計(jì)算機(jī)組成原理相關(guān)論文

　　計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)。顯而易見(jiàn)《計(jì)算機(jī)組成原理》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心的專(zhuān)業(yè)必修課程。下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家推薦的計(jì)算機(jī)組成原理相關(guān)論文，希望大家喜歡!

　　計(jì)算機(jī)組成原理相關(guān)論文篇一

　　《淺談?dòng)?jì)算機(jī)組成原理》

　　摘要：計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的主干硬件專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，本書(shū)突出介紹計(jì)算機(jī)組成的一般原理，不結(jié)合任何具體機(jī)型，在體系結(jié)構(gòu)上改變了過(guò)去自底向上的編寫(xiě)習(xí)慣，采用從外部大框架入手，層層細(xì)化的敘述方法，即采用自頂向下的分析方法，詳述了計(jì)算機(jī)組成原理，使讀者更容易形成計(jì)算機(jī)的整體概念。此外，為了適應(yīng)計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的需要，除了敘述基本原理外，本書(shū)還增加了不少新的內(nèi)容，書(shū)中舉例力求與當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，考慮到不好學(xué)校不設(shè)外部設(shè)備課程，故本書(shū)適當(dāng)?shù)卦黾恿送獯婧屯獠吭O(shè)備的內(nèi)容。通過(guò)本書(shū)的學(xué)習(xí)，可以對(duì)計(jì)算機(jī)的原理有個(gè)整體的概念，能有個(gè)大概的了解，對(duì)待不同的機(jī)型以后也會(huì)好掌握的。

　　關(guān)鍵字：計(jì)算機(jī)組成原理;課程;作用

　　在計(jì)算機(jī)普及的今天，現(xiàn)代信息技術(shù)飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用在政治、經(jīng)濟(jì)、文化等方方面面產(chǎn)生了巨大影響。而計(jì)算機(jī)的知識(shí)更新的速度非常的快，這就使得我們這些學(xué)計(jì)算機(jī)的面臨著要不斷的更新自己關(guān)于計(jì)算機(jī)的知識(shí)，以適應(yīng)市場(chǎng)的需要。其實(shí)在大學(xué)四年里，我們并不能學(xué)到很多的知識(shí)，我們學(xué)習(xí)的只不過(guò)是如何學(xué)習(xí)的能力，大學(xué)就是培養(yǎng)學(xué)生各種能力的地方。在大學(xué)里學(xué)到的知識(shí)很多是你以后走上社會(huì)用不到的。這就要求我們?cè)趯W(xué)習(xí)課本上的理論知識(shí)的同時(shí)，還應(yīng)從中學(xué)習(xí)到學(xué)習(xí)的能力。

　　計(jì)算機(jī)組成原理是硬件系列課程中的核心課程，是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，它對(duì)其它課程有承上啟下的作用，它的先修課程為“匯編語(yǔ)言”、“數(shù)字邏輯”，它又與“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”、“操作系統(tǒng)”、“計(jì)算機(jī)接口技術(shù)”等課程密切相關(guān)。它的主要教學(xué)任務(wù)是要求學(xué)生能系統(tǒng)地理解計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的邏輯組成和工作原理，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的分析、應(yīng)用、設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)能力。它既有自身的完整理論體系，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性。該課程具有知識(shí)面、內(nèi)容多、抽象枯燥、難理解、更新快等特點(diǎn)。

　　課程主要內(nèi)容和基本原理

　　(一)本書(shū)的主要內(nèi)容

　　該課程主要講解簡(jiǎn)單、單臺(tái)計(jì)算機(jī)的完整組成原理和內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制，包括運(yùn)算器部件、控制器部件、存儲(chǔ)器子系統(tǒng)、輸入/輸出子系統(tǒng)(總線(xiàn)與接口等)與輸入/輸出系統(tǒng)設(shè)備，圍繞各自的功能、組成、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、使用等知識(shí)進(jìn)行介紹。

　　(二)本課程的特點(diǎn)

　　這本書(shū)擺脫了傳統(tǒng)，死板的編寫(xiě)方法，采用從整體框架入手，自頂向下，由表及里，層層細(xì)化的敘述方法，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述，總線(xiàn)系統(tǒng)等的深入剖析和詳細(xì)講解，使我們能形象的理解計(jì)算機(jī)的基本組成和工作原理。而且為了適應(yīng)計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的需要，除了敘述基本原理外，書(shū)中還增加了新的內(nèi)容，書(shū)中舉例力求與當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合。

