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计算机的原理论文范文

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计算机的原理论文范文

随着时代的进步,Internet、Intranet、WWW以及 其它 一些网络相关技术已深入我们的生活、工作,对人类的发展、进步产生了巨大的影响。下面是我为大家推荐的计算机专业论文,供大家参考。

计算机专业论文 范文 一:信息管理中应用计算机网络数据库技术

摘要:计算机网络数据库是计算机网络系统中的重要组成部分,对信息管理有着非常重要的作用,能够极大的提高信息管理的效率和准确率。计算机网络数据库是未来信息发展的总体趋势,其与信息管理的结合将更加紧密。为了加强对计算机网络数据库的了解和学习,特对其相关知识进行探讨。

关键词:计算机;网络数据库技术;信息管理;应用

0引言

在信息技术飞速发展的今天,每个用户或者单位的工作人员每天都要进行大量的数据处理工作,工作繁杂且容易出错,这种现状要求我们必须要有新型的信息管理 方法 来改善我们的工作方法和环境。新型的数据库管理技术要求我们在进行数据处理的时候要注重引用网络数据库的资源和信息管理模式,更好地提高信息管理的工作效率。

1计算机网络数据库技术的特点

计算机数据库是一个包含文件、记录等的数据集合体。数据库的作用就是用来存储数据的,它通过客户端和服务端对数据进行处理。首先,它实现了数据存储结构的结构化和独立化。其次,计算机网络数据库里面的数据是可以共享的。再者,计算机网络数据库具有很强的独立性。这里的独立性包括逻辑意义上的独立性和物理意义上的独立性。计算机数据库的独立性极大的增加了数据的安全性,并且不会因为改变了相应的数据而导致相应数据及程序发生质变,因此可以有效地避免程序遭到破坏。最后,数据库由DBMS进行控制和管理。只有通过DBMS,计算机网络数据库才可以实现数据的控制与资源共享,并且能够使多个用户在同一时间、多个地点共同使用数据库的资源。数据库技术主要具有的特点是:数据的组织性、数据的共享性、数据的独立性、可控冗余度和数据的灵活性等。组织性讲的是数据库中的数据并不是散乱无序的,而是相互关联的统一体;数据共享性是其主要特点,也是建立数据库的重要目的;数据库的独立性体现在其自身的逻辑独立性和物理独立性;其中,逻辑独立性指的是数据库总体逻辑结构发生改变时,其内部的应用程序不会发生改变,更改数据时也不需要对相应程序进行修改。如冗余度的可控性指的是设计管理人员能够根据设计者的意愿采取必要的数据处理方式对数据进行有效控制;灵活性指的是数据库不仅仅是管理数据的“仓库”,还同时拥有众多的管理功能。

2计算机网络数据库技术在信息管理中的应用现状

当前,计算机网络数据库技术不断发展和进步,并且与单纯的计算机技术结合的更加密切。首先,它的应用范围变得越来越广。主要体现在:一是计算机技术与数据库的结合具有良好的发展前景,具有非常广阔的现存和潜在市场;二是计算机数据库技术的应用范围在不断地扩大,目前已经涉及到了我国的工业、农业、商业等各行各业,使得信息管理的效率得到不断提高;三是计算机数据库技术的不断发展,为很多行业提供了信息管理的技术保障,大大地促进了相关行业的进一步发展和管理水平的提高;四是计算机数据库技术的安全性较高,并且在各行各业的应用广泛,取得了良好的实际应用效果。第二,计算机网络数据库技术在信息管理中的应用呈现出良好的发展态势。计算机数据库技术的好与不好,在实际的应用中提现的一清二楚,研究表明,它的应用与发展对其自身的发展也有着重要的促进作用。另外,数据库技术的发展历程与其在信息管理中的应用是密不可分的。第三,计算机网络数据库技术在应用过程中的安全性正在不断加强。正是由于安全性的增强,才使得其在信息管理应用中的优势得到凸显,有力的保障了其在信息管理中的应有功效。计算机网络数据库在未信息管理解决了传统信息管理模式的问题之后,还未信息管理提供了快速、高效、安全的保障,适应了现代信息管理系统的需求。

3计算机网络数据库技术在信息管理应用中的改进 措施

(1)加强计算机网络数据库安全监管。

安全是信息管理最重要的环节,能够保证数据库的安全是其自身发展和信息管理现代化的总体需求。当前,网络数据库技术仍然面临着一系列的网络风险因素,存在着对信息管理造成重大损失的可能性。因此,在接下来的信息管理工作中,要着重关注网络数据库技术的安全性,发现问题,及时有效的对其进行解决,避免损失。

(2)加强计算机网络数据库技术的系统理论与实践的结合。

计算机网络数据库技术是伴随着信息技术和计算机网络的发展而发展的,因此,必须将新型的科研成果引用到具体的信息管理工作中,立足于实践,及时作出反馈,彻底增强其理论研究的针对性和实践性。

(3)降低用户管理成本。

降低用户管理成本是计算机数据库技术在竞争中取得成功的重要因素,它可以为信息管理提供更为优质便捷的服务,用户可以在数据库中享受到更为全面和个性化的服务。

4小结

现如今, 网络技术 和信息技术发展迅速,计算机网络数据库技术作为信息技术不断发展的产物,要与信息管理技术充分的结合、共通,才能实现我国信息管理的和谐、有序发展,极大的提高信息管理的效率和准确率。

参考文献:

[1]隽军利,李天燕,王小龙.浅析计算机数据库系统在信息管理中的应用[J].科技创新导报,2013(12).

[2]范青,马树才.浅谈网络数据库 系统安全 [J].河北北方学院学报(自然科学版),2013(05).

[3]李旭军.计算机数据库技术在信息管理中的应用[J].赤峰学院学报(自然科学版),(10):62-64.

[4]肖辉强.探析计算机数据库在信息管理中的应用[J].信息与安全

[5]陈予雯.信用体系下的个人信息采集与共享新探[J].内江科技,2009.

[6]李慧杰.采用计算机管理考试成绩的初探[J].科技信息,2010.

[7]史春妹.计算机数据库技术在信息管理中的应用[J].科技资讯,2011.

[8]黄娜娜.浅谈计算机数据库系统在信息管理中的应用[J].今日科苑,2010

计算机专业论文范文二:中职计算机基础教学的改革策略

摘要:信息时代的发展为计算机的应用提供了一个广阔的前景,而此时计算机基础 教育 的重要性也逐渐显现出来。然而,我国中职学校的计算机基础教学存在着诸多问题,本文笔者分析了目前中职计算机基础教学现状,并根据自己的工作 经验 提出了相应的改革措施。

关键词:信息时代;计算机基础;教学现状;改革措施

随着社会的不断发展,中职学校的计算机基础教学不仅要响应社会和科技发展的需求,同时也应顾及到中职学生的综合素质。

一、中职计算机基础教学的现状分析

(一)学生知识水平存在着较大的差异

我国的小学及初中教育中,均开设了信息技术课程,但由于大部分农村地区的学校缺乏计算机及其相关设备,所以学生实际操作的次数很少,导致学生的计算机知识与技能的学习效果不理想;其次,虽然城市地区的学校有能力提供良好的教学条件,但由于很多学生将注意力和精力放在休闲娱乐等方面,所以其计算机知识水平也比较差;另外,由于教师的教学方式比较死板,在计算机基础教学活动中习惯于讲授理论知识,所以学生的学习兴趣逐渐降低。受以上几种因素的影响,学生进入中职学校后其知识水平存在着较大的差异,对计算机基础课程的掌握程度各不一致。

(二)教师的 教学方法 单一,师生之间缺乏互动

在中职计算机基础教学过程中,教师往往采用PPT课件加实例演示进行教学,教师在上面一味地灌输知识,学生在下面被动地接受老师所讲授的知识。这种单一的教学方法,师生之间缺乏互动,长此以往,学生将习惯于被动地接受教师教授的内容而失去自主思考的能力,并且学习积极性也会逐渐减弱,最终形成厌恶计算机基础课程的心理。

二、中职计算机基础教学的改革措施

(一)教师应改革教学模式

计算机基础教学不仅包括理论教学,同时也包括上机操作教学。显然,传统的板书教学模式无法满足上机操作,因此教师应改变教学模式,充分利用计算机、投影仪等多媒体设备将教学内容直观形象地呈现在学生面前。这种直观的教学方法,将能让学生把抽象的知识转化为具象的知识,从而提高教学效果。

(二)学校应选择合适的教材,加强校本研究

目前我国大部分中职学校计算机基础的教材均为中专统编教材,这些教材使用多年却没有较大的变化,而信息技术的发展速度又非常快,所以中专统编教材已经不能满足当前的教学需求,学校应选择其他合适的教材。对此,学校可以根据各专业学生的学习需求,组建研究小组,为各专业学生编写校本教材。校本教材应体现出学生易懂易学、实用性强的特点,而在校本教材投入使用一定时间之后,教研组应根据教材的使用效果对教材内容做出适当的调整,从而提高校本教材的质量。

(三)教师应适当调整教学内容

我国的教育一向强调“因材施教”,而对于学习基础不扎实学习热情不高的中职学生来说,要想实现因材施教的目的,教师就要对计算机基础教学内容做出调整,从教材中选取适合的知识模块对学生进行教学。其中比较适合教学的知识模块有Internet知识模块、文字图表处理Word、电子表格处理 Excel 、演示文稿PowerPoint等。教学内容除了要考虑学生的特点之外,还应考虑不同专业对计算机基础知识的需求侧重点,力求将计算机基础课程与专业应用有机结合,从而实现计算机基础知识服务于专业学科的学习目的。

(四)提升教师的业务水平

社会不断在创新,信息技术也在日新月异,所以计算机基础的教学也应随之发生变化。因此,教师要不断学习新的知识与技能,更新自己的知识体系,并加强现代教育教学理论的学习,提升自己的业务水平。当然,学校也应做出努力,通过组织教师参加职业培训的方式,使教师接触并掌握新知识、新软件、新技术;同时学校还应对教师进行定期考核,以考查教师的教学能力。在教师业务水平得到提升的同时,教学质量自然能得到提高。

三、结语

中职计算机基础教育是我国职业教育的重要组成部分,是培养计算机专业人才或相关人才的重要方式,也是提高广大中职学生计算机技能的主要途径。因此,中职学校的信息技术教师应继续推动计算机基础教学的改革,解决计算机基础教学中的问题,从而使计算机基础教学能够发挥更多的作用。

参考文献

[1]朱荣艳.中职计算机基础教学改革[J].计算机光盘软件与应用,2013(21).

[2]王进颖.浅谈中职计算机基础课程教学现状及改革措施[J].科教导刊(上旬刊),2014(11).

[3]翟慧.中职计算机基础与应用课程教学改革探讨[J].计算机光盘软件与应用,2013(12).

[4]冯小娟.中职计算机基础教学改革初探[J].吉林教育,2014(14).

计算机 毕业 论文是有一定难度的论文,如果不懂一定要参考别人是怎么做的。下面是我为大家整理的计算机毕业论文优秀 范文 ,希望对大家有帮助。关于计算机类论文范文 【摘 要】全球信息化时代的到来,为人们的生活带来的巨大的变化,信息共享、信息交互程度的不断提高,也同时为计算机网络安全提出了更高的要求.如何能够使网络系统中的硬件、软件以及传输数据的安全得到有效的保证,成为信息时代的首要问题. 【关 键 词】计算机;网络安全;信息时代;信息安全 前言 计算机诞生之初功能较为单一,数据处理相对简单,而随着计算机 网络技术 的发展,计算机功能的多样化与信息处理的复杂程度显著提高.网络的出现,将过去时间与空间相对独立和分散的信息集成起来,构成庞大的数据信息资源系统,为人们提供更加便捷化的信息处理与使用方式,极大的推动了信息化时代的发展进程.然而,随之而来的是这些信息数据的安全问题,公开化的网络平台为非法入侵者提供了可乘之机,不但会对重要的信息资源造成损坏,同时也会给整个网络带来相当大的安全隐患.因此,计算机网络安全问题成为当今最为热门的焦点之一,随着网络技术的发展,安全防范 措施 也在不断更新. 2影响计算机网络安全的因素分析 影响计算机网络安全的因素有很多,其中既包括人为因素,也包括技术因素,因此,在计算机网络安全受到威胁时,首先要确定导致网络威胁的因素来源,这样才能够有效的、有针对性的进行解除,从而维护计算机网络信息的完整性、秘密性与可用性. 人为操作失误导致的安全隐患 计算机用户都拥有各自不同的网络使用权限,由于用户安全意识不强经常会给不法分子可乘之机,在用户将 泄露或 设置过于简单的情况下,非法用户很容易侵入网络系统,对网络内的数据信息进行使用或篡改、删除、破坏等.因此,由于合法用户人为保护程度不够而导致的网络安全威胁,是计算机网络安全中常见的隐患之一. 人为的恶意攻击 人为的恶意攻击是目前最为常见同时也是威胁力最大的计算机网络安全隐患,病毒与黑客就是人为恶意攻击的体现.恶意攻击往往具有很强的针对性,因此破坏程度较大,不仅能够截获、窃取和破译重要信息,同时也能够对信息数据造成破坏性的影响,对其的可用性与完整性进行损坏(计算机/计算机网络论文.木马程序是人为恶意攻击的代表性手段之一,它可以伪装成系统程序或其他可执行文件来诱使用户启用,从而为恶意攻击者提供端口信息,为实施进一步攻击带来可能.由此可见,人为恶意攻击的存在使计算机用户很难防范,特别是一般用户遭到恶意攻击的几率要大大高于一些高端用户. 软件本身的漏洞 随着计算机应用软件多样化程度的不断提高,软件开发的复杂程度也不断提高,成千上万的代码构成的逻辑指令,再由繁杂的逻辑指令构建成能够实现用户需求的软件功能,其中程序漏洞的存在在所难免.黑客就是针对这些漏洞来对网络进行攻击的,软件的漏洞甚至可以造成致命的网络打击,黑客的攻击与软件的不断完善是一对长期伴生的矛盾,也成为了不可忽视的网络安全隐患.免费论文下载中心维护计算机网络安全的几点对策. 物理安全维护对策 计算机网络安全包括物理安全与逻辑安全,物理安全往往容易被人忽略,如果能够引起人们的关注,计算机网络物理安全还是能够得到有效保障的.首先,物理安全是针对物理介质层次而言的,明确物理安全范围的界定,对构建物理安全体系非常必要.自然灾害所导致的设备物理损坏或操作失误而导致的硬件设备损毁,都属于物理安全范畴.因此,在计算机设备的维护上,既要做到最大限度的防止自然灾害所带来的破坏,同时更要注意人为操作的规范性,避免因操作不当而对硬件存储设备中的数据造成损坏. 防火墙过滤措施 防火墙技术是网络之间的一道安全屏障,目前所使用的防火墙具有双层式结构,外部防火墙可以实现数据包过滤功能,内部防火墙是内部网络与外部网络连接的一条安全通道.防火墙位于计算机与外部网络之间,实现了限制外界用户对内部网络的访问,同时也将内部用户访问外部网络划分为不同权限.任何接入因特网的用户,开启防火墙进行数据包过滤与内部防护非常重要. 入侵检测技术 入侵检测技术是针对计算机 系统安全 而设计的检测程序,启动入侵检测程序可以及时发现并向管理员 报告 系统中存在的未经授权的入侵或异常状况.入侵检测系统不仅可以发出入侵警告,同时也可以及时做出应对反映,对入侵源进行及时的切断,从而最大限度的保护计算机系统安全,提高计算机的抗病毒入侵能力. 计算机漏洞扫描措施 应用软件的不断更新,功能复杂程度的不断提升与网络复杂性的日益增加,都增添了计算机漏洞的产生几率,依靠人为的漏洞查询显然不切实际,那么如何对计算机漏洞进行查找并改进,就成为了困扰软件开发者的一个核心问题.安装计算机漏洞扫描系统就可以及时查找与发现系统漏洞,并对该漏洞进行威胁等级评估,同时提出修改建议.利用这种扫描工具,可以通过及时安装补丁来完善软件程序,弥补系统漏洞,从而消除安全隐患.计算机漏洞扫描不仅保护了系统的完备性不受侵害,同时也促使软件开发者不断关注软件漏洞,并及时修正程序,是一种促使计算机系统不断完善的有效手段,也是维护网络安全的重要对策之一. 4.结语 构建全球化的信息网络平台已经成为了当今计算机网络发展的共识,实现这一目标的最根本支撑点,就是强大的网络安全保障,因此,针对各种安全隐患而采取的网络安全对策显得尤为重要,应当引起广大信息使用者的广泛关注.无论是在局域网还是因特网都同样存在信息数据的保护问题,在人为因素与技术因素的干扰下,如何实现信息数据的最大化安全成为计算机网络安全技术发展的根本出发点.计算机网络安全对策应当更加全方位的针对各种安全隐患,并充分考虑到各种威胁的特点来实施,这样才能够实现我们保护网络信息数据完整性、可用性与保密性的目标,随着网络安全技术的进步而不断继续完善,是我们今后将继续探讨的核心之一. 参考文献 [1]王玮.小议计算机网络系统的安全维护[J].现代经济信息.2010(5) [2]王永刚.浅谈计算机网络系统安全[J].计算机光盘软件与应用.2010(5) 如何做好档案网站建设 随着Internet的高速增长以及网络的成熟和发展,网站的设计也开始从以技术为中心,即以追求技术的新颖性和技巧的网站设计思想,逐渐发展为以用户为中心的设计思想。网站的可用性及易用性等逐渐成为了网站能否吸引访问者的要点。相信网站的建立者也不仅仅满足于每天数十人次的访问量和下载量,而是思考如何让网站更加符合用户的需求,让用户认同网站的价值。为此笔者综合考虑了我国档案网站现阶段的情况以及以往学者专家的意见,提出自己的一些见解。 1提高档案网站的服务,完善档案网站建设 网络环境下用户需求的显著特点之一就是个性化、差异化,他们不再满足一视同仁的信息内容,而是要求网站能够根据他们的个体需求,提供不同的信息内容,档案网站的服务要立足于“以用户为中心”的宗旨,除了强化档案网站的现有的档案查询、现行文件查询的服务外,档案网站应不断推出更多的特色服务、个性服务。这一方面是档案网站面临的挑战,另一方面也是档案网站提高自身存在价值的良好机遇。 首先,加强民生档案工作,推动民生档案资源体系建设和利用体系建设。必须坚持以党的十七大精神为指导,深入贯彻落实科学发展观,充分发挥档案信息资源在改善民生方面的积极作用;积极争取党委、政府的重视支持,为民生档案工作的发展创造条件;主动加强与各涉民职能部门的协调配合,建立完善工作协调机制,实现各系统民生档案的良胜互动;主动了解群众需要,围绕民生需求,积极调整馆藏收集范围,建立面向民生的多元化馆藏体系;加大民生档案资源的整合力度,实现民生档案信息资源共享;大胆创新服务机制,切实加强民生档案数据库建设,努力构建便捷高效的民生档案服务体系。 其次,增强与用户的交互,利用多种形式与访问者进行广泛的互动,如:①网站论坛,档案网站可以组织网站的访问者(尤其是网站的固定访问者)针对某方面的问题进行广泛的探讨。②标签,利用标签,用户可以链接到相同或相关标签的网站、网页,并且对网页内容按照自己的方式进行描述和分类,这样可以方便信息资源的检索和共享。③档案博客,可以附加评论的个人网页,以个人或群体按时间顺序所作的一种记录,并且不断更新。博客这种形式给档案馆馆员与用户之间搭建互动的交流平台,使档案网站的服务更具个性化和针对性。不仅改善了利用E-mail方式互动中的沟通延时和不透明的弊端,而且这种透明式的互动方式,让关注同样问题的其他用户在浏览时便可以获得解答,减少了重复工作,提高了效率。在线实时交流,专家答疑等。档案网站可以嵌入类似于QQ或MSN等聊天的工具,由专门人员负责在线回答用户提问,解决用户在查询、索取信息时遇到的问题,这有助于让用户在遇到问题时能够得到快速的解决方案。另外网上调查可以让档案馆更好的了解用户对于档案网站的需求。 最后, 生活类 相关的服务。对于一个专业档案网站来说,如果提供相关的档案网站链接并不算新奇和特色的话,提供几乎所有与用户生活相关信息查询的网站链接则可以看作是档案网站强烈服务意识的生动体现。档案网站要吸引众多的访问者,需要提供更多与大众生活相关的服务,不仅包括与大众利益相关的现行公开的文件的查询,还包括实时的便民信息,生活中与档案相关的知识以及生活类小常识的信息,如各大新闻网站、天气查询、火车航空时刻查询、甚至是股市动态等,当访问者进入一个档案网站,也能够看到熟悉的网站的链接,只需选择点击就可进入相关网站浏览相关信息,这样能够给访问者提供贴心温馨的服务。 2加强档案网站日常维护 网站维护主要内容是网站内容的编辑添加,当网站出现问题能迅速解决,网站有什么活动可以随时美化自己的网站。另外,网站隔一段需要改版,改版是对网站总体风格作调整。包括版面设计,色彩搭配等各方面。改版后的网站不仅会让用户感觉改头换面,焕然一新,吸引更多的新用户;而且.是档案网站不断完善不断进步的需要。从档案网站这几年的发展来看,各地档案部门也意识到了档案网站是需要不断的完善和改进的,如上海档案信息网上设置用户对网站改版的看法调查,四川省档案信息网刚刚经历过一次新的改版等。 3建立安全的防护体系 档案数字信息安全不仅是保障档案管理现代化建设的关键,也是档案工作者普遍关注的焦点问题。数据安全在网站维护中是一个重中之重的课题。而要保障数据的安全性,那要从存储安全、系统安全和网络安全三个方面考虑。只有当三层保护连成一体时,才可成为一个完整的保护系统。 首先是信息的存储安全。信息的存储安全常常是被人们所忽视的地方。造成对存储安全疏忽的原因可以归结三个方面:①社会对计算机信息安全的保护系统认识不足,往往认为网络安全和系统安全得到保障以后就可高枕无忧了;②部门缺乏对内部非法入侵的认识和重视;③市场上缺少合适的存储安全保护产品。所以对于档案部门来说必须要建立和完善档案信息安全制度、信息调存的管理制度我国档案网站建设的问题,、对策研究和网站信息、编审制度等,构建档案信息安全体系。加强对从事档案网站维护的人员信息安全制度的培训,并对相关人员的权限进行严格的控制。即使是合法的用户,也应该有严格的访问控制。杜绝内部泄密的可能。另外要加强相关目录的权限设置,有些目录在系统安装时和安装后,web服务器系统后台进程的权限是不同的,必须及时修改,防止暴露某些重要文件信息,甚至重要数据文件被篡改。尽量选用安全性能高的存储设备,增强信息的保密性。 其次是系统安全维护,其实没有完全安全的 操作系统 ,我们要选用尽可能可靠的操作系统和硬件平台,并对操作系统进行安全配置。①检查和确认未知的安全漏洞,及时装好安全补丁。为了系统安全,必须使用正版操作系统或者开源操作系统。要及时使用好操作系统自身的更新机制,还要保证杀毒软件实时更新。②更改系统的默认设置。特别是下载现成的网站系统,下载完成后应该按照程序技术文档说明修改重要信息的路径,尤其是默认的管理员密码、数据库的路径、后台管理页面等信息。③建立详细的安全审计日志。通过日志分析,管理员可以知道系统受到过哪些操作,以便确定这些操作是否是经过授权的,然后采取进一步的安全策略。④加强登陆过程的强制认证,确保用户的合法性,并且应该严格限制登录者的操作权限,将其完成的操作限制在最小的范围内。 再次,加强网络安全维护。保证机密性、完整性、认证性和访问控制性是网络安全的重要因素。①物理措施,保护网络关键设备,制定严格的网络安全 规章制度 ,采取防辐射、防火以及安装不间断电源(UPS)等措施,减少物理方面的隐患。②访问控制,对访问网络资源的用户的权限进行严格的认证和控制。进行用户身份认证,对口令加密,设置用户访问目录和文件的权限。③数据加密,对网络中传输的数据进行加密,待到达目的地后再进行解密还原,以防止非法用户拦截后盗用信息。④采用专用的服务器。将论坛、留言板等资源和重要的档案信息资源分开设置在不同的服务器上。⑤利用网络隔离和防火墙。防火墙技术是通过对网络的隔离和限制访问等 方法 来控制网络的访问权限。在防火墙上可以很方便的监视网络的安全性,并产生报警。网络管理员必须审计并记录所有通过防火墙的重要信息。如果网络管理员不能及时响应报警并审查常规记录,防火墙就形同虚设。 最后,建立档案网站应急机制,为防御自然灾害、战争及日常意外事故,保证档案资源信息的安全与日常档案业务的运行,必须建立档案资源信息应急恢复备份系统,提供可靠的系统备份、应用备份、数据备份和系统恢复能力,提倡异地备份,保证档案网络工作不间断地运行。当网站出现不可预测性错误时,要在最短的时间内把网站恢复到最近备份状态。以保证档案网络系统健康持续的发展。 相关 文章 : 1. 计算机专业论文范文3篇 2. 计算机专业论文精选范文 3. 计算机论文范文大全 4. 有关计算机网络的毕业论文

