计算机组成原理课程说明-上海开放大学

计算机组成原理课程说明-上海开放大学（共11篇）

1.计算机组成原理课程说明-上海开放大学 篇一

计算机组成原理期末复习指导

期末考试题型举例

题型包括选择题（单选）、判断题、简答题和计算题。下面给每种题型列举1-2道样题，以及相应的参考答案及评分标准。

1．选择题（每小题3分，共36分）

（1）在定点二进制运算器中，加法运算一般通过来实现。A．原码运算的二进制加法器B．反码运算的二进制加法器 C．补码运算的十进制加法器D．补码运算的二进制加法器 答案：D（2）变址寻址方式中，操作数的有效地址等于加形式地址。A．基址寄存器内容B．堆栈指示器内容 C．变址寄存器内容D．程序计数器内容 答案：C（3）将RAM芯片的数据线、地址线和读写控制线分别接在一起，而将片选信号线单独连接，其目的是。

A．增加存储器字长B．增加存储单元数量 C．提高存储器速度D．降低存储器的平均价格 答案：B 2．判断题（每小题3分，共15分）

（1）输入输出指令的功能是进行CPU和I/O设备之间的数据传送。（）答案：√

（2）半导体ROM信息可读可写，且断电后仍能保持记忆。（）答案：×

（3）在采用DMA方式传输数据时，数据传送是在DMA控制器本身发出的控制信号控制下完成的。

答案：√

3．简答题（每小题7-8分，共29分）（1）简述计算机运算器部件的主要功能。

答：主要功能包括（1）由其内部的算术与逻辑运算部件ALU完成对数据的算术和逻辑运算；（2）由其内部的一组寄存器承担对将参加运算的数据和中间结果的暂存；（3）作为处理机内部的数据传送通路。

（2）确定一台计算机的指令系统并评价其优劣，通常应从哪几个方面考虑？ 答：主要从以下四个方面进行考虑：

a．指令系统的完备性，以常用指令齐全、编程方便为优； b．指令系统的高效性，以程序占内存空间少、运行速度快为优； c．指令系统的规整性，以指令和数据使用规则统一简单、易学易记为优；

d．指令系统的兼容性，以同一系列的低档机的程序能在新的高档机上直接运行为优。

（3）相对主存来说，高速缓冲存储器CACHE具有什么特点？它在计算机系统中是如何发挥它的作用的？

答：CACHE具有容量很小但读写速度非常快的特点。由于少量的一些数据和指令是CPU重复用到的，若将它们从主存复制到CACHE中，CPU就不必在下次使用这些信息时访问慢速的主存，而是从快速CACHE中直接得到。所以，CACHE起到了缓解主存速度跟不上CPU读写速度要求的矛盾，提高了CPU的运行效率。

4．计算题（每小题10分，共20分）

1．将十进制数（0.71）10变换成BCD码、二进制数和16进制数，将（1AB）16变换成二进制数和十进制数。二进制需要小数点后保留8位。

答案：（0.71）10＝（0.01110001）BCD＝（0.10110101）2＝（0.B5）16（1AB）16＝（000110101011）2＝（427）10 注：以上括弧外的数字均是下角标。

2．已知X＝－0.1101，Y＝0.0001，分别计算X和Y的原码、补码、－X和－Y的补码、X＋Y的补码、Y－X的补码。

答案：[X]原＝（1.1101）、[X]补＝（1.0011）、[－X]补＝（0.1101）[Y]原＝（0.0001）、[Y]补＝（0.0001）、[－Y]补＝（1.1111）[X＋Y]补＝（1.0100）[Y－X]补＝（0.1110）

注：以上括弧外的原、补二字均是下角标。张晓红：回复：期末考试题型举例――谢谢提供

形考作业指导1 计算题：

1．将十六进制数据14.4CH表示成二进制数，然后表示成八进制数和十进制数。说明：

十进制数（Decimal number）用后缀D表示或无后缀 二进制数（Binary number）用后缀B表示 八进制数（Octal number）用后缀Q表示

十六进制数（Hexadecimal number）用后缀H表示

14.4CH=(14.4C)16

2．对下列十进制数表示成8位（含一位符号位）二进制数原码和补码编码。（1）17；（2）-17 提示：(17)10=(10001)2

8位二进制数原码：(0 0010001)原

8位二进制数补码：(0 0010001)补

若完成有困难，建议阅读教材第20页

3．写出X＝10111101，Y＝－00101011的双符号位原码、反码、补码表示，并用双符号补码计算两个数的差。

提示：阅读教材第38页，注意：双符号位、模

4、判别溢出等概念

形考作业指导2 选择题：

加法器采用并行进位的目的是_____。A．提高加法器的速度B．快速传递进位信号 C．优化加法器结构

D．增强加法器功能

提示：

二进制并行加法器是一种能并行产生两个二进制数算术和的组合逻辑部件

按其进位方式的不同，可分为串行进位二进制并行加法器和并行（超前、先行）进位二进制并行加法器两种类型

为了提高加法器的运算速度，必须设法减小或去除由于进位信号逐级传送所花的时间，使各位的进位直接由加数和被加数来决定，不需依赖低位进位，而是由逻辑电路根据输入信号同时形成各位向高位的进位

代价：增加一些处理进位信号的逻辑器件

位数再多些的话，还可采用分层分组的并行进位方式

简答题：

假定 X = 0.0110011*211（11是指数），Y = 0.1101101*2-10（10是指数）（此处的数均为二进制），在不使用隐藏位的情况下，回答下列问题：

（1）浮点数阶码用4位移码、尾数用8位原码表示（含符号位），写出该浮点数能表示的绝对值最大、最小的（正数和负数）数值；

提示：教材第27页，第2章的内容

本题4位的移码是23+ X，其表示范围-23≤X <23（注：3是2的指数）。所以该浮点数的阶码的几个典型值：

X=(7)10=(111)2，[X]移=1 111； X=(+1)10=(001)2，[X]移=1 001； X=(+0)10=(000)2，[X]移=1 000； X=(-0)10=-(000)2，[X]移=1 000； X=(-1)10=-(001)2，[X]移=0 111； X=(-8)10=-(1000)2，[X]移=0 000

注意：浮点数还有许多约定和标准，本题若改阶码和尾数用补码表示，规格化，IEEE754标准，结果是不一样的

形考作业指导3

选择题：

在设计指令操作码时要做到_____（可多选）。A．能区别一套指令系统中的所有指令 B．能表明操作数的地址 C．长度随意确定 D．长度适当规范统一 提示：

操作码用于指明本条指令的功能。在一套指令系统中必须具有唯一性

操作数的地址是指令中独立于操作码外另外的部分

教材第67页：

“指令字的长度，多数情况下就确定为计算机的字长，即一条指令占用计算机的一个字，由几个字节组成，例如2、4、6、8个字节，但并不一定要求所有的指令的字长都相同，例如，一个计算机字中，可以存放几条很短的指令，长的指令也可能占用多个计算机字，目的在于提高资源利用率。”

组织方案：定长、变长两种

判断题：

计算机的指令越多，功能越强越好。提示：教材第75页，指令系统问题 RISC和CISC的对比 P = I ´ CPI ´ T P 表示执行一段程序所用的时间 I 表示该程序中包含的指令的总条数 CPI 为执行一条指令所需要的机器周期数 T 为每个机器周期长度 请对照完成作业。

形考作业指导4 判断题：

程序计数器PC主要用于解决指令的执行次序问题。提示：

阅读教材第91、92页，控制器的功能和组成 要求对控制器的4个子部件很熟悉

（1）程序计数器（PC）：存放下一条指令的地址

（2）指令寄存器（IR）：接收并保存从内存中读来的指令内容

（3）指令执行步骤的标记线路：标记每条指令的各个执行步骤的相对次序关系（4）全部控制信号的产生部件：形成并提供当前执行步骤各部件要用到的控制信号

这一章类似这些概念是必考的内容。

形考作业指导5 选择题：

某SRAM芯片容量为1K×8位，除电源和接地端外，连同片选和读/写信号该芯片引出线的最少数目应为_____。

A．23

B．25

C．50

D．20 提示：

阅读教材第118页，图6.5及相关文字说明

判断题：

CPU访问存储器的时间是由存储器的容量决定的，存储器容量越大，访问存储器所需的时间越长。

提示：阅读教材第115页，主存储器的技术指标。存储容量＝存储字数×字长

存取时间：从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间

存储周期：存储器进行一次完整地读写操作所需的全部时间，比存取时间大 存储器带宽：单位时间可写入存储器或从存储器取出信息的最大数量

简答题：

什么是随机存取方式？哪些存储器采用随机存取方式？

提示：按存取方式查阅存储器的分类 顺序存取、串行存取：磁带机 直接存取：磁盘机

随机存取：随机地存取，CPU对任一个存储单元的存取时间相同，与位置无关。静态随机存储器（SRAM）动态随机存储器（DRAM）* 随机存储器（*RAM）每次存储器都占15分以上