　　而且該課程的工程性、實(shí)踐性、技術(shù)性比較強(qiáng)，還強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力、開(kāi)創(chuàng)與創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能，這些要求更多的是通過(guò)作業(yè)、教學(xué)實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)完成，要求學(xué)生有意識(shí)地主動(dòng)加強(qiáng)這些方面的練習(xí)與鍛煉。

　　(三)本課程的作用

　　計(jì)算機(jī)組成原理課，對(duì)于許多必須學(xué)習(xí)這門(mén)課的學(xué)生來(lái)說(shuō)都會(huì)感到困難和不理解，為什么要學(xué)習(xí)這門(mén)課，本人在這里可以打個(gè)比喻。在過(guò)去每個(gè)人都會(huì)造人，但是都不清楚他的詳細(xì)過(guò)程，現(xiàn)在由于科學(xué)家的工作，使得我們都清楚了他的過(guò)程，就使得我們能夠創(chuàng)造出來(lái)比較優(yōu)良的人來(lái)了。用計(jì)算機(jī)的過(guò)程和這個(gè)差不多，當(dāng)我們明白了計(jì)算機(jī)的組成和工作原理以后，我們就可以更好的使用好計(jì)算機(jī)，讓它為我們服務(wù)。

　　1、實(shí)際應(yīng)用

　　首先我認(rèn)為在《計(jì)算機(jī)組成原理》這本書(shū)中學(xué)到的有關(guān)計(jì)算機(jī)原理方面的知識(shí)，對(duì)我們以后了解計(jì)算機(jī)以及和計(jì)算機(jī)打交道，甚至在以后應(yīng)用計(jì)算機(jī)時(shí)，都可能會(huì)有很大的益處，計(jì)算機(jī)原理的基本知識(shí)是不會(huì)變的，變也只是會(huì)在此基礎(chǔ)上，且不會(huì)偏離這些最基本的原理，尤其是這本計(jì)算機(jī)組成原理介紹的計(jì)算機(jī)原理是一種一般的計(jì)算機(jī)原理，不是針對(duì)某一個(gè)特定的機(jī)型而介紹的，下面我們來(lái)談?wù)勏到y(tǒng)總線(xiàn)的發(fā)展和應(yīng)用。

　　2、定義

　　總線(xiàn)，英文叫作“BUS”,即我們中文的“公共車(chē)”，這是非常形象的比如，公共車(chē)走的路線(xiàn)是一定的，我們?nèi)魏稳硕伎梢宰曹?chē)去該條公共車(chē)路線(xiàn)的任意一個(gè)站點(diǎn)。如果把我們?nèi)吮茸魇请娮有盘?hào)，這就是為什么英文叫它為“BUS”而不是“CAR”的真正用意。當(dāng)然，從專(zhuān)業(yè)上來(lái)說(shuō)，總線(xiàn)是一種描述電子信號(hào)傳輸線(xiàn)路的結(jié)構(gòu)形式，是一類(lèi)信號(hào)線(xiàn)的集合，是子系統(tǒng)間傳輸信息的公共通道[1]。通過(guò)總線(xiàn)能使整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各部件之間的信息進(jìn)行傳輸、交換、共享和邏輯控制等功能。如在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，它是CPU、內(nèi)存、輸入、輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道，主機(jī)的各個(gè)部件通過(guò)主機(jī)相連接，外部設(shè)備通過(guò)相應(yīng)的接口電路再于總線(xiàn)相連接。

　　3、工作原理

　　系統(tǒng)總線(xiàn)在微型計(jì)算機(jī)中的地位，如同人的神經(jīng)中樞系統(tǒng)，CPU通過(guò)系統(tǒng)總線(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)器的內(nèi)容進(jìn)行讀寫(xiě)，同樣通過(guò)總線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)將CPU內(nèi)數(shù)據(jù)寫(xiě)入外設(shè)，或由外設(shè)讀入CPU。微型計(jì)算機(jī)都采用總線(xiàn)結(jié)構(gòu)?？偩€(xiàn)就是用來(lái)信息的一組通信線(xiàn)。微型計(jì)算機(jī)通過(guò)系統(tǒng)總線(xiàn)將各部件連接到一起，實(shí)現(xiàn)了微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部各部件間的信息交換。一般情況下，CPU提供的信號(hào)需經(jīng)過(guò)總線(xiàn)形成電路形成系統(tǒng)總線(xiàn)。系統(tǒng)總線(xiàn)按照傳遞信息的功能來(lái)分，分為地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)和控制總線(xiàn)。這些總線(xiàn)提供了微處理器(CPU)與存儲(chǔ)器、輸入輸出接口部件的連接線(xiàn)?？梢哉J(rèn)為，一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)就是以CPU為核心，其它部件全“掛接”在與CPU相連接的系統(tǒng)總線(xiàn)上。這種總線(xiàn)結(jié)構(gòu)形式，為組成微型計(jì)算機(jī)提供了方便。人們可以根據(jù)自己的需要，將規(guī)模不一的內(nèi)存和接口接到系統(tǒng)總線(xiàn)上，很容易形成各種規(guī)模的微型計(jì)算機(jī)。

