计算机系统设计的定量原理
系统结构报告
班级：计102
学号：1013022051 姓名：陶跃雷
指导老师：管致锦
计算机科学与技术学院
报告（一）
计算机系统设计的定量原理
1.以经常性事件为重点
这是计算机设计中最重要、使用最广泛的设计原则。在计算机系统的设计中，经常需要在多种不同的方法之间进行折中，这时应按照对经常发生的情况采用优化方法的原则进行选择，因为这样能得到更多的总体上的改进。
2.Amdahl定律
Amdahl定律指出：加快某部件执行速度所能获得的系统性能加速，受限于该部件的执行时间占系统中总执行时间的百分比。Amdahl定律可用来计算当时对计算机系统中的某个部分进行后系统总体性能可获得多大的提高。
系统加速比=系统性能(改进后)/系统性能（改进前）
=总执行时间（改进前）/总执行时间（改进后）
总执行时间（改进后）=可改进比列X总执行时间（改进前）/[部件加速比+（1-可改进比
例）X总执行时间（改进前）]
=总执行时间（改进前）X[(1-可改进比例)+可改进比例/部件减速比] 系统加速比=总执行时间（改进前）/总执行时间（改进后）
=1/[（1-可改进比例）+改进比例/部件加速比]
3.CUP性能测试
CPU的性能取决于三个参数：
（1）时钟周期时间：取决于硬件实现技术和计算机组成。
（2）CPI（每条指令的平均时钟周期数）：取决于计算机组成和指令集结构。
（3）IC：取决于指令集结构和编译技术。
执行一个程序所需的CUP时间可以这样计算
CUP=执行程序所需的时钟周期数X时钟周期时间
CPI=执行程序所需的时钟周期数/所执行的指令条数
则CUP时间=IC X CPI X 时钟周期时间
4.程序的局部性能原理
（1）程序执行时锁访问的存储器地址分布不是随机的，而是相对地簇聚
（2）局部性包括时间局部性和空间局部性。时间局部性是指，程序即将用到的信息很可能就是目前正在使用的信息；程序的空间局部性是指，下程序即将用到的信息
在空间上相邻或者临近
课后习题
1.7将计算机系统中某一功能的处理速度加快10倍，但该功能的处理时间仅为整个系统
运行时间的40%,则采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高多少
解：
系统加速比=1/((1-0.4)+0.4/10)=1.5625
1.8计算机系统中有3个部件可以改进，这3个部件的部件加速比为：
部件1加速比=30；部件2加速比=20；部件3加速比=10
（1）如果部件1和部件2的可改进比例均为30%，那么当部件3的可改进比例为多少时，系统加速比才可以达到10？
（2）如果3个部件的可改进比例分别为别为30%、30%和20%,且3个部件同时改进，那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？
解：
（1）设部件3的可改进比例为x时，系统加速比才可以达到10
则1/((1-0.3-0.3-x)+(0.3/30+0.3/20+x/10)=10
X=36.1%
(2)设原执行时间为1
总执行时间（改进后）=1X[(1-0.3-0.3-0.2)+(0.3/30+0.3/20+0.2/10)]=0.245
那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是:
0.2/0.245=81.6%
1.9假设某应用程序中有4类操作，通过改进，各操作获得了不同的性能提高。具体
数据如下表所示
（2）各类操作单独改进后，程序获得的加速比分别是多少？
（3）4类操作均改进后，整个程序的加速比是多少？
解：（1）操作1的改进后的加速比=2/1=2
操作2的改进后的加速比=20/15=1.33
操作3的改进后的加速比=10/3=3.33
操作4的改进后的加速比=4/1=4
（2）单独改进操作1时程序获得的加速比=1/[(1-0.1)+0.1/2]=1.05 单独改进操作2时程序获得的加速比=1/[(1-0.3)+0.3/1.33]=1.08
单独改进操作3时程序获得的加速比=1/[(1-0.35)+0.35/3.33]=1.32
单独改进操作4时程序获得的加速比=1/[(1-0.15)+0.15/4]=1.12
（3）4类操作均改进后，整个程序的加速比
1/[0.1+(0.1/2+0.3/1.33+0.35/3.33+0.15/4)]=1.85
报告（二）
我的笔记本性能测试及各方面参数
超锐V100A在硬件配置经过了深思熟虑。首先在处理器并没有一味的追求高端，而是选用了性价比更高的英特尔酷睿双核T2050处理器。对于繁重的商务活动，T2050处理器完全能够轻松应对。超锐V100A将更多的精力放在对超锐V100A 多媒体功能上的投入上。NVIDIA GeForce Go 7300独立显卡，让超锐V100A 在娱乐性能方面相对于传统商务机型有着大幅度的提升。
CPU-Z截图——CPU信息
CPU-Z截图——芯片组信息
CPU-Z截图——内存信息
CPU-Z截图——SPD信息
超锐V100A旅行重量为2.78千克。考虑到这是一款14英寸宽屏产品，此重量相信能被大多数消费者所接受。
测试得分：
