1、課 程 論 文題 目計算機組成原理論文系 部計算機科學與技術專 業計算機科學與技術班 級學生姓名學 號2012年5月16日計算機組成原理課程綜述內容摘要計算機組成原理是計算機科學與技術專業的主干硬件專業基礎課，本書突出介紹計算機組成的一般原理，不結合任何具體機型，在體系結構上改變了過去自底向上的編寫習慣，采用從外部大框架入手，層層細化的敘述方法，即采用自頂向下的分析方法，詳述了計算機組成原理，使讀者更容易形成計算機的整體概念。 此外，為了適應計算機科學發展的需要，除了敘述基本原理外，本書還增加了不少新的內容，書中舉例力求與當代計算機技術相結合，考慮到不好學校不設外部設備課程，故本書適當地增加了

2、外存和外部設備的內容。通過本書的學習，可以對計算機的原理有個整體的概念，能有個大概的了解，對待不同的機型以后也會好掌握的。計算機組成原理課程綜述在計算機普及的今天， 現代信息技術飛速發展，計算機的應用在政治、經濟、文化等方方面面產生了巨大影響。而計算機的知識更新的速度非常的快，這就使得我們這些學計算機的面臨著要不斷的更新自己關于計算機的知識，以適應市場的需要。其實在大學四年里，我們并不能學到很多的知識，我們學習的只不過是如何學習的能力，大學就是培養學生各種能力的地方。在大學里學到的知識很多是你以后走上社會用不到的。這就要求我們在學習課本上的理論知識的同時，還應從中學習到學習的能力。計算機組成原

3、理是硬件系列課程中的核心課程，是計算機專業重要的專業基礎課，它對其它課程有承上啟下的作用，它的先修課程為“匯編語言”、“數字邏輯” ，它又與“計算機系統結構”、“操作系統”、“計算機接口技術”等課程密切相關。它的主要教學任務是要求學生能系統地理解計算機硬件系統的邏輯組成和工作原理，培養學生對計算機硬件結構的分析、應用、設計及開發能力。它既有自身的完整理論體系，又有很強的實踐性。該課程具有知識面、內容多、抽象枯燥、難理解、更新快等特點。課程主要內容和基本原理(一) 本書的主要內容該課程主要講解簡單、單臺計算機的完整組成原理和內部運行機制，包括運算器部件、控制器部件、存儲器子系統、輸入/輸出子系統

4、（總線與接口等）與輸入/輸出系統設備，圍繞各自的功能、組成、設計、實現、使用等知識進行介紹。(二) 本課程的特點這本書擺脫了傳統，死板的編寫方法，采用從整體框架入手，自頂向下，由表及里，層層細化的敘述方法，通過對計算機系統概述，總線系統等的深入剖析和詳細講解，使我們能形象的理解計算機的基本組成和工作原理。而且為了適應計算機科學發展的需要，除了敘述基本原理外，書中還增加了新的內容，書中舉例力求與當代計算機技術相結合。而且該課程的工程性、實踐性、技術性比較強，還強調培養學生的動手動腦能力、開創與創新意識、實驗技能，這些要求更多的是通過作業、教學實驗等環節完成，要求學生有意識地主動加強這些方面的練習

5、與鍛煉。(三) 本課程的作用計算機組成原理課，對于許多必須學習這門課的學生來說都會感到困難和不理解，為什么要學習這門課，本人在這里可以打個比喻。在過去每個人都會造人，但是都不清楚他的詳細過程，現在由于科學家的工作，使得我們都清楚了他的過程，就使得我們能夠創造出來比較優良的人來了。用計算機的過程和這個差不多，當我們明白了計算機的組成和工作原理以后，我們就可以更好的使用好計算機，讓它為我們服務。實際應用首先我認為在計算機組成原理這本書中學到的有關計算機原理方面的知識，對我們以后了解計算機以及和計算機打交道，甚至在以后應用計算機時，都可能會有很大的益處，計算機原理的基本知識是不會變的，變也只是會在此