　　4、分類(lèi)：

　　總線(xiàn)分類(lèi)的方式有很多，如被分為外部和內(nèi)部總線(xiàn)、系統(tǒng)總線(xiàn)和非系統(tǒng)總線(xiàn)等等，下面是幾種最常用的分類(lèi)方法。

　　(1)按功能分

　　最常見(jiàn)的是從功能上來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)總線(xiàn)進(jìn)行劃分，可以分為地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)、和控制總線(xiàn)。在有的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)總線(xiàn)和地址總線(xiàn)可以在地址鎖存器控制下被共享，也即復(fù)用。

　　地址總線(xiàn)是專(zhuān)門(mén)用來(lái)傳送地址的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，見(jiàn)得最多的應(yīng)該是從CPU地址總線(xiàn)來(lái)選用外部存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)地址。地址總線(xiàn)的位數(shù)往往決定了存儲(chǔ)器存儲(chǔ)空間的大小，比如地址總線(xiàn)為16位，則其最大可存儲(chǔ)空間為216(64KB)。

　　數(shù)據(jù)總線(xiàn)是用于傳送數(shù)據(jù)信息，它又有單向傳輸和雙向傳輸數(shù)據(jù)總線(xiàn)之分，雙向傳輸數(shù)據(jù)總線(xiàn)通常采用雙向三態(tài)形式的總線(xiàn)。數(shù)據(jù)總線(xiàn)的位數(shù)通常與微處理的字長(zhǎng)相一致。例如Intel8086微處理器字長(zhǎng)16位，其數(shù)據(jù)總線(xiàn)寬度也是16位。在實(shí)際工作中，數(shù)據(jù)總線(xiàn)上傳送的并不一定是完全意義上的數(shù)據(jù)。

　　控制總線(xiàn)是用于傳送控制信號(hào)和時(shí)序信號(hào)。如有時(shí)微處理器對(duì)外部存儲(chǔ)器進(jìn)行操作時(shí)要先通過(guò)控制總線(xiàn)發(fā)出讀/寫(xiě)信號(hào)、片選信號(hào)和讀入中斷響應(yīng)信號(hào)等?？刂瓶偩€(xiàn)一般是雙向的，其傳送方向由具體控制信號(hào)而定，其位數(shù)也要根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際控制需要而定。

　　(2)按傳輸方式分

　　按照數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞絼澐?，總線(xiàn)可以被分為串行總線(xiàn)和并行總線(xiàn)。從原理來(lái)看，并行傳輸方式其實(shí)優(yōu)于串行傳輸方式，但其成本上會(huì)有所增加。通俗地講，并行傳輸?shù)耐藩q如一條多車(chē)道公路，而串行傳輸則是只允許一輛汽車(chē)通過(guò)單線(xiàn)公路。目前常見(jiàn)的串行總線(xiàn)有SPI、I2C、USB、IEEE1394、RS232、CAN等;而并行總線(xiàn)相對(duì)來(lái)說(shuō)種類(lèi)要少，常見(jiàn)的如IEEE1284、ISA、PCI等。

　　(3)按時(shí)鐘信號(hào)方式分

　　按照時(shí)鐘信號(hào)是否獨(dú)立，可以分為同步總線(xiàn)和異步總線(xiàn)。同步總線(xiàn)的時(shí)鐘信號(hào)獨(dú)立于數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)要用一根單獨(dú)的線(xiàn)來(lái)作為時(shí)鐘信號(hào)線(xiàn);而異步總線(xiàn)的時(shí)鐘信號(hào)是從數(shù)據(jù)中提取出來(lái)的，通常利用數(shù)據(jù)信號(hào)的邊沿來(lái)作為時(shí)鐘同步信號(hào)。

　　5、發(fā)展簡(jiǎn)史

　　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線(xiàn)的詳細(xì)發(fā)展歷程，包括早期的PC總線(xiàn)和ISA總線(xiàn)、PCI/AGP總線(xiàn)、PCI-X總線(xiàn)以及主流的PCIExpress、HyperTransport高速串行總線(xiàn)。從PC總線(xiàn)到ISA、PCI總線(xiàn)，再由PCI進(jìn)入PCIExpress和HyperTransport體系，計(jì)算機(jī)在這三次大轉(zhuǎn)折中也完成三次飛躍式的提升。