形考作业指导6 判断题：

DMA控制器通过中断向CPU发DMA请求信号。提示：教材第173、174页

DMA方式的基本概念和传送过程，图7.10

DMA预处理阶段：外设向DMA控制器发DMA请求，再由DMA控制器向CPU发总线请求。

DMA后处理阶段：DMA控制器向CPU发中断请求。

简答题：

CPU在每次执行中断服务程序前后应做哪些工作？ 提示：教材第172页，中断处理、中断返回 CPU执行中断服务程序前：

CPU响应中断之后，在执行中断服务程序前，要进行：① 关中断；

② 保存断点和被停下程序的现场信息；

③ 判别中断源，转中断服务程序的入口地址；

④ 开中断，以便响应更高级别的中断请求。CPU执行中断服务程序后： ① 关中断；

② 恢复现场信息和恢复断点；

③ 开中断；

④ 或响应更高级别的中断请求，或返回断点进入主程序。

简答题：

CPU在每次执行中断服务程序前后应做哪些工作？ 提示：教材第172页，中断处理、中断返回 CPU执行中断服务程序前：

CPU响应中断之后，在执行中断服务程序前，要进行：① 关中断；

② 保存断点和被停下程序的现场信息；

③ 判别中断源，转中断服务程序的入口地址；

④ 开中断，以便响应更高级别的中断请求。CPU执行中断服务程序后： ① 关中断；

② 恢复现场信息和恢复断点；

③ 开中断；

④ 或响应更高级别的中断请求，或返回断点进入主程序。

常见问题解答1 为了帮助大家复习，我汇总了一些常见的问题，供大家遇到问题时看看。1．计算机组成原理有点难，应如何进行学习？

本课程跟其他课程确定有点不同，它是本专业唯一一门计算机硬件类专业基础课，它的先修课是数字电子电路，同时还要学一点数制转换的概念，然后才是组成一个独立计算机系统的几大功能部件的原理介绍。可见，这门课的难度一是数学层面的，二是电学层面的，需要有一定的基础课的知识。咱们都是成年学生，可能有些基础知识很久没用忘得差不多了，没关系，边学边补吧。

2．什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？

计算机系统：计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体。计算机硬件：计算机的物理实体。

计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。

硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。

3．计算机组成原理中，KB和K有什么区别？

在日常生活中，我们所用的数大都是十进制。而计算机中的信息单位都是以二进制表示的，常用的信息单位有位和节。

位，也叫比特，记为bit或b,是计算机的最小单位，表示1个二进制数位。

字节，记为Byte或B，是计算机中信息的基本单位，表示8个二进制单位。

计算机中，将1024字节称为1K，1024字节称为1K字节，记为1KB；

将1024K称为1M，1024K字节称为1M字节，记为1MB（通常称为1兆）；

1024M称为1G字节，记为1G字节，记为1GB。

4．字和字节有什么关系啊？假如有24根地址线每根线的作用是什么啊？

在计算机中，一串数码是作为一个整体来处理或运算的，称为一个计算机字，简称字。字通常分为若干个字节(每个字节一般是8位)。在存储器中，通常每个单元存储一个字，因此每个字都是可以寻址的。字节是用于计量存储容量和传输容量的一种计量单位，1个字节等于8位二进制数。每根地址线代表了0和1两个地址，24根地址线，可以表示2的24次方个地址。

常见问题解答2 1．机器数中的原码、补码、移码和反码，怎样才能区别它们？谢谢。

简单说，原码肯定是最接近真值的表示形式；反码在数值为正时与原码相同，负数时各位数值都求反，0代表1，1代表0；补码在数值为正数时与原码一样，负数时在原码基础上求反末位加一。具体请看教材22页。

2．什么是浮点数？

浮点数是相对于定点数的，浮点数是小数点在各个数值位之间可以移动的一种数的表示形式，它可以有整数和小数两部分内容。

3．浮点运算器的组成比定点运算器组成更复杂,主要表现在哪些方面吗? 浮点运算器由处理阶码（整数）的运算线路，和处理尾数（定点小数）的运算线路两部分组成，而且浮点数运算步骤更多，涉及到的数据移位操作（对阶、规格化）更复杂。

常见问题解答3

在运算器部件中,为什么要设置多个累加器?累加器的数目多少对计算机的性能有什么影响吗? 在运算器部件中设置多个累加器就可以暂存更多的数据，有利于在数据计算过程中减少访问速度慢得多的内存储器的次数，可以提高系统的整体性能。

常见问题解答4 1．一条指令通常由哪两个部分组成?指令的操作码一般有哪几种组织方式,各自应用在什么场合,各自的优缺点是什么? 一条指令通常由指令操作码和操作数地址两个部分组成，操作码通常有固定长度和可变长度两种主要的组织方式，前者更常用，格式规整，指令译码速度更快，后者主要用在指令字长比较短的计算机系统中，不得不把指令中的一些位区分不同指令分别用作指令的操作码或操作数地址，不利于快速指令译码和识别。

2．相对CISC指令系统，RISC指令系统有哪些优点？

RISC系统的指令格式规范且种类少，使用的寻址方式简单，指令条数少，指令完成的操作功能简单。

3．按照操作数的个数不同，把指令分成哪几种？ 按照操作数的个数不同，指令分为下面四种：

（1）无操作数指令；（2）单操作数指令；（3）双操作数指令；（4）多操作数指令

4．什么是指令字长、存储字长和机器字长？

指令字长是机器指令包含的二进制代码的位数，存储字长存储单元中二进制数的位数，机器字长是运算器一次运算的二进制数的位数。

5．简单说明一个指令周期中读取指令、指令译码、ALU执行、读写内存或接口、数据写回5个执行步骤的含义。

（1）“读取指令”是每一条指令都必须执行的，所完成的功能对所有指令都相同；（2）“指令译码”完成的功能对多数的指令是类似的，例如判断指令类型、读寄存器组等；

（3）“ALU执行”所完成的是数据或地址计算功能，对不同指令会有所区别；（4）“读写内存或接口”只被用于读写内存或者读写接口的指令；

（5）“数据写回”将ALU的计算结果（或从内存、接口读来的数据）写入寄存器组。

常见问题解答5 1．什么是多指令发射技术？有什么特点？ 请阅读教材108页，最后那段有你要的答案。超标量处理机：在一个时钟周期同时发射多条指令；

超流水线处理机：在一个时钟周期分期发射多条指令； 超标量超流水线：集中超标量和超流水线两个特点。

2．在微程序的控制器组成中，为什么总要设置微指令寄存器部件呢？

微指令寄存器是控制器的一个很重要的部件，在内存或控制寄存器中保存微程序，微指令寄存器则用来保存将要执行的一条微指令，这有利于提高微程序的执行速度。

3．什么是双核技术？

现在逐渐热起来的“双核”概念，主要是指基于X86开放架构的双核技术。在这方面，起领导地位的厂商主要有AMD和Intel两家。其中，两家的思路又有不同。AMD从一开始设计时就考虑到了对多核心的支持。所有组件都直接连接到CPU，消除系统架构方面的挑战和瓶颈。两个处理器核心直接连接到同一个内核上，核心之间以芯片速度通信，进一步降低了处理器之间的延迟。而Intel采用多个核心共享前端总线的方式。专家认为，AMD的架构对于更容易实现双核以至多核，Intel的架构会遇到多个内核争用总线资源的瓶颈问题。

常见问题解答6 1．在计算机中，为什么要采用多级结构的存储器系统？ 采用多级结构的存储器系统的性能价格比最高。

2．衡量高速缓冲存储器（CACHE）性能的最重要的指标是什么，指出影响这一指标的至少3个因素。

衡量CACHE性能最重要的指标是它的命中率，即在原本需要到内存取数据的总的操作次数中，有多少次是在CACHE中得到相应数据，二者之比即为命中率。影响命中率的因素较多，例如，CACHE的容量，大一些好；CACHE的映象方式，CACHE与主存每次交换信息的单位量要适中。（也可以答另外几个因素）

3．使用多体结构的主存储器的目的是什么？什么是低位地址交叉，其优点何在？ 使用多体结构的主存储器，是为了使用可以独立读写的多个存储器，以提高对它们并行读写，快速得到多个数据的能力，缓解单个主存储器读写速度慢的矛盾。在多体结构的主存储器中，通常多选用把相邻的存储字存放在不同的存储体中，这被称为低位地址交叉的组织形式，它更符合程序运行的局部性原理，有利于同时（或时间上有覆盖）地读写地址相邻的几个存储字。

4．高速缓存与主存在读写原理方面有何区别？

高速缓冲存储器的运行原理，与主存储器的运行原理是有很大区别的。主存储器运行原理，是建立在每个主存地址对应主存的一个存储单元这一关系之上的。在计算机程序中，要使用主存某单元中的数据，必须在指令中给出该单元的地址。读操作时，给出这一地址后，通过译码电路，就选中主存中欲读的一个存储单元，执行读操作，读出的信息就是需要的数据。

高速缓冲存储器的运行原理则完全不同，由于其存储容量很小，无法通过对原本用于读主存的地址直接进行译码来选择一个CACHE单元，而是通过映象的方法来找到所要的单元，这样CACHE的每个存储单元由3部分内容组成。第一部分内容，是CACHE的数据字段，保存从主存某一单元复制过来的数据内容。第二部分内容，是CACHE的标志字段，保存相应主存单元的地址信息，用它指明该CACHE单元的数据字段部分保存的数据是从哪一个主存单元复制过来的。第三部分内容，是CACHE单元的有效位字段，规定其值为1，表示该CACHE单元中的标志字段、数据字段的内容是有效的，为0，则说明该CACHE单元在此之前尚未使用，其标志字段、数据字段的内容是无效的。

