第一篇计算机组成原理第1章绪论12计算机系统的概念层次11计算机硬件系统12计算机软件系统13计算机的虚拟化问题14计算机的性能指标分析习题第2章数据信息表示2111112非数值数据的信息表示21字符的表示22字符串的存放23汉字的表示24校验码习题第3章数值运算及运算器31112定点运算31加减运算32移位运算33乘法运算34除法运算33334运算器举例31ALU举例32浮点运算器举例习题第4章指令系统4112指令格式41指令格式及指令字长度42操作码结构的设计43地址码结构的设计44指令助记符与机器指令代码45指令格式举例433334指令的分类及指令系统41指令类型428086指令系统类型438086指令系统详解44MIPS指令系统简介45CISC与RISC指令系统习题第5章中央处理器5112指令周期与指令流程51指令周期的基本概念52时序系统53模型机指令系统、指令流程与微操作控制信号53334组合逻辑控制部件的组成与设计51组合逻辑控制部件的组成52微操作控制信号发生器的设计51存储器概述61存储器分类62存储器的主要技术指标63存储系统的分层结构62222223高速存储器61双端口存储器62多体并行交叉存储器63相联存储器644445虚拟存储器61虚拟存储器基本概念62段式虚拟存储器63页式虚拟存储器64段页式虚拟存储器65快表和慢表66666661输人/输出系统概述71输入/输出系统的基本功能72输入/输出系统的组成73输入/输出设备的编址与输人/输出指令74主机与输入/输出设备间信息传输的控制方式7223程序中断方式71中断的基本概念72中断源和中断类型73中断处理过程74程序中断方式的基本接口……第二篇汇编语言程序设计第8章汇编语言第9章分支程序设计第10章循环程序设计第11章子程序设计第12章系统功能调用第13章汇编语言程序的开发与调试附录8086指令系统简表参考文献……
《计算机组成原理》课程简介 华南理工大学 黄钦胜 编 《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门主干课程。从课程的地位来说，它的先导课程是数字逻辑、数字电路，后续课程是操作系统、系统结构等。可见，本课程起着承上启下和继往开来的作用。 一通过本课程的学习，掌握单台计算机硬件系统各部件的组成及工作原理。 2掌握计算机系统硬件分析，设计和调试的技能。二中央处理器CPU的组成原理 主要的内容是数据与文字在计算机中的表示、运算方法和运算器、控制器、指令系统和总线系统。 2本课程的主要特点：要求有较扎实的基础，知识面广； 在课程间承上启下，课程内各部分密切相关； 3 主要的参考文献 1黄钦胜等，计算机组成原理习题与题解，电子工业出版社，2004年。 第1章 计算机系统概论内容提要： 计算机系统是一个由软件和硬件组成的、用以实现数据处理的、非常复杂的自动化设备。本章讲述：计算机的分类和应用，计算机硬件、软件的概念和组成，计算机系统主要性能指标及按功能划分的多级层次结构。11 电子数字计算机的飞速发展50多年来计算机发展经历的五个阶段。小结：前四代分代的主要标志是按所使用的主要逻辑元件分。12 计算机的分类1电子数字计算机(Digital Computer) 用断续(离散)的物理状态(如电压高低等)代表运算的数字、符号的计算装置。 特点:不连续量，不连续地跳动计算。1．1．3 计算机的应用 凡能归结为算术运算的计算或能严格规格化的数都可由计算机来求解。计算机的硬件 1．2．1 冯·诺依曼计算机的设计思想采用二进制数表示指令、数据及其它非数据信息 22存储器(Memory)：存储程序和数据信息的部件。 （1）功能：存储信息。 （2）组成： ① 存储体MB——存储元件的有序集合，存储二进制代码； ② 地址寄存器AR——寄存访问内存储器的地址码； ③ 数据寄存器DR——暂存要写入MB或从MB读出的代码； ④ 读写控制电路——控制存储器进行读或写的操作。 （3）几个术语： ① 单元地址：存储单元的地址编号； ② 存储单元：存放一个字(或字节)的编址单元； ③ 存储容量：存储单元的总数。 例如64KB 即64×1024×8位； 常用容量单位：1KB = 210 B = 1024B 1MB = 210KB 1GB = 210MB 1TB = 210GB 2控制器(Control Unit)：向计算机各部件发出控制信息的部件。（1）功能：控制指令的读出、解释和执行、中断事件的处理等 。（2）组成： ① 指令部件： 程序计数器PC——提供要执行的指令地址； 指令寄存器IR——寄存现行指令； 指令译码器ID——解释现行指令，产生相应的控制电位。 ② 时序部件：产生计算机运行所需的时序信号。 ③ 微操作信号发生器：产生执行指令的微操作控制信号。 （3）有关术语和概念： ① 中央处理器（CPU）——包括运算器（ALU）和控制器（CU）； ② 主机——指CPU和内存储器； ③ 计算机中的信息流： 指令流——在取指令周期，从内存à控制器(IR)的信息流； 数据流——在执行周期，内存ßà运算器的信息流。 