　　與這個(gè)過(guò)程相對(duì)應(yīng)，計(jì)算機(jī)的處理速度、實(shí)現(xiàn)的功能和軟件平臺(tái)都在進(jìn)行同樣的進(jìn)化，顯然，沒(méi)有總線(xiàn)技術(shù)的進(jìn)步作為基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展就無(wú)從談起。業(yè)界站在一個(gè)嶄新的起點(diǎn)：PCIExpress和HyperTransport開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)近乎完美的總線(xiàn)架構(gòu)。而業(yè)界對(duì)高速總線(xiàn)的渴求也是無(wú)休無(wú)止，PCIExpress2.0和HyperTransport3.0都將提上日程，它們將會(huì)再次帶來(lái)效能提升。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各個(gè)功能部件都是通過(guò)系統(tǒng)總線(xiàn)交換數(shù)據(jù)，總線(xiàn)的速度對(duì)系統(tǒng)性能有著極大的影響。而也正因?yàn)槿绱耍偩€(xiàn)被譽(yù)為是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的神經(jīng)中樞。但相比CPU、顯卡、內(nèi)存、硬盤(pán)等功能部件，總線(xiàn)技術(shù)的提升步伐要緩慢得多。在PC發(fā)展的二十余年歷史中，總線(xiàn)只進(jìn)行三次更新?lián)Q代，但它的每次變革都令計(jì)算機(jī)的面貌煥然一新。

　　6、心得體會(huì)

　　自從上了大學(xué)后，進(jìn)入這個(gè)專(zhuān)業(yè)后才能這么經(jīng)常的接觸到電腦，才能學(xué)到有關(guān)電腦方面的知識(shí)。正因?yàn)榻佑|這類(lèi)知識(shí)比較的晚，所以學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)感覺(jué)到吃力。學(xué)習(xí)了這門(mén)課后覺(jué)得，計(jì)算機(jī)組成原理確實(shí)很難，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展。計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜和龐大而且高度集成化。這使的我們普遍感到計(jì)算機(jī)組成原理這門(mén)課難學(xué)、難懂、概念抽象、感性認(rèn)識(shí)差。在計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的今天，新技術(shù)、新理論從提出到實(shí)際應(yīng)用的周期大大縮短。我們很難在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi).在理解掌握基本知識(shí)技能的基礎(chǔ)上。學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)，很難增強(qiáng)我們的學(xué)習(xí)興趣。也就更談不上能夠利用基本原理解決在學(xué)習(xí)過(guò)程中所遇到的新問(wèn)題。

　　當(dāng)進(jìn)入第四章，存儲(chǔ)器的學(xué)習(xí)時(shí)，各種問(wèn)題就不斷的出現(xiàn)，尤其在進(jìn)行存儲(chǔ)器容量擴(kuò)展時(shí)，很多的問(wèn)題都是似懂非懂的，在做題目時(shí)，也是犯各種各樣的錯(cuò)誤。在第五章的學(xué)習(xí)中，對(duì)于I/O設(shè)備與主機(jī)交換信息的控制方式中的程序查詢(xún)方式，程序中斷方式和DMA方式有了點(diǎn)了解。最難的就要數(shù)中央處理器和控制單元了。對(duì)于計(jì)算機(jī)運(yùn)算方法，這個(gè)沒(méi)太搞懂，像定點(diǎn)運(yùn)算中的乘法運(yùn)算和除法運(yùn)算，又是用的什么原碼一位乘、原碼兩位乘、補(bǔ)碼一位乘、補(bǔ)碼兩位乘。總之，我是被繞暈了。還有就是控制單元的設(shè)計(jì)方法微程序設(shè)計(jì)，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)也是不太懂，總的來(lái)說(shuō)這門(mén)課程，學(xué)得不是很好?？墒峭ㄟ^(guò)這門(mén)課的學(xué)習(xí)，我也學(xué)習(xí)到了很多以前不知道的知識(shí)：計(jì)算機(jī)都有些什么硬件，都有哪幾類(lèi)總線(xiàn)，總線(xiàn)在計(jì)算機(jī)中又扮演著什么角色。計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器有哪些等等。讓我對(duì)計(jì)算機(jī)有了一個(gè)大致的了解。至少我不再像以前那樣對(duì)計(jì)算機(jī)什么也都不懂。

　　結(jié)語(yǔ)：

　　通過(guò)學(xué)習(xí)這門(mén)課程，我們能夠從中得到有關(guān)計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)，但是更多的是這門(mén)課程可以培養(yǎng)我們以下能力：