计算机组成原理课程论文范文

“计算机组成原理”课程论文摘要:《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心的专业必修课程。本门课程采用从计算机的整体知识框架入手,逐步展开说明。详细讲述了计算机组成原理,计算机是一台由许多独立部件构成的机器,它的功能可由其各个独立部件的功能来描述,而每个独立部件又可以由其内部更精细的结构和功能来描述。根据计算机组成原理的结构,本门课程把课程内容分为四大模块:(1)计算机的概论;(2)计算机系统的硬件结构;(3)中央处理器;(4)控制单元;四个模块一次递进,逐步进入计算机的内核部分。计算机系统由“硬件”和“软件”两大部分组成。计算机的软件由可以分为“系统软件”和“应用软件”两种。系统软件用来管理计算机;应用软件用来实现各项用户功能。计算机软件实现这些功能的基础是硬件的支持。在一定程度上硬件的功能和软件的功能可以相互替代,硬件的功能是速度快,但实现起来难度大,电路复杂,可移植性查;软件更加灵活,但是运行的素的并硬件慢很多。一、本书主要知识点第一篇 概论1、第一章 计算机系统概论(1)主要知识点本章重点突出计算机组成的概貌和框架,由此简洁明了地了解计算机内部的工作过程实际上是指令流和数据流在此框架内由I/O→存储器→CPU→存储器→I/O 的过程,是通过逐条取指令、分析指令和执行指令来运行程序的。同时要了解到当今计算机尽管发展到千变万化的程度,但其最根本的组成原理还是基于冯诺依曼的结构。(2)内容掌握情况本章介绍了计算机硬件的基本组成、计算机体系结构、以及计算机系统层次结构。通过本章的学习对于计算机的宏观结构有了一个总体的概念,明白了计算机是由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成计算机系统,并规定了这五部分的基本功能。通过没个基本部件实现相关的功能,从而形成一个完整的计算机框架结构。图1 计算机的结构冯诺依曼计算机的特点是本章学习的重点内容,事先将程序(包含指令和数据)存入主存储器中,计算机在运行程序时就能自动地、连续地从存储器中依次取出指令且执行。这是计算机能高速自动运行的基础。计算机的工作体现为执行程序,计算机功能。如果程序现在是顺序执行的,每取出一条指令后PC内容加l,指示下一条指令该从何处取得.如果程序将转移到某处,就将转移的目标地址送入PC,以便按新地址读取后继指令。所以,PC就像一个指针,一直指示着程序的执行进程,也就是指示控制流的形成。虽然程序与数据都采用二进制代码,仍可按照PC的内容作为地址读取指令,再按照指令给出的操作数地址去读取数据。 通过第一章的学习,从宏观上引入了计算机的组成原理和工作原理,本书就是围绕计算机的这种结构,展开说明计算的组成以及如何工作的。2、第二章 计算机的发展及应用第二章作为自学内容,讲述了计算机的发展史,通过历史来展示现在计算机所处的发展阶段。从1946 年ENIAC 诞生到二十世纪五、六十年代,由于构成计算机的元器件发展变化(由电子管→晶体管→集成电路),使计算机的性能有了很大提高,每隔6 至7 年,计算机便更新换代一次,运算速度约提高一个数量级。而到了二十世纪七十年代,自从Intel 公司生产了第一个微处理器芯片后,随着集成度成倍的提高,以每隔18 个月表1 计算机的发展历程芯片上的晶体管数就翻一番的速度使计算机得到极为广泛的应用,以至整个社会从制造时代进入到信息时代,出现了知识大爆炸。第二篇 计算机系统的硬件结构3、第三章 系统总线图2 总线实现结构示意图总线是计算机中一个非常重要的部件,在计算机中,各个部件之间是相对独立工作的。但是各个部件之间的联系又是非常紧密的,彼此之间需要大量的数据交换。为此引出了总线这个部件。计算机系统的五大部件之间互联方式有两种,一种是各个部件之间使用单独的连线,称为分散链接;另一种是将各部件连到一组公共信息传输线上,称为总线连接。本章重点研究总线的连接方式。总线是连接多个部件的信息传输线,是各个部件共享的传输介质。总线按照传输方式可以分为并行传输总线和串行传输总线;总线按照连接部件的不同可以分为片内总线、系统总线和通信总线。总线的特性和性能指标,根据总线的不同分别研究了总线的特性、性能标准和总线的行业标准。总线的用处不同则有单总线结构和多总线结构。由于总线是多个部件同时使用,因此存在总线的判优逻辑。4、第四章 存储器存储器是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。随着计算机发展,存储器在系统中的地步越来越重要。图3 存储器的分类存储器在计算机中可实现如下功能:输入设备输入程序和数据,存储器写操作;CPU读取指令,存储器读操作;CPU执行指令时需读取操作数,存储器读操作;CPU将处理的结果存入存储器 ,存储器写操作;输出设备输出结果, 存储器读操作;对于一个存储器来说需要明白以下概念:存储元:存储器的最小组成单位,用以存储1位二进制代码。存储单元:是CPU访问存储器基本单位,由若干个具有相同操作属性的存储元组成。单元地址:在存储器中用以标识存储单元的唯一编号,CPU通过该编号访问相应的存储单元。字存储单元:存放一个字的存储单元,相应的单元地址叫字地址。字节存储单元:存放一个字节的存储单元,相应的单元地址叫字节地址按字寻址计算机:可编址的最小单位是字存储单元的计算机。按字节寻址计算机:可编址的最小单位是字节的计算机。存储体:存储单元的集合,是存放二进制信息的地方。本章运用以前学过的电路知识和本章所学的半导体存储芯片,设计存储器和CPU 的连接电路。注意要合理选用芯片,以及CPU 和存储器芯片之间的地址线、数据线和控制线的连接。5、第五章 输入输出系统输入输出系统是计算机中一个非常重要的逻辑部件。随着计算机系统的不断发展,应用范围不断扩大,I/O设备的数量和种类也越来越多,它们与主机的联络方式及信息的交换方式也不相同。由于输入输出设备工作速度与计算机主机的工作速度极不匹配.为此,既要考虑到输入输出设备工作的准确可靠,又要充分挖掘主机的工作效率。本章重点分析I/O设备与主机交换信息的三种控制方式(程序查询、中断和DMA)及其相应的接口功能和组成,对记住几种常用的I/O设备也进行简单介绍。(1)程序中断方式 中断:计算机在执行正常程序的过程中,出现某些异常事件或某种请求时,处理器暂停执行当前程序,转而执行更紧急的程序,并在执行结束后,自动恢复执行原先程序的过程。 特点: 硬件结构较查询方式复杂些、服务开销时间较大、主程序与设备并行运行,CPU效率较高,具有实时响应的能力。 (2)中断处理过程。中断处理过程为:中断请求→中断源识别判优→中断响应→中断处理→中断返回中断源: 引起中断事件的来源。判优: 找出优先级最高的中断源给予响应。中断源识别:采用的方法有: 软件查询法;硬件排队法; 矢量中断。CPU响应中断的条件:至少有一个中断源请求中断; CPU允许中断;当前指令执行完。中断响应的工作--由硬件自动完成:关中断;保留断点信息;转到中断处理程序入口。中断处理--由软件(中断处理程序)完成。 (3)DMA传送方式特点:解决与CPU共享主存的矛盾;停止CPU访问内存CPU效率低;周期挪用,适用于外设读取周期大于内存存取周期;DMA与CPU交替访问。 适用于CPU工作周期比内存存取周期长得多的情况。第三篇 中央处理器6、第六章 计算机的运算方法计算机的应用领域极其广泛,但不论其应用在什么地方,信息在机器内部的形式都是一致的,即为0和1组成的各种编码。本章主要介绍参与运算的各类数据,以及它们在计算机中的算术运算方法。计算机中有符号数、无符号数、定点数和浮点数的各种表示,以及移位、定点补码加减运算、定点原码一位乘和两位乘及补码Booth 算法、定点原码和补码加减交替除法,以及浮点补码加减运算。本章的知识难度较大,首先研究数据的表示方法,有无符号数和有符号数。数的表示存在顶点表示和浮点表示。本章的难点在于计算机中数据的运算,定点运算、浮点四则运算。本章还研究了计算机的计算部件——算术逻辑单元。图4 ALU电路7、第七章 指令系统本章主要介绍及其指令系统的分类、常见的寻址方式、指令格式以及设计指令系统时应考虑的问题。了解机器的指令系统决定了一台计算机的功能,而一旦计算机的指令系统确定以后,计算机的硬件必须给予支持。指令系统主要体现在它的操作类型、数据类型、地址格式和寻址方法等方面。要求掌握不同的寻址方式对操作数寻址范围以及对编程的影响,掌握不同的寻址方式所要求的硬件和信息的加工过程。用计算机解题时,一般都要编制程序,程序既可用高级语言编写,亦可用机器语言编写;但计算机只能够识别和执行用机器语言编写的程序;各种高级语言编写的应用程序,最终都要翻译成机器语言来执行。机器语言是由一系列的指令(语句)组成的;指令的格式就是机器语言的语法;每条指令规定机器完成一定的功能。一台计算机的所有的指令集合称为该机的指令系统或指令集。它是程序工作者编制程序的基本依据,也是进行计算机逻辑设计的基本依据。本章中提出了对于机器指令的格式要求以及操作数和操作类型。通过本章的学习认识了指令的寻址方式,并初步了解RISC技术的产生和发展。本章的难点在于指令的寻址方式、操作数寻址方式;形成指令地址的方式,称为 指令寻址方式 。有顺序寻址和跳跃寻址两种,由指令计数器来跟踪。形成操作数地址的方式,称为 数据寻址方式 。操作数可放在专用寄存器、通用寄存器、内存和指令中。数据寻址方式有隐含寻址、立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、相对寻址、基址寻址、变址寻址、块寻址、段寻址等多种。 8、第八章 CPU的结构和功能通过本章的学习CPU的功能和基本组成, CPU的基本部分由 运算器、cache 和 控制器 三大部分组成。 CPU需具有四方面的基本功能: 指令控制 、操作控制 、 时间控制 、数据加工。 数据通路 是许多寄存器之间传送信息的通路。图5 CPU的内部结构指令的周期和指令的流水式本章研究的又一个重点内容。CPU从存储器取出一条指令并执行这条指令的时间和称为指令周期。由于各种指令的操作功能不同,各种指令的指令周期是不尽相同的。划分指令周期,是设计操作控制器的重要依据 。第四篇 控制单元9、第九章 控制单元的设计根据指令周期的4个阶段,控制单元为完成不同指令所发出的各种操作命令控制计算机的所有部件有次序地完成相应的操作,以达到执行程序的目的。计算机的功能就是执行程序。在执行程序的过程中,控制单元要发出各种微操作命令,而且不同的指令对应不同的命令。完成不同指令的过程中,有些操作时相同或相似的,如取指令、取操作数地址以及中断周期。10、第十章 控制单元的设计本章介绍控制单元的两种设计方法,要求初步掌握控制单元的两种设计方法,从而进一步理解组合逻辑控制器和微程序控制器在设计思想、硬件组成及其工作原理方面的不同。结合时序系统的概念,学会按不同指令要求,写出其相应的微操作命令及节拍安排。操作控制器设计方法硬布线控制器:组合逻辑型,采用组合逻辑技术实现;微程序控制器 存储逻辑型,以微程序解释执行机器指令,采用存储逻辑技术实现;门阵列控制器 组合逻辑与存储逻辑结合型,采用可编程逻辑器件实现。微命令是指控制部件通过控制线向执行部件发出的各种控制命令,是构成控制信号序列的最小单位。微操作是执行部件接受微命令后所进行的操作,是计算机硬件结构中最基本的操作。微周期是从控存中读取一条微指令并执行相应的一步操作所需的时间。微指令是由每个微周期的操作所需的控制命令构成一条微指令。微指令包含了若干微命令信息。微程序即一系列微指令的有序集合,可以控制实现一条机器指令。二、学习体会“计算机组成原理”是本学期的一门重点课程,通过本学期的学习发现该课程的学习难度较大,知识点很多,而且各个知识点之间的联系并不多。因此对于该课程的学习显得十分吃力。通过一个学期的学习使我逐渐理解计算机系统的层次结构。本门课程主要是学习计算机的组成结构,例如计算机是由哪些部件组成的,各个部件之间存在什么样的关系,这些关系是如何联系的,以及这些部件内部是如何工作的。在指令系统中体现了机器的属性,但指令的实现,即如何取指令、分析指令、取操作数、运算、送结果等,这些都是计算机组成原理所研究的范围。该课程向我们展示了一台计算机从宏观上是如何工作的,同时又对计算机的组成部件分开进行演示。我们从大一开始学习了程序设计课程(C语言和C++程序程序设计语言),通过这两门的课的学习,使我们初步了解了软件的工作方式,但是对于计算机在机器层面上的功过模式感到很陌生,之前学习的程序设计课程是基于高级程序设计语言,更加接近自然语言,而计算机只能处理有0和1组成的二进制代码。高级程序所描绘的语言如何通过计算机硬件转换成为计算机能够识别的二进制代买。由二进制代码组成的指令在机器中是如何运行的。本课程在“数字逻辑”的基础之上展开对计算机的描述。本门课程的学习所要把握的一个重点关键词是“数据通路”,计算机处理的始终是数字信号,计算机中的所有功能都是通过数字所表示的信息来是实现的。在计算机中,数据是如何从外部进入计算中的,这就引入了输入输出系统(I/O),I/O系统将外界的物理信号或者模拟信号转换成计算机能够识别的数字信号,通过总线系统输入计算机中,并将计算机处理后的数字信号转换成相应的模拟信号在某些外设中输出。计算机需要处理大量数据,因此需要在计算机中设立相应的存储设备用来存储信号。计算机中的存储设备分为主存和外村,它们之间可以通过总线相互交换数据。CPU是计算机汇总的核心部件,CPU包含运算器和控制器两大部分,根据冯诺依曼结构,计算机可自动完成取指令和执行指令的过程,控制器就是完成此项工作的,它负责协调并控制计算机各部件执行程序的指令序列,其基本功能是取指令、分析指令和执行指令。由于计算机中存在着五大部件,并通过这些部件的协调配合工作,使计算机能够完成各种各样的功能。

计算机组成原理是计算机专业一门重要的主干课程,以数字逻辑为基础的课程。同时也是计算机结构、 操作系统 等专业课的学习基础。下面是我给大家推荐的计算机组成原理论文,希望大家喜欢!