5．什么是虚拟存储器？它能解决什么问题？

虚拟存储器是除了高速缓存和主存外在硬盘上实现内存功能的特殊存储器，目的是为了解决主存容量小，存不下更大程序与更多数据的难题

常见问题解答7 1．在统一编址方式下,存储单元和I/O设备是靠什么区分的呢? 指令和不同的地址

2．为读写输入输出设备,通常有哪几种常用的方式用以指定被读写设备? 有IO地址方式和地址映射（MAP）方式两种，前者使用专门的输入输出指令，并在指令字中用较少的位数给出IO端口号地址来指定设备；后者不设置专门的输入输出指令，使用与访问内存类似的指令读写设备，它需要把内存最高端的少量空间空置不用，将其当作输入输出设备的地址，以表示不同的设备。

3．CUP中断响应是怎么发送请求、收接请求并处理？

中断分为内中断和外中断，中断源提供中断请求信号，中断处理器在可以响应中断的条件下，当一条指令结束的时候，检查正在请求中断的优先级，若高于正在处理的任务，则可以向CPU发出中断请求。响应后就进入中断处理过程。

4．在程序查询流程中，当I/O设备较多时，CPU需按各个I/O设备在系统中的优先级别进行查询，一般需要执行哪些步骤? 程序查询方式下，访问那个设备是在程序中写定的，若轮流访问多个设备，都得写在程序中，由程序中的指令次序决定，而不是由CPU自动查找。

常见问题解答8 什么是计算机系统结构？

系统结构课程是本课程的后续课程，本课程通常只有单台计算机硬件的系统知识，而系统结构课程则是专门研究多台电脑并行处理数据提高运算能力的可行性的。

2.计算机组成原理课程说明-上海开放大学 篇二

关键词： 《计算机组成原理》 工程思维 教学探索

《计算机组成原理》是计算机科学与技术及信息类相关专业的一门核心课程，这门课程不针对具体机型，而是从计算机系统的组成和结构角度讲述计算机的基本原理，对计算机系统的硬件设计具有理论指导意义。这门课程涉及的基础理论、基本概念较多，有较强的理论性，如果采用一般的教学方法，学生学习起来感到难懂和枯燥，是公认的学习难度和教学难度较高的一门课程。

如何让学生提高对这门课程的学习兴趣、积极思考，努力投入的硬件知识的学习中，我在十多年的课程教学和科研实践中，探索从“工程思维”的角度引领课程教学，取得较好的教学效果，受到学生的欢迎。

一、《计算机组成原理》课程定位

首先，计算机科学与技术专业是一个工科类的专业，它是在计算机这个工业产品出现后，随着计算机软件、硬件技术飞速发展和广泛应用，从而诞生的一个新兴专业。计算机技术的理论、基本原理都和工程技术密不可分。《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业中有关硬件部分的核心基础课程。

从产品设计的角度看，计算机硬件设计本身就是一个工程项目或者工业产品，《计算机组成原理》涉及的理论、原理都是在计算机产品发展过程中总结、归纳、提升出来的。所以在学习这门课程时，不能用一种纯理论的学习方法学习，而是要用一种“工程思维”的方式学习。比如在工程设计过程中，不能只考虑产品的性能，而是要考虑产品功能的扩展性、可维护性、产品性价比。《计算机组成原理》课程中的总线技术、Cache技术都体现了这样一种设计思想和理念。同时计算机的硬件结构随着现代电子技术的不断进步在不断改变，《计算机组成原理》课程内容不断更新。

由于计算机硬件是和工程实际紧密相连的，作为指导计算机硬件设计的《计算机组成原理》这门课程就不能像《高等数学》、《数据结构》、《数字逻辑》等课程一样，只是偏重从理论上讲解，而是要从工程设计的角度讲解才能使得学生听得懂、有兴趣，同时也有更深刻的理解。

二、“工程思维”引领教学的具体实践

用工程思维的方式引领《计算机组成原理》课程教学，是指要求学生站在一个工程师的角度思考如何设计一个计算机系统？在设计一个计算机系统时需要解决哪些问题？把整个课程的知识点融入项目设计中。这样就带出目前计算机系统是如何解决这些问题的？通过老师在学生积极思考后的讲解，从而学到相关的理论和方法。

这种以“工程思维”作为引领的教学方法的好处是真正激发学生的兴趣，使得学生带着问题学习。在学习过程中不是死记硬背一些知识点，而是结合问题实质提出解决问题的方案，真正调动学生的主动性，增强学习效果。最重要的是，通过这种方法学生形成一种“工程思维”的方式，了解工程项目的设计思路和设计理念，为学生今后成为合格的工程师打好基础。

由于目前在校的大学生，都是从学校到学校，几乎没有任何工程设计实践的概念，所以在教学中要不断强化学生的这种意识。

下面我以计算机中数据表示这一节为例，具体介绍“工程思维”引领的教学方法。

在这节中我们首先会告诉学生计算机采用的是二进制。大多数学生知道计算机使用二进制，但到底是怎么回事是模糊的。这时我们结合计算机主板电路告诉学生：计算机使用二进制是因为二进制是最简单的数制，在电路上只要“0”和“1”两种电平状态表示，世界上第一台电子计算机设计时开始是用的十进制，是工程师们的不断实践，发现用二进制设计电路更简单、可靠，因而改进成二进制，这样生活中的十进制数，如果要用计算机处理，必须转换成二进制。

这时学生会疑惑，那计算机既然使用二进制，为什么要学习十六进制？我们接着会告诉学生：这是因为我们在实际研发计算机产品过程中如果书写二进制，一个简单的十进制数用二进制表示会很长，这样工程师在书写过程中很容易出错，转换成十六进制后书写简单得多，而且二进制和十六进制相互转换方法也简单。

我们会继续提问学生：生活中的十进制数可以通过转换成二进制由计算机处理，但生活中还有正数和负数呢？计算机又该如何解决符号问题呢？这样顺势讲解有符号数和无符号数在计算机中的表示。

计算机解决了符号问题，计算机的设计师们面临的问题如何解决小数点问题呢？我们又从这个角度讲解定点数和浮点数的表示，告诉学生工程师们是如何巧妙解决计算机中小数点的表示问题。

接下来讲解数据的原码、反码、补码时学生会疑惑：不是有二进制了吗？原码表示不是很好吗？为什么又要学习补码呢？这时我们会告诉学生：计算机开始设计时是用原码，但是发现，如果计算机用原码设计加法电路时会很麻烦，你必须先比较被加数和加数的符号，然后才能确定是做加法而是做减法，而且运算结果的符号要单独处理。如果在计算机的运算电路中采用补码，其加法、减法会统一成加法，符号位可以参与运算，在不溢出的情况下结果正确。在课堂上，通过一个原码加法和补码加法的例子，学生感到补码加法的神奇，激发浓厚的学习兴趣。

另外在《计算机组成原理》课程讲解“系统总线”一章时，我们结合实际产品中的PCI-E和USB总线，告诉学生如果产品设计过程中使用“总线”方法连接计算机各个部件比用“分散连接”方法连接各个部件，产品的扩展性、易维护性会好得多，这是会计算机系统会广泛采用总线的原因。这种从“工程思维”角度切入的教学，使得理论变得生动有趣，不再枯燥无味。

在讲授“存储器系统”一章的“存储器的层次结构”时，Cache技术涉及工程设计的思想，也就是说这些设计理论都是为了实现产品的性价比，解决存储器速度、容量、价格的矛盾。这些课程的讲解如果不结合“工程思维”，不强调工程设计意识，对于从未参与实际设计过产品的大学生们是很难理解和意识到的。

总之，如果我们带着学生以一个工程师的角色，学习和了解计算机硬件在发展过程中出现的理论、形成的概念和解决方案，这样学生在学习过程中的参与意识会强得多，学习兴趣会浓厚得多。这种站在更高角度来学习的《计算机组成原理》，可以培养学生工程设计的意识，为学生们毕业后从事产品设计、项目开发都打下良好的基础。

三、结语

根据美国工程教育协会的定义：工程是一种把科学和数学原理、经验、判断和常识用到造福人类的产品制造中的艺术，是生产某种技术产品或系统以满足特定需要的过程。计算机就是这样一种产品或系统。所以在和计算机有关的专业知识学习中应用“工程思维”引领是一种必然，我们需要探索“工程思维”在计算机硬件学习中的价值，以增强教学效果，同时使得学生通过课程学习获得未来工作中需要的工程思维方式和工程设计能力。

参考文献：

[1]姚爱红，武俊鹏，李丽洁，李静梅，张国印.“计算机组成原理”教学改革与实践[J].计算机教育，2011（10）：37-39.

[2]王荣良.信息技术课程之工程思维辨析[J].中国教育技术装备，2012（7）：24-26.

