第一篇：計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)設(shè)計(jì)專題

《計(jì)算機(jī)組成原理》教學(xué)設(shè)計(jì)

一、該課程應(yīng)講授的內(nèi)容體系

1．基本描述

【課程中文名稱】：計(jì)算機(jī)組成原理

【課程英文名稱】：PRINCIPLES OF COMPUTER ORGANIZATION 【總學(xué)時】 ：68 【講課學(xué)時】 ：52 【實(shí)驗(yàn)學(xué)時】 ：16 【授課對象】 ：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、信息安全專業(yè)、生物信息技術(shù)專業(yè)

【先修課程】 ：數(shù)字電路設(shè)計(jì) 2．教學(xué)定位

《計(jì)算機(jī)組成原理》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科教學(xué)中的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中占有重要地位和作用。學(xué)習(xí)本課程旨在使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)硬件各子系統(tǒng)的組成原理及實(shí)現(xiàn)技術(shù)，建立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體概念，對培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)開發(fā)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的能力有重要作用。該課程為今后學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)容錯技術(shù)、計(jì)算機(jī)并行處理、計(jì)算機(jī)分布式處理技術(shù)等課程打好基礎(chǔ)。

3．知識點(diǎn)與學(xué)時分配

（1）第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論（2.5學(xué)時）

計(jì)算機(jī)軟硬件概念、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)的基本組成、馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、計(jì)算機(jī)的硬件框圖及工作過程、計(jì)算機(jī)硬件的主要技術(shù)指標(biāo)和本書結(jié)構(gòu)及學(xué)習(xí)指南。

（2）第二章計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用（0.5學(xué)時）

計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生、發(fā)展及在各個不同領(lǐng)域的應(yīng)用。

（3）第三章系統(tǒng)總線（3學(xué)時）

總線的基本概念、總線的分類、總線特性及性能指標(biāo)、總線結(jié)構(gòu)和總線的判優(yōu)控制及通信控制。（4）第四章存儲器（10學(xué)時）

存儲器分類和存儲器的層次結(jié)構(gòu)；主存儲器（包括半導(dǎo)體存儲芯片簡介、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器和動態(tài)隨機(jī)存取存儲器、只讀存儲器、存儲器與CPU的連接、存儲器的校驗(yàn)、提高訪存速度的措施）；高速緩沖存儲器（包括Cache的基本結(jié)構(gòu)及工作原理、Cache--主存地址映像、替換算法）；輔助存儲器（包括輔助存儲器的特點(diǎn)及主要技術(shù)指標(biāo)、磁記錄原理和記錄方式、磁盤存儲器的結(jié)構(gòu)、光盤存儲器的存取原理）。

（5）第五章輸入輸出系統(tǒng)（8學(xué)時）

輸入輸出系統(tǒng)的發(fā)展概況及組成、I/O與主機(jī)的編址方式、傳送方式、聯(lián)絡(luò)方式以及設(shè)備尋址；外部設(shè)備分類及簡介、I/O接口的功能及基本組成；程序查詢方式的工作原理及程序查詢接口電路；程序中斷方式的工作原理及程序中斷接口電路、中斷服務(wù)流程；DMA方式的特點(diǎn)、DMA接口電路的功能、組成、類型及DMA 的工作過程。

（6）第六章計(jì)算機(jī)的運(yùn)算方法（12學(xué)時）

計(jì)算機(jī)中有符號數(shù)（原碼、補(bǔ)碼、反碼、移碼）和無符號數(shù)的表示；計(jì)算機(jī)中數(shù)的定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示；定點(diǎn)運(yùn)算（算術(shù)移位和邏輯移位、補(bǔ)碼加減、原碼補(bǔ)碼乘法、原碼補(bǔ)碼除法）及相應(yīng)的硬件配置；浮點(diǎn)四則運(yùn)算和算術(shù)邏輯單元及進(jìn)位鏈。

（7）第七章指令系統(tǒng)（4學(xué)時）

機(jī)器指令的一般格式、操作數(shù)類型和操作類型、指令的地址格式和尋址方式、指令格式舉例和RISC技術(shù)。

（8）第八章 CPU的結(jié)構(gòu)和功能（4學(xué)時）

CPU的功能及結(jié)構(gòu)框圖、指令周期、指令流水和中斷系統(tǒng)（包括引起中斷的各種因素，中斷系統(tǒng)所需解決的共性問題，如中斷請求標(biāo)記、中斷判優(yōu)、中斷響應(yīng)、中斷服務(wù)、中斷返回、多重中斷等）。

（9）第九章控制單元（4學(xué)時）

微操作命令的分析（按取指周期、間址周期、執(zhí)行周期和中斷周期分析不同指令的微操作命令）、控制單元的外特性、多級時序系統(tǒng)、控制方式和控制信號實(shí)例分析。

（10）第十章控制單元的設(shè)計(jì)（4學(xué)時）

組合邏輯設(shè)計(jì)（包括組合邏輯控制單元框圖、微操作節(jié)拍安排、組合邏輯設(shè)計(jì)舉例）；微程序設(shè)計(jì)（包括微程序控制單元框圖及工作原理、微指令的編碼方式、微指令地址的形成方式、微指令格式、微程序設(shè)計(jì)舉例）。

二、教材選擇 本課程教材選用唐朔飛編著《計(jì)算機(jī)組成原理》（高等教育出版社，2000年7月第一版）。該教材是國家教育部提出的“面向21世紀(jì)計(jì)算機(jī)類專業(yè)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革”課題的研究成果，是教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會統(tǒng)一組織編寫的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)“九五”規(guī)劃課程系列教材之一。

該教材根本上扭轉(zhuǎn)了從二進(jìn)制數(shù)制碼制開始，接著按運(yùn)算器、存儲器、控制器、輸入輸出系統(tǒng)的順序，逐一講述計(jì)算機(jī)中各部件的傳統(tǒng)寫法，致使學(xué)生往往學(xué)了半個學(xué)期，仍不知其所以然，直到最后才將全部的內(nèi)容連貫起來。這種自底向上的講述方法，不易激發(fā)學(xué)生主動探求知識，也不利于“以學(xué)生為主”的教學(xué)方式。

本教材定位在原理和性能分析上。首先把學(xué)生領(lǐng)到計(jì)算機(jī)整體框架的制高點(diǎn)上，然后帶領(lǐng)學(xué)生自頂向下，由表及里，層層細(xì)化，一步一步進(jìn)入到計(jì)算機(jī)的內(nèi)核，更有利于學(xué)生對計(jì)算機(jī)工作原理的理解。在深化過程中，每走一步會出現(xiàn)一系列懸念，每一個懸念又都啟發(fā)學(xué)生主動從下一篇章尋求答案。因此在大框架的指導(dǎo)下，在深入細(xì)化的過程中，學(xué)生自覺的加深了對計(jì)算機(jī)的理解。在此過程中，由于突出了啟發(fā)式教育，學(xué)生經(jīng)過主動探求，使知識掌握得更加牢固。

2000年至今，全國開始采用此教材，實(shí)踐證明了該教材確實(shí)達(dá)到了編寫的設(shè)想，激發(fā)了學(xué)生主動探索的積極性，引導(dǎo)了學(xué)生層層深化的目的。此教材2002年獲全國普通高校優(yōu)秀教材二等獎，至今已印刷１２次，共１５００００冊。

本課程主要參考教材為教育部高等教育司推薦的國外優(yōu)秀信息科學(xué)與技術(shù)系列教學(xué)用書 William Stallings, Computer Organization and Architecture Designing for Performance(Fifth Edition), 2001.8影印版。

三、課程講授

1．重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論

重點(diǎn)：本章重點(diǎn)突出計(jì)算機(jī)組成的概貌和框架，如下圖所示。

由此使學(xué)生簡潔明了地了解計(jì)算機(jī)內(nèi)部的工作過程實(shí)際上是指令流和數(shù)據(jù)流在此框架內(nèi)由I/O→存儲器→CPU→存儲器→I/O的過程，是通過逐條取指令、分析指令和執(zhí)行指令來運(yùn)行程序的。同時要讓學(xué)生了解到當(dāng)今計(jì)算機(jī)盡管發(fā)展到千變?nèi)f化的程度，但其最根本的組成原理還是基于馮?諾依曼的結(jié)構(gòu)。

難點(diǎn)：本章概念、名詞較多，這些只是為進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，因此嚴(yán)格講本章沒什么難點(diǎn)，只要建立計(jì)算機(jī)組成的框架即可。對指令和數(shù)據(jù)都以0或1代碼存于存儲器中，計(jì)算機(jī)如何區(qū)分它們這一問題，應(yīng)特別注意重點(diǎn)理解。

（2）第二章計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用

重點(diǎn)：使學(xué)生了解到從1946年ENIAC誕生到二十世紀(jì)五、六十年代，由于構(gòu)成計(jì)算機(jī)的元器件發(fā)展變化（由電子管→晶體管→集成電路），使計(jì)算機(jī)的性能有了很大提高，每隔6至7年，計(jì)算機(jī)便更新?lián)Q代一次，運(yùn)算速度約提高一個數(shù)量級。而到了二十世紀(jì)七十年代，自從Intel公司生產(chǎn)了第一個微處理器芯片后，隨著集成度成倍的提高，以每隔18個月芯片上的晶體管數(shù)就翻一番的速度使計(jì)算機(jī)得到極為廣泛的應(yīng)用，以至整個社會從制造時代進(jìn)入到信息時代，出現(xiàn)了知識大爆炸，從而要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的積極性和主動性。

（3）第三章系統(tǒng)總線

重點(diǎn)：要求學(xué)生了解隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，I/O設(shè)備的種類和數(shù)量也越來越多。為了更好地解決I/O設(shè)備與主機(jī)之間連接的靈活性，計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)從分散連接發(fā)展成總線連接。由于各個子系統(tǒng)都通過總線交換信息，這就產(chǎn)生了總線的瓶頸問題，影響了計(jì)算機(jī)的速度。為了克服總線瓶頸又產(chǎn)生了多總線結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步為了設(shè)計(jì)簡化，便于維護(hù)，有利于批量生產(chǎn)，又提出了各種總線標(biāo)準(zhǔn)。特別是為了解決眾多部件爭用總線，必須對總線進(jìn)行判優(yōu)控制和通信控制。

難點(diǎn)：為了解決總線上各模塊爭奪總線的使用權(quán)，解決通信雙方如何獲知傳輸開始和結(jié)束，以及通信雙方如何協(xié)調(diào)配合，總線的通信控制是至關(guān)重要的。

（4）第四章存儲器

重點(diǎn)：存儲器如同人的大腦具有記憶功能一樣，是計(jì)算機(jī)組成的一個重要部件，它直接影響到計(jì)算機(jī)存儲信息的容量和計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。圍繞著計(jì)算機(jī)速度的提高，容量的擴(kuò)大，促使存儲器從基本組成元件到整體結(jié)構(gòu)都在不斷的發(fā)展和完善。

當(dāng)今計(jì)算機(jī)大多以半導(dǎo)體存儲器作為主存儲器，以硬盤或光盤作為輔助存儲器。為了更好解決存儲器的速度、容量和價格/位之間的矛盾，采用Cache-主存和主存-輔存的存儲器結(jié)構(gòu)，使存儲器的總體性能得到很大的提高。學(xué)生必須掌握各類存儲器的工作原理，以及各類存儲器在存儲器的存儲層次結(jié)構(gòu)中各自起的作用。

難點(diǎn)：要求學(xué)生運(yùn)用以前學(xué)過的電路知識和本章所學(xué)的半導(dǎo)體存儲芯片，設(shè)計(jì)存儲器和CPU的連接電路。注意要合理選用芯片，以及CPU和存儲器芯片之間的地址線、數(shù)據(jù)線和控制線的連接，特別是存儲芯片片選邏輯的確定。

本章另一個難點(diǎn)是掌握不同的Cache-主存地址映象直接影響主存地址字段的分配及替換策略和命中率。

（5）第五章輸入輸出系統(tǒng)

重點(diǎn)：輸入輸出系統(tǒng)是人機(jī)對話和人機(jī)交互的紐帶和橋梁。由于輸入輸出設(shè)備工作速度與計(jì)算機(jī)主機(jī)的工作速度極不匹配，為此，既要考慮到輸入輸出設(shè)備工作的準(zhǔn)確可靠，又要充分挖掘主機(jī)的工作效率，因此要求學(xué)生掌握主機(jī)與I/O交換的三種控制方式，即程序查詢、程序中斷和DMA，以及它們各自所需的硬件及軟件支持。