计算机组成原理论文篇一

《计算机组成原理课程综述》

摘要:计算机组成原理是计算机专业一门重要的主干课程,以数字逻辑为基础的课程。同时也是计算机结构、操作系统等专业课的学习基础。课程任务是使学生掌握计算机组成部件的工作原理、逻辑实现、设计 方法 及将各部件接连成整机的方法,建立CPU级和硬件系统级的整机概念,培养学生对计算机硬件系统的分析、开发与设计能力。同时该课程也是学好计算机硬件系列课程的重要基础。所以,我们需要了解计算机的基本概念、计算机硬件系统以及软件系统的组成及其基本功能。学习计算机的各个基本组成部件及控制单元的工作原理,掌握有关软件、硬件的基本知识,尤其是各基本组成部件有机连接构成整机的方法。

关键词:计算机系统;硬件结构;软件结构;控制单元

一、计算机组成原理课程综述

顾名思义,计算机组成原理就是介绍计算机的组成,冯-诺依曼计算机由五大部件组成,分别是运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。现今绝大部门都是此类型计算机。通过对这么课的学习对计算机的组成有个整体的概念。计算机组成原理从内容上看一、虽然计算机的五大部件自成体系,较为独立,但是从整体来看,还是具有明显的整体性;二、某些设计思想可应用于不同的部件,具有相通性,例如并行性思想。

二、课程主要内容和基本原理

(一)计算机系统

计算机系统是由“硬件”和“软件”两大部分组成。所谓硬件是指计算机的实体部分,它由看得见摸的着的各种电子元器件,各类光、电、机设备的实物组成,如主机、外部设备等。所谓软件,它看不见摸不着,由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。通常把这些程序寄寓于各类媒体(如RAM、ROM、磁带、磁盘、光盘、甚至纸袋),他们通常存放在计算机的主存或辅存内。

(二)系统总线

计算机系统的五大部件之间的互连方式有两种,一种是各部件之间使用单独的连线,称为分散连接;另一种是将各部件连到一组公共信息传输线上,称为总线连接。

总线是连接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质。当多个部件相连时,如果出现两个或两个以上部件同时向总线发送信息,势必导致信号冲突,传输无效。因此,在某一时刻,只允许有一个部件向总线发送信息,而多个部件可以同时从总线上接收相同的信息。

总线分为片内总线、系统总线和通信总线。片内总线是指芯片内部的总线;系统总线又可分为三类:数据总线、地址总线和控制总线。

总线的周期可分为四个阶段:申请分配阶段、寻址阶段、传数阶段、结束阶段。

总线与计算机所有的器件数据传输都离不开关系,是计算机工作的基础。

(三)存储器

存储器按存储介质分类:半导体存储器、磁表面存储器、磁芯存储器、光盘存储器。按存取方式分类:随机存储器RAM、只读存储器ROM、串行访问存储器。按在计算机中的作用分类:主存储器、辅助存储器。按在计算机系统中的作用分类:主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器Cache、控制存储器。其中静态RAM是用触发器工作原理存储信息,因此即使信息读出后,他仍然保持其原状,不需要再生,但是电源掉电时,原存储信息丢失。动态RAM是靠电容存储电荷的原理来寄存信息。但是电容上的电荷只能维持1~2ms,因此即使电源不掉电,信息也会因此自动消失,为此,必须在2ms内对其所有存储单元恢复一次原状态,这个过程称为再生或刷新。

由于单个存储芯片的容量总是有限的,很难满足实际的需要,因此要进行位扩展和字扩展。存储芯片的容量不同,其地址线也不同,通常将CPU地址线的低位与存储芯片的低址线相连。

同样,CPU的数据线数与存储芯片的数据线也不一定相等。此时,必须对存储芯片扩位,使其位数与CPU的数据线相等。

高速缓冲存储器cache主要解决主存与CPU速度不匹配的问题。主存与cache地址映射关系有:直接相联映射、全相联映射、组相联映射。

(四)输入输出系统

I/O设备与主机的联系方式:统一编址和不统一编址。统一编址就是将I/O地址看做是存储器地址的一部分。不统一编址是指I/O地址和存储器地址是分开的,所有对I/O设备的访问必须有专用的I/O指令。传送方式有串行传送和并行传送。I/O设备与主机信息传送的控制方式有三种:程序查询方式(主机与设备是串行工作的),程序中断方式(程序与主机是并行工作的)和DMA方式(主机与设备是并行工作的)。DMA方式工作:1、中断 cpu 访存,2、挪用周期,3、与CPU交互访存。输出设备有打印机, 显示器 等。

(五)计算方法

计算机的运行需要有运算的参与,参与运算的数有无符号类和有符号类。掌握二进制原码和补码的加减乘除运算。

(六)指令系统

指令由操作码和地址码两部分组成,操作码用来指明该指令所要完成的操作,例如加减,传送,移位,转移等;其位数反映了操作的种类也即机器允许的指令条数。地址码用来指出该指令的源操作数的地址(一个或两个)、结果的地址以及下一条指令的地址。指令寻址分为顺序寻址和跳跃寻址两种。其寻址方式分为10种,分别是:立即寻址,直接寻址,隐含寻址,间接寻址,寄存器寻址,寄存器间接寻址,基址寻址,变址寻址,相对寻址,堆栈寻址。指令格式有零地址,一地址,二地址,三地址等。需能分析指令格式所含的意义。

(七)CPU的结构与功能

CPU实质包括运算器和控制器两大部分,基本功能是取指令,分析指令,执行指令。CPU的寄存器有用户可见寄存器:通用寄存器,数据寄存器,地址寄存器,条件码寄存器。控制和状态寄存器:存储器地址寄存器,存储器数据寄存器,程序寄存器,指令寄存器。指令流水处理减少了运行时间,提高机器效率。中断系统在前面章节介绍过,此处在简单补充一些,引起中断的有很多种因素:人为设置的中断,程序性事故,硬件故障,I/O设备,外部事件。中断判优可用硬件实现,也可用软件实现。中断服务程序入口地址的寻找方法:硬件向量方法和软件查询法。中断响应的过程:响应中断的条件,响应中断的时间,中断隐指令和关中断。其中中断隐指令就是机器指令系统中没有的指令,他是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令。在中断响应之前需要对现场进行保护,中断结束之后需要对现场进行恢复。中断屏蔽技术主要用于多级中断,屏蔽技术可以改变优先级。

(八)控制单元的功能

控制单元具有发出各种微操作(即控制信号)序列的功能。取指周期可以归纳为以下几个操作,>>(MAR)->>(IR)->CU6(PC)+1->PC。间址周期:(IR)->>(MAR)->>AD(IR).执行周期中不同执行周期的微操作是不同的:1、非访存类指令2、访存指令3、转移类指令。非访存类指令:1、清除累加器指令CLA----0->ACC;2、累加器取反指令、算数右移一位指令SHRL(ACC)->R(ACC),ACC0->ACC0;4、循环左移一位指令CSLR(ACC)->L(ACC)ACCo->ACCn;5、停机指令0->G。访存指令:这类指令在执行阶段都需要访存存储器。

1、加法指令ADDX。

2、存数指令STAX(3)取值指令LDAX。转移类指令:

(1)无条件转移指令JMPX。

(2)条件转移指令BANX。在执行周期结束时刻,cpu要查询是否有请求中断的事件发生,如果有则进入中断周期。在中断周期,由中断隐指令自动完成保护断点、寻找中断服务程序入口地址以及硬件关中断的操作。控制信号的外特性:a.输入信号:时钟,指令寄存器,标志,来自系统总线的控制信号。b.输出信号:CPU内的控制信号,送至系统总线的信号。

常见的控制方式有同步控制,异步控制,联合控制和人工控制。

(九)控制单元的设计

组合逻辑的设计又称硬布线控制器,由门电路和触发器构成的复杂树形网络形成的逻辑电路。安排微操作节拍时注意以下三点:1、有些微操作的次序是不容改变的,故安排微操作的节拍时必须注意微操作的先后顺序。2、凡是控制对象不同的微操作,若能在一个节拍内执行,应尽可能安排在同一个节拍内,以节省时间。3、如果有些微操作所占的时间不长,应该将它们安排在一个节拍内完成,并且允许这些微操作有先后次序。微程序的设计:采用微程序设计方法设计控制单元的过程就是编写每一条机器指令的微程序,他是按执行每一条机器指令所需要的微操作命令的先后顺序而编写的,因此,一条机器指令对应一个微程序。微指令的基本格式共分为两个字段,一个为操作控制字段,该字段发出各种控制信号;另一个为顺序控制字段,它可以指出下条微指令的地址(简称下地址),以控制微指令序列的执行顺序。工作原理:取指阶段:取微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址---取下一条微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址。执行阶段:取数指令微程序首地址的形成---取微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址---取微命令.........循环。微指令的编码方式:直接编码方式,字段直接编码方式,字段间接编码方式,混合编码。后序微指令地址的形成方式:断定方式,根据机器指令的操作码形成,增量计数器法,分支转移,通过测试网络形成,由硬件产生微程序入口地址。微指令格式:水平型微指令,垂直型微指令。

三、实际应用

自ENIAC问世后将近30余年的时间里,计算机一直被作为大学和研究机构的娇贵设备。在20世纪70年代中后期,大规模集成工艺日趋成熟,微芯片上集成的晶体管数一直按每3年翻两番的Moore定律增长,微处理器的性能也按此几何级数提高,而价格也以同样的几何级数下降,以至于以前需花数百万美元的机器(如80MFLOPS的CRAY)变得价值仅为数千美元(而此类机器的性能可达200MFLOPS),至于对性能不高的微处理器芯片而言,仅花数美元就可购到。正因为如此,才使得计算机走出实验室而渗透到各个领域,乃至走进普通百姓的家中,也使得计算机的应用范围从科学计算,数据处理等传统领域扩展到办公自动化,多媒体,电子商务,虚拟工厂,远程 教育 等,遍及社会,政治,经济,军事,科技以及个人 文化 生活和家庭生活的各个角落。

四、 心得体会

计算机科学与技术的发展日新月异,但是都离不开计算机组成原理,这门课不要死记硬背,重在理解,工科类的学习不是死记硬背就会的,还是要理解记忆才会牢靠。在做完这次课程论文后,让我再次加深了对计算机的组成原理的理解,对计算机的构建也有更深层次的体会。计算机的每一次发展,都凝聚着人类的智慧和辛勤劳动,每一次创新都给人类带来了巨大的进步。计算机从早期的简单功能,到现在的复杂操作,都是一点一滴发展起来的。

五、结语

通过对计算机组成原理这门课程的学习,使我对计算机软件和硬件技术有了一个更深入的了解,包括各种计算机的基本原理以及计算机的艰难发展历程,这门课程注重理论知识,理论知识是一切技术的最基本,也是我们必须要掌握好的。在这次课程综述论文过程中,我到图书馆查阅资料,上网查资料,让我深刻认识到计算机组成原理的重要性,也了解了许多书上没有的知识,受益匪浅。

六、参考文献

1、唐朔飞《计算机组成原理》高等教育出版社第2版

计算机组成原理论文篇二

《计算机组成原理的探讨》

摘要:计算机组成原理是计算机专业人员必须掌握的基础知识。显而易见《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心的专业必修课程。本课程侧重于讲授计算机基本部件的构造和组织方式、基本运算的操作原理以及部件和单元的设计思想等。但计算机硬件技术的发展十分迅速,各类新器件、新概念和新内容不断涌现,这就要求我们要与时俱进,自主学习新知识。计算机是一门应用广泛、使用面积广、技术含量高的一门学科和技术,生活中的任何一个角落都离不开计算机的应用,生活中的无处不在需要我们了解和清楚计算机的相关知识。本文从《计算机组成原理》基础课程的各个方面对计算机组成原理做了详细的解释。

关键字:构造组织方式;基本运算;操作原理;设计思想

(一)、计算机组成原理课程综述

随着计算机和通信技术的蓬勃发展,中国开始进入信息化时代,计算机及技术的应用更加广泛深入,计算机学科传统的专业优势已经不再存在。社会和应用对学生在计算机领域的知识与能力提出了新的要求。专家们指出,未来10~15年是我国信息技术发展的窗口期、关键期。

《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业必修的一门专业主干课程。课程要求掌握计算机系统各部件的组成和工作原理、相互联系和作用,最终达到从系统、整机的角度理解计算机的结构与组成,并为后续课程的学习奠定基础。因此掌握计算机的组成原理就显得尤为重要,这就要求课程的编写要深入浅出、通俗易懂。本课程在体系结构上改变了自底向上的编写习惯,采用从外部大框架入手,层层细化的叙述方法。这样便更容易形成计算机的整体观念。

该课程总共分为四篇十章,第一篇(第1、2章)主要介绍计算机系统的基本组成、应用与发展。第二篇(第3、4、5章)详细介绍了出CPU外的存储器、输入输出系统以及连接CPU、存储器和I/O之间的通信总线。第三篇(第6、7、8、章)详细介绍了CPU(除控制单元外)的特性、结构和功能,包括计算机的基本运算、指令系统和中断系统等。第四篇(9、10章)专门介绍控制单元的功能,以及采用组合逻辑和微程序方法设计控制单元的设计思想和实现 措施 。

(二)、课程主要内容和基本原理

《计算机组成原理》是“高等学校计算机基础及应用教材”中的一本硬件基础教材,系统地介绍了计算机单处理机系统的组成及其工作原理。

主要内容包括:计算机系统概论,运算方法和运算器,存储系统,指令系统,中央处理器,总线及其互联机构,输入/输出系统。它是一门理论性强,而又与实际结合密切的课程,其特点是内容覆盖面广,基本概念多,并且比较抽象,特别是难以建立计算机的整机概念。本书以冯·诺依曼计算机结构为主线,讲授单处理机系统各大部件的组成、工作原理以及将各大部件连接成整机的工作原理。从教学上,本课程是先导课程和后续课程之间承上启下的主干课程,是必须掌握的重要知识结构。

(三)实际应用:科学计算和数据处理

科学计算一直是计算机的重要应用领域之一。其特点是计算量大和数值变化范围大。在天文学、量子化学、空气动力学和核物理学等领域都要依靠计算机进行复杂的运算。例如,人们生活难以摆脱的天气预报,要知道第二天的气候变化,采用1MIPS的计算机顷刻间便可获得。倘若要预报一个月乃至一年的气候变化,是各地提前做好防汛、防旱等工作,则100MIPS或更高的计算机才能满足。现代的航空、航天技术,如超音速飞行器的设计、人造卫星和运载火箭轨道的计算,也都离不开高速运算的计算机。

此外,计算机在 其它 学科和工程设计方面,诸如数学、力学、晶体结构分析、石油勘探、桥梁设计、建筑、土 木工 程设计等领域内,都得到了广泛的应用。

数据处理也是计算机的重要应用领域之一。早在20世纪五六十年代,人们就把大批复杂的事务数据交给了计算机处理,如政府机关公文、报表和档案。大银行、大公司、大企业的财务、人事、物料,包括市场预测、情报检索、经营决策、生产管理等大量的数据信息,都有计算机收集、存储、整理、检索、统计、修改、增删等,并由此获得某种决策数据或趋势,供各级决策指挥者参考。

(四)心得体会

这学期我们学习了计算机组成原理这门课,通过对这门课程的学习,让我对计算机的基本结构,单处理机的系统的组成与工作原理有了更加深入的了解和体会。下面我就对这学期的学习做个 总结 ,讲讲有关学习计算机组成原理的心得。

《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业一门核心专业基础课,在专业课程内起着承上启下的作用。这门课程是要求我们通过学习计算机的基本概念、基本结构,对组成计算机的各个部件的功能和工作过程、以及部件间的连接有较全面、较系统的认识,形成较完整的计算机组成与工作原理模型。

计算机组成原理第一章——计算机系统的概论。计算机是由硬件和软件组成的,计算机的硬件包括运算器,存储器,控制器,适配器,输入输出设备的本质所在。计算机系统是一个有硬件和软件组成的多层次结构,它通常由微程序级,一般机器级,操作系统级,汇编语言级,高级语言级组成,每一级都能进行程序设计,且得到下面各级的支持。

计算机组成原理第二章——计算机的发展与应用;简要介绍了计算机的发展史以及它的应用领域。计算机的应用领域很广泛,应用于科学计算和数据处理;工业控制和实时控制;办公自动化和管理信息系统等等。

计算机组成原理第三章——总线系统。计算机总线的功能与组成,总线的概念、连接方式、总线的仲裁、总线的定时以及总线接口的概念的基本功能都需要有深入的了解。

计算机组成原理第四章——存储系统。应重点掌握随机读写存储器的字位扩张情况,主存储器的组成与设计,cache存储器的运行原理以及虚拟存储器的概念与实现。

计算机组成原理第五章——输入/输出系统以及外围设备。计算机输入/输出设备与输入/输出系统综述,显示器设备,针式打印机设备,激光印字机设备;以及磁盘设备的组成与运行原理,磁盘阵列技术。输入/输出系统的功能与组成;教学机的总线与输入/输出系统实例。几种常用的输入/输出方式,中断与DMA的请求、响应和处理。

计算机组成原理第六章——运算方法和相关的运算器。尽管有些计算比较麻烦,可这些是学习的基础。以及相关的指令系统和处理器的工作原理。使我们在概论的基础上对计算机组成原理有了更深一步的了解。

计算机组成原理第七章——指令系统。控制单元必须要发出相应的指令,机器才能完成相应的操作。本章介绍了指令的一般格式和寻址方式,不同的寻址方式操作数的有效地址计算也是不同的。

计算机组成原理第八章,是重点的重点——中央处理器。重点掌握到内容很多:CPU的功能与基本组成,微程序控制器的相关与微程序设计技术。

计算机组成原理第九章——控制单元的功能。指令周期分为4个阶段,即取指周期、间址周期、执行周期和中断周期。控制单元会为完成不同指令所发出的各种操作命令。

计算机组成原理第十章——控制单元的设计。有两种设计方法:组合逻辑设计和微程序设计。

通过本课程让我了解到,本课程是计算机专业本科生必修的硬件课程中重要核心课程之一。基本要求是使学生掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法,学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理。当我第一次接触这门课程时有些枯燥、乏味,学起来很吃力,但我还是决心努力学好这门课程。因为它不仅是专业课,而且以后也是 考研 科目,而且它的具有重要的承上启下的作用,如果学不好,那在以后专业课的学习中就会遇到更多的难点和困惑,很容易形成破罐子破摔的情形。

现在一个学期就快要过去了,基本的课程也已结束。由于老师细致全面的讲授和我自己课下的反复学习,这门课已经在我心里形成了一个大概的理解和知识体系,有种“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”的感觉。

结语

计算机组成原理是计算机专业本科生必修的硬件课程中重要核心课程之一。基本要求是使我们掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法,学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理,学习计算机设计中的入门性知识,掌握维护、使用计算机的技能。计算机组成原理是计算机专业的基础课。

通过对计算机组成原理知识的整理和实际应用,我深刻了解到掌握计算机组成原理的重要姓,了解到了计算机组成原理学基础在生活、工作等生活各个方面的重要姓和不可缺少姓。另一方面,通过学习也认识到了计算机组成原理学在一些微小方面一些不足和亟待于解决的问题或者小缺陷,这是我通过整理计算机组成原理而获得的极大收获。我相信这次的学习会对我以后的学习和工作产生非常大的影响力。

这门课对于使我们了解现代计算机的各个组成部分及其工作原理具有重要作用,对于我们后续课程的学习无疑也具有积极的意义。

(六)参考文献

[1]唐朔飞.计算机组成原理[M].北京:高等教育出版社,2000.

[2]唐朔飞.计算机组成原理:学习指导与习题解答[M].北京:高等教育出版社,2005.

[3]孙德文,等.微型计算机技术[M].修订版.北京:高等教育出版社,2006.

[4]张晨曦,等.计算机体系结构[M].2版.北京:高等教育出版社,2006.

[5]白中文,等.计算机组成原理[M].3版.北京:高等教育出版社,2002.

[6][M].,2005

七天完成,全部原创,保证通过。

计算机组成原理论文5000字

计算机组成原理是计算机专业人员必须掌握的基础知识。显而易见《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心的专业必修课程。下面是我给大家推荐的计算机组成原理相关论文,希望大家喜欢!

