DMA方式。程序查詢方式是由CPU通過程序不斷的查詢I/O設(shè)備是否做好準(zhǔn)備，從而控制其與主機(jī)交換信息。程序中斷方式不查詢設(shè)備是否準(zhǔn)備就緒，繼續(xù)執(zhí)行自身程序，只是當(dāng)I/O設(shè)備準(zhǔn)備就緒并向CPU發(fā)出中斷請求后才給予響應(yīng)，這大大提高了CPU的工作效率。在DMA方式中，主存與I/O設(shè)備之間有一條數(shù)據(jù)通路，主存與其交換信息時(shí)，無需調(diào)用中斷服務(wù)程序。

4）運(yùn)算器 計(jì)算機(jī)中執(zhí)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算操作的部件。運(yùn)算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運(yùn)算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱算術(shù)邏輯部件（ALU）。運(yùn)算器由：算術(shù)邏輯單元（ALU）、累加器、狀態(tài)寄存器、通用寄存器組等組成。算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（ALU）的基本功能為加、減、乘、除四則運(yùn)算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求補(bǔ)等操作。加減法主要采用補(bǔ)碼定點(diǎn)加減法進(jìn)行運(yùn)算，乘法可視為加法和移位，主要方法有原碼一位乘、原碼兩位乘、補(bǔ)碼一位乘、補(bǔ)碼兩位乘等，乘積的符號位由兩個(gè)數(shù)的符號位異或運(yùn)算結(jié)果決定。除法運(yùn)算可視為減法和移位，主要方法有恢復(fù)余數(shù)法、加減交替法，其中原碼除法的符號位單獨(dú)處理，補(bǔ)碼除法的符號位參與運(yùn)算并最終獲得結(jié)果。浮點(diǎn)加減法可分為○1對階，使兩數(shù)的小數(shù)點(diǎn)位置對其2尾數(shù)求和，將對階后的兩尾數(shù)按定點(diǎn)加減運(yùn)算規(guī)則求和或差○3規(guī)格化○4舍○入，要考慮尾數(shù)右移時(shí)失去的數(shù)值位○5溢出判斷。浮點(diǎn)乘除運(yùn)算，乘積的階碼應(yīng)為相乘兩數(shù)的階碼之和，乘積的尾數(shù)應(yīng)為相乘兩數(shù)的尾數(shù)之積，商的階碼為被除數(shù)的階碼減去減數(shù)的階碼，尾數(shù)為被除數(shù)的尾數(shù)除以除數(shù)的尾數(shù)所得的商。5）指令系統(tǒng)一條指令就是機(jī)器語言的一個(gè)語句，它是一組有意義的二進(jìn)制代碼，指令的基本格式如：操作碼字段+地址碼字段，其中操作碼指明了指令的操作性質(zhì)及功能，地址碼則給出了操作數(shù)或操作數(shù)的地址。指令包括操作碼域和地址域兩部分。根據(jù)地址域所涉及的地址數(shù)量，常見的指令格式有以下幾種?！?三地址指令：一般地址域中A1、A2分別確定第一、第二操作數(shù)地址,A3確定結(jié)果地址。下一條指令的地址通常由程序計(jì)數(shù)器按順序給出。2二地址指令：地址域中A1確定

○第一操作數(shù)地址，A2同時(shí)確定第二操作數(shù)地址和結(jié)果地址。○3單地址指令：地址域中A確定第一操作數(shù)地址。固定使用某個(gè)寄存器存放第二操作數(shù)和操作結(jié)果。因而在指令中隱含了它們的地址。○4零地址指令：在堆棧型計(jì)算機(jī)中，操作數(shù)一般存放在下推堆棧頂?shù)膬蓚€(gè)單元中,結(jié)果又放入棧頂,地址均被隱含，因而大多數(shù)指令只有操作碼而沒有地址域。根據(jù)指令內(nèi)容確定操作數(shù)地址的過程稱為尋址。完善的尋址方式可為用戶組織和使用數(shù)據(jù)提供方便?！?直接尋址：指令地址域中表示的是操作數(shù)地址?！?間接尋址：指令地址域中表示的是操作數(shù)地址的地址即指令地址碼對應(yīng)的存儲單元所給出的是地址A，操作數(shù)據(jù)存放在地址A指示的主存單元內(nèi)。有的計(jì)算機(jī)的指令可以多次間接尋址,如A指示的主存單元內(nèi)存放的是另一地址B，而操作數(shù)據(jù)存放在B指示的主存單元內(nèi)，稱為多重間接尋址?！?立即尋址：指令地址域中表示的是操作數(shù)本身?！?變址尋址：指令地址域中表示的是變址寄存器號i和位移值D。將指定的變址寄存器內(nèi)容E與位移值D相加,其和E+D為操作數(shù)地址。許多計(jì)算機(jī)具有雙變址功能，即將兩個(gè)變址寄存器內(nèi)容與位移值相加，得操作數(shù)地址。變址尋址有利于數(shù)組操作和程序共用。同時(shí)，位移值長度可短于地址長度，因而指令長度可以縮短?！?相對尋址：指令地址域中表示的是位移值D。程序計(jì)數(shù)器內(nèi)容（即本條指令的地址）K與位移值D相加，得操作數(shù)地址K+D。當(dāng)程序在主存儲器浮動(dòng)時(shí)，相對尋址能保持原有程序功能。此外，還有自增尋址、自減尋址、組合尋址等尋址方式。尋址方式可由操作碼確定，也可在地址域中設(shè)標(biāo)志，指明尋址方式。