在性能测试中，我们选用测试软件包括：PCMark05检测机器整体性能；测试显示性能部分采用3DMark2003、3DMark2005来测试其3D性能；电池测试软件MobileMark2005。清华同方超锐V100A测试成绩如下：
微机原理课程设计报告
微型计算机技术课程设计 指导教师： 班级： 姓名： 学号： 班内序号： 课设日期： _________________________
目录 一、课程设计题目................. 错误！未定义书签。 二、设计目的..................... 错误！未定义书签。 三、设计内容..................... 错误！未定义书签。 四、设计所需器材与工具 (3) 五、设计思路..................... 错误！未定义书签。 六、设计步骤(含流程图和代码) ..... 错误！未定义书签。 七、课程设计小结 (36)
一、课程设计题目：点阵显示系统电路及程序设计 利用《汇编语言与微型计算机技术》课程中所学的可编程接口芯片8253、8255A、8259设计一个基于微机控制的点阵显示系统。 二、设计目的 1．通过本设计，使学生综合运用《汇编语言与微型计算机技术》、《数字电子技术》等课程的内容，为今后从事计算机检测与控制工作奠定一定的基础。 2．掌握接口芯片8253、8255A、8259等可编程器件、译码器74LS138、8路同相三态双向总线收发器74LS245、点阵显示器件的使用。 3．学会用汇编语言编写一个较完整的实用程序。 4．掌握微型计算机技术应用开发的全过程，包括需求分析、原理图设计、元器件选用、布线、编程、调试、撰写报告等步骤。 三、设计内容 1．点阵显示系统启动后的初始状态 在计算机显示器上出现菜单： dot matrix display system 1.←left shift display 2.↑up shift display 3.s stop 4.Esc Exit 2．点阵显示系统运行状态 按计算机光标←键，点阵逐列向左移动并显示：“微型计算机技术课程设计，点阵显示系统，计科11302班，陈嘉敏，彭晓”。 按计算机光标↑键，点阵逐行向上移动并显示：“微型计算机技术课程设计，点阵显示系统，计科11302班，陈嘉敏，彭晓”。 按计算机光标s键，点阵停止移动并显示当前字符。 3．结束程序运行状态 按计算机Esc键，结束点阵显示系统运行状态并显示“停”。 四．设计所需器材与工具 1．一块实验面包板(内含时钟信号1MHz或2MHz)。 2．可编程芯片8253、8255、74LS245、74LS138各一片，16×16点阵显示器件一片。
微机原理与接口技术(第三版)课本习题答案
第二章 8086体系结构与80x86CPU 1．8086CPU由哪两部分构成它们的主要功能是什么 答：8086CPU由两部分组成：指令执行部件(EU，Execution Unit)和总线接口部件(BIU，Bus Interface Unit)。指令执行部件（EU）主要由算术逻辑运算单元(ALU)、标志寄存器FR、通用寄存器组和EU控制器等4个部件组成，其主要功能是执行指令。总线接口部件(BIU)主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成，其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行，访问存储器或I／O端口读取操作数参加EU运算或存放运算结果等。 2．8086CPU预取指令队列有什么好处8086CPU内部的并行操作体现在哪里答：8086CPU的预取指令队列由6个字节组成，按照8086CPU的设计要求，指令执行部件（EU）在执行指令时，不是直接通过访问存储器取指令，而是从指令队列中取得指令代码，并分析执行它。从速度上看，该指令队列是在CPU内部，EU从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。8086CPU 内部的并行操作体现在指令执行的同时，待执行的指令也同时从内存中读取，并送到指令队列。 5．简述8086系统中物理地址的形成过程。8086系统中的物理地址最多有多少个逻辑地址呢答：8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的。8086系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20位的物理地址。采用分段结构的存储器中，任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成，都是16位二进制数。通过一个20位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。具体做法是16位的段基址左移4位(相当于在段基址最低位后添4个“0”)，然后与偏移地址相加获得物理地址。由于8086CPU的地址线是20根，所以可寻址的存储空间为1M字节，即8086系统的物理地址空间是1MB。逻辑地址由段基址和偏移地址两部分构成，都是无符号的16位二进制数，程序设计时采用逻辑地址，也是1MB。 6．8086系统中的存储器为什么要采用分段结构有什么好处 答：8086CPU中的寄存器都是16位的，16位的地址只能访问64KB的内存。086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的，要做到对20位地址空间进行访问，就需要两部分地址