计算机组成原理相关论文篇一

《浅谈计算机组成原理》

摘要:计算机组成原理是计算机科学与技术专业的主干硬件专业基础课,本书突出介绍计算机组成的一般原理,不结合任何具体机型,在体系结构上改变了过去自底向上的编写习惯,采用从外部大框架入手,层层细化的叙述方法,即采用自顶向下的分析方法,详述了计算机组成原理,使读者更容易形成计算机的整体概念。此外,为了适应计算机科学发展的需要,除了叙述基本原理外,本书还增加了不少新的内容,书中举例力求与当代计算机技术相结合,考虑到不好学校不设外部设备课程,故本书适当地增加了外存和外部设备的内容。通过本书的学习,可以对计算机的原理有个整体的概念,能有个大概的了解,对待不同的机型以后也会好掌握的。

关键字:计算机组成原理;课程;作用

在计算机普及的今天,现代信息技术飞速发展,计算机的应用在政治、经济、文化等方方面面产生了巨大影响。而计算机的知识更新的速度非常的快,这就使得我们这些学计算机的面临着要不断的更新自己关于计算机的知识,以适应市场的需要。其实在大学四年里,我们并不能学到很多的知识,我们学习的只不过是如何学习的能力,大学就是培养学生各种能力的地方。在大学里学到的知识很多是你以后走上社会用不到的。这就要求我们在学习课本上的理论知识的同时,还应从中学习到学习的能力。

计算机组成原理是硬件系列课程中的核心课程,是计算机专业重要的专业基础课,它对其它课程有承上启下的作用,它的先修课程为“汇编语言”、“数字逻辑”,它又与“计算机系统结构”、“操作系统”、“计算机接口技术”等课程密切相关。它的主要教学任务是要求学生能系统地理解计算机硬件系统的逻辑组成和工作原理,培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计及开发能力。它既有自身的完整理论体系,又有很强的实践性。该课程具有知识面、内容多、抽象枯燥、难理解、更新快等特点。

课程主要内容和基本原理

(一)本书的主要内容

该课程主要讲解简单、单台计算机的完整组成原理和内部运行机制,包括运算器部件、控制器部件、存储器子系统、输入/输出子系统(总线与接口等)与输入/输出系统设备,围绕各自的功能、组成、设计、实现、使用等知识进行介绍。

(二)本课程的特点

这本书摆脱了传统,死板的编写方法,采用从整体框架入手,自顶向下,由表及里,层层细化的叙述方法,通过对计算机系统概述,总线系统等的深入剖析和详细讲解,使我们能形象的理解计算机的基本组成和工作原理。而且为了适应计算机科学发展的需要,除了叙述基本原理外,书中还增加了新的内容,书中举例力求与当代计算机技术相结合。

而且该课程的工程性、实践性、技术性比较强,还强调培养学生的动手动脑能力、开创与创新意识、实验技能,这些要求更多的是通过作业、教学实验等环节完成,要求学生有意识地主动加强这些方面的练习与锻炼。

(三)本课程的作用

计算机组成原理课,对于许多必须学习这门课的学生来说都会感到困难和不理解,为什么要学习这门课,本人在这里可以打个比喻。在过去每个人都会造人,但是都不清楚他的详细过程,现在由于科学家的工作,使得我们都清楚了他的过程,就使得我们能够创造出来比较优良的人来了。用计算机的过程和这个差不多,当我们明白了计算机的组成和工作原理以后,我们就可以更好的使用好计算机,让它为我们服务。

1、实际应用

首先我认为在《计算机组成原理》这本书中学到的有关计算机原理方面的知识,对我们以后了解计算机以及和计算机打交道,甚至在以后应用计算机时,都可能会有很大的益处,计算机原理的基本知识是不会变的,变也只是会在此基础上,且不会偏离这些最基本的原理,尤其是这本计算机组成原理介绍的计算机原理是一种一般的计算机原理,不是针对某一个特定的机型而介绍的,下面我们来谈谈系统总线的发展和应用。

2、定义

总线,英文叫作“BUS”,即我们中文的“公共车”,这是非常形象的比如,公共车走的路线是一定的,我们任何人都可以坐公共车去该条公共车路线的任意一个站点。如果把我们人比作是电子信号,这就是为什么英文叫它为“BUS”而不是“CAR”的真正用意。当然,从专业上来说,总线是一种描述电子信号传输线路的结构形式,是一类信号线的集合,是子系统间传输信息的公共通道[1]。通过总线能使整个系统内各部件之间的信息进行传输、交换、共享和逻辑控制等功能。如在计算机系统中,它是CPU、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道,主机的各个部件通过主机相连接,外部设备通过相应的接口电路再于总线相连接。

3、工作原理

系统总线在微型计算机中的地位,如同人的神经中枢系统,CPU通过系统总线对存储器的内容进行读写,同样通过总线,实现将CPU内数据写入外设,或由外设读入CPU。微型计算机都采用总线结构。总线就是用来信息的一组通信线。微型计算机通过系统总线将各部件连接到一起,实现了微型计算机内部各部件间的信息交换。一般情况下,CPU提供的信号需经过总线形成电路形成系统总线。系统总线按照传递信息的功能来分,分为地址总线、数据总线和控制总线。这些总线提供了微处理器(CPU)与存储器、输入输出接口部件的连接线。可以认为,一台微型计算机就是以CPU为核心,其它部件全“挂接”在与CPU相连接的系统总线上。这种总线结构形式,为组成微型计算机提供了方便。人们可以根据自己的需要,将规模不一的内存和接口接到系统总线上,很容易形成各种规模的微型计算机。

4、分类:

总线分类的方式有很多,如被分为外部和内部总线、系统总线和非系统总线等等,下面是几种最常用的分类方法。

(1)按功能分

最常见的是从功能上来对数据总线进行划分,可以分为地址总线、数据总线、和控制总线。在有的系统中,数据总线和地址总线可以在地址锁存器控制下被共享,也即复用。

地址总线是专门用来传送地址的。在设计过程中,见得最多的应该是从CPU地址总线来选用外部存储器的存储地址。地址总线的位数往往决定了存储器存储空间的大小,比如地址总线为16位,则其最大可存储空间为216(64KB)。

数据总线是用于传送数据信息,它又有单向传输和双向传输数据总线之分,双向传输数据总线通常采用双向三态形式的总线。数据总线的位数通常与微处理的字长相一致。例如Intel8086微处理器字长16位,其数据总线宽度也是16位。在实际工作中,数据总线上传送的并不一定是完全意义上的数据。

控制总线是用于传送控制信号和时序信号。如有时微处理器对外部存储器进行操作时要先通过控制总线发出读/写信号、片选信号和读入中断响应信号等。控制总线一般是双向的,其传送方向由具体控制信号而定,其位数也要根据系统的实际控制需要而定。

(2)按传输方式分

按照数据传输的方式划分,总线可以被分为串行总线和并行总线。从原理来看,并行传输方式其实优于串行传输方式,但其成本上会有所增加。通俗地讲,并行传输的通路犹如一条多车道公路,而串行传输则是只允许一辆汽车通过单线公路。目前常见的串行总线有SPI、I2C、USB、IEEE1394、RS232、CAN等;而并行总线相对来说种类要少,常见的如IEEE1284、ISA、PCI等。

(3)按时钟信号方式分

按照时钟信号是否独立,可以分为同步总线和异步总线。同步总线的时钟信号独立于数据,也就是说要用一根单独的线来作为时钟信号线;而异步总线的时钟信号是从数据中提取出来的,通常利用数据信号的边沿来作为时钟同步信号。

5、发展简史

计算机系统总线的详细发展历程,包括早期的PC总线和ISA总线、PCI/AGP总线、PCI-X总线以及主流的PCIExpress、HyperTransport高速串行总线。从PC总线到ISA、PCI总线,再由PCI进入PCIExpress和HyperTransport体系,计算机在这三次大转折中也完成三次飞跃式的提升。

与这个过程相对应,计算机的处理速度、实现的功能和软件平台都在进行同样的进化,显然,没有总线技术的进步作为基础,计算机的快速发展就无从谈起。业界站在一个崭新的起点:PCIExpress和HyperTransport开创了一个近乎完美的总线架构。而业界对高速总线的渴求也是无休无止,和都将提上日程,它们将会再次带来效能提升。在计算机系统中,各个功能部件都是通过系统总线交换数据,总线的速度对系统性能有着极大的影响。而也正因为如此,总线被誉为是计算机系统的神经中枢。但相比CPU、显卡、内存、硬盘等功能部件,总线技术的提升步伐要缓慢得多。在PC发展的二十余年历史中,总线只进行三次更新换代,但它的每次变革都令计算机的面貌焕然一新。

6、心得体会

自从上了大学后,进入这个专业后才能这么经常的接触到电脑,才能学到有关电脑方面的知识。正因为接触这类知识比较的晚,所以学习这方面的知识感觉到吃力。学习了这门课后觉得,计算机组成原理确实很难,随着计算机技术和电子技术的飞速发展。计算机内部结构日趋复杂和庞大而且高度集成化。这使的我们普遍感到计算机组成原理这门课难学、难懂、概念抽象、感性认识差。在计算机技术快速发展的今天,新技术、新理论从提出到实际应用的周期大大缩短。我们很难在有限的教学时间内.在理解掌握基本知识技能的基础上。学习新知识、新技术,很难增强我们的学习兴趣。也就更谈不上能够利用基本原理解决在学习过程中所遇到的新问题。

当进入第四章,存储器的学习时,各种问题就不断的出现,尤其在进行存储器容量扩展时,很多的问题都是似懂非懂的,在做题目时,也是犯各种各样的错误。在第五章的学习中,对于I/O设备与主机交换信息的控制方式中的程序查询方式,程序中断方式和DMA方式有了点了解。最难的就要数中央处理器和控制单元了。对于计算机运算方法,这个没太搞懂,像定点运算中的乘法运算和除法运算,又是用的什么原码一位乘、原码两位乘、补码一位乘、补码两位乘。总之,我是被绕晕了。还有就是控制单元的设计方法微程序设计,这个知识点也是不太懂,总的来说这门课程,学得不是很好。可是通过这门课的学习,我也学习到了很多以前不知道的知识:计算机都有些什么硬件,都有哪几类总线,总线在计算机中又扮演着什么角色。计算机中的存储器有哪些等等。让我对计算机有了一个大致的了解。至少我不再像以前那样对计算机什么也都不懂。

结语:

通过学习这门课程,我们能够从中得到有关计算机方面的知识,但是更多的是这门课程可以培养我们以下能力:

1、系统级的认识能力。建立整机概念,掌握自项向下的问题分析能力,既能理解系统各层次的细节,又能站在系统总体的角度从宏观上认识系统,然后将系统很好的分解为功能模块。这种理解必须超越各组成部分的实现细节,而认识到计算机的软件系统和硬件系统的结构以及它们建立和分析的过程,这一过程是应该以深入理解计算机组成原理为基础的。

2、培养学生理论联系实际的能力。计算机实践教学是计算机课程的重要环节,学好计算机仅靠理论知识是不够的,课堂讲授是使学生掌握计算机的基本知识和基本技能,而计算机实践教学的目的是要通过实际操作将所学到的知识付诸实际,是课堂教学的延伸和补充。计算机设计与实践就是从理论、抽象、设计三个方面将计算机系统内部处理器、存储器、控制器、运算器、外设等各个部分联系起来,达到互相支撑、互相促进进。

参考文献

[1]唐硕飞主编计算机组成原理高等教育出版社

[2]陈金儿,王让定,林雪明,等.基于CC2005的“计算机组成原理与结构”课程改革[J].计算机教育,2006(11):33-37.

[3]郑玉彤.《计算机组成原理》课程实现的比较研究[J].中央民族大学学报,2003,12(1):79-82.

[4]刘旭东,熊桂喜.“计算机组成原理”的课程改革与实践[J].计算机教育,2009(7):74-76.

[5]赵秋云,何嘉,魏乐.对《计算机组成原理》课程教学模式的探讨[J].电脑知识与技术,2008,4(3):693-694.

[6]姚爱红,张国印,武俊鹏.计算机专业硬件课程实践教学研究[J].计算机教育,2007(12):29-31.

计算机组成原理相关论文篇二

《计算机组成及其控制单元》

摘要:本论文主要论述了冯-诺依曼型计算机的基本组成与其控制单元的构建方法,一台计算机的核心是cpu,cpu的核心就是他的控制单元,控制单元好比人的大脑,不同的大脑有不同的想法,不同的控制单元也有不同的控制思路。所以,控制单元直接影响着指令系统,它的格式不仅直接影响到机器的硬件结构,而且也直接影响到系统软件,影响机器的适用范围。而冯诺依曼型计算机是计算机构建的经典结构,正是现代计算机的代表。

关键字:冯诺依曼型计算机,计算机的组成,指令系统,微指令

一.计算机组成原理课程综述:

本课程采用从外部大框架入手,层层细化的叙述方法,先是介绍计算机的基本组成,发展和展望。后详述了存储器,输入输出系统,通信总线,cpu的特性结构和功能,包括计算机的基本运算,指令系统和中断系统,并专门介绍了控制单元的功能和设计思路和实现措施。

二.课程主要内容和基本原理:

A.计算机的组成:

冯诺依曼型计算机主要有五大部件组成:运算器,存储器,控制器,输入输出设备。

1.总线:

总线是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线,它是由导线组成的传输线束,按照计算机所传输的信息种类,计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线,分别用来传输数据、数据地址和控制信号。总线是一种内部结构,它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道,主机的各个部件通过总线相连接,外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接,从而形成了计算机硬件系统。在计算机系统中,各个部件之间传送信息的公共通路叫总线,微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的。总线按功能和规范可分为三大类型:

(1)片总线(ChipBus,C-Bus)

又称元件级总线,是把各种不同的芯片连接在一起构成特定功能模块(如CPU模块)的信息传输通路。

(2)内总线

又称系统总线或板级总线,是微机系统中各插件(模块)之间的信息传输通路。例如CPU模块和存储器模块或I/O接口模块之间的传输通路。(3)外总线又称通信总线,是微机系统之间或微机系统与其他系统(仪器、仪表、控制装置等)之间信息传输的通路,如EIARS-232C、IEEE-488等。其中的系统总线,即通常意义上所说的总线,一般又含有三种不同功能的总线,即数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB。

2.存储器:

存储器是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。计算机中全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器,计算机才有记忆功能,才能保证正常工作。按用途存储器可分为主存储器(内存)和辅助存储器(外存),也有分为外部存储器和内部存储器的分类方法。外存通常是磁性介质或光盘等,能长期保存信息。内存指主板上的存储部件,用来存放当前正在执行的数据和程序,但仅用于暂时存放程序和数据,关闭电源或断电,数据会丢失。

存储器的主要功能是存储程序和各种数据,并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。

存储器是具有“记忆”功能的设备,它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。这些器件也称为记忆元件。在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制来表示数据。记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0”和“1”。日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中。计算机中处理的各种字符,例如英文字母、运算符号等,也要转换成二进制代码才能存储和操作。

按照与CPU的接近程度,存储器分为内存储器与外存储器,简称内存与外存。内存储器又常称为主存储器(简称主存),属于主机的组成部分;外存储器又常称为辅助存储器(简称辅存),属于外部设备。CPU不能像访问内存那样,直接访问外存,外存要与CPU或I/O设备进行数据传输,必须通过内存进行。在80386以上的高档微机中,还配置了高速缓冲存储器(cache),这时内存包括主存与高速缓存两部分。对于低档微机,主存即为内存。

系统:

I/O系统是操作系统的一个重要的组成部分,负责管理系统中所有的外部设备。

计算机外部设备。在计算机系统中除CPU和内存储外所有的设备和装置称为计算机外部设备(外围设备、I/O设备)。I/O设备:用来向计算机输入和输出信息的设备,如键盘、鼠标、显示器、打印机等。

I/O设备与主机交换信息有三种控制方式:程序查询方式,程序中断方式,DMA方式。程序查询方式是由cpu通过程序不断的查询I/O设备是否做好准备,从而控制其与主机交换信息。

程序中断方式不查询设备是否准备就绪,继续执行自身程序,只是当I/o设备准备就绪并向cpu发出中断请求后才给予响应,这大大提高了cpu的工作效率。

在DMA方式中,主存与I/O设备之间有一条数据通路,主存与其交换信息时,无需调用中断服务程序。

4.运算器:

计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作,以及移位、比较和传送等操作,亦称算术逻辑部件(ALU)。

运算器由:算术逻辑单元(ALU)、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元(ALU)的基本功能为加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作,以及移位、求补等操作。计算机运行时,运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器;处理后的结果数据通常送回存储器,或暂时寄存在运算器中。与运算器共同组成了CPU的核心部分。

实现运算器的操作,特别是四则运算,必须选择合理的运算方法。它直接影响运算器的性能,也关系到运算器的结构和成本。另外,在进行数值计算时,结果的有效数位可能较长,必须截取一定的有效数位,由此而产生最低有效数位的舍入问题。选用的舍入规则也影响到计算结果的精确度。在选择计算机的数的表示方式时,应当全面考虑以下几个因素:要表示的数的类型(小数、整数、实数和复数):决定表示方式,可能遇到的数值范围:确定存储、处理能力。数值精确度:处理能力相关;数据存储和处理所需要的硬件代价:造价高低。运算器包括寄存器、执行部件和控制电路3个部分。在典型的运算器中有3个寄存器:接收并保存一个操作数的接收寄存器;保存另一个操作数和运算结果的累加寄存器;在运算器进行乘、除运算时保存乘数或商数的乘商寄存器。执行部件包括一个加法器和各种类型的输入输出门电路。控制电路按照一定的时间顺序发出不同的控制信号,使数据经过相应的门电路进入寄存器或加法器,完成规定的操作。为了减少对存储器的访问,很多计算机的运算器设有较多的寄存器,存放中间计算结果,以便在后面的运算中直接用作操作数。

B.控制单元:

控制单元负责程序的流程管理。正如工厂的物流分配部门,控制单元是整个CPU的指挥控制中心,由指令寄存器IR、指令译码器ID和操作控制器0C三个部件组成,对协调整个电脑有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序,依次从存储器中取出各条指令,放在指令寄存器IR中,通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作,然后通过操作控制器OC,按确定的时序,向相应的部件发出微操作控制信号。操作控制器OC中主要包括节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等控制逻辑。

1.指令系统

指令系统是计算机硬件的语言系统,也叫机器语言,它是软件和硬件的主要界面,从系统结构的角度看,它是系统程序员看到的计算机的主要属性。因此指令系统表征了计算机的基本功能决定了机器所要求的能力,也决定了指令的格式和机器的结构。对不同的计算机在设计指令系统时,应对指令格式、类型及操作功能给予应有的重视。

计算机所能执行的全部指令的集合,它描述了计算机内全部的控制信息和“逻辑判断”能力。不同计算机的指令系统包含的指令种类和数目也不同。一般均包含算术运算型、逻辑运算型、数据传送型、判定和控制型、输入和输出型等指令。指令系统是表征一台计算机性能的重要因素,它的格式与功能不仅直接影响到机器的硬件结构,而且也直接影响到系统软件,影响到机器的适用范围。

根据指令内容确定操作数地址的过程称为寻址。一般的寻址方式有立即寻址,直接寻址,间接寻址,寄存器寻址,相对寻址等。

一条指令实际上包括两种信息即操作码和地址码。操作码用来表示该指令所要完成的操作(如加、减、乘、除、数据传送等),其长度取决于指令系统中的指令条数。地址码用来描述该指令的操作对象,它或者直接给出操作数,或者指出操作数的存储器地址或寄存器地址(即寄存器名)。

2.微指令

在微程序控制的计算机中,将由同时发出的控制信号所执行的一组微操作称为微指令。所以微指令就是把同时发出的控制信号的有关信息汇集起来形成的。将一条指令分成若干条微指令,按次序执行就可以实现指令的功能。若干条微指令可以构成一个微程序,而一个微程序就对应了一条机器指令。因此,一条机器指令的功能是若干条微指令组成的序列来实现的。简言之,一条机器指令所完成的操作分成若干条微指令来完成,由微指令进行解释和执行。微指令的编译方法是决定微指令格式的主要因素。微指令格式大体分成两类:水平型微指令和垂直型微指令。

从指令与微指令,程序与微程序,地址与微地址的一一对应关系上看,前者与内存储器有关,而后者与控制存储器(它是微程序控制器的一部分。微程序控制器主要由控制存储器、微指令寄存器和地址转移逻辑三部分组成。其中,微指令寄存器又分为微地址寄存器和微命令寄存器两部分)有关。同时从一般指令的微程序执行流程图可以看出。每个CPU周期基本上就对应于一条微指令。

三.心得体会;

在做完这次课程论文后,让我再次加深了对计算机的组成原理的理解,对计算机的构建也有更深层次的体会。计算机的每一次发展,都凝聚着人类的智慧和辛勤劳动,每一次创新都给人类带来了巨大的进步。计算机从早期的简单功能,到现在的复杂操作,都是一点一滴发展起来的。这种层次化的让我体会到了,凡事要从小做起,无数的‘小’便成就了‘大’。

现在计算机仍以惊人的速度发展,期待未来的计算机带给人们更大的惊喜和进步。

四.结语:

自从1945年世界上第一台电子计算机诞生以来,计算机技术迅猛发展,CPU的速度越来越快,体积越来越小,价格越来越低。计算机界据此总结出了“摩尔法则”,该法则认为每18个月左右计算机性能就会提高一倍。

越来越多的专家认识到,在传统计算机的基础上大幅度提高计算机的性能必将遇到难以逾越的障碍,从基本原理上寻找计算机发展的突破口才是正确的道路。很多专家探讨利用生物芯片、神经网络芯片等来实现计算机发展的突破,但也有很多专家把目光投向了最基本的物理原理上,因为过去几百年,物理学原理的应用导致了一系列应用技术的革命,他们认为未来光子、量子和分子计算机为代表的新技术将推动新一轮超级计算技术革命。

五.参考文献:

【1】计算机组成原理,唐朔飞

【2】计算机组成原理,白中英

计算机组成原理是计算机专业一门重要的主干课程,以数字逻辑为基础的课程。同时也是计算机结构、 操作系统 等专业课的学习基础。下面是我给大家推荐的计算机组成原理论文,希望大家喜欢!