難點(diǎn)：要對處理中斷的各類軟、硬件技術(shù)運(yùn)用自如；要認(rèn)清周期竊取的含義；要分清CPU響應(yīng)中斷和允許周期挪用的時間。

（6）第六章計(jì)算機(jī)的運(yùn)算方法

重點(diǎn)：要使學(xué)生認(rèn)識到計(jì)算機(jī)內(nèi)部的各種運(yùn)算與人們習(xí)慣的運(yùn)算是不同的，不僅運(yùn)算方法有差異，就是數(shù)的表示也不同。要求學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)中有符號數(shù)、無符號數(shù)、定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的各種表示，以及移位、定點(diǎn)補(bǔ)碼加減運(yùn)算、定點(diǎn)原碼一位乘和兩位乘及補(bǔ)碼Booth算法、定點(diǎn)原碼和補(bǔ)碼加減交替除法，以及浮點(diǎn)補(bǔ)碼加減運(yùn)算。了解不同的運(yùn)算方法對運(yùn)算器結(jié)構(gòu)的影響，以及提高運(yùn)算速度采取的各種措施，包括快速進(jìn)位鏈的設(shè)計(jì)方法。

難點(diǎn)：溢出判斷是各種運(yùn)算方法的一個難點(diǎn)，而定點(diǎn)運(yùn)算和浮點(diǎn)運(yùn)算判斷溢出的方法是不同的。對于浮點(diǎn)運(yùn)算，應(yīng)特別注意區(qū)分浮點(diǎn)數(shù)和用補(bǔ)碼表示的浮點(diǎn)規(guī)格化形式這兩個概念，前者指的是真值，后者指的是機(jī)器數(shù)，由于補(bǔ)碼規(guī)格化數(shù)的特殊約定，兩者表示的數(shù)的范圍是不同的。

本章的另一個難點(diǎn)是掌握原碼和補(bǔ)碼運(yùn)算的最根本的區(qū)別在于對符號位的處理。原碼乘除法結(jié)果的符號均和數(shù)值部分的運(yùn)算分開進(jìn)行，而補(bǔ)碼乘除法結(jié)果的符號是在數(shù)值部分的運(yùn)算過程中自動形成的。值得注意的是機(jī)器內(nèi)只設(shè)加法器，故全部減法運(yùn)算實(shí)質(zhì)是通過加法操作實(shí)現(xiàn)的，這就有一個對減數(shù)求“補(bǔ)”的問題。原碼除法中減去除數(shù)的絕對值，一律用加上除數(shù)絕對值的補(bǔ)碼實(shí)現(xiàn)。應(yīng)特別注意[-x]補(bǔ)和[-x*]補(bǔ)的區(qū)別，其中x*是真值x的絕對值。

本章的第三個難點(diǎn)是，若浮點(diǎn)數(shù)的階碼采用移碼運(yùn)算時，其運(yùn)算規(guī)則和溢出判斷規(guī)則與補(bǔ)碼運(yùn)算是不同的。

（7）第七章指令系統(tǒng)

重點(diǎn)：要求學(xué)生了解機(jī)器的指令系統(tǒng)決定了一臺計(jì)算機(jī)的功能，而一旦計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)確定以后，計(jì)算機(jī)的硬件必須給予支持。指令系統(tǒng)主要體現(xiàn)在它的操作類型、數(shù)據(jù)類型、地址格式和尋址方法等方面。要求學(xué)生掌握不同的尋址方式對操作數(shù)尋址范圍以及對編程的影響，掌握不同的尋址方式所要求的硬件和信息的加工過程。還應(yīng)了解RISC的主要特點(diǎn)及其與CISC的區(qū)別。

難點(diǎn)：要求掌握設(shè)計(jì)指令格式的方法，學(xué)會根據(jù)指令系統(tǒng)的要求，確定指令字中各字段的位數(shù)及其含義。特別是在實(shí)際機(jī)器中，指令字長不一定等于存儲字長，因此應(yīng)格外注意各種尋址方法和地址格式的運(yùn)用。

（8）第八章 CPU的結(jié)構(gòu)和功能

重點(diǎn)：要認(rèn)識到機(jī)器的核心是CPU，通過對CPU的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的了解，掌握機(jī)器完成一條指令的全過程是在CPU的統(tǒng)一指揮下進(jìn)行的，而且CPU在不同的工作周期內(nèi)訪存的性質(zhì)是不同的。此外還應(yīng)掌握中斷技術(shù)在提高整機(jī)效能方面所起的作用，以及為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的處理能力，開發(fā)系統(tǒng)的并行性，在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中大量采用流水技術(shù)。

難點(diǎn)：中斷技術(shù)在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中起著重要作用。為了更好地吃透這一內(nèi)容，建議結(jié)合第五章學(xué)習(xí)，便于建立整機(jī)概念。

（9）第九章 控制單元的功能

重點(diǎn)：理解控制單元為完成不同指令所發(fā)出的各種操作命令，以及指令周期、機(jī)器周期、時鐘周期與操作命令的關(guān)系。

難點(diǎn)：CPU的控制方式，微操作命令的分析及多級時序系統(tǒng)。

（10）第十章 控制單元的設(shè)計(jì)

重點(diǎn)：要求初步掌握控制單元的兩種設(shè)計(jì)方法，從而進(jìn)一步理解組合邏輯控制器和微程序控制器在設(shè)計(jì)思想、硬件組成及其工作原理方面的不同。結(jié)合時序系統(tǒng)的概念，學(xué)會按不同指令要求，寫出其相應(yīng)的微操作命令及節(jié)拍安排。

難點(diǎn)：微程序控制是一種更規(guī)范的控制方法，學(xué)會如何確定微指令格式，編出微指令的碼點(diǎn)是本章的難點(diǎn)。

2．講授中應(yīng)注意的方法等問題

本課程要求學(xué)生樹立計(jì)算機(jī)的整機(jī)工作原理，及對計(jì)算機(jī)各子系統(tǒng)的功能及設(shè)計(jì)或選取方法有初步的認(rèn)識和掌握，因此講好本課程要做到：

??? 教師本身必須對本課程的基本內(nèi)容非常熟悉，并能融會貫通，也即要求本身基礎(chǔ)非常扎實(shí)。??? 講授本課程必須從宏觀到微觀，必須自上而下地給學(xué)生講述計(jì)算機(jī)的整機(jī)概貌，讓學(xué)生首先擺脫“電腦”神秘化的枷鎖，用通俗易懂的方法，使學(xué)生學(xué)會用辯證唯物主義的思維方法去認(rèn)識、了解并掌握計(jì)算機(jī)的組成及其工作原理。

??? 在宏觀認(rèn)識整機(jī)概貌的基礎(chǔ)上，帶領(lǐng)學(xué)生逐級剖析計(jì)算機(jī)的基本組成，如系統(tǒng)總線、存儲器、輸入輸出系統(tǒng)、中央處理器等等。而在逐級剖析過程中，既要使學(xué)生時刻不忘整機(jī)工作的需要，又要對各級子系統(tǒng)進(jìn)行深入的了解，使之從微觀角度來認(rèn)識實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的自動工作，各子系統(tǒng)必須如何組成。最后通過第四篇控制單元的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生真正了解計(jì)算機(jī)的有條不紊、自動協(xié)調(diào)工作都是在人們事先設(shè)計(jì)好的硬件基礎(chǔ)上完成的，并可將這些看作是組成更高級計(jì)算機(jī)的“元素”或是“細(xì)胞”，這樣，才能使學(xué)生更牢固地樹立唯物主義的觀念去從事計(jì)算機(jī)的開拓研究工作。

??? 為了加大課堂上的信息量，突出教材的重點(diǎn)和難點(diǎn)，更形象的理解各種電路中信息的流動過程和工作原理以及設(shè)計(jì)思路，課堂教學(xué)上采用多媒體教學(xué)手段。在課件制作上注重動畫顯示，按講課進(jìn)度控制播放速度，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，由表及里，層層深入。

??? 為了加深學(xué)生對各部分的理解和掌握，在講授過程中，應(yīng)該配置一定數(shù)量的實(shí)驗(yàn)和作業(yè)習(xí)題。

四、作業(yè)安排

1．指導(dǎo)思想

要求學(xué)生理解計(jì)算機(jī)組成的工作原理，掌握計(jì)算機(jī)的基本運(yùn)算方法及基本電路的設(shè)計(jì)方法。為此，必須用適量的作業(yè)、習(xí)題，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考以及熟練掌握一些基礎(chǔ)知識和基本技能。

2．作業(yè)安排

本教材每一章都附有大量的習(xí)題，根據(jù)教學(xué)進(jìn)度和學(xué)時，合理選擇書上習(xí)題，以達(dá)到進(jìn)一步加深理解課堂講授的內(nèi)容。每一章講授結(jié)束，收一次作業(yè)，給出成績，并作一次集體答疑，講解作業(yè)中的共性問題。作業(yè)成績記入總成績內(nèi)。沒有作業(yè)成績者不得參加考試。

五、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

為了加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)對學(xué)生個性化的培養(yǎng)，要求每個學(xué)生實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)，最終實(shí)驗(yàn)成績按預(yù)習(xí)情況、具體操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合評定，實(shí)驗(yàn)成績記入總成績內(nèi)。

六、考題設(shè)計(jì)

考題設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是注重能力的考核，而不是記憶的考核。本課程考題內(nèi)容應(yīng)包括：基本概念，要求敘述準(zhǔn)確；運(yùn)算方法，要求掌握幾種常用的方法；基本電路設(shè)計(jì)，要求掌握設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法；綜合能力，由此衡量各類不同學(xué)生對課程的理解和掌握程度。

考試題大致可分為四種類型，重點(diǎn)考察學(xué)生對基本概念、基本方法、基本技術(shù)的掌握和綜合應(yīng)用能力。

1．概念型

此類題重點(diǎn)考察學(xué)生對基本概念的掌握程度，強(qiáng)調(diào)對概念的準(zhǔn)確理解而不是死記硬背。此類題的基本形式可以是選擇、填空、名詞解釋、簡答。2．計(jì)算型

此類題通過計(jì)算考核學(xué)生對所學(xué)知識的理解。例如對機(jī)器數(shù)，各種運(yùn)算方法，海明碼的組成和糾錯，磁盤存儲器的容量，機(jī)器的平均指令執(zhí)行速度等知識的理解。此類題的形式可以是選擇、填空、計(jì)算、問答。

3．設(shè)計(jì)型

此類題用于考察學(xué)生靈活運(yùn)用所講授的基本方法和對所學(xué)知識的理解深度。例如對存儲器與CPU的連接、Cache-主存的組織方式、對應(yīng)不同運(yùn)算方法的運(yùn)算器結(jié)構(gòu)框圖、機(jī)器指令格式的設(shè)計(jì)、微指令格式的設(shè)計(jì)等。此類題的形式可以是畫圖、問答。

4．綜合型

此類題考察學(xué)生對計(jì)算機(jī)整機(jī)概念的理解，對各子系統(tǒng)在整機(jī)中的地位和作用以及相互之間的聯(lián)系，體現(xiàn)學(xué)生對所學(xué)知識、思維方法、設(shè)計(jì)方法的綜合運(yùn)用能力。例如CPU和存儲器、CPU和I/O系統(tǒng)之間的聯(lián)系；CPU如何控制程序的運(yùn)行；指令系統(tǒng)對機(jī)器硬件配置的影響；為了提高整機(jī)的速度，各個子系統(tǒng)分別可采用哪些措施等等。此類題的形式可以是畫圖、問答。

七．成績評定

本課程綜合成績由三部分組成： ??? 書面考試占總成績的80% ???平時作業(yè)占總成績的10% ??? 實(shí)驗(yàn)?zāi)芰φ伎偝煽兊?0% 總計(jì)滿分為100分

第二篇：計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)設(shè)計(jì)