6）CPU的結(jié)構(gòu)和功能

CPU具有控制程序的順序執(zhí)行（指令控制）、產(chǎn)生完成每條指令所需的控制命令（操作控制）、對各種操作加以時(shí)間上的控制（時(shí)間控制）、對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算（數(shù)據(jù)加工）以及處理中斷等功能。一條指令的執(zhí)行過程按時(shí)間順序可分為以下幾個(gè)步驟：○1CPU發(fā)出指令地址。將指令指針寄存器（IP）的內(nèi)容——指令地址，經(jīng)地址總線送入存儲器的地址寄存器中。○2從地址寄存器中讀取指令。將讀出的指令暫存于存儲器的數(shù)據(jù)寄存器中?！?將指令送往指令寄存器。將指令從數(shù)據(jù)寄存器中取出，經(jīng)數(shù)據(jù)總線送入控制器的指令寄存器中。4指令譯碼。指令寄存器中的操作碼部分送指令譯碼器，經(jīng)譯碼器分析產(chǎn)生相○應(yīng)的操作控制信號，送往各個(gè)執(zhí)行部件?！?按指令操作碼執(zhí)行?！?修改程序計(jì)數(shù)器的值，形成下一條要取指令的地址。若執(zhí)行的是非轉(zhuǎn)移指令，即順序執(zhí)行，則指令指針寄存器的內(nèi)容加1，形成下一條要取指令的地址。指令指針寄存器也稱為程序計(jì)數(shù)器。中斷的作用：一方面，有了中斷功能，PC系統(tǒng)就可以使CPU和外設(shè)同時(shí)工作，使系統(tǒng)可以及時(shí)地響應(yīng)外部事件。而且有了中斷功能，CPU可允許多個(gè)外設(shè)同時(shí)工作。這樣就大大提高了CPU的利用率，也提高了數(shù)據(jù)輸入、輸出的速度；另一方面，有了中斷功能，就可以使CPU及時(shí)處理各種軟硬件故障。計(jì)算機(jī)在運(yùn)行過程中，往往會(huì)出現(xiàn)事先預(yù)料不到的情況或出現(xiàn)一些故障，如電源掉電、存儲出錯(cuò)，運(yùn)算溢出等等。計(jì)算機(jī)可以利用中斷系統(tǒng)自行處理，而不必停機(jī)或報(bào)告工作人員。

7）控制單元

控制單元是整個(gè)CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令譯碼器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三個(gè)部件組成，對協(xié)調(diào)整個(gè)電腦有序工作極為重要。它根據(jù)用戶預(yù)先編好的程序，依次從存儲器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過指令譯碼(分析)確定應(yīng)該進(jìn)行什么操作，然后通過控制總線送至相應(yīng)部件實(shí)現(xiàn)功能。常見的控制方式有同步控制、異步控制、聯(lián)合控制和人工控制?？刂茊卧脑O(shè)計(jì)有兩種方法：組合邏輯設(shè)計(jì)和微程序設(shè)計(jì)。組合邏輯設(shè)計(jì)首先要確定控制方式，然后決定微操作的節(jié)拍安排，再根據(jù)微操作列出微操作命令的操作時(shí)間表、求出最簡邏輯表達(dá)式并畫出微操作的邏輯圖。這種方法思路清晰，但每一個(gè)微操作都對應(yīng)一個(gè)邏輯電路，最終的控制單元會(huì)十分龐雜。微程序設(shè)計(jì)是指將一條機(jī)器指令編寫成一個(gè)微程序，每一個(gè)微程序包含若干條微指令，每一條微指令對應(yīng)一個(gè)或幾個(gè)微操作命令，然后把這些微程序存到一個(gè)控制存儲器中，用尋找用戶程序機(jī)器指令的方法來尋找每一個(gè)為程序中的微指令。這些微指令以二進(jìn)制代碼形式表示，每位代表一個(gè)控制信號，因此逐條執(zhí)行每一條微指令，也就相應(yīng)的完成了一條機(jī)器指令的全部操作。微指令的編碼方式有直接編碼、字段直接編碼、字段間接編碼、混合編碼等，微指令格式有水平型微指令和垂直型微指令。

