第一篇：《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)要求和復(fù)習(xí)要點(diǎn)

《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)要求和復(fù)習(xí)要點(diǎn)

了解：指對(duì)事物有初步的認(rèn)識(shí)，包括對(duì)概念、常識(shí)的必要記憶，但不要求清楚明白其內(nèi)在規(guī)律或工作原理。理解：指對(duì)事物有比較深入地認(rèn)識(shí)，不僅包括對(duì)概念、常識(shí)的記憶，而且要求清楚明白其內(nèi)在規(guī)律或工作原理，并能用自己的言語(yǔ)加以陳述說(shuō)明。

掌握：指對(duì)事物理解的基礎(chǔ)上，能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)加以運(yùn)用。

第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論

1.1 計(jì)算機(jī)的分類

了解計(jì)算機(jī)的分類方法。1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史

了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史 1.3 計(jì)算機(jī)的硬件

1）理解計(jì)算機(jī)硬件的組成要素（圖1.2）

2）理解程序、指令的概念。以及存儲(chǔ)程序和程序控制的概念。1.4 計(jì)算機(jī)的軟件

1）掌握系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的概念 2）理解軟件的發(fā)展演變 1.5 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)（圖1.7）

第二章 運(yùn)算方法和運(yùn)算器

2.1 數(shù)據(jù)與文字的表示方法

1）掌握定點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)的表示方法（例

1、例2）* 2）掌握數(shù)的機(jī)器碼的原碼、反碼、補(bǔ)碼表示方法（例3、4、5）* 3）理解字符和字符串的表示方法 4）掌握奇偶校驗(yàn)的原理和方法 2.2 定點(diǎn)加法、減法運(yùn)算

1）掌握定點(diǎn)補(bǔ)碼加法和減法的運(yùn)算方法* 2）掌握運(yùn)算益處概念以及檢測(cè)方法* 3）理解基本二進(jìn)制加法/減法器電路的工作原理及其特點(diǎn) 2.3 定點(diǎn)乘法運(yùn)算

1）了解不帶符號(hào)陣列乘法器的算法和邏輯圖

2）理解對(duì)2求補(bǔ)電路工作原理及帶符號(hào)陣列乘法器的組成邏輯圖。2.4 定點(diǎn)除法運(yùn)算

1）了解原碼除法算法原理和并行除法器的算法和邏輯圖

第三章 內(nèi)部存儲(chǔ)器

3.1 存儲(chǔ)器概述

1）了解存儲(chǔ)器的分類 2）理解存儲(chǔ)器的分級(jí)結(jié)構(gòu) 3）掌握主存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)* 3.2 SRAM存儲(chǔ)器

1）掌握SRAM存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)特性* 2）理解基本SRAM的邏輯結(jié)構(gòu)

3）了解SRAM的讀/寫(xiě)周期波形圖（時(shí)序圖）3.3 DRAM存儲(chǔ)器

1）掌握DRAM存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)特性* 2）理解DRAM芯片的邏輯結(jié)構(gòu)

3）理解DRAM刷新技術(shù) 4）掌握存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展 3.4 只讀存儲(chǔ)器和閃速存儲(chǔ)器

了解常見(jiàn)只讀存儲(chǔ)器的種類及其特性 3.5 并行存儲(chǔ)器

1）了解雙端口存儲(chǔ)器的特性

2）理解多模交叉存儲(chǔ)器的編址特點(diǎn)及其特性 3.6 Cahe存儲(chǔ)器

1）掌握Cache的功能，理解Cache的基本原理* 2）掌握Cache命中率h、平均訪問(wèn)時(shí)間ta及訪問(wèn)效率e的計(jì)算方法* 3）理解主存與Cache的地址映射方法 4）了解Cache替換策略及寫(xiě)操作策略

第四章 指令系統(tǒng)