3.计算机组成原理课程论文 篇三

课 程 论 文

题

目 系

部 专

业 班

级 学生姓名 指导教师

计算机组成原理课程综述

计算机科学与技术 计算机科学与技术 11级计本（2）班

张向东

2013 年 5 月 27 日

计算机组成原理课程论文

内容摘要：

论文主要论述冯-诺依曼型计算机的基本组成结构器件与其控制单元的构建方法，一台计算机的核心是中央处理器，中央处理器的核心就是他的控制单元，控制单元相对于计算机而言类似于人的大脑，人体的各种行为取决于大脑的指令控制，计算机的各种操作方式取决于控制单元的指令，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。

关键词：冯诺依曼型计算机的组成，中央处理器，控制单元，指令系统，微指令

一、计算机组成原理课程综述：

本课程的教学采用从整体入手，层层深入细化的方法详细的阐述了计算机的组成以及各部件的工作原理和工作方式，先是介绍计算机的基本组成，发展和展望。后面分阶段详述了存储器，输入输出系统，通信总线，中央处理器的特性结构和功能，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：

（一）计算机系统的硬件结构：

计算机的系统包括系统总线、存储器和输入输出系统 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。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。3.I/O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。

（二）中央处理器

1.计算机的运算方法：

计算机的内部形式为0和1组成的各种编码参与各类数据的运算，这里详细的解读了计算机在自动解题过程中数据的加工处理流程。在计算机中参与运算的数分为有符号数和无符号数两种，相关的有数的定点表示和浮点表示以及定点浮点的相关运算。2.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）。3.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。

（三）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.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。

三、心得体会：

学习了这门课程后，我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，使我以前对于计算机的好奇心得到了充分的满足，对于计算机的迷茫也得到了解决，并且使我对计算机的兴趣更加浓厚了，我有信心和兴趣对计算机进行更深入的探索。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，计算机的发展一直都代表着人类最高科技的进程。所以我们要时刻保持着自己的求知欲，只有永不倦怠的学习才会不被社会淘汰，才会在计算机领域内有所作为。当然我也十分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。微型计算机走进千家万户也成为了现实，然而这并不是终点，还有着更多的难题等待着我们去突破去研究，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。近年来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：

《计算机组成原理》 唐朔飞 高等教育出版社

4.计算机组成原理课程设计任务书 篇四

课程设计任务书

一、设计任务：

1、基本模型机设计与实现；

2、在基本模型机设计的基础上设计一台复杂模型机。

二、功能指标和设计要求：

利用所学过的理论知识，特别是微程序设计的思想，设计基于微程序控制器的模型计算机，包括设计相应的硬件平台、机器指令系统和微指令等。设计环境为TD－CMA计算机组成原理教学实验箱、微机，联机软件等。同时设计好基于模型机的测试验证程序，并在设计好的硬件平台上调试通过，以验证所设计的模型机功能的可行性与可靠性。在设计完成的前提下，撰写出符合要求的课程设计说明书并通过设计答辩。

1.基本模型机设计与实现

设计一台简单模型机，在具备基本必要的硬件平台的基础上，进一步要求其机器指令系统至少要包括五条不同类型指令：如一条输入指令（假设助记符为IN），一条加法指令（假设助记符为ADD），一条输出指令（假设助记符为OUT）、一条无条件转移指令（假设助记符为JMP）和一条停机指令（假设助记符为HLT）；在设计好的模型机基础上，设计一个进行两个数求和运算的测试验证程序，用以验证模型机功能的可行性与可靠性。

2.在任务1的基础上，增加机器指令系统的功能，设计具有不少于10条机器指令的复杂指令系统模型机，包含算术逻辑指令、访问内存指令、控制转移指令、输入输出指令、停机指令等。数据的寻址方式要包括直接、间接、变址和相对寻址等多种寻址方式。利用设计的复杂模型机实现两个数的减法运算并判断差得正负，差为正数则输出A，差为负数则输出B，差为零则输出C。在设计好的模型机基础上，进一步设计一个测试验证程序，验证模型机功能的可行性与可靠性。

3、基本模型机和复杂模型机的CPU数据字长为8位，采用定点补码表示。指令字长为8的整数倍。微指令字长为24位。

三、设计步骤：

1、确定设计目标 进行全面深入的模型机设计需求分析，确定所设计计算机的功能和用途。

2、总体结构、数据通路设计及硬件实现

总体结构设计包括确定模型机应具有的基本功能部件（如运算器、控制器以及基本的寄存器等等）以及它们之间的数据通路。

硬件实现基于现有的基本实验箱平台，根据所设计模型机选择必要的元器件，并通过接插件（各种连线等）进行器件连接，组成所设计的模型机硬件系统（物理机）。综合考虑计算机的速率、性能价格比、可靠性等要求，设计合理的数据通路结构，数据通路不同，执行指令所需要的逻辑操作就不同，计算机的结构也就不一样。在此基础上，在后面的微指令设计阶段，就可以依据数据通路关系确定模型机工作过程中的所有微操作，并进一步确定微指令格式中的相应微命令。

3、确定指令系统（机器指令系统）

确定数据的表示格式、位数、指令的编码、类型、需要设计哪些指令及使用的寻址方式。确定相对应指令所包含的微操作。

4、机器指令转化为微程序执行的相关设计

过程2、3完成后，就可以根据机器指令系统进行指令周期分析，确定出每条机器指令的CPU周期数。对于微程序控制的计算机，进一步确定出每个CPU周期内的微操作（明确哪些微操作可以安排在同一CPU周期中，哪些微操作则不能）。设计出每条机器指令的方框图形式的指令周期流程图。

5、微指令代码化

依据指令周期流程图以及指定的微指令格式，将设计出程序格式中的各字段（操作控制字段、P测试字段、直接微地址字段）相应的二进制代码（即对应的微命令编码）。

6、设计微指令的相关微地址

根据后续微地址的形成方法（直接微地址或P测试转移后重新形成），确定每条微指令的相关后续微地址。确定好微命令在控存中的存放地址，并将所有微命令写入到控存的相应存储单元中。

7、组装、调试

7.1、在总调试前，先按功能模块进行组装和分调，因为只有各功能模块工作正常后，才能保证整机的正常运行。首先调试每条微指令功能，再调试每条机器指令功能。

连接所有模块，用单步微指令方式执行机器指令的微程序流程图，当全部微程序流程图检查完后，若运行结果正确，则在内存中装入一段机器指令，进行其他的运行方式等功能调试及执行指令的正确性验证。

7.2、当所有功能模块都调试正常后，进入总调试。根据设计好的模型机，进一步设计一个功能测试验证程序，运行程序并验证所涉及的模型机功能是否可行和可靠。

四、课程设计报告要求：

课程设计报告要求打印,其中的数据通路框图、微程序流程图、实验接线图用VISIO等绘图工具软件绘制或用铅笔工工整整绘制，要求图文清晰，报告内容包括：

（1）封面

（包括：题目、所在系、班级、学号、指导教师及时间等项）（2）任务书（3）目录

（目录要层次清晰，要给出标题及页次，目录的最后一项是无序号的“参考文献”）。（4）正文

正文应按目录中编排的章节依次撰写，要求论述清楚，文字简练通顺，插图清晰，书写整洁。“设计”不同于实验，要充分体现出“设计”的思想，不能写成实验报告的形式。文中图、表及公式应规范地绘制和书写。正文是实践设计报告的主体，具体由以下几部分组成：

1）课程设计题目；

2）课程设计使用的相关软硬件资源；

3）设计的具体方法和步骤（包括确定所设计计算机的功能和用途、总体结构与数据通路与硬件设计、指令系统、设计指令执行流程、确定微程序地址、微指令代码化、组装、调试、测试验证程序与功能验证情况。）

4）课程设计总结（包括自己的收获与体会；遇到的问题和解决的方法等）；（5）附录

附录1：数据通路图 附录2：微程序流程图

附录3：实验接线图

附录4：实验程序及微程序 附录5：参考文献（资料）

五、设计工作量：

(1)作品：设计的最终作品包括硬件和软件两个部分，要求硬件实现正确，能够演示并达到设计指标的要求。每个学生（或小组）在作品完成后，要经指导教师检查，同意拆除后方可拆卸。(2)论文：严格按上述课程设计说明书的要求撰写和装订。每个学生一份。

六、成绩评定标准：

课程设计的成绩分为：优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级。

优秀：完成复杂模型机的设计与实现，指令系统完备有更新扩充。调试成功。文档规范齐全。

良好：完成模型机的设计与实现，指令系统指令种类丰富有一定的更新。调试成功。文档规范齐全。

中等：完成基本模型机的设计与实现，在老师指导下对指令系统有更新。调试成功。文档规范齐全。

及格：完成基本模型机的设计与实现。调试成功。文档规范齐全。不及格：没有课程设计报告，无故缺勤，不能完成调试者不及格。

七、工作计划：

时间：18周周1~周5 讲授：2课时

设计及调试：26课时 设计报告编8课时 答辩：4课时

八、参考资料：

1、《计算机组成原理》教材，陈智勇主编；

5.计算机组成原理课程说明-上海开放大学 篇五

了解：指对事物有初步的认识，包括对概念、常识的必要记忆，但不要求清楚明白其内在规律或工作原理。理解：指对事物有比较深入地认识，不仅包括对概念、常识的记忆，而且要求清楚明白其内在规律或工作原理，并能用自己的言语加以陈述说明。

掌握：指对事物理解的基础上，能够对所学知识加以运用。

第一章 计算机系统概论

1.1 计算机的分类

了解计算机的分类方法。1.2 计算机的发展简史

了解计算机的发展简史 1.3 计算机的硬件

1）理解计算机硬件的组成要素（图1.2）

2）理解程序、指令的概念。以及存储程序和程序控制的概念。1.4 计算机的软件

1）掌握系统软件和应用软件的概念 2）理解软件的发展演变 1.5 计算机系统的层次结构

了解计算机系统的层次结构（图1.7）

第二章 运算方法和运算器

2.1 数据与文字的表示方法

1）掌握定点数、浮点数的表示方法（例

1、例2）* 2）掌握数的机器码的原码、反码、补码表示方法（例3、4、5）* 3）理解字符和字符串的表示方法 4）掌握奇偶校验的原理和方法 2.2 定点加法、减法运算