计算机组成原理期末试题及答案
第一章计算机系统概论 计算机的硬件是由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备。早起将运算器和控制器合在一起称为CPU（中央处理器）。目前的CPU包含了存储器，因此称为中央处理器。存储程序并按地址顺序执行，这是冯·诺依曼型计算机的工作原理，也是CPU自动工作的关键。 计算机系统是一个有硬件、软件组成的多级层次结构，它通常由微程序级、一般程序级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成，每一级上都能进行程序设计，且得到下面各级的支持。 习题：4冯·诺依曼型计算机的主要设计思想是什么它包括那些主要组成部分 主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备 5什么是存储容量什么是单元地址什么是数据字什么是指令字 存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号，称为单元地址。如果某字代表要处理的数据，称为数据字。如果某字为一条指令，称为指令字 7指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据 每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序 第二章运算方法和运算器
按 对阶操作。 直接使用西文标准键盘输入汉字，进行处理，并显示打印汉字，是一项重大成就。为此要解决汉字的输入编码、汉字内码、子模码等三种不同用途的编码。 1第三章内部存储器 CPU能直接访问内存（cache、主 存） 双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构。 cache是一种高速缓冲存储器，是为了解决CPU和主存之间速度不匹配而采用的一项重要的硬件技术，并且发展为多级cache体系，指令cache与数据cache分设体 系。要求cache的命中率接近于1 适度地兼顾了二者的优点又尽量避免其缺点，从灵活性、命中率、硬件投资来说较为理想，因而得到了普遍采用。 习题：1设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问： （1）该存储器能存储多少个字节的信息
计算机组成原理复习要点(复习必过)
计算机组成原理复习要点 题型分布 选择题20分；填空题30分；判断题10分；计算题20/25分；简答题20/15分 第一章概述 1、什么是计算机组成 每章重点内容 输入设备 运算器- f 1 存储器卜 t地1址 输出设备 物理组成 计 算 机 组 成 逻辑组成 设备级组成 版块级组成w芯片 级组成 元件级组成 设备级组成 寄存器级组成 2、诺依曼体系结构计算机的特点 （1）硬件由五大部份组成（运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备） 三扌空希I」鋼二
(3)米用存储程序 所有的程序预先存放在存储器中，此为计算机高速自动的基础; 存储器采用一维线性结构；指令米用串行执行方式。 控制流(指令流)驱动方式； (4)非诺依曼体系结构计算机 数据流计算机 多核(芯)处理机的计算机 3、计算机系统的层次结构 (1)从软、硬件组成角度划分层次结构 操作系统圾 偿统机器级 系统分折级 用户程序级 骰程宇控制器厂睫程庠级 (2)从语言功能角度划分的层次结构 虚拟机：通过软件配置扩充机器功能后，所形成的计算机，实际硬件并不具备相应语言的功能。 第二章数据表示 1、各种码制间的转换及定点小数和定点整数的表示范围 (1)原码： 计算规则：最高位表示符号位；其余有效值部分以2#的绝对值表示。如： (+0.1011)原=0.1011; (-0.1001)原=1.1001 (+1011)原=01011; (-1001 )原=11001 注意：在书面表示中须写出小数点，实际上在计算机中并不表示和存储小数点。原码的数学定义 若定点小数原码序列为X0.X1X2...Xn共n+1位数，贝 X 原=X 当1 >X > 0 X 原=1-X=1+|x| 当0》X>-1 若定点整数原码序列为X0X1X2...Xn共n+1位数，贝 X 原=X 当2n >X > 0 X 原=2n-X=2n+|x| 当0》X>-2n 说明： 在各种码制(包括原码)的表示中需注意表示位数的约定，即不同的位数表示结 果不同，如：
微机原理与接口技术 课程设计
摘要 霓虹灯主要是通过8255A对LED亮灭状态的控制，和8254定时/计数器的定时功能实现霓虹灯闪烁控制系统，外设是红、绿、黄三种颜色的发光二极管，在程序自动控制下，按照不同规律闪烁同时由数码管显示相应的闪烁方式。 关键字： 8255A 8254 LED 数码管