通電學(xué)院 12電信職本班 劉玉婷 20122622

一、教材內(nèi)容分析

學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)組成原理會為今后學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)、編譯原理、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)容錯、并行計(jì)算、分布 式系統(tǒng)等課程打好基礎(chǔ)，用層次結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)并以信息的加工、處理為主線研究計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及工作原理。本書內(nèi)容覆蓋了教育部“高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)規(guī)范”對本課程所列知識體系中的全部核心單元及部分選修單元。既強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)的基本概念和基礎(chǔ)知識，又注重與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，并注意反映當(dāng)代的最新技術(shù)。按橫向方式組織課程實(shí)例，而不拘泥于某一種具體的機(jī)型，以減少局限性。注意由淺入深、循序漸進(jìn)，概念講解清楚、通俗易懂。

二、學(xué)生分析

本課程授課對象是電子專業(yè)的大三年級的學(xué)生，在此之前學(xué)生已學(xué)習(xí)過計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)等相關(guān)課程，而計(jì)算機(jī)組成原理是更深一步的對計(jì)算機(jī)的探討，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中各大部件的組成原理、邏輯實(shí)現(xiàn)、設(shè)計(jì)方法及互連構(gòu)成整機(jī)的技術(shù)；培養(yǎng)學(xué)生對硬件系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)、使用和維護(hù)方面的能力，建立牢固的整機(jī)思想。使學(xué)生學(xué)懂簡單、完整的單臺計(jì)算機(jī)的基本部件和整機(jī)系統(tǒng)組成，以及計(jì)算機(jī)部件連接關(guān)系和運(yùn)行機(jī)理，了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的入門性知識，掌握使用和簡單維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本技能。

三、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

（1）知識與技能

介紹計(jì)算機(jī)組成原理的基本概念，包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成和它的層次結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的5個功能部件及其功能計(jì)算機(jī)硬件的主要的技術(shù)和性能指標(biāo)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn)概述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展、應(yīng)用與分類。

（2）過程與方法

通過課件演示、學(xué)生交流、師生交流、人機(jī)交流等形式，培養(yǎng)學(xué)生利用信息技術(shù)和概括表達(dá)的能力。

（3）情感與價值觀

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)生的想象能力和探索精神，并激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣。讓學(xué)生在自主解決問題的過程中培養(yǎng)成就感，為今后學(xué)會自主學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。通過小組協(xié)作活動，培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的意識、競爭參與意識和研究探索的精神，從而調(diào)動學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)組成的興趣。

四、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

1．了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬軟件的組成和它們的層次關(guān)系； 2．理解計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的5大功能部件和各自的功能；

3．理解計(jì)算機(jī)部件的連接關(guān)系和整機(jī)運(yùn)行過程的入門性知識； 4．了解3個級別的計(jì)算機(jī)語言；

5．理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要性能與技術(shù)指標(biāo)； 6．理解計(jì)算機(jī)“體系結(jié)構(gòu)”、“組成”和“實(shí)現(xiàn)”各自面對的主要問題； 7．了解計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程和應(yīng)用領(lǐng)域； 8．了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分類。

（1）教學(xué)重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)的組成概念，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中信息的表示（2）教學(xué)難點(diǎn)：計(jì)算機(jī)的軟件及基本工作原理

五、教學(xué)策略分析

1．掌握：屬于課程中最重要的內(nèi)容。要求學(xué)生能夠熟練運(yùn)用這部分知識對相關(guān)問題做基本的分析、計(jì)算和處理，具有基本的應(yīng)用能力和舉一反三的能力。2．理解：屬于課程中較重要的內(nèi)容。要求學(xué)生能夠運(yùn)用這部分知識對相關(guān)問題進(jìn)行簡單的分析、判斷和說明，具有區(qū)別或區(qū)分容易被混淆的概念的能力，以及讀懂原理框圖、流程圖、程序語句和簡單邏輯電路圖的能力。

3．了解：屬于課程中與上述“掌握”和“理解”部分相關(guān)的較復(fù)雜的內(nèi)容，作為提高或擴(kuò)大知識面的內(nèi)容。要求學(xué)生對這部分知識能夠初步認(rèn)識、學(xué)會、記憶或簡單理解，具有簡要描述、敘述、說明和舉例的能力。（1）師生互動探究式教學(xué)

以教學(xué)大綱為依據(jù)，滲透新的教育理念，遵循教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的原則，以學(xué)生已有的認(rèn)知水平開展教學(xué)，使得學(xué)生老師共同探究學(xué)習(xí)。（2）情景法

用直觀畫面和生動有趣的游戲激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，創(chuàng)設(shè)和諧的學(xué)習(xí)氛圍。（3）討論法

學(xué)生分成小組形式，各個成員之間進(jìn)行交流探討。（4）練習(xí)法

有小練習(xí)來對這節(jié)課程內(nèi)容進(jìn)行檢驗(yàn)，以此來觀察學(xué)生是否完全掌握。（5）演示法

通過演示數(shù)字排序的一般過程，使得師生共同互動探究計(jì)算及工作原理。

六、教學(xué)過程

本課程采用遠(yuǎn)程教學(xué)和面授輔導(dǎo)相結(jié)合的方式開展教學(xué)。遠(yuǎn)程教學(xué)包括要求學(xué)生收看電視錄像課、網(wǎng)上的流媒體（IP）課件、網(wǎng)上教學(xué)輔導(dǎo)、實(shí)時和非實(shí)時答疑等多種教學(xué)形式；面授輔導(dǎo)應(yīng)考慮學(xué)生的在職和成人特點(diǎn)和需求，在業(yè)余時間進(jìn)行有針對性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。平時作業(yè)既是學(xué)生自我檢驗(yàn)學(xué)習(xí)水平的一種形式，也是很重要的形成性考核手段，各級電大教學(xué)點(diǎn)應(yīng)配合面授輔導(dǎo)教師督促學(xué)生獨(dú)立完成并及時批改和反饋，必要時應(yīng)要求學(xué)生重做。

小組討論課是在教師引領(lǐng)下對預(yù)先布置的主題開展討論的一種教學(xué)活動形式。這種教學(xué)活動能夠很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，各級電大教學(xué)點(diǎn)應(yīng)配合面授輔導(dǎo)教師組織實(shí)施。同時，小組討論課也是一種形成性考核形式，教師應(yīng)注意把握“引領(lǐng)”、“提問”和“點(diǎn)評”等多個教學(xué)指導(dǎo)環(huán)節(jié)，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)給予每個學(xué)生合理的學(xué)習(xí)評價。

七、教學(xué)反思

因?yàn)檎麄€第一章在整本書占的比重比較重要，入門是關(guān)鍵，學(xué)好概念性的東西才會方便日后的更深入的學(xué)習(xí)，因此吸引學(xué)生的注意力是關(guān)鍵問題。

1、用實(shí)物觀察引入課堂，以引起學(xué)生的興趣；

2、用圖片展示計(jì)算機(jī)的工作原理及構(gòu)成：

3、和同學(xué)一起完成課后練習(xí)。

第三篇：計(jì)算機(jī)組成原理

《計(jì)算機(jī)組成原理》實(shí)驗(yàn)任務(wù)

計(jì)

識。算機(jī)原理是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門重點(diǎn)科，在計(jì)算機(jī)硬件的各個領(lǐng)域中運(yùn)會用到計(jì)算計(jì)原理的有關(guān)知

本實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目的和要求是使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)手段掌握計(jì)算機(jī)硬件的組成與設(shè)計(jì)、制造﹑調(diào)試﹑制造﹑維護(hù)等多方面的技能同時訓(xùn)練動手的能力，也使學(xué)生系統(tǒng)科學(xué)地受到分析問題和解決問題的訓(xùn)練.

第四篇：計(jì)算機(jī)組成原理練習(xí)題

計(jì)算機(jī)組成原理練習(xí)題--第一章

第一章習(xí)題

一、名詞解釋：

ALU ： ALU稱為算術(shù)邏輯單元，它由組合電路構(gòu)成，是計(jì)算機(jī)中進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的電路。

CPU：CPU稱為中央處理器，它是計(jì)算機(jī)的核心部件，由運(yùn)算器和控制器構(gòu)成。存儲器： 存儲器是計(jì)算機(jī)中存儲程序和數(shù)據(jù)的部件，分為內(nèi)存和外存兩種。操作系統(tǒng)：操作系統(tǒng)是管理系統(tǒng)資源、控制其他程序的運(yùn)行，并且為用戶提供操作界面的系統(tǒng)軟件

二、選擇題

1.馮·諾依曼機(jī)工作方式的基本特點(diǎn)是(B)。

A、多指令流單數(shù)據(jù)流 B、按地址訪問并順序執(zhí)行指令 C、堆棧操作 D、存儲器按內(nèi)部選擇地址 2.計(jì)算機(jī)硬件能直接執(zhí)行的只有(B)。

A、符號語言 B、機(jī)器語言 C、機(jī)器語言和匯編語言 D、匯編語言

3.輸入、輸出裝置以及外接的輔助存儲器稱為（D）。A.操作系統(tǒng)； B.存貯器； C.主機(jī)； D.外圍設(shè)備。

4.至今為止，計(jì)算機(jī)中的所有信息仍以二進(jìn)制方式表示的理由主要是（C）A.節(jié)約元件； B.運(yùn)算速度快； C.物理器件性能所致； D.信息處理方便。5.下列（D）屬于應(yīng)用軟件。

A.操作系統(tǒng)； B.編譯程序； C.連接程序； D.文本處理。6.下列設(shè)備中（C）不屬于輸出設(shè)備。A.打印機(jī)； B.磁帶機(jī)；

C.光筆； D.磁盤驅(qū)動器。7.只有當(dāng)程序要執(zhí)行時，它才會將原程序翻譯成機(jī)器語言，并且一次只能讀取、翻譯并執(zhí)行原程序中的一行語句，此程序稱為（C）A.目標(biāo)程序； B.編輯程序； C.解釋程序； D.匯編程序。8.“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”英文縮寫為（C）

A.CAI;B.CAM;C.CAD;D.CAE.9.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲系統(tǒng)是指（D）

A.RAM存儲器；B.ROM存儲器；C.主存；D.主存和輔存。10.下列（D）不是輸入設(shè)備。

A.硬盤驅(qū)動器；B.鍵盤；C.鼠標(biāo)器；D.打印機(jī)。

三、填空題

1.計(jì)算機(jī)的硬件包括 運(yùn)算器 存儲器 控制器 適配器 輸入/輸出設(shè)備。

2.在計(jì)算機(jī)術(shù)語中，將運(yùn)算器和控制器合在一起稱為 CPU，而將 CPU 和存儲器合在一起稱為 主機(jī)。3.存儲 程序 并按 地址 順序執(zhí)行。這是 馮·諾依曼 型計(jì)算機(jī)的工作原理，也是計(jì)算機(jī) 自動化

工作的關(guān)鍵。

4.計(jì)算機(jī)軟件的一般分為兩大類：一類叫 系統(tǒng) 軟件，一類叫 應(yīng)用 軟件。其中，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)屬于 系統(tǒng) 軟件，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件屬于 應(yīng)用 軟件。

5.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲器分為內(nèi)存 和B外存。在CPU執(zhí)行程序時，必須將指令存放在 內(nèi)存 中。

6.輸入、輸出設(shè)備以及輔助存儲器統(tǒng)稱為 外圍設(shè)備。

7.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，多個系統(tǒng)部件之間信息傳送的公共通路稱為 總線。8.匯編語言是一種面向 機(jī)器 的語言，對 機(jī)器 依賴性強(qiáng)，用匯編語言編制程序執(zhí)行速度比高級語言 快。9.數(shù)字 計(jì)算機(jī)用來處理離散的數(shù)據(jù)，而模擬 計(jì)算機(jī)用來處理連續(xù)性的數(shù)據(jù)。

10.計(jì)算機(jī)唯一能直接執(zhí)行的語言是 機(jī)器 語言。

四、問答題：

什么是CPU？什么是主機(jī)？

答：在計(jì)算機(jī)中，通常把運(yùn)算器和控制器合在一起稱為中央處理器（CPU）。把CPU、存儲器和輸入輸出接口電路合在一起構(gòu)成的處理系統(tǒng)稱為主機(jī)，存儲器中存儲的數(shù)據(jù)和程序是怎么區(qū)分的？