6、基礎上，且不會偏離這些最基本的原理，尤其是這本計算機組成原理介紹的計算機原理是一種一般的計算機原理，不是針對某一個特定的機型而介紹的，下面我們來談談系統總線的發展和應用。定義 總線，英文叫作“BUS”,即我們中文的“公共車”，這是非常形象的比如，公共車走的路線是一定的，我們任何人都可以坐公共車去該條公共車路線的任意一個站點。如果把我們人比作是電子信號，這就是為什么英文叫它為“BUS”而不是“CAR”的真正用意。當然，從專業上來說，總線是一種描述電子信號傳輸線路的結構形式，是一類信號線的集合，是子系統間傳輸信息的公共通道1。通過總線能使整個系統內各部件之間的信息進行傳輸、交換、共享和邏輯控制等功

7、能。如在計算機系統中，它是CPU、內存、輸入、輸出設備傳遞信息的公用通道，主機的各個部件通過主機相連接，外部設備通過相應的接口電路再于總線相連接。工作原理系統總線在微型計算機中的地位，如同人的神經中樞系統，CPU通過系統總線對存儲器的內容進行讀寫，同樣通過總線，實現將CPU內數據寫入外設，或由外設讀入CPU。微型計算機都采用總線結構。總線就是用來信息的一組通信線。微型計算機通過系統總線將各部件連接到一起，實現了微型計算機內部各部件間的信息交換。一般情況下，CPU提供的信號需經過總線形成電路形成系統總線。系統總線按照傳遞信息的功能來分，分為地址總線、數據總線和控制總線。這些總線提供了微處理器(C

8、PU)與存儲器、輸入輸出接口部件的連接線。可以認為，一臺微型計算機就是以CPU為核心，其它部件全“掛接”在與CPU相連接的系統總線上。這種總線結構形式，為組成微型計算機提供了方便。人們可以根據自己的需要，將規模不一的內存和接口接到系統總線上，很容易形成各種規模的微型計算機。 分類： 總線分類的方式有很多，如被分為外部和內部總線、系統總線和非系統總線等等，下面是幾種最常用的分類方法。 按功能分 最常見的是從功能上來對數據總線進行劃分，可以分為地址總線、數據總線、和控制總線。在有的系統中，數據總線和地址總線可以在地址鎖存器控制下被共享，也即復用。 地址總線是專門用來傳送地址的。在設計過程中，見得最

9、多的應該是從CPU地址總線來選用外部存儲器的存儲地址。地址總線的位數往往決定了存儲器存儲空間的大小，比如地址總線為16位，則其最大可存儲空間為216（64KB）。 數據總線是用于傳送數據信息，它又有單向傳輸和雙向傳輸數據總線之分，雙向傳輸數據總線通常采用雙向三態形式的總線。數據總線的位數通常與微處理的字長相一致。例如Intel 8086微處理器字長16位，其數據總線寬度也是16位。在實際工作中，數據總線上傳送的并不一定是完全意義上的數據。 控制總線是用于傳送控制信號和時序信號。如有時微處理器對外部存儲器進行操作時要先通過控制總線發出讀/寫信號、片選信號和讀入中斷響應信號等。控制總線一般是雙向的

10、，其傳送方向由具體控制信號而定，其位數也要根據系統的實際控制需要而定。 按傳輸方式分 按照數據傳輸的方式劃分，總線可以被分為串行總線和并行總線。從原理來看，并行傳輸方式其實優于串行傳輸方式，但其成本上會有所增加。通俗地講，并行傳輸的通路猶如一條多車道公路，而串行傳輸則是只允許一輛汽車通過單線公路。目前常見的串行總線有SPI、I2C、USB、IEEE1394、RS232、CAN等；而并行總線相對來說種類要少，常見的如IEEE1284、ISA、PCI等。 按時鐘信號方式分 按照時鐘信號是否獨立，可以分為同步總線和異步總線。同步總線的時鐘信號獨立于數據，也就是說要用一根單獨的線來作為時鐘信號線；而異