一、设计的任务和要求 设计霓虹灯闪烁控制系统，是外设的红、绿、黄三种颜色的发光二极管，在开关的控制下或者在程序自动控制下，按照不同规律闪烁。 要求发光二极管的亮、灭变化有一定的规律；发光二极管变化规律要求有多种状态。 二、设计小组成员及分工 本次课设由冀任共同完成，在课设中遇到的问题四个人共同思考解决。 三、总体设计 1、8254用于定时：定时/计数器0与定时器/计数器1共同构成100ms的定时器，确定执行相邻闪烁方式的间隔时间。 2．8255A用于控制LED的状态和数码管显示：PA0接8254的输出，B口接数码管，显示对应的闪烁方式，C口输出控制LED的状态。 3、六种闪烁方式： 方式1：从左向右依次点亮8个LED灯，数码管显示1 方式2：从右向左依次点亮8个LED灯，数码管显示2 方式3：从左向右依次点亮4个的红灯、2个黄灯和2个绿灯，数码管显示3 方式4：从左向右两个两个的点亮8个LED灯，数码管显示4 方式5：从两边向中间依次点亮8个LED灯，数码管显示5 方式6：按红、绿、黄顺序点亮相同颜色的灯，数码管显示6 1、芯片介绍 （1）芯片8255A 8255A是具有3个8位并行I/O口3种工作方式的可编程并行接口芯片。8255共有40个引脚,采用双列直插式封装。
D0--D7:三态双向数据线,与单片机数据总线连接,用来传送数据信息。 CS：片选信号线，低电平有效，表示芯片被选中。 RD：读出信号线，低电平有效，控制数据的读出。 WR：写入信号线，低电平有效，控制数据的写入。 Vcc：+5V电源。 PA0--PA7：A口输入/输出线。 PB0--PB7：B口输入/输出线。 PC0--PC7：C口输入/输出线。 RESET：复位信号线。 A1、A0：地址线，用来选择8255内部端口。 GND：地线。 三种工作状态： 1) 工作方式 0 ：这是 8255A 中各端口的基本输入 / 输出方式。它只完成简单的并行输入 / 输出操作， CPU 可从指定端口输入信息，也可向指定端口输出信息，如果三个端口均处于工作方式 0 ，则可由工作方式控制字定义 16 种工作方式的组合。
(完整版)计算机组成原理期末考试试题及答案
计算机组成原理试题 一、选择题（共20分，每题1分） 1．零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，它的操作数来自____C__。 A．立即数和栈顶； B．暂存器； C．栈顶和次栈顶； D．累加器。 2．___C___可区分存储单元中存放的是指令还是数据。 A．存储器； B．运算器； C．控制器； D．用户。 3．所谓三总线结构的计算机是指_B_____。 A．地址线、数据线和控制线三组传输线。 B．I/O总线、主存总统和DMA总线三组传输线； C．I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线； D．设备总线、主存总线和控制总线三组传输线．。 4．某计算机字长是32位，它的存储容量是256KB，按字编址，它的寻址范围是_____B_。 A．128K； B．64K； C．64KB； D．128KB。 5．主机与设备传送数据时，采用___A___，主机与设备是串行工作的。 A．程序查询方式； B．中断方式； C．DMA方式； D．通道。 6．在整数定点机中，下述第___B___种说法是正确的。 A．原码和反码不能表示-1，补码可以表示-1； B．三种机器数均可表示-1； C．三种机器数均可表示-1，且三种机器数的表示范围相同； D．三种机器数均不可表示-1。 7．变址寻址方式中，操作数的有效地址是___C___。 A．基址寄存器内容加上形式地址（位移量）； B．程序计数器内容加上形式地址； C．变址寄存器内容加上形式地址； D．以上都不对。 8．向量中断是___C___。 A．外设提出中断； B．由硬件形成中断服务程序入口地址； C．由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中断服务程序入口地址
计算机组成原理知识点总结——详细版
计算机组成原理2009年12月期末考试复习大纲 第一章 1.计算机软件的分类。 P11 计算机软件一般分为两大类：一类叫系统程序，一类叫应用程序。 2.源程序转换到目标程序的方法。 P12 源程序是用算法语言编写的程序。 目标程序（目的程序）是用机器语言书写的程序。 源程序转换到目标程序的方法一种是通过编译程序把源程序翻译成目的程序，另一种是通过解释程序解释执行。 3.怎样理解软件和硬件的逻辑等价性。 P14 因为任何操作可以有软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。对于某一机器功能采用硬件方案还是软件方案，取决于器件价格，速度，可靠性，存储容量等因素。因此，软件和硬件之间具有逻辑等价性。 第二章 1.定点数和浮点数的表示方法。 P16 定点数通常为纯小数或纯整数。 X=XnXn-1…..X1X0 Xn为符号位，0表示正数，1表示负数。其余位数代表它的量值。 纯小数表示范围0≤|X|≤1-2-n 纯整数表示范围0≤|X|≤2n -1
浮点数：一个十进制浮点数N=10E.M。一个任意进制浮点数N=R E.M 其中M称为浮点数的尾数，是一个纯小数。E称为浮点数的指数，是一个整数。 比例因子的基数R=2对二进制计数的机器是一个常数。 做题时请注意题目的要求是否是采用IEEE754标准来表示的浮点数。 32位浮点数S（31）E（30-23）M（22-0） 64位浮点数S（63）E（62-52）M（51-0） S是浮点数的符号位0正1负。E是阶码，采用移码方法来表示正负指数。 M为尾数。P18 P18
