第一章

计算机分为：超级计算机、大型机、服务站、工作站、微型机、单片机。

计算机硬件包括：运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备。

第二章

一个定点数由：符号位、数值域组成。

一个浮点数由：符号位S、阶码E、尾数M组成。

数的真值转机器码有四种表示法：原码表示法，反码表示法，补码表示法、移码表示法。

第三章

为解决存储器容量大、速度快、成本低的矛盾，采用多级存储器体系结构。

高速缓冲存储器（cache）：高速小容量半导体存储器（存取速度快，存储量小） 主存储器：存放计算机运行期间的大量程序和数据（由MOS半导体存储器组成） 外存储器：使用磁盘存储、磁带存储器、光盘存储器。（存储量大、成本低）

存储性能指标：存储量、存储时间、存储周期、存储器带宽。

RAM存储单元：静态存储单元（SRAM）、动态存储单元（DRAM）

静态存储单元（SRAM）：由锁存器（触发器）作为存储元。 优点：速度快、使用简单、不需刷新、静态功耗极低；常用作Cache

缺点：元件数多、集成度低、运行功耗大

动态存储单元（DRAM）：由MOS晶体管和电容器组成记忆电路。

优点： 集成度远高于SRAM、功耗低，价格也低

缺点：因需刷新而使外围电路复杂；刷新也使存取速度较SRAM慢，

DRAM常用于作主存储器。

DRAM刷新操作有：集中式刷新、分散式刷新。

(所需芯片数)d设计要求的存储容量 已知芯片存储量

ROM（只读存储器）有：1)掩模ROM

2)可编程ROM：一次性编程：PROM

多次编程：EPROM（光擦除可编程可读存储器

和EPROM（电擦除可编程只读存储

器）

FLASH存储器（闪速存储器）：高密度非易失性的读/写存储器具有RAM与ROM的优点

闪速存储器的特点：（1）固有的非易失性

（2）廉价的高密度

（3）可直接执行

并行存储器结构有：双端口存储器（采用空间并行技术）

多模块交叉存储器（时间并行技术）

Cache是一种高速缓冲存储器（解决CPU和主存之间速度不匹配） 2

（命中率）h=NC（NC表cache完成存取的总次数Nm表主存完成存取的总次数） NC?Nm

（倍率）r=t m ( tc表cache存储周期，tm表主存存储周期) t c

t c1=（1-h表示未命中率，ta表示平均访问时间） tar?(1?r)h

t c e（效率）e=（平均访问时间）ta=

地址映射方式有：全相联方式、直接方式、组相连方式

第四章

指令有：微指令、机器指令、宏指令

指令格式：用二进制代码表示，由操作码字段和地址码字段组成

CISC(复杂指令系统计算机)

RISC(精简指令系统计算机)特点：

1、 指令条数少

2、 指令长度固定，指令格式和寻址方式种类少

3、 只有取数/存数指令访问存储器。其余指令操作数都在寄存器之间进行

寻址方式：顺序寻址方式、跳跃寻址方式

第五章

CPU的功能：指令控制、操作控制、时间控制、数据加工

CPU基本组成部分：运算器、cache、控制器

CPU有六类寄存器：指令寄存器、程序计数器、地址寄存器、数据缓冲寄存器、通用寄存

器、状态条件寄存器

控制器：程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器、操作控制器组成

运算器：算术逻辑单元（ALU）、通用寄存器、数据缓冲寄存器DR、状态条件寄存器PSW 控制器的控制方式：同步控制、异步控制、联合控制

并行处理技术有：时间并行（流水CPU）、空间并行、时间并行+空间并行

流水技术主要问题：资源相关、数据相关、控制相关

指令周期：cpu从存储器取出一条指令并执行这条指令的时间和

（01表示溢出，00和11都表示无溢出）

1.计算 已知：[X]补=010111101,[Y]补=011010101,计算[X+Y]补，[X-Y]补。并判断溢出。 解：[-Y]补=/[y]补+1=100101010+1=100101011

00 10111101 （+189）

+） 00 11010101 （+213）

01 10010010 （+402）∴[X+Y]补=[X]补+[Y]补=01 10010010,结果出现上溢。

00 10111101 （+189）

+) 11 00101011 （-213）

11 11101000 （-24）∴[X-Y]补=[X]补-[-Y]补=11 11101000计算结果无溢出。

2.将十进制数+107/128和-52化成二进制数，再写出各自的原码、反码、补码表示（符号位和数值位共8位）。

解： +107/128 = +6BH/80H = +1101011B/10000000B =+0.1101011

–52 =-34H=–110100

原码 01101011 10110100

反码 01101011 11001011

补码 01101011 11001100

-3-23.设 A=–0.101101*2,B= 0.101001*2,先将A、B表示为规格化的浮点数。要求阶码用4

位（含阶符号）移码表示，尾数用8位（含浮点数的符号）原码表示，再写出A+B的计算步骤和每一步的运算结果。

-3解：-0.101101*2的浮点数的格式为：1 0101 1011010 或0 101 1 1011010

-20.101001*2的浮点数的格式为：0 0110 1010010 或0 110 0 1010010

计算A+B：（双符号位补码相加）

（1）求阶差：|△E|=|0101-0110|=0001

（2）对阶： A变为 1 0110 01011010

（3）尾数相加： 11 10100110（补码）

+ 00 1010010

00 0100101

（4）规格化：左规，尾数为0 1001010，阶码为0101

（5）无舍入操作，也没有溢出。

-3 计算结果为：0 0101 1001010，即+1001010*2

第二篇：计算机组成原理总结

合肥学院

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 100

20xx年x月x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，20xx.1

2、《微型计算机原理与应用》肖金立 编著，电子工业出版社，20xx-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

4、《计算机组成原理学习指导训练》（旷海兰，刘彦，蒋翰洋等编著）中国水利水电出版社出版