答：在存儲程序的計(jì)算機(jī)中，指令和數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制的形式存儲在存儲器中。從儲器中存儲的內(nèi)容本身看不出它是指令還是數(shù)據(jù)，因?yàn)樗鼈兌际嵌M(jìn)制的代碼。計(jì)算機(jī)在讀取指令時把從存儲器中讀到的信息都看作是指令，而在讀取數(shù)據(jù)時則把從存儲器中讀到的信息都看作是操作數(shù)，所以為了不產(chǎn)生混亂，在軟件的編制中要注意區(qū)分存儲器中的信息是程序還是數(shù)據(jù)。特別是在匯編程序設(shè)計(jì)時，用高級語言設(shè)計(jì)程序一般不會產(chǎn)生上述的問題。有些計(jì)算機(jī)程序是專門對程序進(jìn)行操作的，如編譯程序和匯編程序。所以指令也可以是計(jì)算機(jī)的操作對象。有時我們把存儲在計(jì)算機(jī)中的指令和數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)，因?yàn)樗鼈兌际谴鎯υ诖鎯ζ髦械亩M(jìn)制代碼，都可以作為指令的操作對象。

馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是什么？

答：馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)是一種典型的計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)，將計(jì)算機(jī)硬件分為運(yùn)算器、存儲器、控制器、輸入部件和輸出部件，采用存儲程序的工作方式。馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的主要外部特征是：

指令和數(shù)據(jù)都以字的方式存放在同一存儲器中，沒有區(qū)別，由計(jì)算機(jī)的狀態(tài)來確定從存儲器讀出的字是指令還是數(shù)據(jù)。指令送往控制單元譯碼，數(shù)據(jù)送往運(yùn)算器進(jìn)行運(yùn)算。

指令按順序串行地執(zhí)行，并由控制單元集中控制，采用一個PC計(jì)數(shù)器對指令進(jìn)行尋址。

存儲器是一個單元定長的一維線性空間。使用低級機(jī)器語言，數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式表示。指令中包括操作碼和地址碼兩部分。操作數(shù)的編碼格式從數(shù)據(jù)本身不能進(jìn)行區(qū)別。

單處理機(jī)結(jié)構(gòu)，以運(yùn)算器為中心，只有一個數(shù)據(jù)流和一個指令流。

什么是指令？什么是程序？

答：指令是機(jī)器完成某種操作的命令，典型的指令通常包含操作碼和地址碼兩部分內(nèi)容。操作碼用來指定所執(zhí)行的某種操作（如加、傳送），地址碼用來表示參加操作的數(shù)的位置或運(yùn)算結(jié)果應(yīng)存到何處。程序是有序指令的集合，用來解決某一特定問題。

計(jì)算機(jī)組成原理練習(xí)題--第二章

第二章習(xí)題

一、名詞解釋

1、原碼：帶符號數(shù)據(jù)表示方法之一，用一個符號位表示數(shù)據(jù)的正負(fù)，0代表正號，1代表負(fù)號，其余的代碼表示數(shù)據(jù)的絕對值。

2、補(bǔ)碼：帶符號數(shù)據(jù)表示方法之一，正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是將二進(jìn)制位按位取反后再在最低位上加1。

3、反碼：帶符號數(shù)據(jù)表示方法之一，正數(shù)的反碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼是將二進(jìn)制位按位取反。也就是做按位求反運(yùn)算。

二、選擇題

1.下列數(shù)中最小的數(shù)為（C）。

A、（101001）2 B、（52）8 C、（101001）BCD D、（233）16 2.下列數(shù)中最大的數(shù)為（B）。

A、（10010101）2 B、（227）8 C、（96）16 D、（143）5 3.某數(shù)在計(jì)算機(jī)中用8421BCD碼表示為0111 1000 1001，其真值為（A）。A、789 B、789H C、1929 D、11110001001B、4.“與非門”中的一個輸入為“0”，那么它的輸出值是（B）。A.“0”； B.“1”；

C.要取決于其他輸入端的值； D.取決于正邏輯還是負(fù)邏輯。

5.下列布爾代數(shù)運(yùn)算中，（C）答案是正確的。A.1+1=1； B.0+0=1； C.1+1=10；

D.以上都不對。

６．在小型或微型計(jì)算機(jī)里，普遍采用的字符編碼是__D____。A.BCD碼 B.16進(jìn)制 C.格雷碼 D.ASCⅡ碼 ７．（2000）10化成十六進(jìn)制數(shù)是___B___。

A．（7CD）16 B。（7D0）16 C。（7E0）16 D。（7FO）16 ８．根據(jù)國標(biāo)規(guī)定，每個漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)占用___B___存儲。

A.一個字節(jié) B.二個字節(jié) C.三個字節(jié) D.四個字節(jié)

三、填空題

1.字符信息是 符號 數(shù)據(jù)，屬于處理 非數(shù)值 領(lǐng)域的問題。國際上采用的字符系統(tǒng)是七單位的C ASCII 碼

２．漢字的__輸入編碼（或輸入碼）_內(nèi)碼（或機(jī)內(nèi)碼）___、_ 字模碼

_____、______是計(jì)算機(jī)用于漢字輸入、內(nèi)部處理、輸出三種不同用途的編碼。３．一位十進(jìn)制數(shù)，用BCD碼表示需___4___位二進(jìn)制碼，用ASCII碼表示需__7____位二進(jìn)制碼。

四、問答題

在整數(shù)定點(diǎn)機(jī)中，若寄存器的內(nèi)容為80H，當(dāng)它分別代表原碼、補(bǔ)碼、反碼和無符號數(shù)時，所對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)各為多少？ 答：[X]原=10000000，X=0 [X]補(bǔ)=10000000，X=-128 [X]反=10000000，X=-127 X=100000002=128 ２、請將十進(jìn)制數(shù)（123.375）轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制 1111011.011 八進(jìn)制 173.3 十六進(jìn)制 7B.3 計(jì)算機(jī)組成原理練習(xí)題--第三章、第四章

第三章習(xí)題

一、名詞解釋

上溢：指數(shù)據(jù)的絕對值太大，以至大于數(shù)據(jù)編碼所能表示的數(shù)據(jù)范圍。下溢：指數(shù)據(jù)的絕對值太小，以至小于數(shù)據(jù)編碼所能表示的數(shù)據(jù)范圍。

二、選擇題

1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中采用補(bǔ)碼運(yùn)算的目的是為了（C）。A、與手工運(yùn)算方式保持一致 B、提高運(yùn)算速度 C、簡化計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì) D、提高運(yùn)算的精度 2.運(yùn)算器雖有許多部件組成，但核心部分是（B）。

A、數(shù)據(jù)總線 B、算術(shù)邏輯運(yùn)算單元 C、多路開關(guān) D、通用寄存器

3.運(yùn)算器中，減法運(yùn)算一般通過（D）來實(shí)現(xiàn)。

A、原碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器 B、補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制減法器 C、補(bǔ)碼運(yùn)算的十進(jìn)制加法器 D、補(bǔ)碼運(yùn)算的二進(jìn)制加法器

4.在定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算中產(chǎn)生溢出的原因是(C)。A、運(yùn)算過程中最高位產(chǎn)生了進(jìn)位或借位 B、參加運(yùn)算的操作數(shù)超出了機(jī)器的表示范圍 C、運(yùn)算的結(jié)果的操作數(shù)超出了機(jī)器的表示范圍 D、寄存器的位數(shù)太少，不得不舍棄最低有效位 5.下列有關(guān)運(yùn)算器的描述中，_D_____是正確的。

A.只做算術(shù)運(yùn)算，不做邏輯運(yùn)算 B.只做加法

C.能暫時存放運(yùn)算結(jié)果 D.既做算術(shù)運(yùn)算，又做邏輯運(yùn)算

6.設(shè)X=－0.1011，則〔Ｘ〕補(bǔ)為_C_____。A.1.1011 B.1.0100 C.1.0101 D.1.1001 7.定點(diǎn)運(yùn)算器用來進(jìn)行___B___。

A.十進(jìn)制數(shù)加法運(yùn)算 B.定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算

C.浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算 D.即進(jìn)行定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算也進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算

三、填空題

1.一個定點(diǎn)數(shù)由_符號位_____和_ 數(shù)值域 _____兩部分組成。

2.運(yùn)算器的兩個主要功能是： _算術(shù)運(yùn)算 _____，_邏輯運(yùn)算 _____。

四、問答題

1.用補(bǔ)碼運(yùn)算方法求x+y=？x-y=? x=0.1001 y=0.1100 1.（1）[X]補(bǔ) = 00.1001 [X]補(bǔ) = 00.1001 + [Y]補(bǔ) = 00.1100 + [-Y]補(bǔ) = 11.0100 [X+Y]補(bǔ) = 01.0101 [X-Y]補(bǔ) = 11.1101 因?yàn)殡p符號位相異，結(jié)果發(fā)生溢出。X-Y =-0.0011(2)x=-0.0100 y=0.1001

（2）

[X]補(bǔ) = 11.1100 [X]補(bǔ) = 11.1100 + [Y]補(bǔ) = 00.1001 + [-Y]補(bǔ) = 11.0111 [X+Y]補(bǔ) = 00.0101 [X-Y]補(bǔ) = 11.0011 所以X+Y = +0.0101 X-Y =-0.1101 第四章習(xí)題

一、名詞解釋

尋址方式：對指令的地址碼進(jìn)行編碼，以形成操作數(shù)在存儲器中的地址的方式。

RISC：精簡指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)。采用簡化的指令系統(tǒng)；運(yùn)算指令為寄存器-寄存器型，指令以流水方式執(zhí)行；使用較多的通用寄存器以減少訪存；采用由陣列邏輯實(shí)現(xiàn)控制器；采用優(yōu)化編譯技術(shù)。

指令是計(jì)算機(jī)能夠識別和執(zhí)行的操作命令。

指令系統(tǒng)一臺計(jì)算機(jī)或一個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，能夠執(zhí)行的各種指令的集合。

二、選擇題

1.指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的主要是（B）。A、實(shí)現(xiàn)存儲程序和程序控制

B、縮短指令長度，擴(kuò)大尋址空間，提高編程靈活性 C、可以直接訪問外存

D、提供擴(kuò)展操作碼的可能并降低指令譯碼難度

2.二地址指令中，操作數(shù)的物理位置可安排在（C）。A、棧頂和次棧頂 B、兩個主存單元 C、一個主存單元和一個寄存器 D、兩個寄存器

3.對某個寄存器中操作數(shù)的尋址方式稱為（C）尋址。

A、直接 B、間接 C、寄存器 D、寄存器間接 4.寄存器間接尋址方式中，操作數(shù)處在（B）。

A、通用寄存器 B、主存單元 C、程序計(jì)數(shù)器 D、堆棧 5.變址尋址方式中，操作數(shù)的有效地址等于（C）。A、基值寄存器內(nèi)容加上形式地址（位移量）B、堆棧指示器內(nèi)容加上形式地址 C、變址寄存器內(nèi)容加上形式地址 D、程序計(jì)數(shù)器內(nèi)容加上形式地址

6.程序控制類指令的功能是（D）。

A、進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算 B、進(jìn)行主存與CPU之間的數(shù)據(jù)傳送 C、進(jìn)行CPU和I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送 D、改變程序執(zhí)行的順序 7.指令的尋址方式有順序和跳躍兩種方式。采用跳躍尋址方式，可以實(shí)現(xiàn)（D）。

A、堆棧尋址 B、程序的條件轉(zhuǎn)移

C、程序的無條件轉(zhuǎn)移 D、程序的條件轉(zhuǎn)移或無條件轉(zhuǎn)移 8.位操作類指令的功能是（C）。

A、對CPU內(nèi)部通用寄存器或主存某一單元任一位進(jìn)行狀態(tài)檢測（0或1）B、對CPU內(nèi)部通用寄存器或主存某一單元任一位進(jìn)行狀態(tài)強(qiáng)置（0或1）C、對CPU內(nèi)部通用寄存器或主存某一單元任一位進(jìn)行狀態(tài)檢測或強(qiáng)置 D、進(jìn)行移位操作

9.指出下面描述匯編語言特性的句子中概念上有錯誤的句子。C A、對程序員的訓(xùn)練要求來說，需要硬件知識 B、匯編語言對機(jī)器的依賴性高

C、匯編語言的源程序通常比高級語言源程序短小 D、匯編語言編寫的程序執(zhí)行速度比高級語言快 10.下列說法中不正確的是（C）。

A、變址尋址時，有效數(shù)據(jù)存放在主存中 B、堆棧是先進(jìn)后出的隨機(jī)存儲器

C、堆棧指針SP的內(nèi)容表示當(dāng)前堆棧內(nèi)所存儲的數(shù)據(jù)的個數(shù) D、內(nèi)存中指令的尋址和數(shù)據(jù)的尋址是交替進(jìn)行的