2.数据的原码、反码和补码之间的转换。数据零的三种机器码的表示方法。 P21 一个正整数，当用原码、反码、补码表示时，符号位都固定为0，用二进制表示的数位值都相同，既三种表示方法完全一样。 一个负整数，当用原码、反码、补码表示时，符号位都固定为1，用二进制表示的数位值都不相同，表示方法。 1.原码符号位为1不变，整数的每一位二进制数位求反得到反码； 2.反码符号位为1不变，反码数值位最低位加1，得到补码。 例：x= (+122)10=(+1111010)2原码、反码、补码均为01111010 Y=(-122)10=(-1111010)2原码11111010、反码10000101、补码10000110 +0 原码00000000、反码00000000、补码00000000 -0 原码10000000、反码11111111、补码10000000 3.定点数和浮点数的加、减法运算：公式的运用、溢出的判断。 P63 已知x和y，用变形补码计算x+y，同时指出结果是否溢出。 （1）x=11011 y=00011 （2）x=11011 y=-10101 （3）x=-10110 y=-00001
微机原理与接口技术电子表设计
微机原理与接口技术课程设计报告 设计名称：电子表设计 专业：计算机原理与接口技术班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2014年 11 月 27 日
目录 摘要 (2) 一、设计目的及要求 (3) 1.1设计任务 (3) 1.2设计功能 (3) 1.3课程设计方式及基本要求 (3) 1.3.1 实验方式 (3) 1.3.2基本要求 (3) 1.4设计所用元件 (4) 二、设计题目及思想 (4) 2.1设计原理 (4) 2.2主要模块 (5) 2.3芯片初始化 (7) 2.4程序流程图 (9) 2.5硬件接线图 (11) 三、调试结果 (13) 四、课程设计总结 (16) 4.1遇到问题及解决方案 (16) 4.2 课程设计心得体会 (16) 参考文献 附录
摘要 汇编语言是计算机能够提供给用户使用的最快而又最有效的语言，也是能够利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的唯一语言。因而，对程序的空间和时间的要求很高的场合，汇编语言的应用是必不可少的。至于很多需要直接控制硬件的应用场合，则更是非用汇编语言不可了。随着科学技术迅速发展，理工科大学生不仅需要掌握计算机方面的基本理论知识，而且还需要掌握基本的实验技能及一定的科学研究能力。 通过课程设计，使学生巩固和加深微型计算机原理理论知识，通过实践进一步加强学生独立分析问题和解决问题的能力、综合设计及创新能力的培养，同时注意培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯，为今后工作打下良好的基础。鉴于汇编语言的广泛用途及其在当代计算机界的重要作用，本人利用学的知识，在同学门的帮助下，花费大量时间，完成了关于电子表的系统设计。这个系统是应用于电脑中的小应用程序，可是显示电脑中的时间。很多地方都会有个时钟显示，其中大多是应用了类似这样的方法。 关键词：汇编语言微机原理接口技术时钟显示
微机原理与接口技术(第二版) 清华大学出版社
习题1 1.什么是汇编语言，汇编程序，和机器语言？ 答：机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。 汇编语言是面向及其的程序设计语言。在汇编语言中，用助记符代替操作码，用地址符号或标号代替地址码。这种用符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言编程了汇编语言。 使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序。 2.微型计算机系统有哪些特点？具有这些特点的根本原因是什么？ 答：微型计算机的特点：功能强，可靠性高，价格低廉，适应性强、系统设计灵活，周期短、见效快，体积小、重量轻、耗电省，维护方便。 这些特点是由于微型计算机广泛采用了集成度相当高的器件和部件，建立在微细加工工艺基础之上。 3.微型计算机系统由哪些功能部件组成？试说明“存储程序控制”的概念。 答：微型计算机系统的硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。 “存储程序控制”的概念可简要地概括为以下几点： ①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器和输入/输出设备五大基本部件组成。 ②在计算机内部采用二进制来表示程序和数据。 ③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作，使计算机在不需要人工干预的情况下，自动、高速的从存储器中取出指令加以执行，这就是存储程序的基本含义。 ④五大部件以运算器为中心进行组织。 4.请说明微型计算机系统的工作过程。 答：微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程，也就是CPU自动从程序存