【心得體會(huì)】 在做完這次課程論文后，讓我再次加深了對計(jì)算機(jī)的組成原理的理解，對計(jì)算機(jī)的構(gòu)建也有更深層次的體會(huì)。計(jì)算機(jī)的每一次發(fā)展，都凝聚著人類的智慧和辛勤勞動(dòng)，每一次創(chuàng)新都給人類帶來了巨大的進(jìn)步。計(jì)算機(jī)從早期的簡單功能，到現(xiàn)在的復(fù)雜操作，都是一點(diǎn)一滴發(fā)展起來的。這種層次化的讓我體會(huì)到了，凡事要從小做起，無數(shù)的‘小’便成就了‘大’。在學(xué)習(xí)過程中也是碰到了很多問題，主要就和老師說的一樣，課后沒有看書，導(dǎo)致一些知識點(diǎn)沒有掌握完全，概念問題有很多細(xì)節(jié)不懂。這些都要盡量彌補(bǔ)，才能讓這門課的學(xué)習(xí)達(dá)到目的。

【結(jié)語】 計(jì)算機(jī)的發(fā)展日新月異。自從踏入21世紀(jì)以來可謂發(fā)展神速，可以預(yù)見將來必將出現(xiàn)新的電腦體系、功能與知識，我們不能局限于現(xiàn)今所學(xué)的的知識，要跟上時(shí)代的步伐，時(shí)時(shí)刻刻關(guān)注計(jì)算機(jī)方面的發(fā)展，這樣才能為以后的工作學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】唐俊飛.計(jì)算機(jī)組成原理.北京：剛等教育出版社，2000.【2】白中英,等.計(jì)算機(jī)組成原理.3版.北京：科學(xué)出版社，2002.

第四篇：計(jì)算機(jī)組成原理課程論文

合肥學(xué)院

課 程 論 文

題

目 系

部 專

業(yè) 班

級 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師

計(jì)算機(jī)組成原理課程綜述

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 11級計(jì)本（2）班

張向東

2013 年 5 月 27 日

計(jì)算機(jī)組成原理課程論文

內(nèi)容摘要：

論文主要論述馮-諾依曼型計(jì)算機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)器件與其控制單元的構(gòu)建方法，一臺計(jì)算機(jī)的核心是中央處理器，中央處理器的核心就是他的控制單元，控制單元相對于計(jì)算機(jī)而言類似于人的大腦，人體的各種行為取決于大腦的指令控制，計(jì)算機(jī)的各種操作方式取決于控制單元的指令，控制單元直接影響著指令系統(tǒng)，它的格式不僅直接影響到機(jī)器的硬件結(jié)構(gòu)，而且也直接影響到系統(tǒng)軟件，影響機(jī)器的適用范圍。

關(guān)鍵詞：馮諾依曼型計(jì)算機(jī)的組成，中央處理器，控制單元，指令系統(tǒng)，微指令

一、計(jì)算機(jī)組成原理課程綜述：

本課程的教學(xué)采用從整體入手，層層深入細(xì)化的方法詳細(xì)的闡述了計(jì)算機(jī)的組成以及各部件的工作原理和工作方式，先是介紹計(jì)算機(jī)的基本組成，發(fā)展和展望。后面分階段詳述了存儲器，輸入輸出系統(tǒng)，通信總線，中央處理器的特性結(jié)構(gòu)和功能，包括計(jì)算機(jī)的基本運(yùn)算，指令系統(tǒng)和中斷系統(tǒng)，并專門介紹了控制單元的功能和設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)措施。

二、課程主要內(nèi)容和基本原理：

（一）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)：

計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)包括系統(tǒng)總線、存儲器和輸入輸出系統(tǒng) 1.總線：

總線是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束，按照計(jì)算機(jī)所傳輸?shù)男畔⒎N類，計(jì)算機(jī)的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別用來傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號?？偩€是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它是cpu、內(nèi)存、輸入、輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道，主機(jī)的各個(gè)部件通過總線相連接，外部設(shè)備通過相應(yīng)的接口電路再與總線相連接，從而形成了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各個(gè)部件之間傳送信息的公共通路叫總線，微型計(jì)算機(jī)是以總線結(jié)構(gòu)來連接各個(gè)功能部件的。2.存儲器：

存儲器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來存放程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲器中。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，計(jì)算機(jī)才有記憶功能，才能保證正常工作。按用途存儲器可分為主存儲器（內(nèi)存）和輔助存儲器（外存）,也有分為外部存儲器和內(nèi)部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質(zhì)或光盤等，能長期保存信息。內(nèi)存指主板上的存儲部件，用來存放當(dāng)前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序，但僅用于暫時(shí)存放程序和數(shù)據(jù)，關(guān)閉電源或斷電，數(shù)據(jù)會(huì)丟失。