三、填空題

1.一臺計(jì)算機(jī)所有 機(jī)器 指令的 集合，稱為這臺計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。

2.堆棧是一種特殊的數(shù)據(jù) 尋址方式，它采用先進(jìn)后出 原理。按結(jié)構(gòu)不同分為 寄存器 堆棧和 存儲器 堆棧。

3.一個較完善的指令系統(tǒng)包含 數(shù)據(jù)傳送 類指令，算術(shù)運(yùn)算 類指令，邏輯運(yùn)算 類指令，程序控制 類指令，系統(tǒng)控制

類指令，I/O 類指令，字符串 類指令。4.二地址指令中，操作數(shù)的物理位置有三種型式，它們是：寄存器-寄存器（RR）寄存器-存儲器（RS）型、存儲器-存儲器（SS）型和。5.寄存器直接尋址是操作數(shù)在通用寄存器中，寄存器間接尋址是 操作數(shù)地址是通用寄存器的編號，所以指令執(zhí)行的速度前者比后 操作數(shù)在主存單元中，通用寄存器中的內(nèi)容作為操作數(shù)地址 快。

6.條件轉(zhuǎn)移指令、無條件轉(zhuǎn)移指令、轉(zhuǎn)子指令、返主指令、中斷返回指令等都是程序控制 指令。

7.數(shù)據(jù)傳送類指令的功能是實(shí)現(xiàn) 主存儲器 和 寄存器 之間，或 寄存器 和 寄存器 之間的數(shù)據(jù)傳送。

四、問答題

１、基址尋址方式和變址尋址方式有什么優(yōu)點(diǎn)？

１、答：這兩種尋址方式的優(yōu)點(diǎn)是：第一，可以擴(kuò)大尋址能力。因?yàn)橥问降刂废啾?，基值寄存器的位?shù)可以設(shè)置得很長，從而可在較大的存儲空間中尋址。第二，通過變址尋址方式，可以實(shí)現(xiàn)程序的浮動。也就是可裝入存儲器中的任何位置。變址尋址可以使有效地址按變址寄存器的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)有規(guī)律的變化，而不會改變指令本身。

第五章習(xí)題

一、名詞解釋

1、RAM：

2、ROM：

3、EPROM：

4、虛擬存儲器：

5、段式管理：

6、頁式管理：

7、段頁式管理：

8、固件： 選擇題

1.存儲器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，它主要用來()。

A、存放數(shù)據(jù) B、存放程序 C、存放數(shù)據(jù)和程序 D、存放微程序

2.計(jì)算機(jī)的存儲器采用分級存儲體系的主要目的是()。A、便于讀寫數(shù)據(jù) B、減小機(jī)箱的體積

C、便于系統(tǒng)升級 D、解決存儲容量、價格和存取速度之間的矛盾 3.存儲周期是指()。存儲器的讀出時間 B、存儲器的寫入時間

C、存儲器進(jìn)行連續(xù)讀和寫操作所允許的最短時間間隔 D、存儲器進(jìn)行連續(xù)寫操作所允許的最短時間間隔 4.和外存儲器相比，內(nèi)存儲器的特點(diǎn)是()。

A、容量大，速度快，成本低 B、容量大，速度慢，成本高 C、容量小，速度快，成本高 D、容量小，速度快，成本低 5.主存儲器和CPU之間增加cache的目的是()。

A、解決CPU和主存之間的速度匹配問題 B、擴(kuò)大主存儲器的容量 C、擴(kuò)大CPU中通用寄存器的數(shù)量 D、既擴(kuò)大主存容量又?jǐn)U大CPU通用 6.采用虛擬存儲器的主要目的是()。A、提高主存儲器的存取速度

B、擴(kuò)大主存儲器的存儲空間，并能進(jìn)行自動管理和調(diào)度 C、提高外存儲器的存取速度 D、擴(kuò)大外存儲器的存儲空間

7.常用的虛擬存儲系統(tǒng)由()兩級存儲器組成，其中輔存是大容量的磁表面存儲器。

A、主存-輔存 B、快存-主存 C、快存-輔存 D、通用寄存器-主存

8.以下四種類型的半導(dǎo)體存儲器中，以傳輸同樣多的字為比較條件，則讀出數(shù)據(jù)傳輸率最高的是()。

A、DRAM B、SRAM C、FLASH D、EPROM 9.虛擬段頁式存儲管理方案的特點(diǎn)為()。

A、空間浪費(fèi)大、存儲共享不易、存儲保護(hù)容易、不能動態(tài)連接 B、空間浪費(fèi)小、存儲共享容易、存儲保護(hù)不易、不能動態(tài)連接 C、空間浪費(fèi)大、存儲共享不易、存儲保護(hù)容易、能動態(tài)連接 D、空間浪費(fèi)小、存儲共享容易、存儲保護(hù)容易、能動態(tài)連接 10.在cache的地址映射中，若主存中的任意一塊均可映射在cache內(nèi)的任意一塊的位置上，則這種方法稱為()。

A、全相聯(lián)映射 B、直接映射 C、組相聯(lián)映射 D、混合映射 填空題

1.對存儲器的要求是，，為了解決這三方面的矛盾，計(jì)算機(jī)采用 體系結(jié)構(gòu)。

2.存儲器的技術(shù)指標(biāo)有，,。

3.CPU能直接訪問 和，但不能直接訪問 和。

4.cache是一種 存儲器，是為了解決CPU和主存之間 不匹配而采用的一項(xiàng)重要的硬件技術(shù)?，F(xiàn)發(fā)展為 體系； 分設(shè)體系。5.主存與cache的地址映射有、、三種方式。6.半導(dǎo)體SRAM靠 存儲信息，半導(dǎo)體DRAM則是靠 存儲信息。

7.DRAM存儲器的刷新一般有、和 三種方式，之所以刷新是因?yàn)椤?/p>

8.虛擬存儲器通常由 和 兩級存儲系統(tǒng)組成。為了在一臺特定的機(jī)器上執(zhí)行程序，必須把 映射到這臺機(jī)器主存儲的 空間上，這個過程稱為 9..主存、快速緩沖存儲器、通用寄存器、磁盤、磁帶都可用來存儲信息，按存取時間由快至慢排列，其順序是。10.欲組成一個64K×16位的存儲器，若選用32K×8位的存儲芯片，共需 片；若選用16K×1位的存儲芯片，則需 片；若選用1K×4位的存儲芯片共需 片。問答題

1.試比較RAM和ROM。

解釋下列概念：讀時間和讀周期。

提高存儲器速度可采用哪些措施？簡要說明之。

用16K×16位的SRAM芯片構(gòu)成64K×32位的存儲器。要求畫出該存儲器的組成邏輯框圖。

第五章習(xí)題答案

一、名詞解釋

1、隨機(jī)訪問存儲器，能夠迅速方便地訪問任何地址中的內(nèi)容，訪問的速度與存儲位置無關(guān)。

2、只讀存儲器，一種只能讀取數(shù)據(jù)但不能寫入數(shù)據(jù)的存儲器。可擦寫可編程的ROM，用戶可以對其編程多次。

4.在內(nèi)存與外存間建立的層次體系，使得程序能夠像訪問主存儲器一樣訪問外部存儲器，主要用于解決計(jì)算機(jī)中主存儲器的容量問題。5.一種虛擬存儲器的管理方式，將虛擬存儲空間分成段，段的長度可以任設(shè)定，并可以放大和縮小。

6.一種虛擬存儲器的管理方式，將虛擬存儲空間等分成固定容量的頁，需要時裝入內(nèi)存。

7.一種虛擬存儲器的管理方式，將存儲空間按邏輯模塊分成段，每段又成若干個頁。

8.固化在硬件中（如寫入ROM）的固定不變的常用軟件。

二、選擇題

1、C

2、D

3、C

4、C

5、A

6、B

7、A

8、C

9、D

10、A

三、填空題

1、容量大 速度快 成本低 多級存儲

2、存儲容量 存取時間 存儲周期 存儲器帶寬

3、cache 主存 磁盤 光盤

4、高速緩沖 速度 多級 cache 指令cache和數(shù)據(jù)cache

5、全相聯(lián) 直接 組相聯(lián)

6、觸發(fā)器 電荷存儲器件

7、集中式 分散式 異步式 有電荷泄漏，需定期補(bǔ)充

8、主存 輔存 邏輯地址 物理地址 地址映射

9、通用寄存器、cache、主存、磁盤、磁帶 10、4 64 256

四、問答題

1、RAM是隨機(jī)存儲器，在程序的執(zhí)行過程中既可讀出又可寫入。ROM是只讀存儲器，在程序執(zhí)行過程中只能讀出信息，不能寫入信息。

2、讀周期是存儲器進(jìn)行兩次連續(xù)讀操作的最少時間間隔；讀時間是從CPU給出地址有效信號到被選單元的內(nèi)容讀到數(shù)據(jù)線上的這段時間，讀周期大于讀時間。

3、提高存儲器的速度可采取三種措施。（1）采用高速器件，選用存取周期小的芯片，整個存儲器的速度便可以提高。（2）采用Cache，CPU將最近期要用的信息先調(diào)入Cache，而Cache的速度比主存快得多，這樣CPU每次只需從快速緩存中取出（或存入）信息，從而縮短了訪存時間，提高了存取速度。（3）采用多體交叉存儲器。

4、答： 所需芯片總數(shù)（64K×32）÷（16K×16）= 8片 因此存儲器可分為4個模塊，每個模塊16K×32位，各模塊通過A15、A14進(jìn)行2：4譯碼

第六章習(xí)題

一、名詞解釋 指令周期： 機(jī)器周期： 微程序： 微指令： 控制寄存器

二、選擇題

1.中央處理器是指（）。

A、運(yùn)算器 B、控制器

C、運(yùn)算器和控制器 D、運(yùn)算器，控制器和主存儲器 2.在CPU中跟蹤指令后繼地址的寄存器是（）。A、主存地址寄存器 B、程序計(jì)數(shù)器 C、指令寄存器 D、狀態(tài)條件寄存器 3.操作控制器的功能是（）。

A、產(chǎn)生時序信號 B、從主存取出一條指令

C、完成指令操作碼譯碼 D、從主存取出指令，完成指令操作碼譯碼，產(chǎn)生有關(guān)的操作控制信號。

4.指令周期是指（）。

A、CPU從主存取出一條指令的時間 B、CPU執(zhí)行一條指令的時間 C、CPU從主存取出一條指令加上執(zhí)行這條指令的時間 D、時鐘周期時間 5.微程序控制器中，機(jī)器指令與微指令的關(guān)系是（）。A、每一條機(jī)器指令由一條微指令來執(zhí)行

B、每一條機(jī)器指令由一段用微指令編成的微程序來解釋執(zhí)行 C、一段機(jī)器指令組成的程序可由一條微指令來執(zhí)行 D、一條微指令由若干條機(jī)器指令組成

6.下列部件中不屬于控制器的部件是（）。A、指令寄存器 B、操作控制器 C、程序計(jì)數(shù)器 D、狀態(tài)條件寄存器 7.計(jì)算機(jī)操作的最小時間單位是（）。A、時鐘周期 B、指令周期 C、CPU周期 D、微指令周期

三、填空題

1.中央處理器CPU具有 控制，控制，控制，加工等基本功能。

2.CPU從 取出一條指令并執(zhí)行這條指令的時間和稱為。3.多媒體CPU是帶有 技術(shù)的處理器。

4.在CPU中，指令寄存器的作用是，程序計(jì)數(shù)器的作用是，程序狀態(tài)字寄存器PSW的作用是，地址寄存器的作用是。5.控制器主要包括、、、和。6.CPU周期也稱為，一個CPU周期包含若干個。

7.早期的計(jì)算機(jī)基于馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)，采用 處理，其主要特征是?，F(xiàn)代的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)廣泛采用 處理。