计算机组成原理论文篇一

《计算机组成原理课程综述》

摘要:计算机组成原理是计算机专业一门重要的主干课程,以数字逻辑为基础的课程。同时也是计算机结构、操作系统等专业课的学习基础。课程任务是使学生掌握计算机组成部件的工作原理、逻辑实现、设计 方法 及将各部件接连成整机的方法,建立CPU级和硬件系统级的整机概念,培养学生对计算机硬件系统的分析、开发与设计能力。同时该课程也是学好计算机硬件系列课程的重要基础。所以,我们需要了解计算机的基本概念、计算机硬件系统以及软件系统的组成及其基本功能。学习计算机的各个基本组成部件及控制单元的工作原理,掌握有关软件、硬件的基本知识,尤其是各基本组成部件有机连接构成整机的方法。

关键词:计算机系统;硬件结构;软件结构;控制单元

一、计算机组成原理课程综述

顾名思义,计算机组成原理就是介绍计算机的组成,冯-诺依曼计算机由五大部件组成,分别是运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。现今绝大部门都是此类型计算机。通过对这么课的学习对计算机的组成有个整体的概念。计算机组成原理从内容上看一、虽然计算机的五大部件自成体系,较为独立,但是从整体来看,还是具有明显的整体性;二、某些设计思想可应用于不同的部件,具有相通性,例如并行性思想。

二、课程主要内容和基本原理

(一)计算机系统

计算机系统是由“硬件”和“软件”两大部分组成。所谓硬件是指计算机的实体部分,它由看得见摸的着的各种电子元器件,各类光、电、机设备的实物组成,如主机、外部设备等。所谓软件,它看不见摸不着,由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。通常把这些程序寄寓于各类媒体(如RAM、ROM、磁带、磁盘、光盘、甚至纸袋),他们通常存放在计算机的主存或辅存内。

(二)系统总线

计算机系统的五大部件之间的互连方式有两种,一种是各部件之间使用单独的连线,称为分散连接;另一种是将各部件连到一组公共信息传输线上,称为总线连接。

总线是连接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质。当多个部件相连时,如果出现两个或两个以上部件同时向总线发送信息,势必导致信号冲突,传输无效。因此,在某一时刻,只允许有一个部件向总线发送信息,而多个部件可以同时从总线上接收相同的信息。

总线分为片内总线、系统总线和通信总线。片内总线是指芯片内部的总线;系统总线又可分为三类:数据总线、地址总线和控制总线。

总线的周期可分为四个阶段:申请分配阶段、寻址阶段、传数阶段、结束阶段。

总线与计算机所有的器件数据传输都离不开关系,是计算机工作的基础。

(三)存储器

存储器按存储介质分类:半导体存储器、磁表面存储器、磁芯存储器、光盘存储器。按存取方式分类:随机存储器RAM、只读存储器ROM、串行访问存储器。按在计算机中的作用分类:主存储器、辅助存储器。按在计算机系统中的作用分类:主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器Cache、控制存储器。其中静态RAM是用触发器工作原理存储信息,因此即使信息读出后,他仍然保持其原状,不需要再生,但是电源掉电时,原存储信息丢失。动态RAM是靠电容存储电荷的原理来寄存信息。但是电容上的电荷只能维持1~2ms,因此即使电源不掉电,信息也会因此自动消失,为此,必须在2ms内对其所有存储单元恢复一次原状态,这个过程称为再生或刷新。

由于单个存储芯片的容量总是有限的,很难满足实际的需要,因此要进行位扩展和字扩展。存储芯片的容量不同,其地址线也不同,通常将CPU地址线的低位与存储芯片的低址线相连。

同样,CPU的数据线数与存储芯片的数据线也不一定相等。此时,必须对存储芯片扩位,使其位数与CPU的数据线相等。

高速缓冲存储器cache主要解决主存与CPU速度不匹配的问题。主存与cache地址映射关系有:直接相联映射、全相联映射、组相联映射。

(四)输入输出系统

I/O设备与主机的联系方式:统一编址和不统一编址。统一编址就是将I/O地址看做是存储器地址的一部分。不统一编址是指I/O地址和存储器地址是分开的,所有对I/O设备的访问必须有专用的I/O指令。传送方式有串行传送和并行传送。I/O设备与主机信息传送的控制方式有三种:程序查询方式(主机与设备是串行工作的),程序中断方式(程序与主机是并行工作的)和DMA方式(主机与设备是并行工作的)。DMA方式工作:1、中断 cpu 访存,2、挪用周期,3、与CPU交互访存。输出设备有打印机, 显示器 等。

(五)计算方法

计算机的运行需要有运算的参与,参与运算的数有无符号类和有符号类。掌握二进制原码和补码的加减乘除运算。

(六)指令系统

指令由操作码和地址码两部分组成,操作码用来指明该指令所要完成的操作,例如加减,传送,移位,转移等;其位数反映了操作的种类也即机器允许的指令条数。地址码用来指出该指令的源操作数的地址(一个或两个)、结果的地址以及下一条指令的地址。指令寻址分为顺序寻址和跳跃寻址两种。其寻址方式分为10种,分别是:立即寻址,直接寻址,隐含寻址,间接寻址,寄存器寻址,寄存器间接寻址,基址寻址,变址寻址,相对寻址,堆栈寻址。指令格式有零地址,一地址,二地址,三地址等。需能分析指令格式所含的意义。

(七)CPU的结构与功能

CPU实质包括运算器和控制器两大部分,基本功能是取指令,分析指令,执行指令。CPU的寄存器有用户可见寄存器:通用寄存器,数据寄存器,地址寄存器,条件码寄存器。控制和状态寄存器:存储器地址寄存器,存储器数据寄存器,程序寄存器,指令寄存器。指令流水处理减少了运行时间,提高机器效率。中断系统在前面章节介绍过,此处在简单补充一些,引起中断的有很多种因素:人为设置的中断,程序性事故,硬件故障,I/O设备,外部事件。中断判优可用硬件实现,也可用软件实现。中断服务程序入口地址的寻找方法:硬件向量方法和软件查询法。中断响应的过程:响应中断的条件,响应中断的时间,中断隐指令和关中断。其中中断隐指令就是机器指令系统中没有的指令,他是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令。在中断响应之前需要对现场进行保护,中断结束之后需要对现场进行恢复。中断屏蔽技术主要用于多级中断,屏蔽技术可以改变优先级。

(八)控制单元的功能

控制单元具有发出各种微操作(即控制信号)序列的功能。取指周期可以归纳为以下几个操作,>>(MAR)->>(IR)->CU6(PC)+1->PC。间址周期:(IR)->>(MAR)->>AD(IR).执行周期中不同执行周期的微操作是不同的:1、非访存类指令2、访存指令3、转移类指令。非访存类指令:1、清除累加器指令CLA----0->ACC;2、累加器取反指令、算数右移一位指令SHRL(ACC)->R(ACC),ACC0->ACC0;4、循环左移一位指令CSLR(ACC)->L(ACC)ACCo->ACCn;5、停机指令0->G。访存指令:这类指令在执行阶段都需要访存存储器。

1、加法指令ADDX。

2、存数指令STAX(3)取值指令LDAX。转移类指令:

(1)无条件转移指令JMPX。

(2)条件转移指令BANX。在执行周期结束时刻,cpu要查询是否有请求中断的事件发生,如果有则进入中断周期。在中断周期,由中断隐指令自动完成保护断点、寻找中断服务程序入口地址以及硬件关中断的操作。控制信号的外特性:a.输入信号:时钟,指令寄存器,标志,来自系统总线的控制信号。b.输出信号:CPU内的控制信号,送至系统总线的信号。

常见的控制方式有同步控制,异步控制,联合控制和人工控制。

(九)控制单元的设计

组合逻辑的设计又称硬布线控制器,由门电路和触发器构成的复杂树形网络形成的逻辑电路。安排微操作节拍时注意以下三点:1、有些微操作的次序是不容改变的,故安排微操作的节拍时必须注意微操作的先后顺序。2、凡是控制对象不同的微操作,若能在一个节拍内执行,应尽可能安排在同一个节拍内,以节省时间。3、如果有些微操作所占的时间不长,应该将它们安排在一个节拍内完成,并且允许这些微操作有先后次序。微程序的设计:采用微程序设计方法设计控制单元的过程就是编写每一条机器指令的微程序,他是按执行每一条机器指令所需要的微操作命令的先后顺序而编写的,因此,一条机器指令对应一个微程序。微指令的基本格式共分为两个字段,一个为操作控制字段,该字段发出各种控制信号;另一个为顺序控制字段,它可以指出下条微指令的地址(简称下地址),以控制微指令序列的执行顺序。工作原理:取指阶段:取微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址---取下一条微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址。执行阶段:取数指令微程序首地址的形成---取微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址---取微命令.........循环。微指令的编码方式:直接编码方式,字段直接编码方式,字段间接编码方式,混合编码。后序微指令地址的形成方式:断定方式,根据机器指令的操作码形成,增量计数器法,分支转移,通过测试网络形成,由硬件产生微程序入口地址。微指令格式:水平型微指令,垂直型微指令。

三、实际应用

自ENIAC问世后将近30余年的时间里,计算机一直被作为大学和研究机构的娇贵设备。在20世纪70年代中后期,大规模集成工艺日趋成熟,微芯片上集成的晶体管数一直按每3年翻两番的Moore定律增长,微处理器的性能也按此几何级数提高,而价格也以同样的几何级数下降,以至于以前需花数百万美元的机器(如80MFLOPS的CRAY)变得价值仅为数千美元(而此类机器的性能可达200MFLOPS),至于对性能不高的微处理器芯片而言,仅花数美元就可购到。正因为如此,才使得计算机走出实验室而渗透到各个领域,乃至走进普通百姓的家中,也使得计算机的应用范围从科学计算,数据处理等传统领域扩展到办公自动化,多媒体,电子商务,虚拟工厂,远程 教育 等,遍及社会,政治,经济,军事,科技以及个人 文化 生活和家庭生活的各个角落。

四、 心得体会

计算机科学与技术的发展日新月异,但是都离不开计算机组成原理,这门课不要死记硬背,重在理解,工科类的学习不是死记硬背就会的,还是要理解记忆才会牢靠。在做完这次课程论文后,让我再次加深了对计算机的组成原理的理解,对计算机的构建也有更深层次的体会。计算机的每一次发展,都凝聚着人类的智慧和辛勤劳动,每一次创新都给人类带来了巨大的进步。计算机从早期的简单功能,到现在的复杂操作,都是一点一滴发展起来的。

五、结语

通过对计算机组成原理这门课程的学习,使我对计算机软件和硬件技术有了一个更深入的了解,包括各种计算机的基本原理以及计算机的艰难发展历程,这门课程注重理论知识,理论知识是一切技术的最基本,也是我们必须要掌握好的。在这次课程综述论文过程中,我到图书馆查阅资料,上网查资料,让我深刻认识到计算机组成原理的重要性,也了解了许多书上没有的知识,受益匪浅。

六、参考文献

1、唐朔飞《计算机组成原理》高等教育出版社第2版

计算机组成原理论文篇二

《计算机组成原理的探讨》

摘要:计算机组成原理是计算机专业人员必须掌握的基础知识。显而易见《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心的专业必修课程。本课程侧重于讲授计算机基本部件的构造和组织方式、基本运算的操作原理以及部件和单元的设计思想等。但计算机硬件技术的发展十分迅速,各类新器件、新概念和新内容不断涌现,这就要求我们要与时俱进,自主学习新知识。计算机是一门应用广泛、使用面积广、技术含量高的一门学科和技术,生活中的任何一个角落都离不开计算机的应用,生活中的无处不在需要我们了解和清楚计算机的相关知识。本文从《计算机组成原理》基础课程的各个方面对计算机组成原理做了详细的解释。

关键字:构造组织方式;基本运算;操作原理;设计思想

(一)、计算机组成原理课程综述

随着计算机和通信技术的蓬勃发展,中国开始进入信息化时代,计算机及技术的应用更加广泛深入,计算机学科传统的专业优势已经不再存在。社会和应用对学生在计算机领域的知识与能力提出了新的要求。专家们指出,未来10~15年是我国信息技术发展的窗口期、关键期。

《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业必修的一门专业主干课程。课程要求掌握计算机系统各部件的组成和工作原理、相互联系和作用,最终达到从系统、整机的角度理解计算机的结构与组成,并为后续课程的学习奠定基础。因此掌握计算机的组成原理就显得尤为重要,这就要求课程的编写要深入浅出、通俗易懂。本课程在体系结构上改变了自底向上的编写习惯,采用从外部大框架入手,层层细化的叙述方法。这样便更容易形成计算机的整体观念。

该课程总共分为四篇十章,第一篇(第1、2章)主要介绍计算机系统的基本组成、应用与发展。第二篇(第3、4、5章)详细介绍了出CPU外的存储器、输入输出系统以及连接CPU、存储器和I/O之间的通信总线。第三篇(第6、7、8、章)详细介绍了CPU(除控制单元外)的特性、结构和功能,包括计算机的基本运算、指令系统和中断系统等。第四篇(9、10章)专门介绍控制单元的功能,以及采用组合逻辑和微程序方法设计控制单元的设计思想和实现 措施 。

(二)、课程主要内容和基本原理

《计算机组成原理》是“高等学校计算机基础及应用教材”中的一本硬件基础教材,系统地介绍了计算机单处理机系统的组成及其工作原理。

主要内容包括:计算机系统概论,运算方法和运算器,存储系统,指令系统,中央处理器,总线及其互联机构,输入/输出系统。它是一门理论性强,而又与实际结合密切的课程,其特点是内容覆盖面广,基本概念多,并且比较抽象,特别是难以建立计算机的整机概念。本书以冯·诺依曼计算机结构为主线,讲授单处理机系统各大部件的组成、工作原理以及将各大部件连接成整机的工作原理。从教学上,本课程是先导课程和后续课程之间承上启下的主干课程,是必须掌握的重要知识结构。

(三)实际应用:科学计算和数据处理

科学计算一直是计算机的重要应用领域之一。其特点是计算量大和数值变化范围大。在天文学、量子化学、空气动力学和核物理学等领域都要依靠计算机进行复杂的运算。例如,人们生活难以摆脱的天气预报,要知道第二天的气候变化,采用1MIPS的计算机顷刻间便可获得。倘若要预报一个月乃至一年的气候变化,是各地提前做好防汛、防旱等工作,则100MIPS或更高的计算机才能满足。现代的航空、航天技术,如超音速飞行器的设计、人造卫星和运载火箭轨道的计算,也都离不开高速运算的计算机。

此外,计算机在 其它 学科和工程设计方面,诸如数学、力学、晶体结构分析、石油勘探、桥梁设计、建筑、土 木工 程设计等领域内,都得到了广泛的应用。

数据处理也是计算机的重要应用领域之一。早在20世纪五六十年代,人们就把大批复杂的事务数据交给了计算机处理,如政府机关公文、报表和档案。大银行、大公司、大企业的财务、人事、物料,包括市场预测、情报检索、经营决策、生产管理等大量的数据信息,都有计算机收集、存储、整理、检索、统计、修改、增删等,并由此获得某种决策数据或趋势,供各级决策指挥者参考。

(四)心得体会

这学期我们学习了计算机组成原理这门课,通过对这门课程的学习,让我对计算机的基本结构,单处理机的系统的组成与工作原理有了更加深入的了解和体会。下面我就对这学期的学习做个 总结 ,讲讲有关学习计算机组成原理的心得。

《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业一门核心专业基础课,在专业课程内起着承上启下的作用。这门课程是要求我们通过学习计算机的基本概念、基本结构,对组成计算机的各个部件的功能和工作过程、以及部件间的连接有较全面、较系统的认识,形成较完整的计算机组成与工作原理模型。

计算机组成原理第一章——计算机系统的概论。计算机是由硬件和软件组成的,计算机的硬件包括运算器,存储器,控制器,适配器,输入输出设备的本质所在。计算机系统是一个有硬件和软件组成的多层次结构,它通常由微程序级,一般机器级,操作系统级,汇编语言级,高级语言级组成,每一级都能进行程序设计,且得到下面各级的支持。

计算机组成原理第二章——计算机的发展与应用;简要介绍了计算机的发展史以及它的应用领域。计算机的应用领域很广泛,应用于科学计算和数据处理;工业控制和实时控制;办公自动化和管理信息系统等等。

计算机组成原理第三章——总线系统。计算机总线的功能与组成,总线的概念、连接方式、总线的仲裁、总线的定时以及总线接口的概念的基本功能都需要有深入的了解。

计算机组成原理第四章——存储系统。应重点掌握随机读写存储器的字位扩张情况,主存储器的组成与设计,cache存储器的运行原理以及虚拟存储器的概念与实现。

计算机组成原理第五章——输入/输出系统以及外围设备。计算机输入/输出设备与输入/输出系统综述,显示器设备,针式打印机设备,激光印字机设备;以及磁盘设备的组成与运行原理,磁盘阵列技术。输入/输出系统的功能与组成;教学机的总线与输入/输出系统实例。几种常用的输入/输出方式,中断与DMA的请求、响应和处理。

计算机组成原理第六章——运算方法和相关的运算器。尽管有些计算比较麻烦,可这些是学习的基础。以及相关的指令系统和处理器的工作原理。使我们在概论的基础上对计算机组成原理有了更深一步的了解。

计算机组成原理第七章——指令系统。控制单元必须要发出相应的指令,机器才能完成相应的操作。本章介绍了指令的一般格式和寻址方式,不同的寻址方式操作数的有效地址计算也是不同的。

计算机组成原理第八章,是重点的重点——中央处理器。重点掌握到内容很多:CPU的功能与基本组成,微程序控制器的相关与微程序设计技术。

计算机组成原理第九章——控制单元的功能。指令周期分为4个阶段,即取指周期、间址周期、执行周期和中断周期。控制单元会为完成不同指令所发出的各种操作命令。

计算机组成原理第十章——控制单元的设计。有两种设计方法:组合逻辑设计和微程序设计。

通过本课程让我了解到,本课程是计算机专业本科生必修的硬件课程中重要核心课程之一。基本要求是使学生掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法,学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理。当我第一次接触这门课程时有些枯燥、乏味,学起来很吃力,但我还是决心努力学好这门课程。因为它不仅是专业课,而且以后也是 考研 科目,而且它的具有重要的承上启下的作用,如果学不好,那在以后专业课的学习中就会遇到更多的难点和困惑,很容易形成破罐子破摔的情形。

现在一个学期就快要过去了,基本的课程也已结束。由于老师细致全面的讲授和我自己课下的反复学习,这门课已经在我心里形成了一个大概的理解和知识体系,有种“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”的感觉。

结语

计算机组成原理是计算机专业本科生必修的硬件课程中重要核心课程之一。基本要求是使我们掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法,学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理,学习计算机设计中的入门性知识,掌握维护、使用计算机的技能。计算机组成原理是计算机专业的基础课。

通过对计算机组成原理知识的整理和实际应用,我深刻了解到掌握计算机组成原理的重要姓,了解到了计算机组成原理学基础在生活、工作等生活各个方面的重要姓和不可缺少姓。另一方面,通过学习也认识到了计算机组成原理学在一些微小方面一些不足和亟待于解决的问题或者小缺陷,这是我通过整理计算机组成原理而获得的极大收获。我相信这次的学习会对我以后的学习和工作产生非常大的影响力。

这门课对于使我们了解现代计算机的各个组成部分及其工作原理具有重要作用,对于我们后续课程的学习无疑也具有积极的意义。

(六)参考文献

[1]唐朔飞.计算机组成原理[M].北京:高等教育出版社,2000.