　　1、系統(tǒng)級(jí)的認(rèn)識(shí)能力。建立整機(jī)概念，掌握自項(xiàng)向下的問(wèn)題分析能力，既能理解系統(tǒng)各層次的細(xì)節(jié)，又能站在系統(tǒng)總體的角度從宏觀(guān)上認(rèn)識(shí)系統(tǒng)，然后將系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，而認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及它們建立和分析的過(guò)程，這一過(guò)程是應(yīng)該以深入理解計(jì)算機(jī)組成原理為基礎(chǔ)的。

　　2、培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)是計(jì)算機(jī)課程的重要環(huán)節(jié)，學(xué)好計(jì)算機(jī)僅靠理論知識(shí)是不夠的，課堂講授是使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)的基本知識(shí)和基本技能，而計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)的目的是要通過(guò)實(shí)際操作將所學(xué)到的知識(shí)付諸實(shí)際，是課堂教學(xué)的延伸和補(bǔ)充。計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)踐就是從理論、抽象、設(shè)計(jì)三個(gè)方面將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部處理器、存儲(chǔ)器、控制器、運(yùn)算器、外設(shè)等各個(gè)部分聯(lián)系起來(lái)，達(dá)到互相支撐、互相促進(jìn)進(jìn)。

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　　計(jì)算機(jī)組成原理相關(guān)論文篇二

　　《計(jì)算機(jī)組成及其控制單元》

　　摘要：本論文主要論述了馮-諾依曼型計(jì)算機(jī)的基本組成與其控制單元的構(gòu)建方法，一臺(tái)計(jì)算機(jī)的核心是cpu，cpu的核心就是他的控制單元，控制單元好比人的大腦，不同的大腦有不同的想法，不同的控制單元也有不同的控制思路。所以，控制單元直接影響著指令系統(tǒng)，它的格式不僅直接影響到機(jī)器的硬件結(jié)構(gòu)，而且也直接影響到系統(tǒng)軟件，影響機(jī)器的適用范圍。而馮諾依曼型計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)構(gòu)建的經(jīng)典結(jié)構(gòu)，正是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的代表。

　　關(guān)鍵字：馮諾依曼型計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)的組成，指令系統(tǒng)，微指令

　　一.計(jì)算機(jī)組成原理課程綜述：

　　本課程采用從外部大框架入手，層層細(xì)化的敘述方法，先是介紹計(jì)算機(jī)的基本組成，發(fā)展和展望。后詳述了存儲(chǔ)器，輸入輸出系統(tǒng)，通信總線(xiàn)，cpu的特性結(jié)構(gòu)和功能，包括計(jì)算機(jī)的基本運(yùn)算，指令系統(tǒng)和中斷系統(tǒng)，并專(zhuān)門(mén)介紹了控制單元的功能和設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)措施。

　　二.課程主要內(nèi)容和基本原理：

　　A.計(jì)算機(jī)的組成：

　　馮諾依曼型計(jì)算機(jī)主要有五大部件組成：運(yùn)算器，存儲(chǔ)器，控制器，輸入輸出設(shè)備。

　　1.總線(xiàn)：

　　總線(xiàn)是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線(xiàn)，它是由導(dǎo)線(xiàn)組成的傳輸線(xiàn)束，按照計(jì)算機(jī)所傳輸?shù)男畔⒎N類(lèi)，計(jì)算機(jī)的總線(xiàn)可以劃分為數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)，分別用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號(hào)。總線(xiàn)是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它是cpu、內(nèi)存、輸入、輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道，主機(jī)的各個(gè)部件通過(guò)總線(xiàn)相連接，外部設(shè)備通過(guò)相應(yīng)的接口電路再與總線(xiàn)相連接，從而形成了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各個(gè)部件之間傳送信息的公共通路叫總線(xiàn)，微型計(jì)算機(jī)是以總線(xiàn)結(jié)構(gòu)來(lái)連接各個(gè)功能部件的。總線(xiàn)按功能和規(guī)范可分為三大類(lèi)型:

　　(1)片總線(xiàn)(ChipBus,C-Bus)

　　又稱(chēng)元件級(jí)總線(xiàn)，是把各種不同的芯片連接在一起構(gòu)成特定功能模塊(如CPU模塊)的信息傳輸通路。

　　(2)內(nèi)總線(xiàn)

　　又稱(chēng)系統(tǒng)總線(xiàn)或板級(jí)總線(xiàn)，是微機(jī)系統(tǒng)中各插件(模塊)之間的信息傳輸通路。例如CPU模塊和存儲(chǔ)器模塊或I/O接口模塊之間的傳輸通路。(3)外總線(xiàn)又稱(chēng)通信總線(xiàn)，是微機(jī)系統(tǒng)之間或微機(jī)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)(儀器、儀表、控制裝置等)之間信息傳輸?shù)耐?，如EIARS-232C、IEEE-488等。其中的系統(tǒng)總線(xiàn)，即通常意義上所說(shuō)的總線(xiàn)，一般又含有三種不同功能的總線(xiàn)，即數(shù)據(jù)總線(xiàn)DB、地址總線(xiàn)AB和控制總線(xiàn)CB。