4适配器（I/O接口）： I/O设备与主机之间互相连接(缓冲)的部件。 此外，硬设备还有控制台(Console)、电源(Power Supply)等。1．3 计算机系统的软件（图1系统程序：使用和管理计算机系统的程 序。 2 计算机的工作过程是周而复始地取出指令、解释指令和执行指令的过程。 27 计算机系统的层次结构示意图高级语言级汇编语言级操作系统级一般机器级微程序设计级3级2级1级4级5级编译程序汇编程序操作系统微程序微程序直接由硬件执行式中： n ——指令的种类； f i ——第i种指令出现的频度(%)； t i ——第i种指令的指令周期(秒)。 则平均运算速度： V＝1/T；1．5 计算机系统的层次结构1．5．1 多级组成的计算机系统 1．微程序设计级：微指令直接由硬件执行。 2．一般机器级(机器语言级)：由微程序 解释机器指令系统，属硬件级。 3．操作系统级：由操作系统程序实现。 4．汇编语言级：由汇编程序支持执行。 5．高级语言级：由高级语言编译程序支持执行。1．5．2 软件与硬件的逻辑等价性： 1．机器功能的软硬件划分：取决于价格，速度，可靠性，存储容量，变更周期等； 2．软件和硬件在逻辑功能上是等效的：合理分配软硬件之功能是计算机总体结构的重要内容；本回答由网友推荐
计算机组成原理 存储器（期末论文） 绵阳师范学院计算机组成原理(期末论文)题 目 微型计算机的存储器 作 者 *** 单 位 数计学院07级7班(07084207**) 指 导教 师 *** 论文工作时间 2009年5月 摘要 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。 关键字 微型计算机 存储器 分类 性能指标 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。 （1）内存储器 现代的内存储器多半是半导体存储器，采用大规模集成电路或超大规模集成电路器件。内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器（简称随机存储器或RAM）和只读存储器（简称ROM）。 随机存储器。随机存储器允许随机的按任意指定地址向内存单元存入或从该单元取出信息，对任一地址的存取时间都是相同的。由于信息是通过电信号写入存储器的，所以断电时RAM中的信息就会消失。计算机工作时使用的程序和数据等都存储在RAM中，如果对程序或数据进行了修改之后，应该将它存储到外存储器中，否则关机后信息将丢失。通常所说的内存大小就是指RAM的大小，一般以KB或MB为单位。 只读存储器。只读存储器是只能读出而不能随意写入信息的存储器。ROM中的内容是由厂家制造时用特殊方法写入的，或者要利用特殊的写入器才能写入。当计算机断电后，ROM中的信息不会丢失。当计算机重新被加电后，其中的信息保持原来的不变，仍可被读出。ROM适宜存放计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统最基本的输入输出程序、时钟控制程序以及计算机的系统配置和磁盘参数等重要信息。 （2）外存储器 PC常用的外存是软磁盘（简称软盘）和硬磁盘（简称硬盘），目前，光盘的使用也越来越普及。下面介绍常用的三种外存： 软盘：目前计算机常用的软盘按尺寸划分有55英寸盘（简称3寸盘）。 二者之间的主要区别是：325英寸盘小，由硬塑料制成，不易弯曲和损坏；35英寸盘无索引孔；3现在有一些新的RAM，如组合RAM（IRAM），将刷新电路与DRAM集成在一起；非易失RAM（NVRAM），实际上是由SRAM和EEPROM共同构成。正常情况下，它和一般SRAM一样，而在系统掉电瞬间它把SRAM中的信息保存在EEPROM中，从而使信息不丢失。只读存储器ROM的特点是用户在使用时只能读出其中的信息，不能修改和写入信息。近几年出现了一中新的存储器叫Flash存储器（闪烁存储器），这是一种电可擦除的非易失性只读存储器。 二、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： ⑴ 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。 ⑵ 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。 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，20081 计算机的基本概念11 为什么需要计算机12 软件的概念13 硬件的概念14 指令系统——软、硬件的接口12223 计算机组成和体系结构15 计算机的发展简史第0代——机械计算机第1代——电子管计算机（1945—1955）第2代——晶体管计算机（1955—1965）第3代——集成电路计算机（1965—1980）第4代——超大规模集成电路计算机（1980— ）17 本章小结习题第2章 运算方法的理论基础与运算器设计211112 二进制带符号数的表示方法21 原码表示方法22 补码表示方法23 反码表示方法24 移码表示方法24 定点加减运算与溢出判断21 补码加法运算22 负数的补码及补码的运算规则23 溢出与检测方法24 基本的二进制加法器/减法器25 十进制加法器26 定点运算器的先行进位255556 算术逻辑单元的组织21 1位ALU22 32位ALU277778 定点除法运算21 定点原码除法22 定点补码除法23 阵列除法2999910 同余式基本概念21 指令系统概述31 指令系统的基本概念32 指令的要素33 指令的表示34 指令系统设计应该考虑的问题……第4章 中央处理器设计第5章 流水线原理及其在CPU 设计中的应用第6章 存储体系第7章 总线与输入输出附录 新旧逻辑电路图形符号对照表参考文献