放的第1个存储单元起，逐步取出指令、分析指令，并根据指令规定的操作类型和操作对象，执行指令规定的相关操作。如此重复，周而复始，直至执行完程序的所有指令，从而实现程序的基本功能。 5.试说明微处理器字长的意义。 答：微型机的字长是指由微处理器内部一次可以并行处理二进制代码的位数。它决定着计算机内部寄存器、ALU和数据总线的位数，反映了一台计算机的计算精度，直接影响着机器的硬件规模和造价。计算机的字长越大，其性能越优越。在完成同样精度的运算时，字长较长的微处理器比字长较短的微处理器运算速度快。 6.微机系统中采用的总线结构有几种类型？各有什么特点？ 答：微机主板常用总线有系统总线、I/O总线、ISA总线、IPCI总线、AGP总线、IEEE1394总线、USB总线等类型。 7.将下列十进制数转换成二进制数、八进制数、十六进制数。 ①（4.75）10=（0100.11）2=（4.6）8=（4.C）16 ②（2.25）10=（10.01）2=（2.2）8=（2.8）16 ③（1.875）10=（1.111）2=（1.7）8=（1.E）16 8.将下列二进制数转换成十进制数。 ①（1011.011）2=（11.375）10 ②（1101.01011）2=（13.58）10 ③（111.001）2=（7.2）10 9.将下列十进制数转换成8421BCD码。 ① 2006=（0010 0000 0000 0110）BCD ② 123.456=（0001 0010 0011.0100 0101 0110）BCD 10.求下列带符号十进制数的8位基2码补码。 ① [+127]补= 01111111
计算机组成原理期末考试试题及答案
计算机组成原理期末考试试题及答案 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
计算机组成原理试题 一、选择题（共20分，每题1分） 1．零地址运算指令在指令格式中不给出操作数地址，它的操作数来自______。 A．立即数和栈顶； B．暂存器； C．栈顶和次栈顶； D．累加器。 2．______可区分存储单元中存放的是指令还是数据。 A．存储器； B．运算器； C．控制器； D．用户。 3．所谓三总线结构的计算机是指______。 A．地址线、数据线和控制线三组传输线。 B．I/O总线、主存总统和DMA总线三组传输线； C．I/O总线、主存总线和系统总线三组传输线； D．设备总线、主存总线和控制总线三组传输线．。 4．某计算机字长是32位，它的存储容量是256KB，按字编址，它的寻址范围是______。 A．128K； B．64K； C．64KB； D．128KB。 5．主机与设备传送数据时，采用______，主机与设备是串行工作的。 A．程序查询方式； B．中断方式； C．DMA方式； D．通道。 6．在整数定点机中，下述第______种说法是正确的。
A．原码和反码不能表示-1，补码可以表示-1； B．三种机器数均可表示-1； C．三种机器数均可表示-1，且三种机器数的表示范围相 同； D．三种机器数均不可表示-1。 7．变址寻址方式中，操作数的有效地址是______。 A．基址寄存器内容加上形式地址（位移量）； B．程序计数器内容加上形式地址； C．变址寄存器内容加上形式地址； D．以上都不对。 8．向量中断是______。 A．外设提出中断； B．由硬件形成中断服务程序入口地址； C．由硬件形成向量地址，再由向量地址找到中断服务程序入口地址 D．以上都不对。 9．一个节拍信号的宽度是指______。 A．指令周期； B．机器周期； C．时钟周期； D．存储周期。 10．将微程序存储在EPROM中的控制器是______控制器。 A．静态微程序； B．毫微程序； C．动态微程序； D．微程序。 11．隐指令是指______。 A．操作数隐含在操作码中的指令； B．在一个机器周期里完成全部操作的指令； C．指令系统中已有的指令；
汇编与微机原理课程设计报告
微机接口课程设计报告 （题目：模拟自动门） 指导老师郭兰英 班级2015240204
目录 一概述 (1) 1.1 课程设计名称 (1) 1.2 课程设计要求 (1) 1.3 课程设计目的 (1) 二设计思想 (1) 三实施方案 (2) 3.1 获得传感器和“门”的状态 (2) 3.2 驱动步进电机和点阵模块 (2) 3.3 实现硬件延时 (3) 四硬件原理 (3) 4.1 中断控制器8259 (4) 4.2并行接口8255 (4) 4.3 定时/计数器8254 (5) 4.4 点阵LED显示屏 (5) 4.5 步进电机 (6) 4.6 红外距离传感器 (7) 五软件流程 (8) 六程序运行结果及分析 (11) 6.1 开门状态 (11) 6.2 关门状态 (12) 6.3 关门操作进行时中断到开门操作 (14)
6.4特殊状态 (15) 七个人感想 (16) 八附录 (18)