四、問答題

１、中央處理器有哪些基本功能？由哪些基本部件構(gòu)成？

２、CPU結(jié)構(gòu)如圖所示，其中一個累加寄存器AC，一個狀態(tài)條件寄存器和其它四個寄存器，各部分之間的連線表示數(shù)據(jù)通路，箭頭表示信息傳送方向。(1)標(biāo)明圖中四個寄存器的名稱。

(2)簡述指令從主存取到控制器的數(shù)據(jù)通路。

(3)數(shù)據(jù)在運(yùn)算器和主存之間進(jìn)行存/取訪問的數(shù)據(jù)通路。第六章習(xí)題答案

一、名詞解釋

1、從一條指令的啟動到下一條指令啟動的間隔時間。指令執(zhí)行中每一步操作所需的時間。

存儲在控制存儲器中的完成指令功能的程序，由微指令組成?？刂破鞔鎯Φ目刂拼a，分為操作控制部分和順序控制部分。存放微程序的只讀存儲器。

二、選擇題

１、Ｃ ２、Ｂ ３、Ｄ ４、Ｃ

5、Ｂ

6、Ｄ

7、Ａ

三、填空題

１、指令 操作 時間 數(shù)據(jù)

2、存儲器 指令周期

3、A、MMX

4、保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令 跟蹤后繼指令的地址

保存處理器的狀態(tài)信息和中斷優(yōu)先級 保存CPU當(dāng)前所訪問的主存單元的地址

5、指令寄存器 指令譯碼器 程序計(jì)數(shù)器 時序發(fā)生器 操作控制器

6、機(jī)器周期 時鐘周期

7、串行 指令執(zhí)行過程串行完成 并行

四、問答題 １、答：

指令控制。即對程序運(yùn)行的控制，保證指令序列執(zhí)行結(jié)果的正確性。操作控制。即指令內(nèi)操作步驟的控制，控制操作步驟的實(shí)施。數(shù)據(jù)運(yùn)算。即對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。異常處理和中斷處理。如處理運(yùn)算中的溢出等錯誤情況以及處理外部設(shè)備的服務(wù)請求等。

計(jì)算機(jī)的中央處理器還可具有存儲管理、總線管理、電源管理等擴(kuò)展功能。中央處理器主要由控制器和運(yùn)算器兩部分構(gòu)成，運(yùn)算器由算術(shù)邏輯單元和各種寄存器組成。在CPU中可以有多種寄存器。如指令寄存器（IR）、程序計(jì)數(shù)器（PC）、數(shù)據(jù)寄存器（DR）、地址寄存器（AR）和狀態(tài)寄存器（SR）。寄存器與運(yùn)算器之間傳遞信息的線路稱為數(shù)據(jù)通路。

２、答：（1）a為數(shù)據(jù)緩沖寄存器DR，b為指令寄存器IR，c為主存地址寄存器，d為程序計(jì)數(shù)器PC（2）主存→ 緩沖寄存器DR → 指令寄存器IR → 操作控制器

（3）存儲器讀：M → DR → ALU → AC 存儲器寫：AC → DR → M 第七章習(xí)題

一、名詞解釋 １、總線 ２、共享 ３、分時

４、分時共享 ５、接口

二、選擇題

1.計(jì)算機(jī)使用總線結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是便于實(shí)現(xiàn)積木化，同時（）。A、減少了信息傳輸量 B、提高了信息傳輸?shù)乃俣?C、減少了信息傳輸線的條數(shù)

2.系統(tǒng)總線中地址線的功用是（）。A、用于選擇主存單元

B、用于選擇進(jìn)行信息傳輸?shù)脑O(shè)備

C、用于指定主存單元和I/O設(shè)備接口電路的地址 D、用于傳送主存物理地址和邏輯地址

3.在單機(jī)系統(tǒng)中，三總線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)的總線系統(tǒng)由（）組成。A、系統(tǒng)總線、內(nèi)存總線和I/O總線 B、數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線

C、內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線和I/O總線 D、ISA總線、VESA總線和PCI總線

4.在（）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，外設(shè)可以和主存儲器單元統(tǒng)一編址，因此可以不使用I/O指令。

A、單總線 B、雙總線 C、三總線 D、多種總線 5.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入輸出接口是（）之間的交換界面 A、CPU與存儲器 B、主機(jī)與外圍設(shè)備 C、存儲器與外圍設(shè)備 D、CPU與系統(tǒng)總線 6.下列各種情況中，應(yīng)采用異步傳輸方式的是（）。A、I/O接口與打印機(jī)交換信息 B、CPU與存儲器交換信息 C、CPU與I/O接口交換信息 D、CPU與PCI總線交換信息

三、填空題

1.總線有 特性、特性、特性、特性，因此必須。2.微型計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)總線從16位的 總線發(fā)展到32位的 總線和 總線，又進(jìn)一步發(fā)展到64位的 總線。3.衡量總線性能的重要指標(biāo)是。

4.在三種總線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)中，其中

和

結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)，I/O設(shè)備之間的信息可以由設(shè)備直接傳送，而在結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)中，卻不能直接進(jìn)行設(shè)備到設(shè)備的傳送。

5.總線是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件之間進(jìn)行信息傳送的公共通路，為使總線可靠的工作和減輕負(fù)載，總線上的部件大都配有

電路，該電路的輸出的狀態(tài)是、和。

6.根據(jù)邏輯部件的連接方式的不同，單機(jī)系統(tǒng)中采用的總線結(jié)構(gòu)基本有、、三種類型，其中 吞吐能力最強(qiáng)。

四、問答題

1.什么是總線？如何分類？ 2.畫出PCI總線結(jié)構(gòu)框圖。第七章習(xí)題答案

一、名詞解釋

１、總線是能被系統(tǒng)中多個部件分時共享的一組信息傳輸線及相關(guān)邏輯。２、共享是指總線所連接的各部件都通過它傳遞信息。

３、分時是指在某一時刻總線只允許有一個部件將信息送上總線。

４、分時共享是總線的主要特征，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，將不同來源和去向的信息在總線上分時傳送，不僅可減少傳輸線的數(shù)量，簡化控制和提高可靠性，而且便于擴(kuò)充更新新的部件。

５、接口是指ＣＰＵ和主存、外圍設(shè)備之間通過總線進(jìn)行連接的邏輯部件。

二、選擇題

1、Ｃ ２、Ｃ ３、Ａ ４、Ａ ５、Ｂ ６、Ａ

三、填空題

1、A、物理 B、功能 C、電氣 D、機(jī)械 E、標(biāo)準(zhǔn)化

2、A、ISA B、EISA C、VESA D、PCI ３、A、總線帶寬

4.Ａ、片總線 Ｂ、外總線 Ｃ、內(nèi)總線

5.A、三態(tài)邏輯 B、高電平C、低電平D、高阻

６、A、單總線 Ｂ、雙總線 Ｃ、三總線 Ｄ、雙總線

四、問答題 １、總線是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件之間進(jìn)行信息傳送的公共通路?？偩€有內(nèi)總線和外總線之分。一般把芯片的總線稱為內(nèi)總線，把同一臺計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各部件，如CPU、內(nèi)存、通道和I/O接口間的相互連線，以及多臺處理機(jī)之間的連線稱為外總線。通常把這些傳輸線分為地址線、數(shù)據(jù)線和控制線，分別用于傳輸?shù)刂贰?shù)據(jù)和控制信號。

２、PCI總線結(jié)構(gòu)框圖

第八章習(xí)題

一、名詞解釋 單級中斷： 多級中斷： 中斷屏蔽： 現(xiàn)場保護(hù)： 中斷向量：

二、選擇題

1.中斷發(fā)生時，由硬件保護(hù)片更新程序計(jì)數(shù)器PC，而不是由軟件完成，主要是為了()。

A、能進(jìn)入中斷處理程序并能正確返回原程序 B、節(jié)省內(nèi)存

C、提高處理機(jī)的速度 D、使中斷處理程序易于編制，不易出錯 2.中斷向量地址是()。

A、子程序入口地址 B、中斷源服務(wù)程序入口地址 C、中斷服務(wù)程序入口地址 D、中斷返回地址

3.在單級中斷系統(tǒng)中，CPU一旦響應(yīng)中斷，則立即關(guān)閉()標(biāo)志，以防止本次中斷服務(wù)結(jié)束前同級的其他中斷源產(chǎn)生另一次中斷進(jìn)行干擾。A、中斷允許 B、中斷請求 C、中斷屏斷

4.為了便于實(shí)現(xiàn)多級中斷，保存現(xiàn)場信息最有效的方法是采用()。A、通用寄存器 B、堆棧 C、存儲器 D、外存 5.中斷允許觸發(fā)器用來()。

A、表示外設(shè)是否提出了中斷請求 B、CPU是否響應(yīng)了中斷請求 C、CPU是否正在進(jìn)行中斷處理 D、開放或關(guān)閉可屏蔽硬中斷 6.在采用DMA方式高速傳輸數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)傳送是()。A、在總線控制器發(fā)出的控制信號控制下完成的

B、在DMA控制器本身發(fā)出的控制信號控制下完成的 C、由CPU執(zhí)行的程序完成的 D、由CPU響應(yīng)硬中斷處理完成的 7.下列陳述中正確的是()。

A、中斷響應(yīng)過程是由硬件和中斷服務(wù)程序共同完成的

B、每條指令的執(zhí)行過程中，每個總線周期要檢查一次有無中斷請求 C、檢測有無DMA請求，一般安排在一條指令執(zhí)行過程的末尾 D、中斷服務(wù)程序的最后一條指令是無條件轉(zhuǎn)移指令

8.如果有多個中斷同時發(fā)生，系統(tǒng)將根據(jù)中斷優(yōu)先級響應(yīng)優(yōu)先級最高的中斷請求。若要調(diào)整中斷事件的響應(yīng)次序，可以利用()。A、中斷嵌套 B、中斷向量 C、中斷響應(yīng) D、中斷屏蔽 9.通道程序是由()組成。A、I/O指令 B、通道指令（通道控制字）C、通道狀態(tài)字 10.并行I/O標(biāo)準(zhǔn)接口SCSI中，塊適配器中可以連接()臺具有SCSI接口的設(shè)備。

A、6 B、7 C、8 D、10

三、填空題

1.在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，CPU對外圍設(shè)備的管理除程序 方式，程序 方式外，還有 方式、方式和 方式。

2.程序中斷方式是各類計(jì)算機(jī)中廣泛使用一種 方式，當(dāng)某一外設(shè)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒后，它主動向 發(fā)出請求信號，后者響應(yīng)中斷請求后，暫停運(yùn)行主程序，自動轉(zhuǎn)移到該設(shè)備的。

3.中斷處理需要有中斷、中斷 產(chǎn)生、中斷 等硬件支持。4.如果CPU處于中斷允許狀態(tài)，則可立即接受中斷請求進(jìn)行中斷響應(yīng)。一旦進(jìn)入中斷響應(yīng)過程，CPU會立即自動，并將當(dāng)前 和 的內(nèi)容保存到 中。

5.程序中斷方式控制輸入輸出的主要特點(diǎn)是，可以使 和 并行工作。6.DMA技術(shù)的出現(xiàn)使得 可以通過 直接訪問，與此同時，CPU可以繼續(xù)執(zhí)行程序。

7.通道是一個特殊功能的，它有自己的 專門負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)輸入輸出的傳輸控制，CPU只負(fù)責(zé) 功能。

8.并行I/O接口 和串行I/O接口 是兩個最具有權(quán)威性和發(fā)展前景的 技術(shù)。

9.IEEE1394是 I/O標(biāo)準(zhǔn)接口，與SCSI相比，它具有更高的 和 實(shí)時性，具有更小的 和連接的方便性。

四、問答題

１、什么是中斷源？有哪些中斷源？

２、中斷的過程與子程序調(diào)用有哪些區(qū)別？

３、什么是中斷優(yōu)先級？怎樣確定中斷的優(yōu)先級？ ４、什么是中斷屏蔽？

５、CPU的中斷控制部件有哪些功能？ ６、什么叫中斷嵌套？ 第八章習(xí)題答案

一、名詞解釋

簡單的處理中斷方法，與多級中斷對應(yīng)，各種中斷的優(yōu)先級一樣。在處理一個中斷時不響應(yīng)另一個中斷請求，所以是單重中斷。

處理多重中斷的方法，采用按優(yōu)先級的方法，在處理某級中斷時，與它同級的中斷或比它低級的中斷請求不能中斷它的處理，而比它優(yōu)先級高的中斷請求則能中斷它的處理。