存儲器的主要功能是存儲程序和各種數(shù)據(jù)，并能在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中高速、自動(dòng)地完成程序或數(shù)據(jù)的存取。

存儲器是具有“記憶”功能的設(shè)備，它采用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物理器件來存儲信息。這些器件也稱為記憶元件。在計(jì)算機(jī)中采用只有兩個(gè)數(shù)碼“0”和“1”的二進(jìn)制來表示數(shù)據(jù)。記憶元件的兩種穩(wěn)定狀態(tài)分別表示為“0”和“1”。日常使用的十進(jìn)制數(shù)必須轉(zhuǎn)換成等值的二進(jìn)制數(shù)才能存入存儲器中。計(jì)算機(jī)中處理的各種字符，例如英文字母、運(yùn)算符號等，也要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼才能存儲和操作。3.I/O系統(tǒng)：

I/O系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)中所有的外部設(shè)備。計(jì)算機(jī)外部設(shè)備。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除CPU和內(nèi)存儲外所有的設(shè)備和裝置稱為計(jì)算機(jī)外部設(shè)備（外圍設(shè)備、I/O設(shè)備）。I/O設(shè)備：用來向計(jì)算機(jī)輸入和輸出信息的設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等。

I/O設(shè)備與主機(jī)交換信息有三種控制方式：程序查詢方式，程序中斷方式，DMA方式。

（二）中央處理器

1.計(jì)算機(jī)的運(yùn)算方法：

計(jì)算機(jī)的內(nèi)部形式為0和1組成的各種編碼參與各類數(shù)據(jù)的運(yùn)算，這里詳細(xì)的解讀了計(jì)算機(jī)在自動(dòng)解題過程中數(shù)據(jù)的加工處理流程。在計(jì)算機(jī)中參與運(yùn)算的數(shù)分為有符號數(shù)和無符號數(shù)兩種，相關(guān)的有數(shù)的定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示以及定點(diǎn)浮點(diǎn)的相關(guān)運(yùn)算。2.指令系統(tǒng)：

指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件的語言系統(tǒng)，也叫機(jī)器語言，它是軟件和硬件的主要界面，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度看，它是系統(tǒng)程序員看到的計(jì)算機(jī)的主要屬性。因此指令系統(tǒng)表征了計(jì)算機(jī)的基本功能決定了機(jī)器所要求的能力，也決定了指令的格式和機(jī)器的結(jié)構(gòu)。對不同的計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對指令格式、類型及操作功能給予應(yīng)有的重視。

計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的全部指令的集合，它描述了計(jì)算機(jī)內(nèi)全部的控制信息和“邏輯判斷”能力。不同計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)包含的指令種類和數(shù)目也不同。一般均包含算術(shù)運(yùn)算型、邏輯運(yùn)算型、數(shù)據(jù)傳送型、判定和控制型、輸入和輸出型等指令。指令系統(tǒng)是表征一臺計(jì)算機(jī)性能的重要因素，它的格式與功能不僅直接影響到機(jī)器的硬件結(jié)構(gòu)，而且也直接影響到系統(tǒng)軟件，影響到機(jī)器的適用范圍。根據(jù)指令內(nèi)容確定操作數(shù)地址的過程稱為尋址。一般的尋址方式有立即尋址，直接尋址，間接尋址，寄存器尋址，相對尋址等。

一條指令實(shí)際上包括兩種信息即操作碼和地址碼。操作碼用來表示該指令所要完成的操作（如加、減、乘、除、數(shù)據(jù)傳送等），其長度取決于指令系統(tǒng)中的指令條數(shù)。地址碼用來描述該指令的操作對象，它或者直接給出操作數(shù)，或者指出操作數(shù)的存儲器地址或寄存器地址（即寄存器名）。3.運(yùn)算器：

計(jì)算機(jī)中執(zhí)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算操作的部件。運(yùn)算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運(yùn)算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱算術(shù)邏輯部件（ALU）。

運(yùn)算器由：算術(shù)邏輯單元（ALU）、累加器、狀態(tài)寄存器、通用寄存器組等組成。算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（ALU）的基本功能為加、減、乘、除四則運(yùn)算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求補(bǔ)等操作。計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)，運(yùn)算器的操作和操作種類由控制器決定。運(yùn)算器處理的數(shù)據(jù)來自存儲器；處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)通常送回存儲器，或暫時(shí)寄存在運(yùn)算器中。與運(yùn)算器共同組成了CPU的核心部分。