4.1 指令系統(tǒng)的發(fā)展與性能要求

了解計(jì)算機(jī)對(duì)指令系統(tǒng)性能的要求 4.2 指令格式

掌握指令的一般格式* 4.3 指令和數(shù)據(jù)的尋址方式

掌握指令和數(shù)據(jù)的尋址方式，掌握有效地址EA的算法及其表示方法* 4.5 典型指令

1）掌握典型指令的分類* 2）掌握RISC指令系統(tǒng)的特點(diǎn)* 第五章 中央處理器

5.1 CPU功能和組成

掌握CPU的功能和基本組成（含主要寄存器）* 5.2 指令周期

1）掌握指令周期、CPU周期（機(jī)器周期）和時(shí)鐘周期的概念* 2）掌握典型指令的執(zhí)行流程及其分析方法* 3）掌握指令周期的方框圖表示方法* 4）掌握指令周期流程圖的表示方法* 5.3 時(shí)序產(chǎn)生器和控制方式

了解時(shí)序信號(hào)的作用和體制，理解時(shí)序的控制方式 5.4微程序控制器

1）理解微程序控制原理* 2）理解微操作和微命令* 3）理解微程序控制器的原理框圖 4）掌握微指令格式和微程序設(shè)計(jì)技術(shù)* 5.5 硬布線控制器

了解硬布線控制器的設(shè)計(jì)思路 5.7 流水CPU 1）理解并行處理基本方式、流水CPU的結(jié)構(gòu)和時(shí)空?qǐng)D 2）理解流水線的主要問(wèn)題（資源相關(guān)、數(shù)據(jù)相關(guān)和控制相關(guān)）5.8 RISC CPU 掌握RISC機(jī)器的特點(diǎn)* 2 第六章 總線系統(tǒng)

6.1 總線的概念和結(jié)構(gòu)形態(tài)

1）了解總線的基本概念和總線的結(jié)構(gòu)形態(tài)（單總線和多總線）2）掌握總線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，掌握三大總線的基本特性 6.2 總線接口

1）掌握信息傳送方式（串行和并行方式）2）掌握總線接口的概念及其功能* 6.3 總線總裁

掌握集中式總裁三種方式的特點(diǎn)* 6.4 總線的定時(shí)和數(shù)據(jù)傳送模式

1）理解同步定時(shí)和異步定時(shí)的概念 2）了解總線數(shù)據(jù)傳送的四種模式

第八章 輸入輸出系統(tǒng)

8.1 外圍設(shè)備的速度分級(jí)與信息交換方式

1）了解外圍設(shè)備的速度分級(jí) 2）了解外圍設(shè)備的信息交換方式 8.2 程序查詢方式

1）理解外部設(shè)備的編址方式及其特點(diǎn) 2）理解程序查詢方式的接口電路（圖8.2）* 3）理解程序查詢輸入/輸出方式的流程圖（圖8.3）* 8.3 程序中斷方式

1）理解中斷的概念和中斷處理流程圖（圖8.5）2）掌握中斷方式的基本I/O接口邏輯及其功能（圖8.6）3）掌握單級(jí)中斷的概念和單級(jí)中斷源的識(shí)別

4）掌握多級(jí)中斷的概念和單級(jí)中斷源的識(shí)別（圖8.10）8.4 DMA方式

1）理解DMA的概念 2）理解DMA傳送的3種方式 3）理解DMA控制器的邏輯結(jié)構(gòu)

4）理解DMA傳送數(shù)據(jù)的流程圖（圖8.15）

5）掌握選擇型DMA控制器和多路型DMA控制器的特點(diǎn)

第九章 操作系統(tǒng)支持

9.3 存儲(chǔ)管理

了解分區(qū)式存儲(chǔ)管理、交換技術(shù)和分頁(yè)技術(shù) 9.4 虛擬存儲(chǔ)器

1）理解虛擬存儲(chǔ)器的基本概念

2）理解頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器、段式虛擬存儲(chǔ)器的地址映射方法 3）了解虛擬存儲(chǔ)器替的換算法 9.5 存儲(chǔ)保護(hù)