在處理中斷時阻止其他中斷。

保存CPU的工作信息，如各寄存器的值。

由發(fā)出中斷請求的設(shè)備通過輸入輸出總線主動向CPU發(fā)出一個識別代碼。

二、選擇題

１、Ａ ２、Ｂ

3、Ｃ

4、Ｂ

5、Ｄ

6、Ｂ

7、Ａ

8、Ｄ

9、Ｂ

10、B

三、填空題

１、查詢 中斷 DMA 通道 外圍處理機(jī) ２、數(shù)據(jù)交換 CPU 中斷服務(wù)程序

３、、優(yōu)先級仲裁 向量 控制邏輯

４、禁止中斷 程序計(jì)數(shù)器 程序狀態(tài)字寄存器 堆棧 ５、CPU 外設(shè)

6、外圍設(shè)備 DMA控制器 內(nèi)存

7、處理器 指令和程序 數(shù)據(jù)處理

8、SCSI IEEE1394 標(biāo)準(zhǔn)接口

9、串行 數(shù)據(jù)傳輸率 數(shù)據(jù)傳送 體積

四、問答題

１、答：（1）內(nèi)部中斷。由CPU的某種內(nèi)部因素引起。

（2）外部中斷。由中斷信號引起的中斷。用于處理各種定時操作和其他外圍設(shè)備的操作。

（3）軟件中斷。由自陷（trap）指令引起，用于調(diào)用操作系統(tǒng)服務(wù)程序，如應(yīng)用程序中需要進(jìn)行輸入輸出操作時調(diào)用操作系統(tǒng)例程。２、答：中斷的過程類似于子程序的調(diào)用，其區(qū)別主要有： 中斷服務(wù)程序與中斷時CPU正在運(yùn)行的程序是相互獨(dú)立的，它們之間沒有確定的關(guān)系。子程序調(diào)用時轉(zhuǎn)入的子程序與正在執(zhí)行的程序段是同一個程序的兩部分。中斷一般是由硬件的信號產(chǎn)生的，除了軟件中斷。子程序調(diào)用是由轉(zhuǎn)移指令引起的。

中斷服務(wù)程序的地址是由硬件決定的。子程序調(diào)用由轉(zhuǎn)移子程序的指令在地址碼中指定子程序地址。

中斷過程中要存儲所有的狀態(tài)信息，子程序調(diào)用時可以只保存PC的值。中斷程序調(diào)用的過程包括確定產(chǎn)生中斷的原因、對多個同時發(fā)生的中斷進(jìn)行裁決等，而在一般子程序調(diào)用中則沒有這種操作。

３、答：（1）中斷優(yōu)先級是在同時出現(xiàn)了幾個中斷請求的情況下，CPU對中斷響應(yīng)的順序，優(yōu)先級高的中斷先得到響應(yīng)。

（2）中斷源的優(yōu)先級是計(jì)算機(jī)用戶根據(jù)中斷的必要性和實(shí)時性要求制定的，同時還要兼顧操作系統(tǒng)的需求。通常把硬件故障的中斷優(yōu)先級定為最高。如電源故障的中斷一般是不可屏蔽的緊急中斷。而軟件中斷的優(yōu)先級則一般較低。某些特殊的中斷，如虛擬存儲器管理中的頁面失效中斷，要求在指令沒有執(zhí)行完時就得到響應(yīng)，因?yàn)樵诎l(fā)生頁面失效時，如不立即處理，就無法得到指令的操作數(shù)，該指令也就不可能執(zhí)行完成。

４、答：中斷屏蔽是一種使某個中斷源的請求暫時不起作用的措施。該中斷請求仍然保留，直到對它的屏蔽撤消時才可得到響應(yīng)。屏蔽措施也是調(diào)整中斷響應(yīng)順序的措施。常見的中斷屏蔽方法是采用屏蔽寄存器。由屏蔽寄存器的輸出決定是否屏蔽某一中斷。屏蔽寄存器一般可以用指令修改，這樣系統(tǒng)軟件就可以對中斷屏蔽進(jìn)行控制。中斷屏蔽的方法一般是將中斷源進(jìn)行分級，使得某一級的中斷可以屏蔽另一級的中斷，而某些級的中斷不能屏蔽另一些中斷的響應(yīng)。分級的屏蔽通常將中斷分成高低不等的中斷優(yōu)先級，優(yōu)先級高的中斷可以屏蔽優(yōu)先級低的中斷。在采用屏蔽寄存器的情況下，軟件可以靈活地設(shè)置中斷的屏蔽。５、答：CPU的中斷控制部件通常具有以下功能：（１）允許和禁止中斷源的請求。

（２）斷點(diǎn)的現(xiàn)場和恢復(fù)中斷點(diǎn)的現(xiàn)場。（３）轉(zhuǎn)向相應(yīng)中斷源的服務(wù)程序。（４）對多個中斷請求進(jìn)行判優(yōu)裁決。

（５）允許低級中斷的服務(wù)程序被高級中斷請求中斷。

６、答：中斷嵌套是指令在多重中斷方式下，CPU在處理一個中斷請求時，又被另一個中斷請求所打斷，進(jìn)入新的中斷處理過程的現(xiàn)象。

第九章習(xí)題

一、名詞解釋

1、磁道：

2、扇區(qū)：

3、調(diào)制解調(diào)器：

二、選擇題

1.計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備是指（）。A、輸入/輸出設(shè)備 B、外存設(shè)備

C、遠(yuǎn)程通信設(shè)備 D、除了CPU和內(nèi)存以外的其它設(shè)備

2.在微型機(jī)系統(tǒng)中外圍設(shè)備通過（）與主板的系統(tǒng)總線相連接。A、適配器 B、設(shè)備控制器 C、計(jì)數(shù)器 D、寄存器

3.帶有處理器的設(shè)備一般稱為（）設(shè)備。A、智能化 B、交互式 C、遠(yuǎn)程通信 D、過程控制

4.CRT的顏色數(shù)為256色，則刷新存儲器每個單元的字長是（）。A、256位 B、16位 C、8位 D、7位 5.磁盤驅(qū)動器向盤片磁層記錄數(shù)據(jù)時采用()方式寫入。A、并行 B、串行 C、并一串行 D、串一并行 6.一張3.5英寸軟盤的存儲容量為 MB，每個扇區(qū)存儲的固定數(shù)據(jù)是。

A、1.44MB，512B B、1MB，1024B C、2MB，256B D、1.44MB，128B 7.一張CD-ROM光盤的存儲容量可達(dá) MB，相當(dāng)于 多張1.44MB的3.5英寸軟盤。

A、400，600 B、600，400 C、200，400 D、400，200 8.以下描述中基本概念正確的句子是()。

A、硬盤轉(zhuǎn)速高，存取速度快 B、軟盤轉(zhuǎn)速快，存取速度快 C、硬盤是接觸式讀寫 D、軟盤是浮動磁頭讀寫 9.顯示器的主要參數(shù)之一是分辨率，其含義為()。

A、顯示屏幕的水平和垂直掃描頻率 B、顯示屏幕上光柵的列數(shù)和行數(shù) C、可顯示不同顏色的總數(shù) D、同一幅畫面允許顯示不同顏色的最大數(shù)目 10.在軟盤存儲器中，軟盤適配器是()。

A、軟盤驅(qū)動器與CPU進(jìn)行信息交換的通道口 B、存儲數(shù)據(jù)的介質(zhì)設(shè)備 C、將信號放大的設(shè)備 D、抑制干擾的設(shè)備

三、填空題

1.外圍設(shè)備大體分為 設(shè)備、設(shè)備、設(shè)備、設(shè)備、設(shè)備五大類。

2.不同的CRT顯示標(biāo)準(zhǔn)所支持的最大 和 數(shù)目是 的。3.溫徹斯特磁盤是一種采用先進(jìn)技術(shù)研制的 磁頭、盤片的磁盤機(jī)，它將磁頭、盤片、電機(jī)等驅(qū)動部件讀寫電路等組裝成一個 機(jī)電一體化整體，成為最有代表性的 存儲器。

4.軟磁盤和硬磁盤的 原理與 方式基本相同，但在 和 上存在較大的差別。

5.光盤是近年來發(fā)展起來的一種 設(shè)備，是 不可缺少的設(shè)備。按讀寫性質(zhì)分，光盤分 型、型、型三類

6.按所顯示的信息的內(nèi)容分類，顯示器可以分為 顯示器、顯示器和 顯示器三大類。

四、問答題

１、外存的技術(shù)指標(biāo)一般包括哪些？

２、設(shè)有16個固定磁頭的硬盤，每磁道存儲容量為62500字節(jié)，盤驅(qū)動器轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)／分，試求最大數(shù)據(jù)傳輸率。第九章習(xí)題答案

一、名詞解釋

1、盤片存放數(shù)據(jù)的同心圓。

2、為磁道的一部分，將每個磁道分成幾個小區(qū)域，此區(qū)域即為扇區(qū)。

3、是使計(jì)算機(jī)通過電話線與其他計(jì)算機(jī)連接的設(shè)備，承擔(dān)了信號轉(zhuǎn)換任務(wù)。

二、選擇題

１、Ｄ ２、Ａ ３、Ａ

4、Ｃ

5、Ｂ

6、Ａ

7、Ｂ

8、Ａ

9、Ｂ

10、Ａ

三、填空題

１、輸入 輸出 外存 數(shù)據(jù)通信 過程控制 ２、分辨率 顏色 不同

3、可移動 固定 不可拆卸 硬磁盤

4、存儲 記錄 結(jié)構(gòu) 性能

5、外存 多媒體計(jì)算機(jī) 只讀 一次 重寫

6、A、字符 B、圖形 C、圖像

四、問答題

１、外存的技術(shù)指標(biāo)一般包括：（1）記錄密度（又包括道密度和位密度兩種）。（2）存儲容量（盤面數(shù)每個盤面的磁道數(shù)每個磁道記錄的二進(jìn)制代碼數(shù)）。（3）平均訪盤時間（包括尋找時間、等待時間和傳送時間）。（4）數(shù)據(jù)傳送速率（每秒鐘內(nèi)存入或讀出二進(jìn)制代碼的個數(shù)）

２、磁盤轉(zhuǎn)速為2400轉(zhuǎn)/分=40轉(zhuǎn)/秒。16個固定磁頭，每次讀出16位，即2個字節(jié)，故每轉(zhuǎn)一圈讀出62500×2字節(jié)，所以最大數(shù)據(jù)傳輸率為62500×2×40=5000000字節(jié)/s

一單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個備選答案中選出一個正確的答案并將其號碼填在題干的括號內(nèi)每小題

分共 分)

若十進(jìn)制數(shù)據(jù)為 則其八進(jìn)制數(shù)為()

A

B

C

D

若 x 補(bǔ) = 則 x 原 =()

A

B

C

D

若定點(diǎn)整數(shù) 位含 位符號位補(bǔ)碼表示則所能表示的絕對值最大負(fù)數(shù)為()

A

B()

C

D()

若脂用雙符號位則發(fā)生正溢的特征是雙符號

位為()

A

B

C

D

浮點(diǎn)加減中的對階的()

A 將較小的一個階碼調(diào)整到與較大的一個階碼

相同

B 將較大的一個階碼調(diào)整到與較小的一個階碼

相同

C 將被加數(shù)的階碼調(diào)整到與加數(shù)的階碼相同

D 將加數(shù)的階碼調(diào)整到與被加數(shù)的階碼相同

原碼乘法是()

A 先取操作數(shù)絕對值相乘符號位單獨(dú)處理

B 用原碼表示操作數(shù)然后直接相乘

C 被乘數(shù)用原碼表示乘數(shù)取絕對值然后相乘

D 乘數(shù)用原碼表示被乘數(shù)取絕對值然后相乘

原碼加減交替除法又稱為不恢復(fù)余數(shù)法因此

()

A 不存在恢復(fù)余數(shù)的操作

B 當(dāng)某一步運(yùn)算不夠減時做恢復(fù)余數(shù)的操作

C 僅當(dāng)最后一步余數(shù)為負(fù)時做恢復(fù)余數(shù)的操作

D 當(dāng)某一步余數(shù)為負(fù)時做恢復(fù)余數(shù)的操作

為了縮短指令中某個地址段的位數(shù)有效的方

法是采取()

A 立即尋址

B 變址尋址

C 間接尋址

D 寄存器尋址

堆棧指針 SP 的內(nèi)容是()

A 棧頂單元內(nèi)容

B 棧頂單元地址

C 棧底單元內(nèi)容

D 棧底單元地址

高速緩沖存儲器 Cache 一般采取()

A 隨機(jī)存取方式

B 順序存取方式

C 半順序存取方式

D 只讀不寫方式

若存儲周期 ns 每次讀出 位則該存儲器的數(shù)

據(jù)傳送率為()

A × 字節(jié) / 秒

B M 字節(jié) / 秒

C × 字節(jié) / 秒

D M 字節(jié) / 秒

半導(dǎo)體靜態(tài)存儲器 SRAM 的存儲原理是()

A 依靠雙穩(wěn)態(tài)電路

B 依靠定時刷新

C 依靠讀后再生

D 信息不再變化

在不同速度的設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)()

A 必須采用同步控制方式

B 必須采用異步控制方式

C 可以選用同步方式也可選用異步方式

D 必須采用應(yīng)答方式

掛接在總線上的多個部件()

A 只能分時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)并只能分時從總線

接收數(shù)據(jù)

B 只能分時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)但可同時從總線接

收數(shù)據(jù)

C 可同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)并同時從總線接收數(shù)

據(jù)

D 可同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)但只能分時從總線接

收數(shù)據(jù)

二簡答題(每小題 分共 分)

硬連線控制器如何產(chǎn)生微命令?產(chǎn)生微命令的主要條件是哪些?