1）掌握定点补码加法和减法的运算方法* 2）掌握运算益处概念以及检测方法* 3）理解基本二进制加法/减法器电路的工作原理及其特点 2.3 定点乘法运算

1）了解不带符号阵列乘法器的算法和逻辑图

2）理解对2求补电路工作原理及带符号阵列乘法器的组成逻辑图。2.4 定点除法运算

1）了解原码除法算法原理和并行除法器的算法和逻辑图

第三章 内部存储器

3.1 存储器概述

1）了解存储器的分类 2）理解存储器的分级结构 3）掌握主存储器的技术指标* 3.2 SRAM存储器

1）掌握SRAM存储器的存储特性* 2）理解基本SRAM的逻辑结构

3）了解SRAM的读/写周期波形图（时序图）3.3 DRAM存储器

1）掌握DRAM存储器的存储特性* 2）理解DRAM芯片的逻辑结构

3）理解DRAM刷新技术 4）掌握存储器容量的扩展 3.4 只读存储器和闪速存储器

了解常见只读存储器的种类及其特性 3.5 并行存储器

1）了解双端口存储器的特性

2）理解多模交叉存储器的编址特点及其特性 3.6 Cahe存储器

1）掌握Cache的功能，理解Cache的基本原理* 2）掌握Cache命中率h、平均访问时间ta及访问效率e的计算方法* 3）理解主存与Cache的地址映射方法 4）了解Cache替换策略及写操作策略

第四章 指令系统

4.1 指令系统的发展与性能要求

了解计算机对指令系统性能的要求 4.2 指令格式

掌握指令的一般格式* 4.3 指令和数据的寻址方式

掌握指令和数据的寻址方式，掌握有效地址EA的算法及其表示方法* 4.5 典型指令

1）掌握典型指令的分类* 2）掌握RISC指令系统的特点* 第五章 中央处理器

5.1 CPU功能和组成

掌握CPU的功能和基本组成（含主要寄存器）* 5.2 指令周期

1）掌握指令周期、CPU周期（机器周期）和时钟周期的概念* 2）掌握典型指令的执行流程及其分析方法* 3）掌握指令周期的方框图表示方法* 4）掌握指令周期流程图的表示方法* 5.3 时序产生器和控制方式

了解时序信号的作用和体制，理解时序的控制方式 5.4微程序控制器

1）理解微程序控制原理* 2）理解微操作和微命令* 3）理解微程序控制器的原理框图 4）掌握微指令格式和微程序设计技术* 5.5 硬布线控制器

了解硬布线控制器的设计思路 5.7 流水CPU 1）理解并行处理基本方式、流水CPU的结构和时空图 2）理解流水线的主要问题（资源相关、数据相关和控制相关）5.8 RISC CPU 掌握RISC机器的特点* 2 第六章 总线系统