1）理解存儲(chǔ)區(qū)域保護(hù)的概念

2）理解頁(yè)表保護(hù)和段表保護(hù)的基本原理。

第二篇：《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)要求和復(fù)習(xí)要點(diǎn)

《計(jì)算機(jī)組成原理》課程教學(xué)要求和復(fù)習(xí)要點(diǎn)

了解：指對(duì)事物有初步的認(rèn)識(shí)，包括對(duì)概念、常識(shí)的必要記憶，但不要求清楚明白其內(nèi)在規(guī)律或工作原理。

理解：指對(duì)事物有比較深入地認(rèn)識(shí)，不僅包括對(duì)概念、常識(shí)的記憶，而且要求清楚明白其內(nèi)在規(guī)律或工作原理，并能用自己的言語(yǔ)加以陳述說(shuō)明。

掌握：指對(duì)事物理解的基礎(chǔ)上，能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)加以運(yùn)用。

第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論

1.1 計(jì)算機(jī)的分類

了解計(jì)算機(jī)的分類方法。

總體上兩大類：電子模擬計(jì)算機(jī)和電子數(shù)字計(jì)算機(jī) 數(shù)字計(jì)算機(jī)分為專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)

通用計(jì)算機(jī)分為超級(jí)計(jì)算機(jī)、大型機(jī)、服務(wù)器、工作站、微型機(jī)和單片機(jī)

1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史

了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史

第一代1946-1957，電子管計(jì)算機(jī) 第二代1958-1964，晶體管計(jì)算機(jī)

第三代1965-1971，中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) 第四代1972-1990，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) 第五代1991年后，巨大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)

1.3 計(jì)算機(jī)的硬件

1）理解計(jì)算機(jī)硬件的組成要素（圖1.2）

2）理解程序、指令的概念。以及存儲(chǔ)程序和程序控制的概念。

1、計(jì)算機(jī)硬件的組成元素：存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、適配器、輸入輸出設(shè)備、系統(tǒng)總線P6圖1.2

2、每一個(gè)基本操作就叫做一條指令，解算某一個(gè)問(wèn)題的一串指令序列，叫做該問(wèn)題的計(jì)算程序。

將解題的程序（指令序列）存放到存儲(chǔ)器中成為存儲(chǔ)程序，控制器依據(jù)存儲(chǔ)的程序來(lái)控制全機(jī)協(xié)調(diào)地完成計(jì)算任務(wù)叫做程序控制。

1.4 計(jì)算機(jī)的軟件

1）掌握系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的概念 2）理解軟件的發(fā)展演變

1、系統(tǒng)程序用來(lái)簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化使用方法，提高計(jì)算機(jī)的使用效率，發(fā)揮和擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的功能及用途，包括各種服務(wù)性程序、語(yǔ)言程序、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

應(yīng)用程序是用戶利用計(jì)算機(jī)來(lái)解決某些問(wèn)題而編制的程序。

2、機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、算法語(yǔ)言、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

1.5 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)（圖1.7）

第一級(jí)是微程序設(shè)計(jì)級(jí)或邏輯電路級(jí) 第二級(jí)是一般機(jī)器級(jí)，也稱為機(jī)器語(yǔ)言級(jí) 第三級(jí)是操作系統(tǒng)級(jí) 第四級(jí)是匯編語(yǔ)言級(jí) 第五級(jí)是高級(jí)語(yǔ)言級(jí)

第二章 運(yùn)算方法和運(yùn)算器

2.1 數(shù)據(jù)與文字的表示方法

1）掌握定點(diǎn)數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)的表示方法（例

1、例2）* 2）掌握數(shù)的機(jī)器碼的原碼、反碼、補(bǔ)碼表示方法（例3、4、5）* 3）理解字符和字符串的表示方法 4）掌握奇偶校驗(yàn)的原理和方法

1、例

一、若浮點(diǎn)數(shù)x的754標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)格式為（41360000）16，求其浮點(diǎn)數(shù)的十進(jìn)制數(shù)值。