（三）控制單元：

控制單元負(fù)責(zé)程序的流程管理。正如工廠的物流分配部門，控制單元是整個(gè)CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR、指令譯碼器ID和操作控制器0C三個(gè)部件組成，對協(xié)調(diào)整個(gè)電腦有序工作極為重要。它根據(jù)用戶預(yù)先編好的程序，依次從存儲器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過指令譯碼(分析)確定應(yīng)該進(jìn)行什么操作，然后通過操作控制器OC，按確定的時(shí)序，向相應(yīng)的部件發(fā)出微操作控制信號。操作控制器OC中主要包括節(jié)拍脈沖發(fā)生器、控制矩陣、時(shí)鐘脈沖發(fā)生器、復(fù)位電路和啟停電路等控制邏輯。1.微指令

在微程序控制的計(jì)算機(jī)中，將由同時(shí)發(fā)出的控制信號所執(zhí)行的一組微操作稱為微指令。所以微指令就是把同時(shí)發(fā)出的控制信號的有關(guān)信息匯集起來形成的。將一條指令分成若干條微指令，按次序執(zhí)行就可以實(shí)現(xiàn)指令的功能。若干條微指令可以構(gòu)成一個(gè)微程序，而一個(gè)微程序就對應(yīng)了一條機(jī)器指令。因此，一條機(jī)器指令的功能是若干條微指令組成的序列來實(shí)現(xiàn)的。簡言之，一條機(jī)器指令所完成的操作分成若干條微指令來完成，由微指令進(jìn)行解釋和執(zhí)行。微指令的編譯方法是決定微指令格式的主要因素。

三、心得體會(huì)：

學(xué)習(xí)了這門課程后，我加深了對計(jì)算機(jī)的組成原理的理解，對計(jì)算機(jī)的構(gòu)建也有更深層次的體會(huì)，使我以前對于計(jì)算機(jī)的好奇心得到了充分的滿足，對于計(jì)算機(jī)的迷茫也得到了解決，并且使我對計(jì)算機(jī)的興趣更加濃厚了，我有信心和興趣對計(jì)算機(jī)進(jìn)行更深入的探索。計(jì)算機(jī)的每一次發(fā)展，都凝聚著人類的智慧和辛勤勞動(dòng)，每一次創(chuàng)新都給人類帶來了巨大的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)的發(fā)展一直都代表著人類最高科技的進(jìn)程。所以我們要時(shí)刻保持著自己的求知欲，只有永不倦怠的學(xué)習(xí)才會(huì)不被社會(huì)淘汰，才會(huì)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)有所作為。當(dāng)然我也十分期待未來的計(jì)算機(jī)帶給人們更大的驚喜和進(jìn)步。

四、結(jié)語：

自從1945年世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)誕生以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，CPU的速度越來越快，體積越來越小，價(jià)格越來越低。微型計(jì)算機(jī)走進(jìn)千家萬戶也成為了現(xiàn)實(shí)，然而這并不是終點(diǎn)，還有著更多的難題等待著我們?nèi)ネ黄迫パ芯?，越來越多的專家認(rèn)識到，在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上大幅度提高計(jì)算機(jī)的性能必將遇到難以逾越的障礙，從基本原理上尋找計(jì)算機(jī)發(fā)展的突破口才是正確的道路。近年來很多專家探討利用生物芯片、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片等來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)發(fā)展的突破，但也有很多專家把目光投向了最基本的物理原理上，因?yàn)檫^去幾百年，物理學(xué)原理的應(yīng)用導(dǎo)致了一系列應(yīng)用技術(shù)的革命，他們認(rèn)為未來光子、量子和分子計(jì)算機(jī)為代表的新技術(shù)將推動(dòng)新一輪超級計(jì)算技術(shù)革命。

五．參考文獻(xiàn)：

《計(jì)算機(jī)組成原理》 唐朔飛 高等教育出版社

《計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)》 張晨曦 高等教育出版社

第五篇：計(jì)算機(jī)組成原理課程論文

題目：計(jì)算機(jī)組成及其控制單元

內(nèi)容摘要：

本論文主要論述了馮-諾依曼型計(jì)算機(jī)的基本組成與其控制單元的構(gòu)建方法，一臺計(jì)算機(jī)的核心是cpu，cpu的核心就是他的控制單元，控制單元好比人的大腦，不同的大腦有不同的想法，不同的控制單元也有不同的控制思路。所以，控制單元直接影響著指令系統(tǒng)，它的格式不僅直接影響到機(jī)器的硬件結(jié)構(gòu)，而且也直接影響到系統(tǒng)軟件，影響機(jī)器的適用范圍。

而馮諾依曼型計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)構(gòu)建的經(jīng)典結(jié)構(gòu)，正是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的代表。