　　2.存儲(chǔ)器：

　　存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲(chǔ)器中。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲(chǔ)器，計(jì)算機(jī)才有記憶功能，才能保證正常工作。按用途存儲(chǔ)器可分為主存儲(chǔ)器(內(nèi)存)和輔助存儲(chǔ)器(外存),也有分為外部存儲(chǔ)器和內(nèi)部存儲(chǔ)器的分類(lèi)方法。外存通常是磁性介質(zhì)或光盤(pán)等，能長(zhǎng)期保存信息。內(nèi)存指主板上的存儲(chǔ)部件，用來(lái)存放當(dāng)前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序，但僅用于暫時(shí)存放程序和數(shù)據(jù)，關(guān)閉電源或斷電，數(shù)據(jù)會(huì)丟失。

　　存儲(chǔ)器的主要功能是存儲(chǔ)程序和各種數(shù)據(jù)，并能在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過(guò)程中高速、自動(dòng)地完成程序或數(shù)據(jù)的存取。

　　存儲(chǔ)器是具有“記憶”功能的設(shè)備，它采用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物理器件來(lái)存儲(chǔ)信息。這些器件也稱(chēng)為記憶元件。在計(jì)算機(jī)中采用只有兩個(gè)數(shù)碼“0”和“1”的二進(jìn)制來(lái)表示數(shù)據(jù)。記憶元件的兩種穩(wěn)定狀態(tài)分別表示為“0”和“1”。日常使用的十進(jìn)制數(shù)必須轉(zhuǎn)換成等值的二進(jìn)制數(shù)才能存入存儲(chǔ)器中。計(jì)算機(jī)中處理的各種字符，例如英文字母、運(yùn)算符號(hào)等，也要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼才能存儲(chǔ)和操作。

　　按照與CPU的接近程度，存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器與外存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)存與外存。內(nèi)存儲(chǔ)器又常稱(chēng)為主存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱(chēng)主存)，屬于主機(jī)的組成部分;外存儲(chǔ)器又常稱(chēng)為輔助存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱(chēng)輔存)，屬于外部設(shè)備。CPU不能像訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存那樣，直接訪(fǎng)問(wèn)外存，外存要與CPU或I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，必須通過(guò)內(nèi)存進(jìn)行。在80386以上的高檔微機(jī)中，還配置了高速緩沖存儲(chǔ)器(cache)，這時(shí)內(nèi)存包括主存與高速緩存兩部分。對(duì)于低檔微機(jī)，主存即為內(nèi)存。

　　3.I/O系統(tǒng)：

　　I/O系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分，負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)中所有的外部設(shè)備。

　　計(jì)算機(jī)外部設(shè)備。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中除CPU和內(nèi)存儲(chǔ)外所有的設(shè)備和裝置稱(chēng)為計(jì)算機(jī)外部設(shè)備(外圍設(shè)備、I/O設(shè)備)。I/O設(shè)備：用來(lái)向計(jì)算機(jī)輸入和輸出信息的設(shè)備，如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等。

　　I/O設(shè)備與主機(jī)交換信息有三種控制方式：程序查詢(xún)方式，程序中斷方式，DMA方式。程序查詢(xún)方式是由cpu通過(guò)程序不斷的查詢(xún)I/O設(shè)備是否做好準(zhǔn)備，從而控制其與主機(jī)交換信息。

　　程序中斷方式不查詢(xún)?cè)O(shè)備是否準(zhǔn)備就緒，繼續(xù)執(zhí)行自身程序，只是當(dāng)I/o設(shè)備準(zhǔn)備就緒并向cpu發(fā)出中斷請(qǐng)求后才給予響應(yīng)，這大大提高了cpu的工作效率。

　　在DMA方式中，主存與I/O設(shè)備之間有一條數(shù)據(jù)通路，主存與其交換信息時(shí)，無(wú)需調(diào)用中斷服務(wù)程序。

　　4.運(yùn)算器：

　　計(jì)算機(jī)中執(zhí)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算操作的部件。運(yùn)算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運(yùn)算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱(chēng)算術(shù)邏輯部件(ALU)。