解：將16禁止數(shù)展開(kāi)后，可得二進(jìn)制格式為 0 100 0001 0011 0110 0000 0000 0000 0000 S 階碼8位----------尾數(shù)（23位）---------指數(shù)e = 階碼01111111 = 00000011 =（3）10 包括隱藏位1的尾數(shù)1.M = 1.011 0110 0000 0000 0000 0000 = 1.011011 于是有

X =（-1）S * 1.M * 2e =+（1.011011）* 23 = +1011.011 =（11.375）10 2 例

二、將數(shù)（20.59375）10轉(zhuǎn)換成754標(biāo)準(zhǔn)的32位浮點(diǎn)數(shù)的二進(jìn)制存儲(chǔ)格式。解：首先分別將整數(shù)和分?jǐn)?shù)部分轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)： 20.59375 = 10100.10011 然后移動(dòng)小數(shù)點(diǎn)，使其在第1、2位之間 10100.10011 = 1.010010011 * 2

4e = 4 于是得到： S = 0，E = 4+ 127 =131，M = 010010011 最后得到32為浮點(diǎn)數(shù)的二進(jìn)制存儲(chǔ)格式為：

0100 0001 1010 1100 0000 0000 0000 =（41A4C000）162、2.2 定點(diǎn)加法、減法運(yùn)算

1）掌握定點(diǎn)補(bǔ)碼加法和減法的運(yùn)算方法* 2）掌握運(yùn)算益處概念以及檢測(cè)方法* 3）理解基本二進(jìn)制加法/減法器電路的工作原理及其特點(diǎn)

2.3 定點(diǎn)乘法運(yùn)算

1）了解不帶符號(hào)陣列乘法器的算法和邏輯圖

2）理解對(duì)2求補(bǔ)電路工作原理及帶符號(hào)陣列乘法器的組成邏輯圖。2.4 定點(diǎn)除法運(yùn)算

1）了解原碼除法算法原理和并行除法器的算法和邏輯圖

第三章 內(nèi)部存儲(chǔ)器

3.1 存儲(chǔ)器概述

1）了解存儲(chǔ)器的分類 2）理解存儲(chǔ)器的分級(jí)結(jié)構(gòu) 3）掌握主存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)*

1、存儲(chǔ)器的分類：

（1）存儲(chǔ)介質(zhì)：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和磁表面存儲(chǔ)器（2）存取方式：隨機(jī)存儲(chǔ)器和順序存儲(chǔ)器

3（3）存儲(chǔ)內(nèi)容可變性：只讀存儲(chǔ)器（ROM）和隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器（RAM）（4）信息易失性：易失性存儲(chǔ)器和非易失性存儲(chǔ)器

（5）系統(tǒng)中的作用：內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器；也可分為主存儲(chǔ)器、高速緩沖存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器、控制存儲(chǔ)器

2、存儲(chǔ)器的分級(jí)：高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器P66圖3.1

3、主存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)：存儲(chǔ)容量、存儲(chǔ)時(shí)間、存儲(chǔ)周期和存儲(chǔ)器帶寬

3.2 SRAM存儲(chǔ)器

1）掌握SRAM存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)特性* 2）理解基本SRAM的邏輯結(jié)構(gòu)

3）了解SRAM的讀/寫(xiě)周期波形圖（時(shí)序圖）

1、SRAM的存儲(chǔ)特性：SRAM是用一個(gè)鎖存器（觸發(fā)器）作為存儲(chǔ)元。只要直流供電電源一直加在這個(gè)記憶電路上，它就無(wú)限期地保持記憶的1狀態(tài)或0狀態(tài)。如果電源斷電，那么存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)（1或0）就會(huì)丟失。

任何一個(gè)SRAM都有三組信號(hào)線與外部打交道：地址線、數(shù)據(jù)線、控制線。P68圖3.2

2、基本的SRAM邏輯結(jié)構(gòu)