關(guān)鍵字：

馮諾依曼型計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)的組成，指令系統(tǒng)，微指令

一． 計(jì)算機(jī)組成原理課程綜述：

本課程采用從外部大框架入手，層層細(xì)化的敘述方法，先是介紹計(jì)算機(jī)的基本組成，發(fā)展和展望。后詳述了存儲器，輸入輸出系統(tǒng)，通信總線，cpu的特性結(jié)構(gòu)和功能，包括計(jì)算機(jī)的基本運(yùn)算，指令系統(tǒng)和中斷系統(tǒng)，并專門介紹了控制單元的功能和設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)措施。

二．課程主要內(nèi)容和基本原理：

A．計(jì)算機(jī)的組成：

馮諾依曼型計(jì)算機(jī)主要有五大部件組成：運(yùn)算器，存儲器，控制器，輸入輸出設(shè)備。1.總線：

總線是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束，按照計(jì)算機(jī)所傳輸?shù)男畔⒎N類，計(jì)算機(jī)的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別用來傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號?？偩€是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它是cpu、內(nèi)存、輸入、輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道，主機(jī)的各個(gè)部件通過總線相連接，外部設(shè)備通過相應(yīng)的接口電路再與總線相連接，從而形成了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各個(gè)部件之間傳送信息的公共通路叫總線，微型計(jì)算機(jī)是以總線結(jié)構(gòu)來連接各個(gè)功能部件的。

總線按功能和規(guī)范可分為三大類型:(1)片總線(Chip Bus, C-Bus)又稱元件級總線，是把各種不同的芯片連接在一起構(gòu)成特定功能模塊(如CPU模塊)的信息傳輸通路。

(2)內(nèi)總線

又稱系統(tǒng)總線或板級總線，是微機(jī)系統(tǒng)中各插件(模塊)之間的信息傳輸通路。例如CPU模塊和存儲器模塊或I/O接口模塊之間的傳輸通路。

(3)外總線

又稱通信總線，是微機(jī)系統(tǒng)之間或微機(jī)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)(儀器、儀表、控制裝置等)之間信息傳輸?shù)耐?，如EIA RS-232C、IEEE-488等。

其中的系統(tǒng)總線，即通常意義上所說的總線，一般又含有三種不同功能的總線，即數(shù)據(jù)總線DB、地址總線AB和控制總線CB。2.存儲器：

存儲器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來存放程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲器中。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，計(jì)算機(jī)才有記憶功能，才能保證正常工作。按用途存儲器可分為主存儲器（內(nèi)存）和輔助存儲器（外存）,也有分為外部存儲器和內(nèi)部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質(zhì)或光盤等，能長期保存信息。內(nèi)存指主板上的存儲部件，用來存放當(dāng)前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序，但僅用于暫時(shí)存放程序和數(shù)據(jù)，關(guān)閉電源或斷電，數(shù)據(jù)會(huì)丟失。

存儲器的主要功能是存儲程序和各種數(shù)據(jù)，并能在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中高速、自動(dòng)地完成程序或數(shù)據(jù)的存取。

存儲器是具有“記憶”功能的設(shè)備，它采用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物理器件來存儲信息。這些器件也稱為記憶元件。在計(jì)算機(jī)中采用只有兩個(gè)數(shù)碼“0”和“1”的二進(jìn)制來表示數(shù)據(jù)。記憶元件的兩種穩(wěn)定狀態(tài)分別表示為“0”和“1”。日常使用的十進(jìn)制數(shù)必須轉(zhuǎn)換成等值的二進(jìn)制數(shù)才能存入存儲器中。計(jì)算機(jī)中處理的各種字符，例如英文字母、運(yùn)算符號等，也要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼才能存儲和操作。

按照與CPU的接近程度，存儲器分為內(nèi)存儲器與外存儲器，簡稱內(nèi)存與外存。內(nèi)存儲器又常稱為主存儲器（簡稱主存），屬于主機(jī)的組成部分；外存儲器又常稱為輔助存儲器（簡稱輔存），屬于外部設(shè)備。CPU不能像訪問內(nèi)存那樣，直接訪問外存，外存要與CPU或I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，必須通過內(nèi)存進(jìn)行。在80386以上的高檔微機(jī)中，還配置了高速緩沖存儲器（cache），這時(shí)內(nèi)存包括主存與高速緩存兩部分。對于低檔微機(jī)，主存即為內(nèi)存。3.I/O系統(tǒng)：

I/O系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)中所有的外部設(shè)備。計(jì)算機(jī)外部設(shè)備。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除CPU和內(nèi)存儲外所有的設(shè)備和裝置稱為計(jì)算機(jī)外部設(shè)備（外圍設(shè)備、I/O設(shè)備）。I/O設(shè)備：用來向計(jì)算機(jī)輸入和輸出信息的設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等。I/O設(shè)備與主機(jī)交換信息有三種控制方式：程序查詢方式，程序中斷方式，DMA方式。