11、步總線的時鐘信號是從數據中提取出來的，通常利用數據信號的邊沿來作為時鐘同步信號。 發展簡史 計算機系統總線的詳細發展歷程，包括早期的PC總線和ISA總線、PCI/AGP總線、PCI-X總線以及主流的PCIExpress、HyperTransport高速串行總線。從PC總線到ISA、PCI總線，再由PCI進入PCIExpress和HyperTransport體系，計算機在這三次大轉折中也完成三次飛躍式的提升。與這個過程相對應，計算機的處理速度、實現的功能和軟件平臺都在進行同樣的進化，顯然，沒有總線技術的進步作為基礎，計算機的快速發展就無從談起。業界站在一個嶄新的起點：PCIExpress和Hyp

12、erTransport開創了一個近乎完美的總線架構。而業界對高速總線的渴求也是無休無止，PCIExpress2.0和HyperTransport3.0都將提上日程，它們將會再次帶來效能提升。在計算機系統中，各個功能部件都是通過系統總線交換數據，總線的速度對系統性能有著極大的影響。而也正因為如此，總線被譽為是計算機系統的神經中樞。但相比CPU、顯卡、內存、硬盤等功能部件，總線技術的提升步伐要緩慢得多。在PC發展的二十余年歷史中，總線只進行三次更新換代，但它的每次變革都令計算機的面貌煥然一新。心得體會自從上了大學后，進入這個專業后才能這么經常的接觸到電腦，才能學到有關電腦方面的知識。正因為接觸這類

13、知識比較的晚，所以學習這方面的知識感覺到吃力。學習了這門課后覺得，計算機組成原理確實很難，隨著計算機技術和電子技術的飛速發展。計算機內部結構日趨復雜和龐大而且高度集成化。這使的我們普遍感到計算機組成原理這門課難學、難懂、概念抽象、感性認識差。在計算機技術快速發展的今天，新技術、新理論從提出到實際應用的周期大大縮短。我們很難在有限的教學時間內在理解掌握基本知識技能的基礎上。學習新知識、新技術，很難增強我們的學習興趣。也就更談不上能夠利用基本原理解決在學習過程中所遇到的新問題。當進入第四章，存儲器的學習時，各種問題就不斷的出現，尤其在進行存儲器容量擴展時，很多的問題都是似懂非懂的，在做題目時，也是

14、犯各種各樣的錯誤。在第五章的學習中，對于I/O設備與主機交換信息的控制方式中的程序查詢方式，程序中斷方式和DMA方式有了點了解。最難的就要數中央處理器和控制單元了。對于計算機運算方法，這個沒太搞懂，像定點運算中的乘法運算和除法運算，又是用的什么原碼一位乘、原碼兩位乘、補碼一位乘、補碼兩位乘。總之，我是被繞暈了。還有就是控制單元的設計方法微程序設計，這個知識點也是不太懂，總的來說這門課程，學得不是很好。可是通過這門課的學習，我也學習到了很多以前不知道的知識：計算機都有些什么硬件，都有哪幾類總線，總線在計算機中又扮演著什么角色。計算機中的存儲器有哪些等等。讓我對計算機有了一個大致的了解。至少我不再

15、像以前那樣對計算機什么也都不懂。結語通過學習這門課程，我們能夠從中得到有關計算機方面的知識，但是更多的是這門課程可以培養我們以下能力：1 系統級的認識能力。建立整機概念，掌握自項向下的問題分析能力， 既能理解系統各層次的細節，又能站在系統總體的角度從宏觀上認識系統，然后將系統很好的分解為功能模塊。這種理解必須超越各組成部分的實現細節，而認識到計算機的軟件系統和硬件系統的結構以及它們建立和分析的過程，這一過程是應該以深入理解計算機組成原理為基礎的。2 培養學生理論聯系實際的能力。計算機實踐教學是計算機課程的重要環節，學好計算機僅靠理論知識是不夠的，課堂講授是使學生掌握計算機的基本知識和基本技能，而計算機實踐教學的目的是要通過實際操作將所學到的知識付諸實際，是課堂教學的延伸和補充。計算機設計與實踐就是從理論、抽象、設計三個方面將計算機系統內部處理器、存儲器、控制器、運算器、外設等各個部分聯系起來，達到互相支撐、互相促進進。參考文獻 1 唐碩飛 主編計算機組成原理 高等教育出版社2 陳金兒,王讓定,林雪明,等.基于CC2005 的“計算機組