3、SRAM的讀寫(xiě)周期波形圖

3.3 DRAM存儲(chǔ)器

1）掌握DRAM存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)特性* 2）理解DRAM芯片的邏輯結(jié)構(gòu) 3）理解DRAM刷新技術(shù) 4）掌握存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展

3.4 只讀存儲(chǔ)器和閃速存儲(chǔ)器

了解常見(jiàn)只讀存儲(chǔ)器的種類及其特性 3.5 并行存儲(chǔ)器

1）了解雙端口存儲(chǔ)器的特性

2）理解多模交叉存儲(chǔ)器的編址特點(diǎn)及其特性 3.6 Cahe存儲(chǔ)器

1）掌握Cache的功能，理解Cache的基本原理* 2）掌握Cache命中率h、平均訪問(wèn)時(shí)間ta及訪問(wèn)效率e的計(jì)算方法* 3）理解主存與Cache的地址映射方法 4）了解Cache替換策略及寫(xiě)操作策略

第四章 指令系統(tǒng)

4.1 指令系統(tǒng)的發(fā)展與性能要求

了解計(jì)算機(jī)對(duì)指令系統(tǒng)性能的要求 4.2 指令格式

掌握指令的一般格式* 4.3 指令和數(shù)據(jù)的尋址方式

掌握指令和數(shù)據(jù)的尋址方式，掌握有效地址EA的算法及其表示方法* 4.5 典型指令

1）掌握典型指令的分類* 2）掌握RISC指令系統(tǒng)的特點(diǎn)* 第五章 中央處理器

5.1 CPU功能和組成

掌握CPU的功能和基本組成（含主要寄存器）* 5.2 指令周期

1）掌握指令周期、CPU周期（機(jī)器周期）和時(shí)鐘周期的概念* 2）掌握典型指令的執(zhí)行流程及其分析方法* 3）掌握指令周期的方框圖表示方法* 4）掌握指令周期流程圖的表示方法* 5.3 時(shí)序產(chǎn)生器和控制方式

了解時(shí)序信號(hào)的作用和體制，理解時(shí)序的控制方式 5.4微程序控制器

1）理解微程序控制原理* 2）理解微操作和微命令* 3）理解微程序控制器的原理框圖

4）掌握微指令格式和微程序設(shè)計(jì)技術(shù)* 5.5 硬布線控制器

了解硬布線控制器的設(shè)計(jì)思路 5.7 流水CPU 1）理解并行處理基本方式、流水CPU的結(jié)構(gòu)和時(shí)空?qǐng)D

2）理解流水線的主要問(wèn)題（資源相關(guān)、數(shù)據(jù)相關(guān)和控制相關(guān)）5.8 RISC CPU 掌握RISC機(jī)器的特點(diǎn)* 第六章 總線系統(tǒng)

6.1 總線的概念和結(jié)構(gòu)形態(tài)

1）了解總線的基本概念和總線的結(jié)構(gòu)形態(tài)（單總線和多總線）2）掌握總線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，掌握三大總線的基本特性 6.2 總線接口

1）掌握信息傳送方式（串行和并行方式）2）掌握總線接口的概念及其功能* 6.3 總線總裁

掌握集中式總裁三種方式的特點(diǎn)* 6.4 總線的定時(shí)和數(shù)據(jù)傳送模式

1）理解同步定時(shí)和異步定時(shí)的概念 2）了解總線數(shù)據(jù)傳送的四種模式

第八章 輸入輸出系統(tǒng)

8.1 外圍設(shè)備的速度分級(jí)與信息交換方式

1）了解外圍設(shè)備的速度分級(jí)

2）了解外圍設(shè)備的信息交換方式 8.2 程序查詢方式

1）理解外部設(shè)備的編址方式及其特點(diǎn)