程序查詢方式是由cpu通過程序不斷的查詢I/O設(shè)備是否做好準(zhǔn)備，從而控制其與主機(jī)交換信息。

程序中斷方式不查詢設(shè)備是否準(zhǔn)備就緒，繼續(xù)執(zhí)行自身程序，只是當(dāng)I/o設(shè)備準(zhǔn)備就緒并向cpu發(fā)出中斷請求后才給予響應(yīng)，這大大提高了cpu的工作效率。

在DMA方式中，主存與I/O設(shè)備之間有一條數(shù)據(jù)通路，主存與其交換信息時(shí)，無需調(diào)用中斷服務(wù)程序。4.運(yùn)算器：

計(jì)算機(jī)中執(zhí)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算操作的部件。運(yùn)算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運(yùn)算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱算術(shù)邏輯部件（ALU）。

運(yùn)算器由：算術(shù)邏輯單元（ALU）、累加器、狀態(tài)寄存器、通用寄存器組等組成。算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（ALU）的基本功能為加、減、乘、除四則運(yùn)算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求補(bǔ)等操作。計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)，運(yùn)算器的操作和操作種類由控制器決定。運(yùn)算器處理的數(shù)據(jù)來自存儲器；處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)通常送回存儲器，或暫時(shí)寄存在運(yùn)算器中。與運(yùn)算器共同組成了CPU的核心部分。

實(shí)現(xiàn)運(yùn)算器的操作，特別是四則運(yùn)算，必須選擇合理的運(yùn)算方法。它直接影響運(yùn)算器的性能，也關(guān)系到運(yùn)算器的結(jié)構(gòu)和成本。另外，在進(jìn)行數(shù)值計(jì)算時(shí)，結(jié)果的有效數(shù)位可能較長，必須截取一定的有效數(shù)位，由此而產(chǎn)生最低有效數(shù)位的舍入問題。選用的舍入規(guī)則也影響到計(jì)算結(jié)果的精確度。在選擇計(jì)算機(jī)的數(shù)的表示方式時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面考慮以下幾個(gè)因素：要表示的數(shù)的類型（小數(shù)、整數(shù)、實(shí)數(shù)和復(fù)數(shù)）：決定表示方式，可能遇到的數(shù)值范圍：確定存儲、處理能力。數(shù)值精確度：處理能力相關(guān)；數(shù)據(jù)存儲和處理所需要的硬件代價(jià)：造價(jià)高低。運(yùn)算器包括寄存器、執(zhí)行部件和控制電路3個(gè)部分。在典型的運(yùn)算器中有3個(gè)寄存器：接收并保存一個(gè)操作數(shù)的接收寄存器；保存另一個(gè)操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果的累加寄存器；在 運(yùn)算器 進(jìn)行乘、除運(yùn)算時(shí)保存乘數(shù)或商數(shù)的乘商寄存器。執(zhí)行部件包括一個(gè)加法器和各種類型的輸入輸出門電路?？刂齐娐钒凑找欢ǖ臅r(shí)間順序發(fā)出不同的控制信號，使數(shù)據(jù)經(jīng)過相應(yīng)的門電路進(jìn)入寄存器或加法器，完成規(guī)定的操作。為了減少對存儲器的訪問，很多計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器設(shè)有較多的寄存器，存放中間計(jì)算結(jié)果，以便在后面的運(yùn)算中直接用作操作數(shù)。

B．控制單元：

控制單元負(fù)責(zé)程序的流程管理。正如工廠的物流分配部門，控制單元是整個(gè)CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR、指令譯碼器ID和操作控制器0C三個(gè)部件組成，對協(xié)調(diào)整個(gè)電腦有序工作極為重要。它根據(jù)用戶預(yù)先編好的程序，依次從存儲器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過指令譯碼(分析)確定應(yīng)該進(jìn)行什么操作，然后通過操作控制器OC，按確定的時(shí)序，向相應(yīng)的部件發(fā)出微操作控制信號。操作控制器OC中主要包括節(jié)拍脈沖發(fā)生器、控制矩陣、時(shí)鐘脈沖發(fā)生器、復(fù)位電路和啟停電路等控制邏輯。

1.指令系統(tǒng)

指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件的語言系統(tǒng)，也叫機(jī)器語言，它是軟件和硬件的主要界面，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度看，它是系統(tǒng)程序員看到的計(jì)算機(jī)的主要屬性。因此指令系統(tǒng)表征了計(jì)算機(jī)的基本功能決定了機(jī)器所要求的能力，也決定了指令的格式和機(jī)器的結(jié)構(gòu)。對不同的計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對指令格式、類型及操作功能給予應(yīng)有的重視。