6.1 总线的概念和结构形态

1）了解总线的基本概念和总线的结构形态（单总线和多总线）2）掌握总线的内部结构，掌握三大总线的基本特性 6.2 总线接口

1）掌握信息传送方式（串行和并行方式）2）掌握总线接口的概念及其功能* 6.3 总线总裁

掌握集中式总裁三种方式的特点* 6.4 总线的定时和数据传送模式

1）理解同步定时和异步定时的概念 2）了解总线数据传送的四种模式

第八章 输入输出系统

8.1 外围设备的速度分级与信息交换方式

1）了解外围设备的速度分级 2）了解外围设备的信息交换方式 8.2 程序查询方式

1）理解外部设备的编址方式及其特点 2）理解程序查询方式的接口电路（图8.2）* 3）理解程序查询输入/输出方式的流程图（图8.3）* 8.3 程序中断方式

1）理解中断的概念和中断处理流程图（图8.5）2）掌握中断方式的基本I/O接口逻辑及其功能（图8.6）3）掌握单级中断的概念和单级中断源的识别

4）掌握多级中断的概念和单级中断源的识别（图8.10）8.4 DMA方式

1）理解DMA的概念 2）理解DMA传送的3种方式 3）理解DMA控制器的逻辑结构

4）理解DMA传送数据的流程图（图8.15）

5）掌握选择型DMA控制器和多路型DMA控制器的特点

第九章 操作系统支持

9.3 存储管理

了解分区式存储管理、交换技术和分页技术 9.4 虚拟存储器

1）理解虚拟存储器的基本概念

2）理解页式虚拟存储器、段式虚拟存储器的地址映射方法 3）了解虚拟存储器替的换算法 9.5 存储保护

1）理解存储区域保护的概念

6.计算机组成原理课程说明-上海开放大学 篇六

《国际标准舞》课程教学大纲

第一部分 课程的性质、目的与任务

一、课程的性质、目的与任务

本课程是专业必修课，课程3学分，课程学时数54。

课程主要锻炼个人能力，与四肢的协调，丰富学生对欧洲等国家文化与艺术的认识，在充实生活的同时，陶冶情操、培养气质、提高艺术修养。

通过本课程的学习，使学生能够丰富生活，提高个人气质与修养，陶冶情操及培养艺术气息。

第二部分 教学内容与要求

第一章 舞蹈说明（3学时）

一、教学要求

1、了解国际标准舞的分类，舞步的基准和方位，音乐的节奏。

2、理解基本步的重要性

3、掌握拉丁舞节奏和舞步的运用，脚法的清晰

二、内容要点

1、国际标准舞的起源、风格和特点

2、音乐、舞步节奏及表现

3、跨、腹部动律与速度的产生

三、教学重点和难点

重点：

音乐节奏的掌握，身体转度和姿态 难点：

动作清晰，节拍准确。

第二章 拉丁舞（伦巴)（3学时）

一、教学要求

1、了解起源、风格、特点

2、理解伦巴舞的基本步法

3、掌握伦巴初级舞步

二、内容要点

伦巴舞初级基本步的学习，及每个舞步中文、英文的准确名称 例：Basic Movement 基本动作

三、教学重点和难点

重点：

每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第三章 拉丁舞（伦巴）（3学时）

一、教学要求

1、了解Rumba Basic Movement 的节奏点、转度、姿态

2、理解不同音乐身体的不同表现

3、掌握手与身体的协调

二、内容要点

伦巴舞初级基本步的学习，及每个舞步中文、英文的准确名称 例：Cucarachas 库克拉卡

三、教学重点和难点

重点：

每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第四章 拉丁舞（伦巴)（3学时）

一、教学要求

1、了解Rumba Basic Movement 的节奏点、转度、姿态

2、理解不同音乐身体的不同表现

3、掌握每个动作，手与身体的协调

二、内容要点

伦巴舞初级基本步的学习，及每个舞步中文、英文的准确名称 基本步伐的单人初级组合

三、教学重点和难点

重点：

每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第五章 拉丁舞（伦巴）（3学时）

一、教学要求

1、了解Rumba Basic Movement 的节奏点、转度、姿态

2、理解不同音乐身体的不同表现

3、掌握每个动作，手与身体的协调

二、内容要点

Rumba基本步伐的单人初级组合现场实践与提高

三、教学重点和难点

重点：

每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第六章 拉丁舞（伦巴）（3学时）

一、教学要求

1、了解Rumba的节奏点、转度、姿态

2、理解不同音乐身体的不同表现

3、掌握每个动作，手与身体的协调

二、内容要点

双人配合初级基本步

三、教学重点和难点

重点：

每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第七章 拉丁舞（伦巴）（3学时）

一、教学要求

1、了解Rumba的节奏点、转度、姿态

2、理解不同音乐身体的不同表现

3、掌握每个动作，手与身体的协调，双人的合作与默契

二、内容要点

铜牌级规定组合双人配合

三、教学重点和难点

重点： 每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第八章 拉丁舞（伦巴）（3学时）

一、教学要求

1、了解Rumba的节奏点、转度、姿态

2、理解不同音乐身体的不同表现

3、掌握每个动作，手与身体的协调，双人的合作与默契

二、内容要点

铜牌级规定组合双人配合

三、教学重点和难点

重点：

每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第九章 拉丁舞（伦巴）（3学时）

一、教学要求

1．双人配合组步练习，保持形态与双人平衡。2.铜牌组合练习。

二、内容要点

组合与音乐节奏练习。

三、教学重点和难点

重点：

每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第十章 拉丁舞（恰恰）（3学时）

一、教学要求

1、了解起源、风格、特点

2、理解恰恰的基本步法

3、掌握恰恰初级舞步

二、内容要点

恰恰初级基本步的学习，及每个舞步中文、英文的准确名称 Basic Movement 基本动作

三、教学重点和难点

重点：

每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第十一章 拉丁舞（恰恰）（3学时）

一、教学要求

1、了解恰恰 Basic Movement 的节奏点、转度、姿态

2、理解不同音乐身体的不同表现

3、掌握手与身体的协调

二、内容要点

恰恰初级基本步的学习，及每个舞步中文、英文的准确名称 例：Time Step 时间步

三、教学重点和难点

重点：

每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第十二章 拉丁舞（恰恰）（3学时）

一、教学要求

1、了解恰恰 Basic Movement 的节奏点、转度、姿态

2、理解不同音乐身体的不同表现

3、掌握每个动作，手与身体的协调

二、内容要点

恰恰基本步伐的单人初级组合现场实践与提高 双人配合初级基本步

三、教学重点和难点

重点：

每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第十三章 拉丁舞（恰恰）（3学时）

一、教学要求

1、了解恰恰的节奏点、转度、姿态

2、理解不同音乐身体的不同表现

3、掌握每个动作，手与身体的协调，双人的合作与默契

二、内容要点

铜牌级规定组合双人配合

三、教学重点和难点

重点：

每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第十四章 拉丁舞（恰恰）（3学时）

一、教学要求

1、了解恰恰的节奏点、转度、姿态

2、理解不同音乐身体的不同表现

3、掌握每个动作，手与身体的协调，双人的合作与默契

二、内容要点

铜牌级规定组合双人配合

三、教学重点和难点

重点：

每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第十五章 拉丁舞（恰恰）（3学时）

一、教学要求

1、了解恰恰的节奏点、转度、姿态

2、理解不同音乐身体的不同表现

3、掌握每个动作，手与身体的协调，双人的合作与默契

二、内容要点

铜牌级规定组合双人配合，音乐舞蹈的结合

三、教学重点和难点

重点：

每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第十六章 拉丁舞（伦巴）（3学时）

一、教学要求

1、伦巴、恰恰单人基本组合掌握

2、双人配合初级规定组合

二、内容要点

复习伦巴、恰恰双人配合的铜牌组合

三、教学重点和难点

重点：

每个Basic Movement的实际掌握 难点：

Basic Movement的胯部动作。

第十七章 组合复习（3学时）

复习两学期所学组合，结合拉丁舞。两支舞动作联排。

第十八章 总复习

7.计算机组成原理总结 篇七

课 程 论 文

题

目 系

部 专

业 班

级 学生姓名 学

号

计算机组成原理论文 计算机科学与技术 计算机科学与技术 10计本（2）班

2012 年 5 月 16 日

计算机组成原理课程综述

内容概要: 《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。从课程的地位来说，它是先导课与后续课之间的重要衔接课程。随着计算机技术的飞速发展，必须保证课程教学内容及实现手段的先进性，才能确保课程教学效果的优秀。因此，在课程教学大纲的制定上，主要依据就是：既要保证学生理解和掌握课程的基本理论和基本概念，又必须保证教学内容的先进性，同时还要注重学生实际动手能力和创新能力的培养和训练，为后续课程的学习奠定坚实的基础。进一步加深了学生对计算机组成结构和工作机理的认识，提高了学生的实际动手能力与创新设计能力。

一：计算机组成原理课程综述

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。

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。

二：课程主要内容和基本原理

本课程只要的知识点有常用的组合逻辑器件，如译码器、数据选择器、编码器、alu原理；常用的同步时序电路，如寄存器、移位寄存器、计数器的原理、参数及使用方法；可编程逻辑阵列：rom，pla，pal及门阵列的原理与使用。数字化编码，数制及数制转换，数据表示，检错纠错码；数据的算术与逻辑运算，运算器的功能、组成与设计；教学机的运算器实例。计算机指令系统综述，指令格式与寻址方式；教学计算机的指令系统与汇编语言程序设计；控制器的功能、组成与设计，教学机的控制器实例。

多级结构的存储系统综述，主存储器的组成与设计，教学机的内存储器实例，cache存储器的运行原理，虚拟存储器的概念与实现，磁盘设备的组成与运行原理，磁盘阵列技术；光盘机的组成与运行原理，磁带机的组成与运行原理。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；计算机总线的功能与组成，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。

计算机组成原理是计算机专业的基础课。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。

三：实际应用

随着微型计算机的迅速普及和发展，人们对计算机的功能要求已不再是限于单纯的计算和数据处理了，而是向着融合图像、声音、文字为一体的多媒体机和大型娱乐型机发展，在这一发展过程中，存储器逐渐成为了人们关注的热点，这里，我们将对存储器的有关知识做进一步详细的介绍。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。

存储器的分类: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。

一个存储器中所包含的字节数称为该存储器的容量，简称存储容量。存储容量通常用KB、MB或GB表示，其中B是字节（Byte），并且1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。例如，640KB就表示640×1024=655360个字节。

这里简单介绍一下半导体存储器的组成：它一般由存储体、地址选择电路、输入输出电路和控制电路组成。

1、存储体

存储体是存储1和0信息的电路实体，它由许多个存储单元组成，每个存储单元一般由若干位(8位)组成，每一位需要一个存储元件，每个存储单元有一个编号，称为地址。存储器的地址用一组二进制数表示，其地址线的根数n与存储单元的数量N之间的关系为：2n = N

2、地址选择电路

地址选择电路包括地址译码器和地址码寄存器。地址译码器用来对地址译码。设其输入端的地址线有n根，输出线数为N，则它分别对应2n个不同的地址码，作为对地址单元的选择线。这些输出的选择线又叫做字线。地址译码的方式有两种：(1)单译码方式

它的全部地址码只用一个电路译码，译码输出的字选择线直接选中对应的存储单元。这一方式需要的选择线数较多，只适用于容量较小的存储器。(2)双译码方式（或称矩阵译码）

它将地址码分为X与Y两部分，用两个译码电路分别译码。X向译码称为行译码，其输出线称为行选择线，它选中存储矩阵中一行的所有存储单元。Y向译码又称为列译码，其输出线称为列选择线，它选中一列的所有单元。只有X向和Y向的选择线同时选中的那一位存储单元，才能进行读写操作。由图可见，具有1024个基本单元的存储体排列成32×32的矩阵，它的 X向和Y向译码器各有32根译码输出线，共64根。若采用单译码方式，则要1024根译码输出线。因此，双译码方式所需要的选择线数目较少，也简化了存储器的结构，故它适用于大容量的存储器。

3、读写控制电路

读写控制电路包括读写放大器、数据寄存器（三态双向缓冲器）等。它是数据信息输入输出的通道。外界对存储器的控制信号有读信号RD、写信号WR和片选信号CS。

四：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

在这一学期的课程学习中，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。学友情深，情同兄妹。我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。

参考文献

1、《计算机组成原理》第二版，唐朔飞 编著，高等教育出版社，2008.1

2、《微型计算机原理与应用》肖金立 编著，电子工业出版社，2003-1

3、计算机组成原理实验指导书与习题集》（王成，周继群，蔡月茹著）清华大学出版社出版

8.计算机组成原理心得 篇八

计算机组成原理是计算机专业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。

在计算机诞生并逐步成熟以来，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三年翻两番的Moore定律增长，微处理器的性能也按此几何级数提高，而价格也以几何级数下降，以至于以前需花数百万美元的机器变得价值仅为数千美元，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。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。

《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，所以说在这本书中学到 的有关计算机原理方面的知识在大部分的计算机中都是可以应用的。所以以后我们在工作中遇到的计算机的问题都可以用我们在这本书中学到的原理来解释和应用。

课程主要内容包括常用的组合逻辑器件，如译码器、数据选择器、编码器、alu原理；常用的同步时序电路，如寄存器、移位寄存器、计数器的原理、参数及使用方法；可编程逻辑阵列：rom，pla，pal及门阵列的原理与使用。数字化编码，数制及数制转换，数据表示，检错纠错码；数据的算术与逻辑运算，运算器的功能、组成与设计；教学机的运算器实例。计算机指令系统综述，指令格式与寻址方式；教学计算机的指令系统与汇编语言程序设计；控制器的功能、组成与设计，教学机的控制器实例。多级结构的存储系统综述，主存储器的组成与设计，教学机的内存储器实例，cache存储器的运行原理，虚拟存储器的概念与实现，磁盘设备的组成与运行原理，磁盘阵列技术；光盘机的组成与运行原理，磁带机的组成与运行原理。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；计算机总线的功能与组成，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。

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。我个人认为以后的计算机要是改进的话，主要在总线和 CPU 处理功能这两个方面来改进，总线的改进可以增加数据的传送速度和数据的传送量，这正是我们以后要实现的。CPU的处理数据的能力虽然已经很强大了，但是离我们现在对计算机的处理数据要求还有一段距离，CPU的功能仍需要继续改进，其功能的强大直接影响到整个计算机的工作效率。我认为以后的计算机开发主要就在这两个方面，我以后也会在这两个方面下很大的功夫，本书给我了很多很多的有关计算机的知识。

9.计算机组成原理实验一 篇九

基础汇编语言程序设计

实验目的：

1． 学习和了解TEC-2000十六位机监控命令的用法； 2． 学习和了解TEC-2000十六位机的指令系统； 3． 学习简单的TEC-2000十六位机汇编程序设计；

实验内容：

1． 使用监控程序的R命令显示/修改寄存器内容、D命令显示存储器内容、E命令修改存储器内容； 2． 使用A命令写一小段汇编程序，U命令反汇编刚输入的程序，用G命令连续运行该程序，用T、P命令单步运行并观察程序单步执行情况；

实验要求

在使用该教学机之前，应先熟悉教学机的各个组成部分，及其使用方法。

实验步骤

1． 关闭电源，将大板上的COM1口与PC机的串口“1”相连； 2． 接通电源，在PC机上运行tec-2000文件夹中的PCEC.EXE文件，所用PC机的串口为“1”, 其它的设置一般不用改动,直接回车即可；