2）理解程序查詢方式的接口電路（圖8.2）* 3）理解程序查詢輸入/輸出方式的流程圖（圖8.3）* 8.3 程序中斷方式

1）理解中斷的概念和中斷處理流程圖（圖8.5）

2）掌握中斷方式的基本I/O接口邏輯及其功能（圖8.6）3）掌握單級(jí)中斷的概念和單級(jí)中斷源的識(shí)別

4）掌握多級(jí)中斷的概念和單級(jí)中斷源的識(shí)別（圖8.10）8.4 DMA方式

1）理解DMA的概念

2）理解DMA傳送的3種方式 3）理解DMA控制器的邏輯結(jié)構(gòu)

4）理解DMA傳送數(shù)據(jù)的流程圖（圖8.15）

5）掌握選擇型DMA控制器和多路型DMA控制器的特點(diǎn)

第九章 操作系統(tǒng)支持

9.3 存儲(chǔ)管理

了解分區(qū)式存儲(chǔ)管理、交換技術(shù)和分頁(yè)技術(shù) 9.4 虛擬存儲(chǔ)器

1）理解虛擬存儲(chǔ)器的基本概念

2）理解頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器、段式虛擬存儲(chǔ)器的地址映射方法 3）了解虛擬存儲(chǔ)器替的換算法 9.5 存儲(chǔ)保護(hù)

1）理解存儲(chǔ)區(qū)域保護(hù)的概念

2）理解頁(yè)表保護(hù)和段表保護(hù)的基本原理。

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(chǔ)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(duì)計(jì)算機(jī)的發(fā)展、應(yīng)用和特性作的概述，并簡(jiǎn)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(chǔ)系統(tǒng)，主要介紹半導(dǎo)體存儲(chǔ)器工作原理、尋址方式、與CPU的互連的方法，以及存儲(chǔ)系統(tǒng)的多級(jí)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(guò)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(guò)了多次的發(fā)展由最初的一級(jí)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(lái)，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(chǔ)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(chǔ)器，并以存儲(chǔ)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(zhǎng)（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(chǔ)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(hào)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(cè)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(shū)重點(diǎn)介紹?？偩€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(hào)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(cè)分布式）?？偩€通信控制主要解決通信雙方如何獲知傳輸開(kāi)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(chǔ)器

存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。按存儲(chǔ)介質(zhì)分類可分為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁表面存儲(chǔ)器、磁芯存儲(chǔ)器和光盤存儲(chǔ)器，按存取方式分為隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、串行訪問(wèn)存儲(chǔ)器，按在計(jì)算機(jī)中分類分為主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器、緩沖存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器有三個(gè)性能指標(biāo)：速度、容量和每位價(jià)格。存儲(chǔ)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(chǔ)字長(zhǎng),如將8片16K*1位的存儲(chǔ)芯片連接，可組成一個(gè)16K*8位的存儲(chǔ)器。字?jǐn)U展是指增加存儲(chǔ)字的數(shù)量，如2片1K*8位的存儲(chǔ)芯片可組成一個(gè)2K*8位的存儲(chǔ)器。在與存儲(chǔ)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(lái)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(chǔ)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(lái)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(guò)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?cè)O(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(qǐng)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(wú)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(hào)位由兩個(gè)數(shù)的符號(hào)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(hào)位單獨(dú)處理，補(bǔ)碼除法的符號(hào)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(duì)階，使兩數(shù)的小數(shù)點(diǎn)位置對(duì)其2尾數(shù)求和，將對(duì)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(yǔ)言的一個(gè)語(yǔ)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(jiàn)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?！?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?！?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(méi)有地址域。根據(jù)指令內(nèi)容確定操作數(shù)地址的過(guò)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。○1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(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)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。○4變址尋址：指令地址域中表示的是變址寄存器號(hào)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(zhǎng)度可短于地址長(zhǎng)度，因而指令長(zhǎng)度可以縮短?！?相對(duì)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(chǔ)器浮動(dòng)時(shí)，相對(duì)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(duì)各種操作加以時(shí)間上的控制（時(shí)間控制）、對(duì)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(guò)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(chǔ)器的地址寄存器中?！?從地址寄存器中讀取指令。將讀出的指令暫存于存儲(chǔ)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(hào)，送往各個(gè)執(zhí)行部件?！?按指令操作碼執(zhí)行。○6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(guò)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(chǔ)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(duì)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(chǔ)器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過(guò)指令譯碼(分析)確定應(yīng)該進(jìn)行什么操作，然后通過(guò)控制總線送至相應(yīng)部件實(shí)現(xiàn)功能。常見(jiàn)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(jiǎn)邏輯表達(dá)式并畫(huà)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(duì)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(xiě)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(duì)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(chǔ)器中，用尋找用戶程序機(jī)器指令的方法來(lái)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(hào)，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(duì)計(jì)算機(jī)的組成原理的理解，對(duì)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(lái)了巨大的進(jìn)步。計(jì)算機(jī)從早期的簡(jiǎn)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(lái)的。這種層次化的讓我體會(huì)到了，凡事要從小做起，無(wú)數(shù)的‘小’便成就了‘大’。在學(xué)習(xí)過(guò)程中也是碰到了很多問(wèn)題，主要就和老師說(shuō)的一樣，課后沒(méi)有看書(shū)，導(dǎo)致一些知識(shí)點(diǎn)沒(méi)有掌握完全，概念問(wèn)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(yǔ)】 計(jì)算機(jī)的發(fā)展日新月異。自從踏入21世紀(jì)以來(lái)可謂發(fā)展神速，可以預(yù)見(jiàn)將來(lái)必將出現(xiàn)新的電腦體系、功能與知識(shí)，我們不能局限于現(xiàn)今所學(xué)的的知識(shí)，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(jí) 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(jí)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(tái)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(duì)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(chǔ)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(chǔ)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(lái)傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號(hào)?？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(guò)總線相連接，外部設(shè)備通過(guò)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(lái)連接各個(gè)功能部件的。2.存儲(chǔ)器：