計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的全部指令的集合，它描述了計(jì)算機(jī)內(nèi)全部的控制信息和“邏輯判斷”能力。不同計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)包含的指令種類和數(shù)目也不同。一般均包含算術(shù)運(yùn)算型、邏輯運(yùn)算型、數(shù)據(jù)傳送型、判定和控制型、輸入和輸出型等指令。指令系統(tǒng)是表征一臺計(jì)算機(jī)性能的重要因素，它的格式與功能不僅直接影響到機(jī)器的硬件結(jié)構(gòu)，而且也直接影響到系統(tǒng)軟件，影響到機(jī)器的適用范圍。

根據(jù)指令內(nèi)容確定操作數(shù)地址的過程稱為尋址。一般的尋址方式有立即尋址，直接尋址，間接尋址，寄存器尋址，相對尋址等。

一條指令實(shí)際上包括兩種信息即操作碼和地址碼。操作碼用來表示該指令所要完成的操作（如加、減、乘、除、數(shù)據(jù)傳送等），其長度取決于指令系統(tǒng)中的指令條數(shù)。地址碼用來描述該指令的操作對象，它或者直接給出操作數(shù)，或者指出操作數(shù)的存儲器地址或寄存器地址（即寄存器名）。2.微指令

在微程序控制的計(jì)算機(jī)中，將由同時(shí)發(fā)出的控制信號所執(zhí)行的一組微操作稱為微指令。所以微指令就是把同時(shí)發(fā)出的控制信號的有關(guān)信息匯集起來形成的。將一條指令分成若干條微指令，按次序執(zhí)行就可以實(shí)現(xiàn)指令的功能。若干條微指令可以構(gòu)成一個(gè)微程序，而一個(gè)微程序就對應(yīng)了一條機(jī)器指令。因此，一條機(jī)器指令的功能是若干條微指令組成的序列來實(shí)現(xiàn)的。簡言之，一條機(jī)器指令所完成的操作分成若干條微指令來完成，由微指令進(jìn)行解釋和執(zhí)行。微指令的編譯方法是決定微指令格式的主要因素。微指令格式大體分成兩類:水平型微指令和垂直型微指令。

從指令與微指令，程序與微程序，地址與微地址的一一對應(yīng)關(guān)系上看，前者與內(nèi)存儲器有關(guān)，而后者與控制存儲器（它是微程序控制器的一部分。微程序控制器主要由控制存儲器、微指令寄存器和地址轉(zhuǎn)移邏輯三部分組成。其中，微指令寄存器又分為微地址寄存器和微命令寄存器兩部分）有關(guān)。同時(shí)從一般指令的微程序執(zhí)行流程圖可以看出。每個(gè)CPU周期基本上就對應(yīng)于一條微指令。

三．心得體會(huì)；

在做完這次課程論文后，讓我再次加深了對計(jì)算機(jī)的組成原理的理解，對計(jì)算機(jī)的構(gòu)建也有更深層次的體會(huì)。計(jì)算機(jī)的每一次發(fā)展，都凝聚著人類的智慧和辛勤勞動(dòng)，每一次創(chuàng)新都給人類帶來了巨大的進(jìn)步。計(jì)算機(jī)從早期的簡單功能，到現(xiàn)在的復(fù)雜操作，都是一點(diǎn)一滴發(fā)展起來的。這種層次化的讓我體會(huì)到了，凡事要從小做起，無數(shù)的‘小’便成就了‘大’。

現(xiàn)在計(jì)算機(jī)仍以驚人的速度發(fā)展，期待未來的計(jì)算機(jī)帶給人們更大的驚喜和進(jìn)步。

四．結(jié)語：

自從1945年世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)誕生以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，CPU的速度越來越快，體積越來越小，價(jià)格越來越低。計(jì)算機(jī)界據(jù)此總結(jié)出了“摩爾法則”，該法則認(rèn)為每18個(gè)月左右計(jì)算機(jī)性能就會(huì)提高一倍。

越來越多的專家認(rèn)識到，在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上大幅度提高計(jì)算機(jī)的性能必將遇到難以逾越的障礙，從基本原理上尋找計(jì)算機(jī)發(fā)展的突破口才是正確的道路。很多專家探討利用生物芯片、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片等來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)發(fā)展的突破，但也有很多專家把目光投向了最基本的物理原理上，因?yàn)檫^去幾百年，物理學(xué)原理的應(yīng)用導(dǎo)致了一系列應(yīng)用技術(shù)的革命，他們認(rèn)為未來光子、量子和分子計(jì)算機(jī)為代表的新技術(shù)將推動(dòng)新一輪超級計(jì)算技術(shù)革命。

五．參考文獻(xiàn)：

計(jì)算機(jī)組成原理 唐朔飛

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