计算机组成原理课程论文.doc

合肥学院课 程 论 文题 目计算机组成原理课程论文系 部计算机科学与技术专 业计算机科学与技术班 级学生姓名2012年5月18日计算机组成原理课程综述内容摘要： 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，该书主要突出介绍计算机组成的一般原理。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。一、计算机组成原理的课程综述：计算机是一种能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。计算机对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到目前社会的各个领域，已形成规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革。计算机已遍及学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。它是人类进入信息时代的重要标志之一。“计算机组成原理”是有关计算机原理的一本教材，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，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。二、课程的主要内容和原理：（一）、计算机系统概论： 主要介绍计算机的组成概貌及工作原理,旨在使读者对计算机总体结构有个概括的了解,为深入学习以后各章打下基础。计算机软硬件概念、计算机系统的层次结构、计算机的基本组成、冯诺依曼计算机的特点、计算机的硬件框图及工作过程、计算机硬件的主要技术指标和本书结构及学习指南。计算机系统是一个非常复杂的系统，它由“硬件”和“软件”两大部分组成。必须清楚地认识到“硬件”和“软件”各自在计算机系统中的地位和作用，以及它们相互之间的依存关系。（三）、总线系统：总线：是构成计算机系统的互连机构，是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。借助于总线连接，计算机在各系统功能部件之间实现地址、数据和控制信息的交换，并在争用资源的基础上进行工作。总线带宽：是衡量总线性能的重要指标，定义了总线本身所能达到的最高传输速率。总线类型：总线是构成计算机系统的互联机构，是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。总线可分以下类型： 内部总线：CPU内部连接各寄存器及运算器部件之间的总线； 系统总线：即外部总线，CPU和计算机系统中其他高速功能部件相互连接的总线； I/O总线：连接中低速I/O设备的总线； 通信总线：多个计算机之间相互连接的通信线路。（四）存储器：存储器是计算机系统内最主要的记忆装置，能够把大量计算机程序和数据存储起来，既能接收计算机内的信息（数据和程序），又能保存信息，还可以根据命令读取已保存的信息。 存储器按功能可分为主存储器和辅助存储器，按存放位置又可分为内存储器和外存储器。 存储器的性能指标主要由容量、存取速度、可靠性和性能/性价比决定。存储器按功能可分为主存储器（简称主存）和辅助存储器（简称辅存）。主存是相对存取速度快而容量小的一类存储器，辅存则是相对存取速度慢而容量很大的一类存储器。 主存储器，也称为内存储器（简称内存），内存直接与CPU相连接，是计算机中主要的工作存储器，当前运行的程序与数据存放在内存中。 辅助存储器也称为外存储器（简称外存），计算机执行程序和加工处理数据时，外存中的信息按信息块或信息组先送入内存后才能使用，即计算机通过外存与内存不断交换数据的方式使用外存中的信息。（五）输入输出系统：输入输出系统式计算机的重要组成部分，是沟通计算机与外部世界的桥梁。计算机的输入输出系统简称为I/O系统。一个计算机系统的综合能力、可扩展性、兼容性和性能价格比，都与I/O系统有密切的关系。I/O系统是计算机系统中最具有多样性和复杂性的部分。作用：连通计算机的各个功能部件和设备，实现它们之间的数据交换。 硬件组成：由计算机总线和输入/输出接口两部分组成。(六)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。（七）指令系统： 控制器发布的操作命令，称为指令。一条指令提供这样的信息：即执行什么操作；操作数到那里去取，结果送到那里，为了使程序自动执行还应该指出下一条指令的地址。前者表现为操作码、后者表现为地址码。一台计算机所能执行的各种指令的集合称为指令系统。一台特定的计算机只能执行自己指令系统中的指令，因此，指令系统就是计算机的机器语言。（八）CPU的结构和功能：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。CPU的主要功能是执行指令，控制并完成各种操作，包括运算操作、传送操作、输入输出操作等。CPU具备以下四个方面的功能：指令控制：保证机器按顺序执行程序是CPU的首要任务。操作控制：CPU根据指令的要求，产生需要的操作信号。时间控制：对各种操作信号进行定时，即进行时间控制。数据加工：对数据进行算术运算和逻辑运算。完成数据的加工处理，是CPU的核心任务。三、学到的内容： 计算机一直被作为大学和研究机构的娇贵设备。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。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、互相促进的四：心得体会：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。在学习计算机组成原理的过程中，使我认识到学习计算机原理的重要性，通过本书的学习我了解到很多计算机方面的知识，知道计算机有层次结构和组成结构，计算机在各个组成结构的协调工作下完成很多人很难完成的功能。还了解到cpu的工作原理，cpu还可以处理很多突发事件比如：突然断电，死机时保存数据，硬件故障等等，明白了cpu功能的强大，相当于人的大脑功能。在本书的最后章节还讲到了微指令和节拍，深入到cpu内部，让我们更好的知道计算机的工作原理。总之，在这本书中，我学到了非常多的有关计算机方面的知识，使我从一个对计算机一点都不了解的盲人，变成了一个初学者，我从中收益甚多。结语：通过对计算机组成原理知识的整理和实际应用，我深刻了解到计算机基础的重要姓，加深了对计算机基础的认识和了解，了解到了计算机的组成和基本功能。了解了计算机总线、存储器、输入输出系统、计算机运算方法、指令系统、CPU、控制单元等发面的知识。我相信这次的学习会对我以后的学习和工