3． 置控制开关为00101（连续、内存读指令、组合逻辑、16位、联机），开关拨向上方表示“1”，拨向下方表示“0”，“X”表示任意。其它实验相同； 4． 按一下“RESET”按键,再按一下“START”按键，主机上显示： TEC-2000 CRT MONITOR Version 1.0 April 2001 Computer Architectur Lab.，Tsinghua University Programmed by He Jia > 5． 用R命令查看寄存器内容或修改寄存器的内容 6． 用D命令显示存储器内容

7.用E命令修改存储器内容

注意：用E命令连续修改内存单元的值时，每修改完一个，按一下空格键，系统会自动给出下一个内存单元的值，等待修改；按回车键则退出E命令。

用D命令显示这几个修改内存单元的内容（在实验报告中写明你的实验内容）8.用A命令键入一段汇编源程序，主要是向累加器送入数据和进行运算，执行程序并观察运行结果。

1）在命令行提示符状态下输入：

A 2000↙ ；表示该程序从2000H（内存RAM区的起始地址）地址开始 屏幕将显示： 2000： 输入程序：

（实验报告中写出自己的程序）

程序的最后一个语句，必须为RET指令

直接敲回车键，结束A命令输入程序的操作过程

若输入有误，系统会给出提示并显示出错地址，用户只需在该地址重新输入

正确的指令即可。2）用U命令反汇编刚输入的程序

在命令行提示符状态下输入：

U 2000↙

在相应的地址会得到输入的指令及其操作码（报告中写出执行结果）3）

用G命令运行前面刚键入源程序

G 2000↙

程序运行结束后，可以看到程序的运行结果，屏幕显示各寄存器的值。（实验报告中程序的执行结果，程序运行是否正确）

4）用P或T命令，单步执行这段程序，观察指令执行结果

（实验报告中写出执行过程及结果）

注：T总是执行单条指令，但执行P命令时，则把每一个CALL语句连同被调用的子程序一次执行完成。T、P命令每次执行后均显示所有通用寄存器及状态寄存器的内容，并反汇编出下一条将要执行的指令。

9．举例编写汇编程序, 用“A”命令输入,运行并观察结果（实验报告中写出源程序及执行过程及结果）

参考《TEC-2000A教学计算机系统技术说明与实验指导》第二章及第五章5.1内容，并思考例2后的思考题，在报告中分析并写出执行结果，要求编写在屏幕上输出A-Z26个英文字母，实验报告中写出源程序及运行结果。

例3后的思考题及编写程序，实验报告中写出源程序及运行结果。

认真预习实验，做好实验准备，实验后按要求认真书写实验报告，报告要详细，实验过程及调试好的程序及实验结果，以及实验中遇到的问题，如何解决问题和对本课程及实验的心得体会。

10._计算机组成原理实验3 篇十

静态随机存储器实验 实验目的：

掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读/写方法。实验主要步骤：

(1)形成时钟脉冲信号T3。具体接线方法和操作步骤如下：

①接通电源，把示波器接到方波信号源的输出插孔H23调节电位器W1及W2，使H23端输出实验所期望的频率和占空比的方波。

②将时序电路模块(STATE UNIT)单元中的φ和信号源单元(SIGNAL UNIT)中的H23排针相连。

③在时序电路模块中有两个二进制开关“STOP”和“STEP”。将“STOP”开关置为“RUN”状态、“STEP”开关置为“EXEC”状态时，按动微动开关START，则T3端输出连续的方波信号，此时调节电位器W1，用示波器观察，使T3输出实验要求的脉冲信号。当“STOP”开关置为“RUN”状态、“STEP”开关置为“STEP”状态时，每按动一次微动开关START，则T3输出一个单脉冲，其脉冲宽度与连续方式相同。用PC联机软件中的示波器功能也能看到波形。这样可以代替真实示波器。

(2)按图2-2连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。

图2-2 静态随机存储器实验接线图(3)写存储器。给存储器的00、01、02、03、04地址单元中分别写入数据11H、12H、13H、14H、15H。

由上面的存储器实验原理图(图2-2)看出，由于数据和地址全由一个数据开关给出，因此要分时地给出。下面的写存储器要分两个步骤：第一步写地址，先关掉存储器的片选(CE=1)，打开地址锁存器门控信号(LDAR=1)，打开数据开关三态门(SW-B=0),由开关给出要写入的存储单元的地址，按动START产生T3脉冲将地址打入到地址锁存器；第二步写数据，关掉地址锁存器门控信号(LDAR=0),打开存储器片选(CE=0)，使之处于写状态(CE=0，WE=1)，由开关给出此单元要写入的数据，按动STRAT产生T3脉冲将数据写入到当前的地址单元中。写其他单元依次循环上述步骤。

写存储器流程如图2-3所示(以向00号单元写入11H为例)。

图2-3 写存储器流程图

(4)读存储器。

依次读出第00、01、02、03、04号单元中的内容，观察上述各单元中的内容是否与前面写入的一致。同写操作类似，读每个单元也需要两步：第一步写地址，先关掉存储器的片选(CE=1)，打开地址锁存器门控信号(LDAR=1)，打开,由开关给出要读存储单元的地址，按动START产生T3脉冲将地址打入到地址锁存器；第二步读存储器，关掉数据开关三态门(SW-B=1),打开存储器(CE=0)，使它处于读状态(CE=0，WE=0)，此时数据总线上显示的数据即为从存储器当前地址中读出的数据内容。读其他单元依次循环上述步骤。

读存储器操作流程如下图2-4所示(以从00号单元读出11H数据为例)。

图2-4 读存储器流程图

实验结果：

置入存储器地址00 写入存储器数据 11H 置入存储器地址01 写入存储器数据12H 置入存储器地址02 写入存储器数据13H 置入存储器地址03 写入存储器数据14H 置入存储器地址04 写入存储器数据15H

读数据

置入存储器地址00 读出存储器数据11H 置入存储器地址01 读出存储器数据12H 置入存储器地址02 读出存储器数据13H 置入存储器地址03 读出存储器数据14H 置入存储器地址04 读出存储器数据15H 实验思考题

（1）一片静态存储器6116（2K×8），容量是多大？因实验箱上地址寄存器只有8位接入6116的A7－A0，而高三位A8－A10接地，所以实际存储容量是多少？为什么？

答：容量是16kbit大小，当只有A7-A0只有8位字时，实际容量是256*8=4Kbit大小。（2）归纳出向存储器写入一个数据的过程，包括所需的控制信号（为“1”还是为“0”）有效。

答：根据实验指导书上WR0有效，此时为写入数据

心得体会：

11.计算机组成原理课程说明-上海开放大学 篇十一

题目：控制器综合设计实验

学院： 姓名： 学号： 同组人： 完成日期：

一、需求分析

1、程序设计目的

（1）在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统构造一台基本模型计算机。

（2使用简单模型机和复杂模型机的部分机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试掌握整机概念。

（3）掌握微程序控制器的组成原理。

（4）掌握微程序的编写、写入，观察微程序的运行。

（5）通过课程设计，使学生将掌握的计算机组成基本理论应用于实践中，在实际操作中加深对计算机各部件的组成和工作原理的理解，掌握微程序计算机中指令和微指令的编码方法，深入理解机器指令在计算机中的运行过程。

2、程序设计内容

（1）分析所设计系统中各功能模块的工作原理；

选用合适的器件（芯片）； 提出系统的设计方案；

（2）根据系统流程图，编写程序与微程序并调试通过

记录运行情况

对所设计电路进行调试。

将ADD指令做适当的修改操作并调试通过

对原理图进行相应的修改，实现带移位的运算的模型机。

二、结构设计

[1] 运算器单元（ALU UINT）

运算器单元由以下部分构成：两片74LS181构成了并－串型8位ALU；两个8位寄存器DR1和DR2为暂存工作寄存器，保存参数或中间运算结果。ALU的S0～S3为运算控制端，Cn为最低进位输入，M为状态控制端。ALU的输出通过三态门74LS245连到数据总线上，由ALU-B控制该三态门。[2] 寄存器堆单元（REG UNIT）

该部分由3片8位寄存器R0、R1、R2组成，它们用来保存操作数用中间运算结构等。三个寄存器的输入输出均以连入数据总线，由LDRi和RS-B根据机器指令进行选通。

[3] 指令寄存器单元（INS UNIT）

指令寄存器单元中指令寄存器（IR）构成模型机时用它作为指令译码电路的输入，实现程序的跳转，由LDIR控制其选通。[4] 时序电路单元（STATE UNIT）

用于输出连续或单个方波信号，来控制机器的运行。[5] 微控器电路单元（MICRO－CONTROLLER UNIT）

微控器主要用来完成接受机器指令译码器送来的代码，使控制转向相应机器指令对应的首条微代码程序，对该条机器指令的功能进行解释或执行的工作。由输入的W/R信号控制微代码的输出锁存。由程序计数器（PC）和地址寄存器（AR）实现程序的取指功能。[6] 逻辑译码单元（LOG UNIT）