　　運(yùn)算器由：算術(shù)邏輯單元(ALU)、累加器、狀態(tài)寄存器、通用寄存器組等組成。算術(shù)邏輯運(yùn)算單元(ALU)的基本功能為加、減、乘、除四則運(yùn)算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求補(bǔ)等操作。計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)，運(yùn)算器的操作和操作種類(lèi)由控制器決定。運(yùn)算器處理的數(shù)據(jù)來(lái)自存儲(chǔ)器;處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)通常送回存儲(chǔ)器，或暫時(shí)寄存在運(yùn)算器中。與運(yùn)算器共同組成了CPU的核心部分。

　　實(shí)現(xiàn)運(yùn)算器的操作，特別是四則運(yùn)算，必須選擇合理的運(yùn)算方法。它直接影響運(yùn)算器的性能，也關(guān)系到運(yùn)算器的結(jié)構(gòu)和成本。另外，在進(jìn)行數(shù)值計(jì)算時(shí)，結(jié)果的有效數(shù)位可能較長(zhǎng)，必須截取一定的有效數(shù)位，由此而產(chǎn)生最低有效數(shù)位的舍入問(wèn)題。選用的舍入規(guī)則也影響到計(jì)算結(jié)果的精確度。在選擇計(jì)算機(jī)的數(shù)的表示方式時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面考慮以下幾個(gè)因素：要表示的數(shù)的類(lèi)型(小數(shù)、整數(shù)、實(shí)數(shù)和復(fù)數(shù))：決定表示方式，可能遇到的數(shù)值范圍：確定存儲(chǔ)、處理能力。數(shù)值精確度：處理能力相關(guān);數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理所需要的硬件代價(jià)：造價(jià)高低。運(yùn)算器包括寄存器、執(zhí)行部件和控制電路3個(gè)部分。在典型的運(yùn)算器中有3個(gè)寄存器：接收并保存一個(gè)操作數(shù)的接收寄存器;保存另一個(gè)操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果的累加寄存器;在運(yùn)算器進(jìn)行乘、除運(yùn)算時(shí)保存乘數(shù)或商數(shù)的乘商寄存器。執(zhí)行部件包括一個(gè)加法器和各種類(lèi)型的輸入輸出門(mén)電路?？刂齐娐钒凑找欢ǖ臅r(shí)間順序發(fā)出不同的控制信號(hào)，使數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的門(mén)電路進(jìn)入寄存器或加法器，完成規(guī)定的操作。為了減少對(duì)存儲(chǔ)器的訪(fǎng)問(wèn)，很多計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器設(shè)有較多的寄存器，存放中間計(jì)算結(jié)果，以便在后面的運(yùn)算中直接用作操作數(shù)。

　　B.控制單元：

　　控制單元負(fù)責(zé)程序的流程管理。正如工廠(chǎng)的物流分配部門(mén)，控制單元是整個(gè)CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR、指令譯碼器ID和操作控制器0C三個(gè)部件組成，對(duì)協(xié)調(diào)整個(gè)電腦有序工作極為重要。它根據(jù)用戶(hù)預(yù)先編好的程序，依次從存儲(chǔ)器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過(guò)指令譯碼(分析)確定應(yīng)該進(jìn)行什么操作，然后通過(guò)操作控制器OC，按確定的時(shí)序，向相應(yīng)的部件發(fā)出微操作控制信號(hào)。操作控制器OC中主要包括節(jié)拍脈沖發(fā)生器、控制矩陣、時(shí)鐘脈沖發(fā)生器、復(fù)位電路和啟停電路等控制邏輯。

　　1.指令系統(tǒng)

　　指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件的語(yǔ)言系統(tǒng)，也叫機(jī)器語(yǔ)言，它是軟件和硬件的主要界面，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度看，它是系統(tǒng)程序員看到的計(jì)算機(jī)的主要屬性。因此指令系統(tǒng)表征了計(jì)算機(jī)的基本功能決定了機(jī)器所要求的能力，也決定了指令的格式和機(jī)器的結(jié)構(gòu)。對(duì)不同的計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)指令系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對(duì)指令格式、類(lèi)型及操作功能給予應(yīng)有的重視。

　　計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的全部指令的集合，它描述了計(jì)算機(jī)內(nèi)全部的控制信息和“邏輯判斷”能力。不同計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)包含的指令種類(lèi)和數(shù)目也不同。一般均包含算術(shù)運(yùn)算型、邏輯運(yùn)算型、數(shù)據(jù)傳送型、判定和控制型、輸入和輸出型等指令。指令系統(tǒng)是表征一臺(tái)計(jì)算機(jī)性能的重要因素，它的格式與功能不僅直接影響到機(jī)器的硬件結(jié)構(gòu)，而且也直接影響到系統(tǒng)軟件，影響到機(jī)器的適用范圍。