[2]唐朔飞.计算机组成原理:学习指导与习题解答[M].北京:高等教育出版社,2005.

[3]孙德文,等.微型计算机技术[M].修订版.北京:高等教育出版社,2006.

[4]张晨曦,等.计算机体系结构[M].2版.北京:高等教育出版社,2006.

[5]白中文,等.计算机组成原理[M].3版.北京:高等教育出版社,2002.

[6][M].,2005

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20. 工资管理系统

组成原理课程设计论文

当代,论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章,简称之为论文。它既是探讨问题进行学术研究的一种手段,又是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。它包括学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等。接下来我为你带来组成原理课程设计论文,希望对你有帮助。

一、 实验名称:运算器实验

二、 实验目的:

1.学习数据处理部件的工作方式控制。 2. 学习机器语言程序的运行过程。

三、 实验原理:

CP226实验仪的运算器由一片CPLD实现,包括8种运算功能。运算时先将数据写到寄存器A和寄存器W中,根据选择的运算方式系统产生运算结果送到直通门D。

实验箱上可以向DBUS送数据的寄存器有:直通门D、左移门L、右移门R、程序计数器PC、中断向量寄存器IA、外部输入寄存器IN和堆栈寄存器ST。它们由138译码器的

四、 实验内容:

1. 计算37H+56H后左移一位的值送OUT输出。 2. 把36H取反同54H相与的值送人R1寄存器。

五、 实验步骤:

实验内容(一):

1. 关闭电源。用8位扁平线把J2和J1连接。

2. 用不同颜色的导线分别把K0和AEN、K1和WEN、K2和S0、K3和S1、K4和S2、

K6和X0、K7和X1、K8和X2、K9和OUT连接。 3. K15~K0全部放在1位,K23 ~K16放0位。

4. 注视仪器,打开电源,手不要远离电源开关,随时准备关闭电源,注意各数码管、

发光管的稳定性,静待10秒,确信仪器稳定、无焦糊味。 5. 设置实验箱进入手动模式。

6. 设置K0=0,K8K7K6=000,K23 ~K16=0011 0111。 7. 按下STEP键,在A寄存器中存入37。 8. 设置K0=1,K1=0,K23 ~K16=0101 0110。 9. 按下STEP键,在W寄存器中存入56。

10. 设置K0=1,K1=1,K8K7K6=110,K4K3K2=000。 11. 按下STEP键,L寄存器显示1A。 12. 设置K9=0,其他保持不变。

13. 按下STEP键,OUT寄存器显示1A。 14. 关闭实验箱电源。

实验内容(二):

1. 基本与实验内容(一)的前5个步骤相同(去掉连接OUT寄存器的导线)。 2. 连接K10和SA,K11和SB,K12和RWR。

3. 设置K0=0,K8K7K6=000,K23~K16=0011 0110。 4. 按下STEP键,A寄存器显示36。 5. 设置K8K7K6=100,K4K3K2=110。 6. 按下STEP键,A寄存器显示9C。

7. 设置K1K0=01,K8K7K6=000,K4K3K2=111,K23~K16=0100 0101。 8. 按下STEP键,W寄存器显示45。

9. 设置K1K0=11,K8K7K6=100,,4K3K2=011,K10K11=10,K12=0。 10. 按下STEP键,D寄存器和R1寄存器显示40。 11. 关闭实验箱电源。

六、 实验结论:

实现数据处理部件的工作方式控制和机器语言程序的运行过程。

七、 体会:

通过本次试验,我对运算器实验了解更深了并进一步巩固了第一周所学的内容。

八、 思考题:

如何计算3456H+12EFH的值? 答:

通过CP226实验仪,把S2S1S0设置为100,可以使用带进位加法运算。由于是四位16进制,可以把它拆开,从个位开始计算,一位一位向上计算通过带进位加法器,即算(64H*64H+64H*10H*3H+64H*3H+10H*9H+8h)+(64H*10H*4H+64H*8H+10H*4H+7H)

【实验环境】

1. Windows 2000 或 Windows XP

2. QuartusII、GW48-PK2或DE2-115计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。

【实验目的】

1、熟悉原理图和VHDL语言的编写。2、验证全加器功能。

【实验原理】

设计一个一位全加器,能完成两个二进制位的加法操作,考虑每种情况下的进位信号,完成8组数据的操作。

【实验步骤】

建立工程项目

 原理图设计

新建项目后,就可以绘制原理图程序了。下面以一位全加器如图1-12所示为例,讲解原理图的编辑输入的方法与具体步骤。

图1-12 一位全加器原理图

(1)执行菜单“File”→“New…”,或在工具栏中单击图标,弹出如图1-13所示的“New”对话框。在此对话框的“Design Files”项中选择“Block Diagram/Schematic File”,在单击“OK”按钮,QuartusⅡ的主窗口进入如图1-14所示的原理图工作环境界面。

图1-13 “New”对话框

(2)在如图1-14所示的原理图工作环境界面中单击图标或在原理图编辑区的空白处双击鼠标或在原理图编辑区的空白处右键单击在弹出的菜单中选择“Insert”中的任意一个,弹出如图1-15所示的元件输入对话框,在“Name”栏中直接输入所需元件名或在“Libraries: ”的相关库中找到合适的元件,再单击“OK”按钮,然后在原理图编辑区中单击鼠标左键,即可将元件调入原理图编辑区中。为了输入如图1-12所示的原理图,应分别调入and2、xor2、or3、input、output。对于相同的器件,可通过复制来完成。例如3个and2门,器操作方法是,调入一个and2门后,在该器件上单击鼠标右键,在弹出的菜单中选择“Copy”命令将其复制,然后在合适的位置上右键,在弹出的菜单中选择“Paste”命令将其粘帖即可。1

图1-14 原理图工作环境界面

图1-15 元件输入对话框

如果元件放置好后,需要改元件的位置时,对于单个器件而言,在该器件上按住鼠标左键,拖到合适的位置后再松开鼠标左键即可;对于多个器件而言,应该按下鼠标左键框选需要移动的所有器件,然后将光标移动到选择的器件上,待光标变成可移动的“十”字光标,此时按住鼠标左键将其拖到合适的位置即可。

如果要删除元件时,应先将元件选中,然后按“Del”键或右键在弹出的菜单中选择“Del”。

如果要旋转元件时,应先将元件选中,然后右键在弹出的菜单中可选“Filp Horizontal”(水平翻转)、“Filp Vertical”(垂直翻转)、“Rotate by Degrees”(逆时针方向旋转,可选90°、180°、270°)等命令。

(3)将光标指向元件的引脚上,光标变成“十”字形状,按下鼠标左键并拖动,就会有导线引出,连接到另一端的元件上后,松开鼠标左键,即可绘制好一根导线,按此方法绘制好全部导线,如图1-16所示。

2

图1-16 导入元件和绘制导线(注意:用鼠标拖出的导线只能最多转一个弯)

图1-17 修改引脚名对话框

(4)双击或右键单击“pin_name”输入引脚,将弹出如图1-17所示的对话框。在此对话框的“Gerneral”页的“Pin name(s) ”项中输入引脚名,如:S,然后单击“确定”按钮,即可将“pin_name”输入引脚名改为“S”。按此方法依次修改其他引脚。修改后如图1-16所示。

(5)执行菜单命令“File”→ “Save…”,或在工具栏中单击

名并单击“保存”按钮即可(此时最好不要更改存储路径)。

图标,弹出“Save AS”对话框,在此对话框中输入文件

顶层VHDL文件设计

 创建工程和编辑设计文件

首先建立工作库,以便设计工程项目的存储。任何一项设计都是一项工程(Project),都必须首先为此工程建立一个放置与此工程相关的所有文件的文件夹,此文件夹将被EDA软件默认为工作库(Work Library)。

在建立了文件夹后就可以将设计文件通过QuartusII的文本编辑器编辑并存盘,详细步骤如下:

1、新建一个文件夹。利用资源管理器,新建一个文件夹,如:e : eda 。注意,文件夹名不能用中文。

2、输入源程序。打开QuartusII,选择菜单“File”“New”,在New窗中的“Device Design Files”中选择编译文件的语言类型,这里选“VHDL Files”(如图2-1所示)。然后在VHDL文本编译窗中键入VHDL程序(如图2-2所示)。3

图2-1 选择编辑文件的语言类型

图2-2编辑输入设计文件(顶层设计文件)

图2-3利用“New Preject Wizard”创建工程

一、 实验目的与要求

(1) 掌握Cache 控制器的原理及其设计方法。

(2) 熟悉CPLD 应用设计及EDA 软件的使用。

二、 实验设备

PC 机一台,TD-CM3+或TD-CMX 实验系统一套。

三、 实验原理

本实验采用的地址变换是直接映象方式,这种变换方式简单而直接,硬件实 现很简单,访问速度也比较快,但是块的冲突率比较高。其主要原则是:主存中一块只能映象到Cache 的一个特定的块中。

假设主存的块号为B,Cache 的块号为b,则它们之间的映象关系可以表示 为:b = B mod Cb

其中,Cb 是Cache 的块容量。设主存的块容量为Mb,区容量为Me,则直接 映象方法的关系如图2-2-1 所示。把主存按Cache 的大小分成区,一般主存容量为Cache 容量的整数倍,主存每一个分区内的块数与Cache 的总块数相等。直接映象方式只能把主存各个区中相对块号相同的那些块映象到Cache 中同一块号的那个特定块中。例如,主存的块0 只能映象到Cache 的块0 中,主存的块1 只能映象到Cache 的块1 中,同样,主存区1 中的块Cb(在区1 中的相对块号是0)

也只能映象到 Cache 的块0 中。根据上面给出的地址映象规则,整个Cache 地址与主存地址的低位部分是完全相同的。

直接映象方式的地址变换过程如图2-2-2 所示,主存地址中的块号B 与Cache 地址中的块号b 是完全相同的。同样,主存地址中的块内地址W 与Cache 地址中的块内地址w 也是完全相同的,主存地址比Cache 地址长出来的部分称为区号E。

1

在程序执行过程中,当要访问 Cache 时,为了实现主存块号到Cache 块号的变换,需要有一个存放主存区号的小容量存储器,这个存储器的容量与Cache 的块数相等,字长为主存地址中区号E 的.长度,另外再加一个有效位。

在主存地址到Cache 地址的变换过程中,首先用主存地址中的块号去访问区号存储器(按地址访问)。把读出来的区号与主存地址中的区号E 进行比较,根据比较结果和与区号在同一存储字中的有效位情况作出处理。如果区号比较结果相等,有效位为‘1’,则Cache 命中,表示要访问的那一块已经装入到Cache 中了,这时Cache 地址(与主存地址的低位部分完全相同)是正确的。用这个Cache 地址去访问Cache,把读出来的数据送往CPU。其他情况均为Cache没有命中,或称为Cache 失效,表示要访问的那个块还没有装入到Cache 中,这时,要用主存地址去访问主存储器,先把该地址所在的块读到Cache 中,然后CPU 从Cache 中读取该地址中的数据。

本实验要在CPLD 中实现Cache 及其地址变换逻辑(也叫Cache 控制器),采用直接相联地址变换,只考虑CPU 从Cache 读数据,不考虑CPU 从主存中读数据和写回数据的情况,Cache和CPU 以及存储器的关系如图2-2-3 所示。

Cache 控制器顶层模块如图2-2-4 所示,主存地址为A7A0,共8 位,区号E 取3 位,这样Cache 地址还剩5 位,所以Cache 容量为32 个单元,块号B 取3 位,那么Cache 分为8 块,块内地址W 取2 位,则每块为4 个单元。图2-2-4 中,WCT 为写Cache 块表信号,CLR 为系统总清零信号,A7A0 为CPU 访问内存的地址,M 为Cache 失效信号,CA4CA0 为Cache 地址,

2

MD7MD0 为主存送Cache 的数据,D7D0 为Cache 送CPU 数据,T2 为系统时钟, RD 为CPU 访问内存读信号,LA1 和LA0 为块内地址。

在 QuartusII 软件中先实现一个8 位的存储单元(见例程中的),然后用 这个8位的存储单元来构成一个32 X 8 位的Cache(见例程中的),这样就实现了Cache的存储体。

再实现一个4 位的存储单元(见例程中的),然后用这个4 位的存储单

来构成一个8 X 4 位的区表存储器,用来存放区号和有效位(见例程中的),在这个文件中,还实现了一个区号比较器,如果主存地址的区号E 和区表中相应单元中的区号相等,且有效位为1,则Cache 命中,否则Cache 失效,标志为M,M 为0 时表示Cache 失效。

当Cache 命中时,就将Cache 存储体中相应单元的数据送往CPU,这个过程比较简单。 当Cache 失效时,就将主存中相应块中的数据读出写入Cache 中,这样Cache 控制器就要产生访问主存储器的地址和主存储器的读信号,由于每块占四个单元,所以需要连续访问四次主存,这就需要一个低地址发生器,即一个2 位计数器(见例程中的),将低2 位和CPU 给出的高6 位地址组合起来,形成访问主存储器的地址。M 就可以做为主存的读信号,这样,在时钟的控制下,就可以将主存中相应的块写入到Cache 的相应块中,

最后再修改区表(见例程中的()。

四、 实验步骤

1、实验接线:

3

2、实验步骤:

(1) 使用Quartus II 软件编辑实现相应的逻辑并进行编译,直到编译通过,Cache 控

器在EPM1270 芯片中对应的引脚如图2-2-5 所示,框外文字表示I/O 号,框内文字表示该引脚的含义(本实验例程见‘安装路径Cpld ’工程)

(2) 关闭实验系统电源,按图2-2-6 连接实验电路,并检查无误,图中将用户需要连接的信号用圆圈标明。

(3) 打开实验系统电源,将生成的POF 文件下载到EMP1270 中去,CPLD 单元介绍见实验。

(4) 将时序与操作台单元的开关KK3 置为‘运行’档,CLR 信号由CON 单元的CLR 模拟给出,按动CON 单元的CLR 按钮,清空区表。

(5) 预先往主存写入数据:联机软件提供了机器程序下载功能,以代替手动读写主存,机器程序以指定的格式写入到以TXT 为后缀的文件中。

微型计算机原理及应用论文

随着人们对计算机紧凑性设计的要求越来越高,计算机的CPU芯片也在朝着高度集成的方向不断发展,由此造成其在性能方面对温度也更加敏感,其散热技术也成为了相关领域的研究 热点 。下面是我为大家推荐的 cpu 对计算机影响论文,供大家参考。

cpu对计算机影响论文 范文 一:计算机CPU论文

摘要: CPU 是计算机进行运算的核心, 主要性能指标有字长、频率、高速缓存、前端总线频率、超线程技术的应用、支持的扩展指令集等对整个计算机的性能起着至关重要的作用。在计算机的使用中常见的CPU 超频故障、计算机感染病毒使CPU 性能大幅度下降,偶伴随 死机 等现象, 逐步掌握CPU 主要性能与故障的排除技巧, 达到举一反三的效果。

关键词: CPU; 性能指标; 高速缓存; 显示器 黑屏; 故障排除

1 计算机CPU 的主要性能指标

Central Processing Unit, CPU 通常也称“微处理器”或“中央处理器”, 是计算机进行运算的核心, 在计算机系统中相当于“大脑”,主要负责计算机的数据运算和发出计算机的控制指令, 是控制计算机中其他设备运行的“总指挥”。在计算机的发展过程中, CPU 技术的发展一直是计算机技术发展的重点, 在计算机的使用中CPU 的故障排除也是一个难点, 有待我们认真地研究, 以加深对CPU的了解, 逐步掌握CPU 常见故障的排除 方法 与技巧, 配合CPU 工作, 协调CPU 的处理速度, 在使用中达到举一反三的效果。

CPU“字长”是表示运算器性能的主要技术指标:在

计算机技术中, 把CPU 在单位时间内一次处理的二进制数的位数称为“字长”。一般情况下, 把单位时间内能处理为8 位数据的CPU 叫8 位CPU。同理, 64 位的CPU 在单位时间内能处理字长为64 位的二进制数据。字长是表示运算器性能的主要技术指标,通常等于CPU 数据总线的宽度。CPU 字长越长, 运算精度越高, 信息处理速度越快, CPU 性能也就越高。

CPU 的频率与CPU 的外频和倍频的关系:CPU 的频率是指计算机运行时的工作频率, 也称为“主频”或“时钟频率”。CPU 的频率表示CPU 内部数字脉冲信号振荡的速度, 代表了CPU 的实际运算速度, 单位是Hz。CPU 的频率越高, 在一个时钟周期内所能完成的指令数也就越多, CPU 的运算速度也就越快。

倍频越高, CPU 的频率就越高,CPU 实际运行的频率与CPU 的外频和倍频有关, CPU 的实际频率=外频!倍频。外频即CPU 的基准频率, 是CPU 与主板之间同步运行的速度。外频速度越高, CPU 就可以同时接受更多来自外围设备的数据, 从而使整个系统的速度进一步提高。倍频是CPU 运行频率与系统外频之间差距的参数, 也称为“倍频系数”, 通常简称为“倍频”。在相同的外频下, 倍频越高, CPU 的频率就越高。

主频越高, CPU 的速度也就越快,当我们使用CPU 时, 通常会说到“奔腾Ⅲ 600”、“奔腾4 ”等等, 其实, 这些型号里面的数字“600”和“”就是指CPU 的主频。CPU 的主频一般以MHz 为单位, 通常所说的“奔腾Ⅲ600”中的“600”实际上就是指该CPU 的主频是600MHz。但随着CPU 主频的提高, 一般以GHz( 1GHz=1000MHz) 为单位, 如“奔腾4 ”中的 即指该CPU 的工作频率是, 即3000MHz。一般说来,一个时钟周期完成的指令数是固定的, 因此主频越高, CPU 的速度也就越快。

缓存容量越大, 性能也就越高:

缓存(Cache) 的作用是为CPU 和内存进行数据

交换时提供一个高速的数据缓冲区。当CPU 要读取数据时, 首先会在缓存中寻找, 如果找到了则直接从缓存中读取, 如果在缓存中未能找到, 那么CPU 就从主内存中读取数据。CPU 缓存一般分为L1 高速缓存和L2 高速缓存。

一级高速缓存与二级高速缓存对CPU 的性能影响L1 高速缓存也称为一级高速缓存( L1Cache) 用于暂存部分指令和数据, 以使CPU 能迅速地得到所需要的数据。L1 高速缓存与CPU 同步运行, 其缓存容量大小对CPU 的性能影响较大。__L2 高速缓存也称为二级高速缓存( L2Cache) 的容量和频率对CPU 的性能影响也较大, 其作用就是协调

CPU 的运行速度与内存存取速度之间的差异。L2 高速缓存是CPU 晶体管总数中占得最多得一部分, 由于L2 高速缓存得成本很高, 因此L2 高速缓存得容量大小一般用来作为高端和低端CPU 产品得分界标准。目前CPU 的L2 高速缓存有低至64KB 的, 也有高达4MB 的。