一、概述 1.1课程设计名称 模拟自动门 1.2课程设计要求 1)用汇编语言编程完成硬件接口功能设计。 2)硬件电路基于80x86微机接口。 3)程序功能包含:步进电机转动、点阵显示开关门、传感器检测是否有人、8254延时。 4)传感器检测有人时开门，门全开后延时几秒关门，若关门时检测到有人，立刻开门。 1.3课程设计目的 通过本课程设计，让学生对微机系统有一个较面的理解，对典型数字接口电路的应用技术有一个较深入的掌握，并对应用系统进行硬件原理和软件编程进行分析、设计和调试，达到基本掌握简单微型计算机应用系统软硬件的设计方法，提高项目开发能力的目的。要求同学分组完成课题，写出课程设计说明书，画出电路原理图，说明工作原理，编写设计程序及程序流程图。 二、设计思想 本程序主要功能是模拟商场等公共场所的自动门，实现有物体靠近并被传感器检测到时发生一系列变化的效果，模拟实现开门关门的功能。 为了尽量模拟真实场景下的自动门状态变化，本程序主要可以实现以下功能： 1、当传感器可检测范围内检测到物体，并且“门”为“关”的状态，立即“打开门”，即用一系列的硬件动作模拟自动门打开的动作和状态。 2、当“门”完全打开后一段时间后，传感器范围内检测不到物体时，立即“关闭门”, 用一系列的硬件动作模拟自动门关闭的动作和状态。
微机原理与接口技术学习心得
本学期微机原理课程已经结束，关于微机课程的心得体会甚多。微机原理与接口技术作为一门专业课，虽然要求没有专业课那么高，但是却对自己今后的工作总会有一定的帮助。记得老师第一节课说学微机原理是为以后的单片机打基础，这就让我下定决心学好微机原理这门课程。 初学《微机原理与接口技术》时，感觉摸不着头绪。面对着众多的术语、概念及原理性的问题不知道该如何下手。在了解课程的特点后，我发现，应该以微机的整机概念为突破口，在如何建立整体概念上下功夫。可以通过学习一个模型机的组成和指令执行的过程，了解和熟悉计算机的结构、特点和工作过程。 《微机原理与接口技术》课程有许多新名词、新专业术语。透彻理解这些名词、术语的意思，为今后深入学习打下基础。一个新的名词从首次接触到理解和应用，需要一个反复的过程。而在众多概念中，真正关键的并不是很多。比如“中断”概念，既是重点又是难点，如果不懂中断技术，就不能算是搞懂了微机原理。在学习中凡是遇到这种情况，绝对不轻易放过，要力求真正弄懂，搞懂一个重点，将使一大串概念迎刃而解。 学习过程中，我发现许多概念很相近，为了更好地掌握，将一些容易混淆的概念集中在一起进行分析，比较它们之间的异同点。比如：微机原理中，引入了计算机由五大部分组成这一概念；从中央处理器引出微处理器的定义；在引出微型计算机定义时，强调输入/输出接口的重要性；在引出微型计算机系统的定义时，强调计算机软件与计算机硬件的相辅相成的关系。微处理器是微型计算机的重要组成部分，它与微型计算机、微型计算机系统是完全不同的概念在微机中，最基础的语言是汇编语言。汇编语言是一个最基础最古老的计算机语言。语言总是越基础越重要，在重大的编程项目中应用最广泛。就我的个人理解，汇编是对寄存的地址以及数据单元进行最直接的修改。而在某些时候，这种方法是最有效，最可靠的。 然而，事物总有两面性。其中，最重要的一点就是，汇编语言很复杂，对某个数据进行修改时，本来很简单的一个操作会用比较烦琐的语言来解决，而这些语言本身在执行和操作的过程中，占有大量的时间和成本。在一些讲求效率的场合，并不可取。 汇编语言对学习其他计算机起到一个比较、对照、参考的促进作用。学习事物总是从最简单基础的开始。那么学习高级语言也当然应当从汇编开始。学习汇
计算机组成原理期末试题
1.刷新存储器的重要性能指标是它的带宽。若显示工作方式采用分辨率为1024*768，颜色深度24位，帧频（刷新速度）为72Hz,求： 1）刷新存储器的容量是多少 2）刷新存储器的带宽是多少 1）刷新存储器的容量= 1024*768 * 24bit= 2）帧频（刷新速度）为72Hz指的是：每秒钟读72次， 所以，刷新存储器的带宽=1024*768 * 24bit *72 次/秒=162MB/s 2.试推导磁盘存储器读写一块信息所需要的总时间 读写一块总时间TB=平均找道时间Ts+平均等待时间Tw +读写传输时间Tt 读写一块总时间TB=平均找道时间+平均等待时间+读写传输时间=Ts+Tw+Tt 1）Tw 设磁盘每秒r转，每条磁道N个字，则数据传输率=rN个字/秒 转一周的时间=1/r,所以 Tw =1/2*(1/r)=1/(2r) 2）Tt 又设每块的字数是n,一旦读写头定位在该块，则Tt≈n/(rN)秒 所以TB=Ts+ 1/(2r)+ n/(rN) 秒 3.采用串行接口进行7位ASCII码传送，带有一位奇偶校验位、一位起始位和一位停止位，当波特9600波特时，字符传送率是 9600波特=9600bit/秒 =9600 bit*(1字符/10bit)/秒 =960字符/秒 4．某总线在一个总线周期中并行传送8个字节的信息，设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为70MHz,求总线带宽 Dr=8字节/T秒=8*70*10^6≈420MB/秒 5.某机器CPU中有16个寄存器，运行某中断处理程序时，仅用到其中的2个寄存器，请问响应中断而进入该中断处理程序时是否将通用寄存器内容保存到主存中去需保存几个寄存器 要将通用寄存器内容保存到主存中去。 只要保存中断处理程序用到的那2个寄存器的内容。 1.已知cache的存储周期是40ns,主存存储周期200ns, cache/主存系统平均50ns,求cache的命中率访问n个字，设命中率为H cache/主存系统的平均访问时间 =命中cache的时间+不命中cache的主存访问时间 =H*Tc+(1-H)*Tm =H*40+(1-H)*200 =50