存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來(lái)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)器可分為主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）和輔助存儲(chǔ)器（外存）,也有分為外部存儲(chǔ)器和內(nèi)部存儲(chǔ)器的分類方法。外存通常是磁性介質(zhì)或光盤等，能長(zhǎng)期保存信息。內(nèi)存指主板上的存儲(chǔ)部件，用來(lái)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(chǔ)器的主要功能是存儲(chǔ)程序和各種數(shù)據(jù)，并能在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過(guò)程中高速、自動(dòng)地完成程序或數(shù)據(jù)的存取。

存儲(chǔ)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(lái)存儲(chǔ)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(lái)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(chǔ)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(hào)等，也要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼才能存儲(chǔ)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(chǔ)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(lái)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(guò)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(hào)數(shù)和無(wú)符號(hào)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(yǔ)言系統(tǒng)，也叫機(jī)器語(yǔ)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(duì)不同的計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對(duì)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(tái)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(guò)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(duì)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(lái)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(zhǎng)度取決于指令系統(tǒng)中的指令條數(shù)。地址碼用來(lái)描述該指令的操作對(duì)象，它或者直接給出操作數(shù)，或者指出操作數(shù)的存儲(chǔ)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(lái)自存儲(chǔ)器；處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)通常送回存儲(chǔ)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(duì)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(chǔ)器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過(guò)指令譯碼(分析)確定應(yīng)該進(jìn)行什么操作，然后通過(guò)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(hào)。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(hào)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(hào)的有關(guān)信息匯集起來(lái)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(duì)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(lái)實(shí)現(xiàn)的。簡(jiǎn)言之，一條機(jī)器指令所完成的操作分成若干條微指令來(lái)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(duì)計(jì)算機(jī)的組成原理的理解，對(duì)計(jì)算機(jī)的構(gòu)建也有更深層次的體會(huì)，使我以前對(duì)于計(jì)算機(jī)的好奇心得到了充分的滿足，對(duì)于計(jì)算機(jī)的迷茫也得到了解決，并且使我對(duì)計(jì)算機(jī)的興趣更加濃厚了，我有信心和興趣對(duì)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(lái)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(lái)的計(jì)算機(jī)帶給人們更大的驚喜和進(jìn)步。