用来根据机器指令及相应微代码进行译码使微程序转入相应的微地址入口，从而实现微程序的顺序、分支、循环运行，及工作寄存器R0、R1、R2的选通译码。

[7] 主存储器单元（MAIN MEM）

用于存储实验中的机器指令。

[8] 输入输出单元（INPUT/OUTPUT DEVICE）

输入单元使用八个拨动开关作为输入设备，SW-B控制选通信号。输出单元将输入数据置入锁存器后由两个数码管显示其值。

*该CPU数据结构通路框图如下：

微指令译码电路如下：

图中MS24—MS16对应于微指令的第24—16位，S3S2S1S0MCn为运算器的方式控制，详见实验一和实验二；WE为外部器件的读写信号，‘1’表示写，‘0’表示读；1A、1B用于选通外部器件，通常接至底板IO控制电路的1A1B端，四个输出Y0Y1Y2Y3接外部器件的片选端。

图5—3中MS15—MS13对应于微指令中的F1，经锁存译码后产生6个输出信号：LRi、LDR1、LDR2、LDIR、LOAD、LAR。其中LDR1、LDR2为运算器的两个锁存控制（见实验一）；LDIR为指令寄存器的锁存控制（见系统介绍中指令寄存器电路）；LRi为寄存器堆的写控制，它与指令寄存器的第0位和第1位共同决定对哪个寄存器进行写操作（见系统介绍中寄存器堆电路和图5-4）；LOAD为程序计数器的置数控制，LAR为地址寄存器的锁存控制（见系统介绍中程序计数器和地址寄存器电路）。以上6个输出信号均为‘1’有效。

图5—3中MS12—MS10对应于微指令中的F2，经锁存译码后产生6个输出信号：RAG、RBG、RCG、299-G、ALU-G、PC-G。其中RAG、RBG、RCG分别为寄存器Ax、Bx、Cx的输出控制（见系统介绍中寄存器堆电路）；299-G为移位寄存器的输出控制（见实验二）；ALU-G为运算器的输出控制（见实验一）；PC-G为程序计数器的输出控制（见系统介绍中程序计数器和地址寄存器电路）。以上信号均为‘0’有效。

图5—3中MS9—MS9对应于微指令中的F3，经锁存译码后产生6个输出信号：P1、P2、P3、P4、AR、LPC。其中P1、P2、P3、P4位测试字，其功能是对机器指令进行译码，使微程序转入相应的微地址入口，从而实现微程序的顺序、分支和循环运行（见实验4的图4-1（b）和图5-4）；AR为运算器的进位输出控制（见实验一）；LPC为程序计数器的时钟控制（见系统介绍中程序计数器电路）。以上信号均为‘1’有效。

三、系统工作原理描述

1.数据通路

2.指令系统的设计及格式

实验设备的数据通路与图2-5-1 相同,微指令格式见表2-5-2 微指令格式，可根据自己的需要设计指令系统。

系统可以支持三种指令格式。机器指令格式

一、格式二与实验5 相同，这里介绍格式三：二字节指令,第一字节为操作码,第二字节D 为操作数

其中，OP-CODE 为操作码，Rs 为源寄存器，Rd 为目的寄存器，在无操作数 时,第0～3 位无意义。并规定：

按照实验3 中所介绍过的机器指令格式

一、格式二本实验设备最多可以

设计16 条指令，如果考虑各种寻址方式，系统功能就太低了。为了增加系统 功能，本实验台还提供了第二操作码进行二次译码，这样源寄存器和目的寄 存器都有指令的1，0 位决定（此时使用源寄存器总线数据应选择Rd,即

CBA=101）。这样给大家的微程序编程提供了更多的想象空间。为了易于编程 我们推荐下列格式：

其中，OP-CODE 为操作码，Rd（Rs）为目的（源）寄存器。M 为寻址 模式(第4 位和第7 位为这类指令的特征字)，具体寻址方式可自行定义，建 议定义如下：

IN：单字节（8 位）指令。其含义是将数据开关上的8 位数据输入到目的寄存器 R0 中；

MOV：双字节传送指令。其含义是将源地址指出的内容传送到目的地址指出 的单元（或寄存器）中，其中①MOV R1，#XXH：地址单元01 和02 中的指令含 义是将指令的第二字节作为操作数传送到目的寄存器R1 中。②MOV addr，R1： 地址单元04 和05 中的指令含是将源寄存器R1 的内容传送到指令的第二字节所指 出的目的地址单元中；

ADD：单字节指令。其含义是将目的寄存器R1 的内容与源寄存器R0 的内容 相加，结果存入目的寄存器R1；

OUT：双字节指令。其含义是将内存中以第二字为地址的单元内容通过数据 总线送至LED 显示；

JMP：双字节指令。其含义为执行这条指令时，将指令第二字节的内容装入 程序计数器（PC）。3.微程序及微程序流程

微程序控制器首先在给出的微地址为00H 中读出

微指令，然后给出下一条微指令地址01H。微指令地址01H、02H 这两条微指令 均为公用微指令，机器指令的取指就是从这里开始的。微地址为01H 的微指令执 行的是PC→AR（要执行指令的地址送到地址寄存器AR）及PC+1（PC 指向下一 条机器指令或机器指令的下一字节）微指令，同时给出下一条微指令地址02H。微地址02H 中微指令执行的是（AR）→IR（把AR 所指RAM 中的指令送到IR 寄 存器），同时给出判别信号P(1)及微指令基地址(10H)。下一条微地址将根据P（1）的测试结果得出，即：下一条微地址=基地址(10H)∨指令寄存器（IR）中的高4 位。在产生下一条微指令地址时,由于指令中IR7、IR6、IR5、IR4 不同，所产生的 下一条微指令地址也不同。在IR7、IR6、IR5、IR4 为00(即：NOP 机器指令)时，执行10H 的微指令，而10H（NOP）这条微指令的功能只是给出了微指令的下地 址01。每一条机器指令对应微程序的最后一条微指令后续地址一定是01H。接下来 重新执行微指令地址为01H、02H 的公共微指令，取出下一条机器指令的操作 码，再根据P（1）的测试结果得出下一条微指令的微地址，┅┅。

四、外接口定义

实验仪器：

Dais-CMH+/CMH 计算器组成原理教学实验系统一台：Dais-CMH+计算机组成原理教学实验系统采用内、外总线结构，按开放式的要求设计了各关联的单元实验电路，创造了按键式操作环境，实验方式灵活多样。在系统监控的管理下向用户提供“L”（单元手动）、“H”（单元自动）、“M”（模型机）三种工作方式；自带虚拟PC逻辑示波器、逻辑笔等测试工具，Windows、DOS及LED多个操作平台自由选择，可自成一体独立运行，亦可配合先进的动态跟踪集成软件，凭借PC资源形成强大的在线调试与图形示意系统。

实验用扁平线导线若干：用于连接电脑与Dais-CMH+/CMH 计算器组成原理教学实验系统。导线若干：用于Dais-CMH+/CMH 计算器组成原理教学实验系统各组件之间的连接。电脑一台：显示“指令系统窗口”。

微指令格式：微指令字长32 位，各位对应控制功能如下：

其中：AR 为算术运算是否影响进位及判零标志控制位：UA5-UA0 为6 位后续微地址：A 字段和B1、B2 字段为译码字段，A 字段中的RS-B、RD-B 分别为源寄存器、目的寄存器及变 址寄存器的选通信号，它的功能是根据机器指令来选通三个工作寄存器R0、R1、R2，如图3 －3 所示，图中I0-I3 为指令寄存器的第0-3 位。LDR1 为打入工作寄存器信号的译码器使能

控制位。

B 字段中P（1）、P（2）、P（3）三个测试字位，其功能是根据机器指令及相应微代码进 行译码，使微程序转入相应的微地址入口，从而实现微程序的顺序、分支、循环运行。其原 理如图3－4。图中I7-I2 为指令寄存器第7-2 位输出，SE5-SE0 为微控器单元微地址锁存器 的置“1”控制端，参看图3－2。

图3－3 A 字段译码器的部分功能 图3－4 B 字段的功能

五、系统详细设计

程序设计基本原理

图3－1 时序电路原理图

实验所用的时序电路原理如图3—1 所示，可产生4 个等间隔的时序信号T1-T4 其

中Ф 为时钟信号，由位于实验装置右上方的方波信号源提供。学生可根据实验自行选择方 波信号的频率。为了便于控制程序的运行，时序电路发生器也设置了一个启停控制触发器 CR，使T1-T4 信号输出可控。图中STEP(单步)、STOP(停机)分别由位于实验装置中部管CPU 的两个PIO 口控制。启动信号START 由“单步”、“连续”二运行命令键产生。当按动“连续”

命令键时管理CPU 令STEP=0(EXEC)，运行触发器CR 一直处于”1”状态，因此时序信号T1 —T4 将周而复始地发送出去。当按动”单步”命令键时管理CPU 令STEP=I(STEP)，机器便 处于单步运行状态，即此时只发送一个CPU 周期的时序信号就停机。利用单步方式，每次只 读一条微指令，可以观察微指令的代码与当前微指令的执行结果。另外当机器连续运行时，如果按动“暂停”命令键管理CPU，则令STOP=1，也会使机器停机。

用复杂模型机方式设计并完成给定指令的微程序。MOV R0，IMM MOV R1，[10H] ADD R0，R1 JCZ L1 ；相对寻址 MOV [11H]，R0 L1: HLT

微控器实验原理图

六、主要参考文献

《计算机组成原理》 高等教育出版社 唐朔飞著