《计算机组成原理》课程简介华南理工大学 黄钦胜 编《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门主干课程。从课程的地位来说，它的先导课程是数字逻辑、数字电路，后续课程是操作系统、系统结构等。可见，本课程起着承上启下和继往开来的作用。一通过本课程的学习，掌握单台计算机硬件系统各部件的组成及工作原理。2掌握计算机系统硬件分析，设计和调试的技能。二中央处理器CPU的组成原理主要的内容是数据与文字在计算机中的表示、运算方法和运算器、控制器、指令系统和总线系统。2本课程的主要特点：要求有较扎实的基础，知识面广；在课程间承上启下，课程内各部分密切相关；3 主要的参考文献1黄钦胜等，计算机组成原理习题与题解，电子工业出版社，2004年。第1章 计算机系统概论内容提要：计算机系统是一个由软件和硬件组成的、用以实现数据处理的、非常复杂的自动化设备。本章讲述：计算机的分类和应用，计算机硬件、软件的概念和组成，计算机系统主要性能指标及按功能划分的多级层次结构。11 电子数字计算机的飞速发展50多年来计算机发展经历的五个阶段。小结：前四代分代的主要标志是按所使用的主要逻辑元件分。12 计算机的分类1电子数字计算机(Digital Computer)用断续(离散)的物理状态(如电压高低等)代表运算的数字、符号的计算装置。特点:不连续量，不连续地跳动计算。1．1．3 计算机的应用凡能归结为算术运算的计算或能严格规格化的数都可由计算机来求解。计算机的硬件1．2．1 冯·诺依曼计算机的设计思想采用二进制数表示指令、数据及其它非数据信息22存储器(Memory)：存储程序和数据信息的部件。（1）功能：存储信息。（2）组成：① 存储体MB——存储元件的有序集合，存储二进制代码；② 地址寄存器AR——寄存访问内存储器的地址码；③ 数据寄存器DR——暂存要写入MB或从MB读出的代码；④ 读写控制电路——控制存储器进行读或写的操作。（3）几个术语：① 单元地址：存储单元的地址编号；② 存储单元：存放一个字(或字节)的编址单元；③ 存储容量：存储单元的总数。例如64KB 即64×1024×8位；常用容量单位：1KB = 210 B = 1024B 1MB = 210KB1GB = 210MB 1TB = 210GB2控制器(Control Unit)：向计算机各部件发出控制信息的部件。（1）功能：控制指令的读出、解释和执行、中断事件的处理等 。（2）组成：① 指令部件：程序计数器PC——提供要执行的指令地址；指令寄存器IR——寄存现行指令；指令译码器ID——解释现行指令，产生相应的控制电位。② 时序部件：产生计算机运行所需的时序信号。③ 微操作信号发生器：产生执行指令的微操作控制信号。（3）有关术语和概念：① 中央处理器（CPU）——包括运算器（ALU）和控制器（CU）；② 主机——指CPU和内存储器；③ 计算机中的信息流：指令流——在取指令周期，从内存à控制器(IR)的信息流；数据流——在执行周期，内存?à运算器的信息流。4适配器（I/O接口）： I/O设备与主机之间互相连接(缓冲)的部件。此外，硬设备还有控制台(Console)、电源(Power Supply)等。1．3 计算机系统的软件（图1系统程序：使用和管理计算机系统的程 序。2 计算机的工作过程是周而复始地取出指令、解释指令和执行指令的过程。27计算机系统的层次结构示意图高级语言级汇编语言级操作系统级一般机器级微程序设计级3级2级1级4级5级编译程序汇编程序操作系统微程序微程序直接由硬件执行式中： n ——指令的种类；f i ——第i种指令出现的频度(%)；t i ——第i种指令的指令周期(秒)。则平均运算速度： V＝1/T；1．5 计算机系统的层次结构1．5．1 多级组成的计算机系统1．微程序设计级：微指令直接由硬件执行。2．一般机器级(机器语言级)：由微程序解释机器指令系统，属硬件级。3．操作系统级：由操作系统程序实现。4．汇编语言级：由汇编程序支持执行。5．高级语言级：由高级语言编译程序支持执行。1．5．2 软件与硬件的逻辑等价性：1．机器功能的软硬件划分：取决于价格，速度，可靠性，存储容量，变更周期等；2．软件和硬件在逻辑功能上是等效的：合理分配软硬件之功能是计算机总体结构的重要内容；本回答由网友推荐
参考文献 原理 计算机