四、結(jié)語(yǔ)：

自從1945年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，CPU的速度越來(lái)越快，體積越來(lái)越小，價(jià)格越來(lái)越低。微型計(jì)算機(jī)走進(jìn)千家萬(wàn)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?lái)越多的專家認(rèn)識(shí)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(lái)很多專家探討利用生物芯片、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片等來(lái)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^(guò)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(lái)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(jí)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(tái)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(chǔ)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(chǔ)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(lái)傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號(hào)?？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(guò)總線相連接，外部設(shè)備通過(guò)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(lái)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(jí)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(jí)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(chǔ)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(shuō)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(chǔ)器：

存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來(lái)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)器可分為主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）和輔助存儲(chǔ)器（外存）,也有分為外部存儲(chǔ)器和內(nèi)部存儲(chǔ)器的分類方法。外存通常是磁性介質(zhì)或光盤等，能長(zhǎng)期保存信息。內(nèi)存指主板上的存儲(chǔ)部件，用來(lái)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(chǔ)器的主要功能是存儲(chǔ)程序和各種數(shù)據(jù)，并能在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過(guò)程中高速、自動(dòng)地完成程序或數(shù)據(jù)的存取。

存儲(chǔ)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(lái)存儲(chǔ)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(lái)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(chǔ)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(hào)等，也要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼才能存儲(chǔ)和操作。

按照與CPU的接近程度，存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器與外存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱內(nèi)存與外存。內(nèi)存儲(chǔ)器又常稱為主存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱主存），屬于主機(jī)的組成部分；外存儲(chǔ)器又常稱為輔助存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱輔存），屬于外部設(shè)備。CPU不能像訪問(wèn)內(nèi)存那樣，直接訪問(wèn)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(guò)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(chǔ)器（cache），這時(shí)內(nèi)存包括主存與高速緩存兩部分。對(duì)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(chǔ)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(lái)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(guò)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?cè)O(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(qǐng)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(wú)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(lái)自存儲(chǔ)器；處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)通常送回存儲(chǔ)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(zhǎng)，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(wèn)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(chǔ)、處理能力。數(shù)值精確度：處理能力相關(guān)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(hào)，使數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)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(duì)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)，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(duì)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(chǔ)器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過(guò)指令譯碼(分析)確定應(yīng)該進(jìn)行什么操作，然后通過(guò)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(hào)。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(yǔ)言系統(tǒng)，也叫機(jī)器語(yǔ)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(duì)不同的計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對(duì)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(tái)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(guò)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(duì)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(lái)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(zhǎng)度取決于指令系統(tǒng)中的指令條數(shù)。地址碼用來(lái)描述該指令的操作對(duì)象，它或者直接給出操作數(shù)，或者指出操作數(shù)的存儲(chǔ)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(hào)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(hào)的有關(guān)信息匯集起來(lái)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(duì)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(lái)實(shí)現(xiàn)的。簡(jiǎn)言之，一條機(jī)器指令所完成的操作分成若干條微指令來(lái)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(duì)應(yīng)關(guān)系上看，前者與內(nèi)存儲(chǔ)器有關(guān)，而后者與控制存儲(chǔ)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(chǔ)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(duì)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(duì)計(jì)算機(jī)的組成原理的理解，對(duì)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(lái)了巨大的進(jìn)步。計(jì)算機(jī)從早期的簡(jiǎn)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(lái)的。這種層次化的讓我體會(huì)到了，凡事要從小做起，無(wú)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(lái)的計(jì)算機(jī)帶給人們更大的驚喜和進(jìn)步。

四．結(jié)語(yǔ)：

自從1945年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，CPU的速度越來(lái)越快，體積越來(lái)越小，價(jià)格越來(lái)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(lái)越多的專家認(rèn)識(shí)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(lái)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^(guò)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(lái)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(jí)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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