前端总线频率比外频更具代表性:前端总线频率是AMD 公司在推出K7CPU 时提出的概念, 一直以来很多人都误认为这个名词是外频的一个别称。其实, 通常所说的外频是指CPU 与主板的连接速度, 这个概念建立在数字脉冲信号振荡速度的基础之上, 而前端总线频率指的是数据传输的实际速度, 即每秒钟CPU 可以接收的数据传输量。例如100MHz 外频是指数字脉冲信号在每秒钟振荡1000 万次, 而1001MHz 前端总线频率则是指CPU 每秒钟可接受的数据传输量是100MHz!64bit/8bit/Byte=800MB。就处理器速度而言, 前端总线比外频更具代表性。

CPU 的制造工艺直接关系到CPU 的电气性能:

CPU 在更高的频率下工作,线路宽度越小, CPU 的功耗和发热量就越低目前Inter 公司的主流产品的制造工艺已经达到 m 级别。由于CPU 制造完成后, 是一块不到1cm2 的硅晶片( 或集成电路) , 还要对其进行封装, 并安装引脚( 或称为“针”) 后才能插到主板上、通常所说的Socket478 和Socket939 中的数值的就是指该CPU 的引脚数, CPU 的封装一般有陶瓷封装和树脂封装两种。

超线程技术的应用超线程(Hyper- Threading,HT) 是Inter 公司为Pentium4 专门设计的一项技术。超线程是一种同步多线执行技术, 一款应用超线程技术的IntelCPU 可以在逻辑上被模拟成两个任务。当计算机系统应用超线程技术后, 可使整机性能提高25%以上。

支持的扩展指令集对提高CPU 的效率具有重要作用:指令集是CPU 用来计算和控制系统的命令, 是与硬件电路相配合的一系列指令。指令集是评价CPU 性能的重要指标之一。目前指令集有Intel 公司的MMX、SSE、SSE2、SSE3 和AMD 公司的“3DNow! ”等。MMX(Multi Media Extensions,多媒体扩展)指令集由Intel 公司开发, 包括57 条多媒体指令, 通常这些指令可以同时处理多个数据, 提高CPU 处理图形、视频和音频的能力。SSE(Streaming SIMDExtensions,单指令多数据流扩展)指令集是MMX指令集的扩展, 是Intel 公司在Pentium3 处理器中开始使用的。SSE2 支持双精度浮点数的SIMD 处理, 用在64 位CPU 中。SSE3 是Intel 公司在最新的Pentium 4 Prescott 处理器中为了增强Pentium 4 CPU 在多媒体方面的性能二新增加的一组指令集合, 有助于增强Intel CPU 的超线程功能。“3DNow! ”指令集广泛

应用于AMD 公司的K6- 2,K6- 3 以及Athlon( k7) 处理器中。在软件的配合下, 可以大幅度提高3D 处理性能。“3Dnow! ”指令集是最早的三维指令集。

2 计算机使用中CPU 常见故障的排除

故障现象:一般说来, CPU 是不容易出现故障的, 但由于超频或者电压工作不稳定和CPU 的制造工艺的不同等原因, 会导致CPU 不能正常工作, 显示器突然黑屏, 重启后无效, 更严重者会烧坏CPU。(1)CPU 超频是 DIY 族最喜欢干的事情, 有的CPU 本身不具备超频能力却硬要超频, 有的CPU 超频的余量很小, 却让它超出额定频率较大的范围工作, 其结果将导致电脑工作不正常, 经常出现死机现象。因为CPU 超频使用, 而且是硬超, 有可能是超频不稳定引起的故障。如开机后用手摸一下CPU, 发现非常烫, 则故障就可能在此。解决的方法是: 用户可以找到CPU 的外频与倍频跳线, 逐步降频后, 启动电源, 系统恢复正常, 显示器也就有了显示。也有可能是过度超频之后, 电脑启动时可能出现散热风扇转动正常, 但硬盘指示灯只亮了一下便没有反应了, 显示器也维持待机状态的故障。由于此时不能进入 BIOS 设置选项, 因此只能给CPU 降频。具体方法是打开机箱并在主板上找到给CMOS 放电的跳线, 给CMOS放电后重启系统即可。值得注意的是内存大小、硬盘速度、显卡速度,

特别是CPU 的性能指标, 对整个计算机的性能无不起着至关重要的作用, 因此盲目追求CPU 一级高速缓存与二级高速缓存、前端总线频率的高速并不可取。(2) 电压不正常导致CPU 烧坏。常见的故障现象是开机后黑屏, 只听到CPU 风扇在转动, 没有开机自检。解决方法: 根据故障现象可以排除电源的故障, 开机后风扇在转动, 说明计算机是通电的。但是不能自检, 也就不能听到“滴”的一声响, 此时怀疑是主板或CPU 的故障, 初步判断后, 采用替换法进行确认。首先找一台同等配置的好的计算机, 把此台计算机的CPU 拆下, 换到有故障的计算机上, 开机后如果能启动并正常进入系统, 说明该台计算机的故障就是CPU 有问题, 仔细查看CPU,发现针角处有发黑的地方, 说明是由于电压不稳定导致CPU 被烧坏。

计算机感染病毒, CPU 性能大幅度下降, 偶伴随死

机现象:(1)该故障原因可能是感染了病毒, 或磁盘碎片过多或CPU 温度过高。解决方法是首先可以使用杀毒软件查杀病毒, 然后使用Windows 附带的“磁盘碎片整理”程序进行整理。如果还不能解决问题, 则打开机箱, 查看CPU 散热器的风扇通电后是否转动, 如果不转动, 则更换新散热器即可。(2)蠕虫病毒发作使CPU 占用率为何高达100%。故障现象: 即开机使用一段时间后, 硬盘指示灯不停地闪, 同时

系统运行速度变得非常慢, “任务管理器”窗口中显示CPU 地占用率100%。只有重新启动才能继续使用。但过一段时间后又是如此。从故障描述可知, 计算机系统感染了某种蠕虫病毒。在正常情况下, 在不运行大型的程序时, CPU 在瞬间的占用率不可能为100%。而蠕虫病毒发作的时候就会将剩余的系统资源占满。这时, 用户可以在“任务管理器”窗口中查看哪个程序占用的CPU 资源最多, 如果是一个陌生的程序, 建议用户使用杀毒软件( 最好使用最新的杀毒库) 对系统进行彻底的检查。如果还无法解决该问题,最好重新安装 操作系统 , 并且安装病毒防火墙。这样, 能彻底解决问题。

CPU 风扇不转导致计算机死机:故障现象: 一台计

算机开机进入系统后不久就死机, 重新启动计算机后故障依旧。解决方法: 打开机箱, 查看机箱内各设备的运行情况, 发现CPU 风扇转动的很慢, 处于似转非转的状态, 由此想到造成重启的原因可能是由于CPU 风扇不能正常运转而导致CPU 无法散热, 从而使CPU 温度急剧上升, 最后出现死机。因为是突然黑屏, 可能是硬件有松动而引起接触不良。可打开机箱把硬件重新插一遍后开机, 有可能是显卡有问题, 因为从显示器的指示灯来判断无信号输出, 使用“替换法”检查, 显卡没问题, 那么此时有可能是显示器有故障,

使用“替换法”再检查, 同样没有发现问题, 接着检查CPU, 发现CPU 的针脚有点发黑和绿斑, 这是生锈的迹象。看来问题就在此处, 因为制冷片有结露的现象, 一定是制冷片的表面温度过低而结露, 导致CPU 长期处于潮湿的环境中, 日积月累, 就会产生太多锈斑, 造成接触不良, 从而发生此故障。找到问题的所在点后, 要拆掉CPU 风扇, 给风扇添加润滑油并清理风扇上的灰尘, 再重新安装CPU 风扇。开机后CPU 风扇转动正常, 死机现象也就消除了。还可以取出CPU, 用橡皮仔细地把每一个针脚都擦一遍, 然后把散热片上的制冷片取下, 清洁干净, 最后装好CPU 和制冷片开机, 即可正常启动。

计算机由于各种原因总会出现一些故障。特别当遇到CPU 常见故障时, 我们应该对CPU 的主要性能指标有充分的了解, 分析故障原因, 掌握常用的排除方法与技巧, 避免CPU 故障造成计算机黑屏、死机等麻烦。

参考文献:

[1] 熊巧玲,吕良燕,高明伟.电脑组装与维护技能实训

[M].北京:科学出版社,2007.

[2] 谭贤.电脑组装、维护与故障排除[M].北京:机械工业出版社,2007.

[3] 网冠科技编著.电脑急救、备份还原、BIOS、注册表设计[M].北京:机械工业出版社,2007.

[4] 张景生.台式计算机使用与维修[M].北京:国防工业出版社,2007.[5] __功、修红海.计算机组装与维护[M].北京:中华工商联合出版社,2007.

cpu对计算机影响论文范文二:计算机组成原理——CPU 论文

摘 要 CPU是计算机进行运算的核心,其重要性相当于人体的大脑,起着至关重要的作用。CPU的主要性能指标有字长、频率、高速缓存、前端总线频率、超线程技术的应用、支持的扩展指令集等等,对整个计算机的性能起着至关重要的作用。要从了解CPU的发展历程,运行原理以及故障排除等多方面了解CPU,从而达到对CPU的全面认识。

关健词 CPU 历史 工作原理 故障排除

The priciple of the Computer Compoment--CPU

Wu Min

Abstract CPU is the core of computer operations, its importance is equivalent to the human brain, plays a vital role in.

The main properties of CPU index word length, frequency, cache, FSB, hyper threading technology, support the instruction set extensions on the whole computer plays an important role in the performance. To understand the development history of CPU, operation principle and troubleshooting to know more about CPU, to achieve a comprehensive understanding of CPU.

Keywords CPU,History, Working priciple , Troubleshooting

引言

CPU是Central Processing Unit(中央微 处理器)的缩写,又称为微处理器。随着网络时代的到来,网络通信、信息安全和信息家电产品将越来越普及,而CPU正是所有这些信息产品中必不可少的部件,CPU主要由运算器和控制器组成,是微型计算机硬件系统中的核心部件,起着控制整个微型计算机系统的作用。

CPU性能的高低通常决定了一台计算机的档次。

世界上生产CPU芯片主要有Intel和AMD两家公司。Intel公司生产的CPU始终占有相当大的市场。目前,Intel公司生产的CPU主要有赛扬系列、奔腾系列、酷睿系列等。AMD公司的CPU占有相当的市场份额。AMD公司生产的CPU主要有闪龙系列、速龙系列等。

协调工作,决定了计算机的整体性能。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成。寄存器组用于在指令执行过后存放操作数和中间数据,由运算器完成指令所规定的运算及操作。

CPU的发展非常迅速,个人电脑从8088(XT)发展到现在的Pentium 4时代,只经过了不到二十年的时间。

1971 Intel 4004,世界上第一款微处理器 1974 Intel 8008,第一个8位的微处理器; 1974 Intel 8080,第一个真正的微处理器; 1978 Intel 8086,16位微处理器; Intel 80186; 1982 Intel 80286;

1985 Intel 80386,新一代32位核心微处理器; 1989 Intel 80486; 1993 Pentium(奔腾);

从生产技术来说,最初的8088集成了29000个晶体管,而PentiumⅢ的集成度超过了2810万个晶体管;CPU的运行速度,以MIPS(百万个指令每秒)为单位,8088是,到高能奔腾时已超过了1000MIPS。

1 CPU的简介和历史发展

CPU的外部组成:控制单元,存储单元(寄存器,缓存),逻辑运算单元。

CPU的外部组成:芯片,金属壳(保护CPU,增加散热面积),引脚(固定CPU,连通电路)。

CPU是计算机的核心部件,处理计算机中的所有数据,使计算机完成各种功能,并使各部件

CPU从最初发展至今期间,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以64位微处理器,基本上可以说个人电脑的发展是随着CPU的发展而前进的。

1971年世界第一台微处理器Inter的4004出现,内部集成2300个晶体管;1978年Inter16位处理器8086和与之配合的数学协处理器8087同时推出;1979年Inter8088推出,内含27000个晶体管,外部数据总线减少为8位,也首次运用于IBM PC中,预示微机时代即将来临.1982年Inter又推出了16位的80286,内部晶体管万个,时频由最初的6MHZ升为20MHZ;1985年32位处理器80386推出,时频达到以上;1989年集成120万晶体管的80486出现,时频90MHZ,性能比386提高了4倍;1993年奔腾时代来临,奔腾1,世界上第一台586级处理器,310万晶体管,时频200MHZ;1996年奔腾Pro,550万晶体管,处理速度是一代的2倍;同时第一次采用2级内存,同年奔腾MMX推出,L1缓存加倍;1997年,奔腾Pro与MMX结合,奔腾2出现,性能大大提高;1998年奔腾3出现,一级缓存2KB,二级缓存512KB,安全性能大大提高;2000年奔腾4推出,主频超过.之后又出了双核,四核...Inter处理器的发展就代表了CPU的发展,其中不乏其他公司产品,如AMD等

2 CPU的运行原理及过程

CPU的运行原理

CPU的主要运作原理,不论其外观,都是执行储存于被称为程序里的一系列指令。在此讨论的是遵循普遍的冯·诺伊曼结构(von Neumann architecture)设计的装置。程序以一系列数字储存在计算机存储器中。差不多所有的冯·诺伊曼CPU 的运作原理可分为四个阶段: 提取、解码、执行和写回。

第一阶段,提取,从程序存储器中检索指令(为数值或一系列数值)。由程序计数器指定程序存储器的位置,程序计数器保存供识别目前程序位置的数值。换言之,程序计数器记录了CPU在目前程序里的踪迹。提取指令之后,PC根据指令式长度增加存储器单元[iwordlength]。指令的提取常常必须从相对较慢的存储器查找,导致CPU等候指令的送入。这个问题主要被论及在现代处理器的高速缓存和管线化架构。

CPU根据从存储器提取到的指令来决定其执行行为。在解码阶段,指令被拆解为有意义的片断。根据CPU的指令集架构(ISA)定义将数值解译为指令[isa]。一部分的指令数值为运算码,其指示要进行哪些运算。 其它 的数值通常供给指令必要的信息,诸如一个加法运算的运算目标。这样的运算目标也许提供一个常数值(即立即值),或是一个空间的寻址值:暂存器或存储器地址,以寻址模式决定。在旧的设计中,CPU里的指令解码部分是无法改变的硬体装置。不过在众多抽象且复杂的CPU和ISA中,一个微程序时常用来帮助转换指令为各种形态的讯号。这些微程序在已成品的CPU 中往往可以重写,方便变更解码指令。

在提取和解码阶段之后,接着进入执行阶段。该阶段中,连接到各种能够进行所需运算 的CPU部件。例如要求一个加法运算,算术逻辑单元将会连接到一组输入和一组输出。输入提供了要相加的数值,而且在输出将含有总和结果。ALU内含电路系统,以于输出端完成简单的普通运算和逻辑运算(比如加法和位运算)。如果加法运算产生一个对该CPU处理而言过大的结果,在标志暂存器里,溢出标志可能会被设置。

最终阶段,写回。以一定格式将执行阶段的

结果简单的写回。运算结果极常被写进CPU内部的暂存器,以供随后指令快速访问。在其它案例中,运算结果可能写进速度较慢,但容量较大且较便宜的主存。某些类型的指令会操作程序计数器,而不直接产生结果数据。这些一般称作“跳转”并在程序中带来循环行为、条件性执行(透过条件跳转)和函数[jumps]。许多指令也会改变标志暂存器的状态位。这些标志可用来影响程序行为,缘由于它们时常显出各种运算结果。例如,以一个“比较”指令判断两个值的大小,根据比较结果在标志暂存器上设置一个数值。这个标志可借由随后的跳转指令来决定程序动向。

在执行指令并写回结果数据之后,程序计数器的值会递增,反复整个过程,下一个指令周期正常的提取下一个顺序指令。如果完成的是跳转指令,程序计数器将会修改成跳转到的指令地址,且程序继续正常执行。许多复杂的CPU可以一次提取多个指令、解码,并且同时执行。这个部分一般涉及“经典RISC管线”,那些实际上是在众多使用简单CPU的电子装置中快速普及(常称为单片机)。

CPU 数字表示方法是一个设计上的选择,这个选择影响了设备的工作方式。一些早期的数字计算机内部使用电气模型来表示通用的十进制(基于10 进位)数位系统数字。还有一些罕见的计算机使用三进制表示数字。几乎所有的现代的CPU 使用二进制系统来表示数字,这样数字可以用具有两个值的物理量来表示,例如高低电平[binaryvoltage]等等。

与数表示相关的是一个CPU可以表示的数的大小和精度,在二进制CPU 情形下,一个位(bit)指的是CPU处理的数中的一个有意义的位,CPU用来表示数的位数量常常被称作“字长”, “位宽”, “数据通路宽度”或者当严格地涉及到整数(与此相对的是浮点数)时称作“整数精度”、该数量因体系结构而异,且常常在完全相同的CPU的不同部件中也有所不同。 实际上,整数精度在CPU可执行的软件所能利用的整数取值范围上设置了硬件限制。整数精度也可影响到CPU可寻址(寻址)的内存数量。譬如,如果二进制的CPU使用32位来表示内存地址,而每一个内存地址代表一个八位组,CPU 可定位的容量便是232个位组或4GB。以上是简单描述的CPU地址空间,通常实际的CPU 设计使用更为复杂的寻址方法,例如为了以同样的整数精度寻址更多的内存而使用分页技术。

2更高的整数精度需要更多线路以支持更多的数字位,也因此结构更复杂、更巨大、更花 费能源,也通常更昂贵。因此尽管市面上有许多更高精准度的CPU如 16、32、64甚至128位,但依然可见应用软件执行在4或8位的单片机上。越简单的单片机通常较便宜,花费较少能源,也因此产生较少热量。这些都是设计电子设备的主要考量。

CPU的运行过程

数据从输入设备流经内存,等待CPU的处理,这些将要处理的信息是按字节存储的,也就是以8位二进制数或8比特为1个单元存储,这些信息可以是数据或指令。数据可以是二进制表示的字符、数字或颜色等等。而指令告诉CPU对数据执行哪些操作,比如完成加法、减法或移位运算。 假设在内存中的数据是最简单的原始数据。首先,指令指针(Instruction Pointer)会通知CPU,将要执行的指令放置在内存中的存储位置。因为内存中的每个存储单元都有编号(称为地址),可以根据这些地址把数据取出,通过地址总线送到控制单元中,指令译码器从指令寄存器IR中拿来指令,翻译成CPU可以执行的形式,然后决定完成该指令需要哪些必要的操作,它将告诉算术逻辑单元(ALU)什么时候计算,告诉指令读取器什么时候获取数值,告诉指令译码器什么时候翻译指令等等。假如数据被送往算术逻辑单元,数据将会执行指令中规定的算术运算和其他各种运算。当数据处理完毕后,将回到寄存器中,通过不同的指令将数据继续运行或者通过DB总线送到数据缓存器中。基本上,CPU就是这样去执行读出数据、处理数据和往内存写数据3项基本工作。但在通常情况下,一条指令可以包含按明确顺序执行的许多操作,CPU的工作就是执行这些指令,完成一条指令后,CPU的控制单元又将告诉指令读取器从内存中读取下一条指令来执行。这个过程不断快速地重复,快速地执行一条又一条指令,产生你在显示器上所看到的结果。在处理这么多指令和数据的同时,由于数据转移时差和CPU处理时差,肯定会出现混乱处理的情况。为了保证每个操作准时发生,CPU需要一个时钟,时钟控制着CPU所执行的每一个动作。时钟就像一个节拍器,它不停地发出脉冲,决定CPU的步调和处理时间。

参考文献:

《电子计算机组成原理》 蒋本珊 北京理工大学

《计算机组成原理》第二版,唐朔飞 编著,高等 教育 出版社,

《计算机导玉龙论》作者:王 电子工业出版社 《计算机科学导论》作者:王志强 机械工业出版社 《微型计算机原理与应用》肖金立 编著,电子工业出版社,2003-1

浅析计算机病毒及防范

计算机组成原理是计算机专业一门重要的主干课程,以数字逻辑为基础的课程。同时也是计算机结构、 操作系统 等专业课的学习基础。下面是我给大家推荐的计算机组成原理论文,希望大家喜欢!