何謂中斷方式?它主要應(yīng)用在什么場合?請舉

二例

在 DMA 方式預(yù)處理(初始化)階段 CPU 通過

程序送出哪些信息?

總線的分類方法主要有哪幾種?請分別按這幾

種法說明總線的分類

(不算 CPU 中的寄存器級)存儲系統(tǒng)一般由哪三級組成?請分別簡述各層存儲器的作用(存放什么內(nèi)容)及對速度容量的要求

中斷接口一般包含哪些基本組成?簡要說明它

們的作用

三名詞解釋題(每小題 分共 分)

基數(shù)

DRAM

堆棧

立即尋址方式

總線

邏輯地址

微程序控制器

同步通信方式

DMA 方式

隨機(jī)存取方式

四計(jì)算題(分)

請用補(bǔ)碼一位乘中的 Booth 算法計(jì)算 x · y= ?

x= y= 列出計(jì)算過程

五設(shè)計(jì)題(共 分)

(分)畫出單總線 CPU 內(nèi)部框圖(寄存器級)擬出加法指令 ADD R(R)的讀取與執(zhí)行流程源尋址方式采用寄存器間址方式

(分)用 K × / 片的存儲芯片構(gòu)成一個 K × 的存儲器地址線 A A(低)雙向數(shù)據(jù)線 D D WE 控制讀寫 CE 為片選輸入端畫出芯片級邏輯圖注明各種信號線列出片選邏輯式

年(上)計(jì)算機(jī)組成原理試卷答案

計(jì)算機(jī)組成原理試卷參考答案

一單項(xiàng)選擇題(每小題 分共 分)

B D C D B

A A C D B

A C A C B

二簡答題(每小題分共分)

硬連線控制器依靠組合邏輯電路產(chǎn)生微命令(分)組合邏輯電路的輸入是產(chǎn)生微命令的條件主要有A指令代碼B時序信號C程序狀態(tài)信息與標(biāo)志位D

外部請求信號(分)

A中斷方式指CPU在接到隨機(jī)產(chǎn)生的中斷請求信號后暫停原程序轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理程序以處理該隨機(jī)事件處理完畢后返回并繼續(xù)執(zhí)行原程

序;(分)

B主要應(yīng)用于處理復(fù)雜隨機(jī)事件控制中低速

I/O;(分)

C例打印機(jī)控制故障處理(分)

向DMA控制器及I/O接口(分離模式或集成模式

均可)分別送出如下信息

A測試設(shè)備狀態(tài)預(yù)置DMA控制器工作方式;(分)

B主存緩沖區(qū)首址交換量傳送方向;(分)

C設(shè)備尋址信息啟動讀/寫(分)

A按傳送格式分為串行總線并行總線;(分)

B按時序控制方式分為同步總線(含同步擴(kuò)展總

線)異步總線;(分)

C按功能分為系統(tǒng)總線CPU內(nèi)部總線各種局部總

線(分)

A主存存放需要CPU運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)速度較快

容量較大;(分)

BCache存放當(dāng)前訪問頻繁的內(nèi)容即主存某些頁的內(nèi)容復(fù)制速度最快容量較小;(發(fā))

C外存存放需聯(lián)機(jī)保存但暫不執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)容量很大而速度較慢(分)

A地址譯碼選取接口中有關(guān)寄存器也就是選擇

了I/O設(shè)備;(分)

B命令字/狀態(tài)字寄存器供CPU輸出控制命令調(diào)回接口與設(shè)備的狀態(tài)信息;(分)

C數(shù)據(jù)緩存提供數(shù)據(jù)緩沖實(shí)現(xiàn)速度匹配;(分)

D控制邏輯如中斷控制邏輯與設(shè)備特性相關(guān)的控制邏輯等(分)

三名詞解釋題(每小題分共分)

基數(shù)各數(shù)位允許選用的數(shù)碼個數(shù)或各數(shù)位允許選用的最大數(shù)碼值加(不乘位權(quán))或產(chǎn)生進(jìn)位的該位

數(shù)碼值(不乘位權(quán))

DRAM動態(tài)隨機(jī)存取存儲器即需要采取動態(tài)刷新的RAM

堆棧按先進(jìn)后出(也就是后進(jìn)先出)順序存取的存儲的存儲組織(區(qū))

立即尋址方式操作數(shù)直接在指令中給出(或緊跟指令給出)在讀出指令時可立即獲得操作數(shù)

總線一組可由多個部件分時共享的信息傳輸線

邏輯地址程序員編程時使用的與內(nèi)存物理地址

無固定對應(yīng)關(guān)系的地址

微程序控制器將執(zhí)行指令所需要的微命令以代碼形式編成微指令序列(微程序)存入一個控制存儲器需要時從該存儲器中讀取按這種方式工作的控制器稱為微程序控制器同步通信方式在采用這種方式的總線傳輸中各設(shè)備從一個公共的(統(tǒng)一的)時序信號中獲得定時信息(或由統(tǒng)一的時序信號進(jìn)行同步定時)或指出其明顯特征是由一定頻率的時鐘信號定義了等間隔的時鐘周期

DMA方式直接依靠硬件實(shí)現(xiàn)主存與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)直接傳輸傳輸過程本身不需CPU程序干預(yù)

隨機(jī)存取方式可按隨機(jī)地址直接訪問任一存儲單元存取時間與單元位置無關(guān)

第五篇：計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)

《計(jì)算機(jī)組成原理》課程設(shè)計(jì)

任務(wù)書

中原工學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院 2007年6月

前言

“計(jì)算機(jī)組成原理”是大學(xué)本科計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，必修，在先導(dǎo)課和后繼課之間起著承上啟下的作用。主要講授單處理機(jī)系統(tǒng)的組成和工作原理，包括運(yùn)算器、存儲器、控制器和輸入輸出系統(tǒng)，其中控制器的設(shè)計(jì)是課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。為了讓學(xué)生能融會貫通各知識點(diǎn)，增強(qiáng)對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各模塊協(xié)同工作的認(rèn)識，充分理解數(shù)據(jù)通路，掌握控制器的設(shè)計(jì)技術(shù)，課程設(shè)計(jì)一般也側(cè)重于控制器的設(shè)計(jì)?？紤]到學(xué)生的基礎(chǔ)和現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)環(huán)境，本次課程設(shè)計(jì)的題目是“微程序控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”。通過該課程設(shè)計(jì)，希望學(xué)生在理論與實(shí)踐相結(jié)合的基礎(chǔ)上，加深對計(jì)算機(jī)整機(jī)概念，進(jìn)一步理解計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和時空關(guān)系，進(jìn)一步理解和掌握微程序控制器的設(shè)計(jì)思想和具體方法、步驟，從而提高自行設(shè)計(jì)、調(diào)試和分析問題的能力。課程設(shè)計(jì)題目

微程序控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

目的

? 鞏固和深刻理解“計(jì)算機(jī)組成原理”課程所講解的原理，加深對計(jì)算機(jī)各模塊協(xié)同工作的認(rèn)識

? 掌握微程序設(shè)計(jì)的思想和具體流程、操作方法。? 培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作和創(chuàng)新思維的能力，取得設(shè)計(jì)與調(diào)試的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

? 嘗試?yán)镁幊虒?shí)現(xiàn)微程序指令的識別和解釋的工作流程

內(nèi)容

按照要求設(shè)計(jì)一指令系統(tǒng)，該指令系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，進(jìn)行加、減運(yùn)算和無條件轉(zhuǎn)移，具有累加器尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、存儲器直接尋址、立即數(shù)尋址等五種尋址方式。

具體要求

? 仔細(xì)復(fù)習(xí)所學(xué)過的理論知識，掌握微程序設(shè)計(jì)的思想，并根據(jù)掌握的理論寫出要設(shè)計(jì)的指令系統(tǒng)的微程序流程。指令系統(tǒng)至少要包括六條指令，具有上述功能和尋址方式。? 根據(jù)微操作流程及給定的微指令格式寫出相應(yīng)的微程序 ? 將所設(shè)計(jì)的微程序在虛擬環(huán)境中運(yùn)行調(diào)試程序，并給出測試思路和具體程序段

? 嘗試用C或者Java語言實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的指令系統(tǒng)的加載、識別和解釋功能。? 撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。

設(shè)計(jì)環(huán)境

? 偉福COP2000型計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)儀，微機(jī)，相關(guān)虛擬軟件。

? VC開發(fā)環(huán)境或者Java開發(fā)環(huán)境。

課程設(shè)計(jì)時間

? 1.5周

課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求 完成設(shè)計(jì)任務(wù)后,在課程設(shè)計(jì)的最后階段,需要總結(jié)全部設(shè)計(jì)工作,寫出完整,規(guī)范的設(shè)計(jì)報(bào)告,在指定的時間內(nèi)提交指導(dǎo)教師.課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求有完整的格式,包括封面,目錄,正文等,具體如下:

一、封面

包括:課程設(shè)計(jì)題目,姓名,學(xué)號,班級,指導(dǎo)教師,完成日期.二、目錄

正文前必須要有目錄.三、正文 正文包括的內(nèi)容有: ⑴ 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求;⑵ 設(shè)計(jì)方案(包括設(shè)計(jì)思路,采用的微指令格式，每條指令的指令流程及其微程序清單)(3)調(diào)試過程(包括實(shí)驗(yàn)步驟,出現(xiàn)的問題,解決的方法(4)小結(jié)(在整個課程設(shè)計(jì)過程中的總結(jié)和體會)(5)參考資料

成績評定

課程設(shè)計(jì)的考核結(jié)果按優(yōu)秀,良好,中等,及格和不及格來評價.對設(shè)計(jì)任務(wù)理解透徹,能夠全面,正確,獨(dú)立地完成設(shè)計(jì)內(nèi)容所規(guī)定的任務(wù),得出設(shè)計(jì)結(jié)果,并按時提交準(zhǔn)確,完整,規(guī)范的設(shè)計(jì)報(bào)告,可評為優(yōu)秀;按照設(shè)計(jì)任務(wù)要求能夠順利地完成任務(wù),得出結(jié)果,按時提交較完整的,符合要求的設(shè)計(jì)報(bào)告,可評定為良好;按照設(shè)計(jì)要求完成了軟件的編程與調(diào)試,基本完成了任務(wù)要求,提交符合要求的設(shè)計(jì)報(bào)告,可評為中等;基本完成設(shè)計(jì)目標(biāo),但不夠完善,可能有若干小的缺陷,在幫助下能夠完成任務(wù)要求,提交設(shè)計(jì)報(bào)告,可評為及格;不能完成指定的要求和任務(wù),未提交設(shè)計(jì)報(bào)告的,評為不及格.參考資料 1.“計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書” 2.“計(jì)算機(jī)組成原理” 課堂教材