　　根據(jù)指令內(nèi)容確定操作數(shù)地址的過(guò)程稱(chēng)為尋址。一般的尋址方式有立即尋址，直接尋址，間接尋址，寄存器尋址，相對(duì)尋址等。

　　一條指令實(shí)際上包括兩種信息即操作碼和地址碼。操作碼用來(lái)表示該指令所要完成的操作(如加、減、乘、除、數(shù)據(jù)傳送等)，其長(zhǎng)度取決于指令系統(tǒng)中的指令條數(shù)。地址碼用來(lái)描述該指令的操作對(duì)象，它或者直接給出操作數(shù)，或者指出操作數(shù)的存儲(chǔ)器地址或寄存器地址(即寄存器名)。

　　2.微指令

　　在微程序控制的計(jì)算機(jī)中，將由同時(shí)發(fā)出的控制信號(hào)所執(zhí)行的一組微操作稱(chēng)為微指令。所以微指令就是把同時(shí)發(fā)出的控制信號(hào)的有關(guān)信息匯集起來(lái)形成的。將一條指令分成若干條微指令，按次序執(zhí)行就可以實(shí)現(xiàn)指令的功能。若干條微指令可以構(gòu)成一個(gè)微程序，而一個(gè)微程序就對(duì)應(yīng)了一條機(jī)器指令。因此，一條機(jī)器指令的功能是若干條微指令組成的序列來(lái)實(shí)現(xiàn)的。簡(jiǎn)言之，一條機(jī)器指令所完成的操作分成若干條微指令來(lái)完成，由微指令進(jìn)行解釋和執(zhí)行。微指令的編譯方法是決定微指令格式的主要因素。微指令格式大體分成兩類(lèi):水平型微指令和垂直型微指令。

　　從指令與微指令，程序與微程序，地址與微地址的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系上看，前者與內(nèi)存儲(chǔ)器有關(guān)，而后者與控制存儲(chǔ)器(它是微程序控制器的一部分。微程序控制器主要由控制存儲(chǔ)器、微指令寄存器和地址轉(zhuǎn)移邏輯三部分組成。其中，微指令寄存器又分為微地址寄存器和微命令寄存器兩部分)有關(guān)。同時(shí)從一般指令的微程序執(zhí)行流程圖可以看出。每個(gè)CPU周期基本上就對(duì)應(yīng)于一條微指令。

　　三.心得體會(huì);

　　在做完這次課程論文后，讓我再次加深了對(duì)計(jì)算機(jī)的組成原理的理解，對(duì)計(jì)算機(jī)的構(gòu)建也有更深層次的體會(huì)。計(jì)算機(jī)的每一次發(fā)展，都凝聚著人類(lèi)的智慧和辛勤勞動(dòng)，每一次創(chuàng)新都給人類(lèi)帶來(lái)了巨大的進(jìn)步。計(jì)算機(jī)從早期的簡(jiǎn)單功能，到現(xiàn)在的復(fù)雜操作，都是一點(diǎn)一滴發(fā)展起來(lái)的。這種層次化的讓我體會(huì)到了，凡事要從小做起，無(wú)數(shù)的‘小’便成就了‘大’。

　　現(xiàn)在計(jì)算機(jī)仍以驚人的速度發(fā)展，期待未來(lái)的計(jì)算機(jī)帶給人們更大的驚喜和進(jìn)步。

　　四.結(jié)語(yǔ)：

　　自從1945年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，CPU的速度越來(lái)越快，體積越來(lái)越小，價(jià)格越來(lái)越低。計(jì)算機(jī)界據(jù)此總結(jié)出了“摩爾法則”，該法則認(rèn)為每18個(gè)月左右計(jì)算機(jī)性能就會(huì)提高一倍。

　　越來(lái)越多的專(zhuān)家認(rèn)識(shí)到，在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上大幅度提高計(jì)算機(jī)的性能必將遇到難以逾越的障礙，從基本原理上尋找計(jì)算機(jī)發(fā)展的突破口才是正確的道路。很多專(zhuān)家探討利用生物芯片、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片等來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)發(fā)展的突破，但也有很多專(zhuān)家把目光投向了最基本的物理原理上，因?yàn)檫^(guò)去幾百年，物理學(xué)原理的應(yīng)用導(dǎo)致了一系列應(yīng)用技術(shù)的革命，他們認(rèn)為未來(lái)光子、量子和分子計(jì)算機(jī)為代表的新技術(shù)將推動(dòng)新一輪超級(jí)計(jì)算技術(shù)革命。

　　五.參考文獻(xiàn)：

　　【1】計(jì)算機(jī)組成原理，唐朔飛

　　【2】計(jì)算機(jī)組成原理，白中英