计算机组成原理论文篇一

《计算机组成原理课程综述》

摘要:计算机组成原理是计算机专业一门重要的主干课程,以数字逻辑为基础的课程。同时也是计算机结构、操作系统等专业课的学习基础。课程任务是使学生掌握计算机组成部件的工作原理、逻辑实现、设计 方法 及将各部件接连成整机的方法,建立CPU级和硬件系统级的整机概念,培养学生对计算机硬件系统的分析、开发与设计能力。同时该课程也是学好计算机硬件系列课程的重要基础。所以,我们需要了解计算机的基本概念、计算机硬件系统以及软件系统的组成及其基本功能。学习计算机的各个基本组成部件及控制单元的工作原理,掌握有关软件、硬件的基本知识,尤其是各基本组成部件有机连接构成整机的方法。

关键词:计算机系统;硬件结构;软件结构;控制单元

一、计算机组成原理课程综述

顾名思义,计算机组成原理就是介绍计算机的组成,冯-诺依曼计算机由五大部件组成,分别是运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。现今绝大部门都是此类型计算机。通过对这么课的学习对计算机的组成有个整体的概念。计算机组成原理从内容上看一、虽然计算机的五大部件自成体系,较为独立,但是从整体来看,还是具有明显的整体性;二、某些设计思想可应用于不同的部件,具有相通性,例如并行性思想。

二、课程主要内容和基本原理

(一)计算机系统

计算机系统是由“硬件”和“软件”两大部分组成。所谓硬件是指计算机的实体部分,它由看得见摸的着的各种电子元器件,各类光、电、机设备的实物组成,如主机、外部设备等。所谓软件,它看不见摸不着,由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。通常把这些程序寄寓于各类媒体(如RAM、ROM、磁带、磁盘、光盘、甚至纸袋),他们通常存放在计算机的主存或辅存内。

(二)系统总线

计算机系统的五大部件之间的互连方式有两种,一种是各部件之间使用单独的连线,称为分散连接;另一种是将各部件连到一组公共信息传输线上,称为总线连接。

总线是连接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质。当多个部件相连时,如果出现两个或两个以上部件同时向总线发送信息,势必导致信号冲突,传输无效。因此,在某一时刻,只允许有一个部件向总线发送信息,而多个部件可以同时从总线上接收相同的信息。

总线分为片内总线、系统总线和通信总线。片内总线是指芯片内部的总线;系统总线又可分为三类:数据总线、地址总线和控制总线。

总线的周期可分为四个阶段:申请分配阶段、寻址阶段、传数阶段、结束阶段。

总线与计算机所有的器件数据传输都离不开关系,是计算机工作的基础。

(三)存储器

存储器按存储介质分类:半导体存储器、磁表面存储器、磁芯存储器、光盘存储器。按存取方式分类:随机存储器RAM、只读存储器ROM、串行访问存储器。按在计算机中的作用分类:主存储器、辅助存储器。按在计算机系统中的作用分类:主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器Cache、控制存储器。其中静态RAM是用触发器工作原理存储信息,因此即使信息读出后,他仍然保持其原状,不需要再生,但是电源掉电时,原存储信息丢失。动态RAM是靠电容存储电荷的原理来寄存信息。但是电容上的电荷只能维持1~2ms,因此即使电源不掉电,信息也会因此自动消失,为此,必须在2ms内对其所有存储单元恢复一次原状态,这个过程称为再生或刷新。

由于单个存储芯片的容量总是有限的,很难满足实际的需要,因此要进行位扩展和字扩展。存储芯片的容量不同,其地址线也不同,通常将CPU地址线的低位与存储芯片的低址线相连。

同样,CPU的数据线数与存储芯片的数据线也不一定相等。此时,必须对存储芯片扩位,使其位数与CPU的数据线相等。

高速缓冲存储器cache主要解决主存与CPU速度不匹配的问题。主存与cache地址映射关系有:直接相联映射、全相联映射、组相联映射。

(四)输入输出系统

I/O设备与主机的联系方式:统一编址和不统一编址。统一编址就是将I/O地址看做是存储器地址的一部分。不统一编址是指I/O地址和存储器地址是分开的,所有对I/O设备的访问必须有专用的I/O指令。传送方式有串行传送和并行传送。I/O设备与主机信息传送的控制方式有三种:程序查询方式(主机与设备是串行工作的),程序中断方式(程序与主机是并行工作的)和DMA方式(主机与设备是并行工作的)。DMA方式工作:1、中断 cpu 访存,2、挪用周期,3、与CPU交互访存。输出设备有打印机, 显示器 等。

(五)计算方法

计算机的运行需要有运算的参与,参与运算的数有无符号类和有符号类。掌握二进制原码和补码的加减乘除运算。

(六)指令系统

指令由操作码和地址码两部分组成,操作码用来指明该指令所要完成的操作,例如加减,传送,移位,转移等;其位数反映了操作的种类也即机器允许的指令条数。地址码用来指出该指令的源操作数的地址(一个或两个)、结果的地址以及下一条指令的地址。指令寻址分为顺序寻址和跳跃寻址两种。其寻址方式分为10种,分别是:立即寻址,直接寻址,隐含寻址,间接寻址,寄存器寻址,寄存器间接寻址,基址寻址,变址寻址,相对寻址,堆栈寻址。指令格式有零地址,一地址,二地址,三地址等。需能分析指令格式所含的意义。

(七)CPU的结构与功能

CPU实质包括运算器和控制器两大部分,基本功能是取指令,分析指令,执行指令。CPU的寄存器有用户可见寄存器:通用寄存器,数据寄存器,地址寄存器,条件码寄存器。控制和状态寄存器:存储器地址寄存器,存储器数据寄存器,程序寄存器,指令寄存器。指令流水处理减少了运行时间,提高机器效率。中断系统在前面章节介绍过,此处在简单补充一些,引起中断的有很多种因素:人为设置的中断,程序性事故,硬件故障,I/O设备,外部事件。中断判优可用硬件实现,也可用软件实现。中断服务程序入口地址的寻找方法:硬件向量方法和软件查询法。中断响应的过程:响应中断的条件,响应中断的时间,中断隐指令和关中断。其中中断隐指令就是机器指令系统中没有的指令,他是CPU在中断周期内由硬件自动完成的一条指令。在中断响应之前需要对现场进行保护,中断结束之后需要对现场进行恢复。中断屏蔽技术主要用于多级中断,屏蔽技术可以改变优先级。

(八)控制单元的功能

控制单元具有发出各种微操作(即控制信号)序列的功能。取指周期可以归纳为以下几个操作,>>(MAR)->>(IR)->CU6(PC)+1->PC。间址周期:(IR)->>(MAR)->>AD(IR).执行周期中不同执行周期的微操作是不同的:1、非访存类指令2、访存指令3、转移类指令。非访存类指令:1、清除累加器指令CLA----0->ACC;2、累加器取反指令、算数右移一位指令SHRL(ACC)->R(ACC),ACC0->ACC0;4、循环左移一位指令CSLR(ACC)->L(ACC)ACCo->ACCn;5、停机指令0->G。访存指令:这类指令在执行阶段都需要访存存储器。

1、加法指令ADDX。

2、存数指令STAX(3)取值指令LDAX。转移类指令:

(1)无条件转移指令JMPX。

(2)条件转移指令BANX。在执行周期结束时刻,cpu要查询是否有请求中断的事件发生,如果有则进入中断周期。在中断周期,由中断隐指令自动完成保护断点、寻找中断服务程序入口地址以及硬件关中断的操作。控制信号的外特性:a.输入信号:时钟,指令寄存器,标志,来自系统总线的控制信号。b.输出信号:CPU内的控制信号,送至系统总线的信号。

常见的控制方式有同步控制,异步控制,联合控制和人工控制。

(九)控制单元的设计

组合逻辑的设计又称硬布线控制器,由门电路和触发器构成的复杂树形网络形成的逻辑电路。安排微操作节拍时注意以下三点:1、有些微操作的次序是不容改变的,故安排微操作的节拍时必须注意微操作的先后顺序。2、凡是控制对象不同的微操作,若能在一个节拍内执行,应尽可能安排在同一个节拍内,以节省时间。3、如果有些微操作所占的时间不长,应该将它们安排在一个节拍内完成,并且允许这些微操作有先后次序。微程序的设计:采用微程序设计方法设计控制单元的过程就是编写每一条机器指令的微程序,他是按执行每一条机器指令所需要的微操作命令的先后顺序而编写的,因此,一条机器指令对应一个微程序。微指令的基本格式共分为两个字段,一个为操作控制字段,该字段发出各种控制信号;另一个为顺序控制字段,它可以指出下条微指令的地址(简称下地址),以控制微指令序列的执行顺序。工作原理:取指阶段:取微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址---取下一条微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址。执行阶段:取数指令微程序首地址的形成---取微指令---产生微操作命令---形成下一条微指令的地址---取微命令.........循环。微指令的编码方式:直接编码方式,字段直接编码方式,字段间接编码方式,混合编码。后序微指令地址的形成方式:断定方式,根据机器指令的操作码形成,增量计数器法,分支转移,通过测试网络形成,由硬件产生微程序入口地址。微指令格式:水平型微指令,垂直型微指令。

三、实际应用

自ENIAC问世后将近30余年的时间里,计算机一直被作为大学和研究机构的娇贵设备。在20世纪70年代中后期,大规模集成工艺日趋成熟,微芯片上集成的晶体管数一直按每3年翻两番的Moore定律增长,微处理器的性能也按此几何级数提高,而价格也以同样的几何级数下降,以至于以前需花数百万美元的机器(如80MFLOPS的CRAY)变得价值仅为数千美元(而此类机器的性能可达200MFLOPS),至于对性能不高的微处理器芯片而言,仅花数美元就可购到。正因为如此,才使得计算机走出实验室而渗透到各个领域,乃至走进普通百姓的家中,也使得计算机的应用范围从科学计算,数据处理等传统领域扩展到办公自动化,多媒体,电子商务,虚拟工厂,远程 教育 等,遍及社会,政治,经济,军事,科技以及个人 文化 生活和家庭生活的各个角落。

四、 心得体会

计算机科学与技术的发展日新月异,但是都离不开计算机组成原理,这门课不要死记硬背,重在理解,工科类的学习不是死记硬背就会的,还是要理解记忆才会牢靠。在做完这次课程论文后,让我再次加深了对计算机的组成原理的理解,对计算机的构建也有更深层次的体会。计算机的每一次发展,都凝聚着人类的智慧和辛勤劳动,每一次创新都给人类带来了巨大的进步。计算机从早期的简单功能,到现在的复杂操作,都是一点一滴发展起来的。

五、结语

通过对计算机组成原理这门课程的学习,使我对计算机软件和硬件技术有了一个更深入的了解,包括各种计算机的基本原理以及计算机的艰难发展历程,这门课程注重理论知识,理论知识是一切技术的最基本,也是我们必须要掌握好的。在这次课程综述论文过程中,我到图书馆查阅资料,上网查资料,让我深刻认识到计算机组成原理的重要性,也了解了许多书上没有的知识,受益匪浅。

六、参考文献

1、唐朔飞《计算机组成原理》高等教育出版社第2版

计算机组成原理论文篇二

《计算机组成原理的探讨》

摘要:计算机组成原理是计算机专业人员必须掌握的基础知识。显而易见《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心的专业必修课程。本课程侧重于讲授计算机基本部件的构造和组织方式、基本运算的操作原理以及部件和单元的设计思想等。但计算机硬件技术的发展十分迅速,各类新器件、新概念和新内容不断涌现,这就要求我们要与时俱进,自主学习新知识。计算机是一门应用广泛、使用面积广、技术含量高的一门学科和技术,生活中的任何一个角落都离不开计算机的应用,生活中的无处不在需要我们了解和清楚计算机的相关知识。本文从《计算机组成原理》基础课程的各个方面对计算机组成原理做了详细的解释。

关键字:构造组织方式;基本运算;操作原理;设计思想

(一)、计算机组成原理课程综述

随着计算机和通信技术的蓬勃发展,中国开始进入信息化时代,计算机及技术的应用更加广泛深入,计算机学科传统的专业优势已经不再存在。社会和应用对学生在计算机领域的知识与能力提出了新的要求。专家们指出,未来10~15年是我国信息技术发展的窗口期、关键期。

《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业必修的一门专业主干课程。课程要求掌握计算机系统各部件的组成和工作原理、相互联系和作用,最终达到从系统、整机的角度理解计算机的结构与组成,并为后续课程的学习奠定基础。因此掌握计算机的组成原理就显得尤为重要,这就要求课程的编写要深入浅出、通俗易懂。本课程在体系结构上改变了自底向上的编写习惯,采用从外部大框架入手,层层细化的叙述方法。这样便更容易形成计算机的整体观念。

该课程总共分为四篇十章,第一篇(第1、2章)主要介绍计算机系统的基本组成、应用与发展。第二篇(第3、4、5章)详细介绍了出CPU外的存储器、输入输出系统以及连接CPU、存储器和I/O之间的通信总线。第三篇(第6、7、8、章)详细介绍了CPU(除控制单元外)的特性、结构和功能,包括计算机的基本运算、指令系统和中断系统等。第四篇(9、10章)专门介绍控制单元的功能,以及采用组合逻辑和微程序方法设计控制单元的设计思想和实现 措施 。

(二)、课程主要内容和基本原理

《计算机组成原理》是“高等学校计算机基础及应用教材”中的一本硬件基础教材,系统地介绍了计算机单处理机系统的组成及其工作原理。

主要内容包括:计算机系统概论,运算方法和运算器,存储系统,指令系统,中央处理器,总线及其互联机构,输入/输出系统。它是一门理论性强,而又与实际结合密切的课程,其特点是内容覆盖面广,基本概念多,并且比较抽象,特别是难以建立计算机的整机概念。本书以冯·诺依曼计算机结构为主线,讲授单处理机系统各大部件的组成、工作原理以及将各大部件连接成整机的工作原理。从教学上,本课程是先导课程和后续课程之间承上启下的主干课程,是必须掌握的重要知识结构。

(三)实际应用:科学计算和数据处理

科学计算一直是计算机的重要应用领域之一。其特点是计算量大和数值变化范围大。在天文学、量子化学、空气动力学和核物理学等领域都要依靠计算机进行复杂的运算。例如,人们生活难以摆脱的天气预报,要知道第二天的气候变化,采用1MIPS的计算机顷刻间便可获得。倘若要预报一个月乃至一年的气候变化,是各地提前做好防汛、防旱等工作,则100MIPS或更高的计算机才能满足。现代的航空、航天技术,如超音速飞行器的设计、人造卫星和运载火箭轨道的计算,也都离不开高速运算的计算机。

此外,计算机在 其它 学科和工程设计方面,诸如数学、力学、晶体结构分析、石油勘探、桥梁设计、建筑、土 木工 程设计等领域内,都得到了广泛的应用。

数据处理也是计算机的重要应用领域之一。早在20世纪五六十年代,人们就把大批复杂的事务数据交给了计算机处理,如政府机关公文、报表和档案。大银行、大公司、大企业的财务、人事、物料,包括市场预测、情报检索、经营决策、生产管理等大量的数据信息,都有计算机收集、存储、整理、检索、统计、修改、增删等,并由此获得某种决策数据或趋势,供各级决策指挥者参考。

(四)心得体会

这学期我们学习了计算机组成原理这门课,通过对这门课程的学习,让我对计算机的基本结构,单处理机的系统的组成与工作原理有了更加深入的了解和体会。下面我就对这学期的学习做个 总结 ,讲讲有关学习计算机组成原理的心得。

《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业一门核心专业基础课,在专业课程内起着承上启下的作用。这门课程是要求我们通过学习计算机的基本概念、基本结构,对组成计算机的各个部件的功能和工作过程、以及部件间的连接有较全面、较系统的认识,形成较完整的计算机组成与工作原理模型。

计算机组成原理第一章——计算机系统的概论。计算机是由硬件和软件组成的,计算机的硬件包括运算器,存储器,控制器,适配器,输入输出设备的本质所在。计算机系统是一个有硬件和软件组成的多层次结构,它通常由微程序级,一般机器级,操作系统级,汇编语言级,高级语言级组成,每一级都能进行程序设计,且得到下面各级的支持。

计算机组成原理第二章——计算机的发展与应用;简要介绍了计算机的发展史以及它的应用领域。计算机的应用领域很广泛,应用于科学计算和数据处理;工业控制和实时控制;办公自动化和管理信息系统等等。

计算机组成原理第三章——总线系统。计算机总线的功能与组成,总线的概念、连接方式、总线的仲裁、总线的定时以及总线接口的概念的基本功能都需要有深入的了解。

计算机组成原理第四章——存储系统。应重点掌握随机读写存储器的字位扩张情况,主存储器的组成与设计,cache存储器的运行原理以及虚拟存储器的概念与实现。

计算机组成原理第五章——输入/输出系统以及外围设备。计算机输入/输出设备与输入/输出系统综述,显示器设备,针式打印机设备,激光印字机设备;以及磁盘设备的组成与运行原理,磁盘阵列技术。输入/输出系统的功能与组成;教学机的总线与输入/输出系统实例。几种常用的输入/输出方式,中断与DMA的请求、响应和处理。

计算机组成原理第六章——运算方法和相关的运算器。尽管有些计算比较麻烦,可这些是学习的基础。以及相关的指令系统和处理器的工作原理。使我们在概论的基础上对计算机组成原理有了更深一步的了解。

计算机组成原理第七章——指令系统。控制单元必须要发出相应的指令,机器才能完成相应的操作。本章介绍了指令的一般格式和寻址方式,不同的寻址方式操作数的有效地址计算也是不同的。

计算机组成原理第八章,是重点的重点——中央处理器。重点掌握到内容很多:CPU的功能与基本组成,微程序控制器的相关与微程序设计技术。

计算机组成原理第九章——控制单元的功能。指令周期分为4个阶段,即取指周期、间址周期、执行周期和中断周期。控制单元会为完成不同指令所发出的各种操作命令。

计算机组成原理第十章——控制单元的设计。有两种设计方法:组合逻辑设计和微程序设计。

通过本课程让我了解到,本课程是计算机专业本科生必修的硬件课程中重要核心课程之一。基本要求是使学生掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法,学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理。当我第一次接触这门课程时有些枯燥、乏味,学起来很吃力,但我还是决心努力学好这门课程。因为它不仅是专业课,而且以后也是 考研 科目,而且它的具有重要的承上启下的作用,如果学不好,那在以后专业课的学习中就会遇到更多的难点和困惑,很容易形成破罐子破摔的情形。

现在一个学期就快要过去了,基本的课程也已结束。由于老师细致全面的讲授和我自己课下的反复学习,这门课已经在我心里形成了一个大概的理解和知识体系,有种“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”的感觉。

结语

计算机组成原理是计算机专业本科生必修的硬件课程中重要核心课程之一。基本要求是使我们掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数及使用方法,学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理,学习计算机设计中的入门性知识,掌握维护、使用计算机的技能。计算机组成原理是计算机专业的基础课。

通过对计算机组成原理知识的整理和实际应用,我深刻了解到掌握计算机组成原理的重要姓,了解到了计算机组成原理学基础在生活、工作等生活各个方面的重要姓和不可缺少姓。另一方面,通过学习也认识到了计算机组成原理学在一些微小方面一些不足和亟待于解决的问题或者小缺陷,这是我通过整理计算机组成原理而获得的极大收获。我相信这次的学习会对我以后的学习和工作产生非常大的影响力。

这门课对于使我们了解现代计算机的各个组成部分及其工作原理具有重要作用,对于我们后续课程的学习无疑也具有积极的意义。

(六)参考文献

[1]唐朔飞.计算机组成原理[M].北京:高等教育出版社,2000.

[2]唐朔飞.计算机组成原理:学习指导与习题解答[M].北京:高等教育出版社,2005.

[3]孙德文,等.微型计算机技术[M].修订版.北京:高等教育出版社,2006.

[4]张晨曦,等.计算机体系结构[M].2版.北京:高等教育出版社,2006.

[5]白中文,等.计算机组成原理[M].3版.北京:高等教育出版社,2002.

[6][M].,2005

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