计算机组成原理重点整理
一.冯·诺依曼计算机的特点 1945年，数学家冯诺依曼研究EDVAC 机时提出了“存储程序”的概念1.计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成2.指令和数据以同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访。3.指令和数据均用二进制数表示。 4.指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置。 5.指令在存储器内按顺序存放。通常，指令是顺序执行的，在特定条件下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。 6.机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。二.计算机硬件框图 1. 冯诺依曼计算机是以运算器为中心的 2. 现代计算机转化为以存储器为中心 各部件功能： 1.运算器用来完成算术运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器内。 2.存储器用来存放数据和程序。 3.控制器用来控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果 4.输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式（鼠标键盘）。 5.输出设备可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式（打印机 显示屏）。计算机五大子系统在控制器的统一指挥下，有条不紊地自动工作。 由于运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上联系十分紧密，尤其在大规模集成电路制作工艺出现后，两大不见往往集成在同一芯片上，合起来统称为中央处理器（CPU ）。把输入设备与输出设备简称为I/O 设备。
现代计算机可认为由三大部分组成：CPU 、I/O 设备及主存储器。CPU 与主存储器合起来又可称为主机，I/O 设备又可称为外部设备。主存储器是存储器子系统中的一类，用来存放程序和数据，可以直接与CPU 交换信息。另一类称为辅助存储器，简称辅存，又称外村。算术逻辑单元简称算逻部件，用来完成算术逻辑运算。控制单元用来解实存储器中的指令，并发出各种操作命令来执行指令。ALU 和CU 是CPU 的核心部件。I/O 设备也受CU 控制，用 来完成相应的输入输出操作。 二、计算机硬件的主要技术指标 衡量一台计算机性能的优劣是根据多项技术指标综合确定的。其中，既包含硬件的各种性能指标，又包括软件的各种功能。1.机器字长 机器字长是指CPU 一次能处理数据的位数，通常与CPU 的寄存器位数有关。字长越长，数的表示范围越大，精度越高。机器的字长会影响机器的运算速度。倘若CPU 字长较短，又要运算位数较多的数据，那么需要经过两次或多次的运算才完成，势必影响运算速度。机器字长对硬件的造价也有较大的影响。它将直接影响加法器（ALU ）、数据总线以及存储字长的位数。所以机器字长的确定不能单从精度和数的表示范围来考虑。2.存储容量 存储器的容量应该包括主存容量和辅存容量。 主存容量是指主存中存放二进制代码的总位数。即存储容量=存储单元个数*存储字长。MAR 的位数反映了存储单元的个数，MDR 的位数反映了存储字长。例如，MAR 为16位，根据2^16=65536，表示此存储体内又65536个存储单元（即64K 个存储字，1K=1024=2^10）；而MDR 为32位，表示存储容量2^16*32=2^21=2M 位（1M=2^20）。 现代计算机中常以字节数来描述容量的大小，因一个字节已被定义为8位二进制代码，故用字节数便能反映主存容量。例如：上述存储容量位2M 位，也可用2^18字节表示，记作2^18B 或256KB 。 辅存容量通常用字节数来表示，例如，某机辅存（硬盘）容量为80G （1G=1024M=2^10*2^20=2^30）.3.运算速度 计算机的运算速度与许多因素有关，如机器的主频、执行什么样的操作、主存本身的速度等都有关。采用吉普森法，综合考虑每条指令的执行时间以及它们在全部操作中所占的 百分比，即 其中Tm 为机器运行速度；fi 为第i 种指令占全部操作的百分比数；ti 为第i 种指令的执行时间。
《微机原理与系统设计》教学大纲
《微机原理与系统设计》教学大纲 课程编号：CE3004 课程名称：微机原理与系统设计英文名称：Microcomputer Principle and System Design 学分/学时:2/32课程性质：必修 适用专业：信息安全、网络工程建议开设学期：4 先修课程：数字电路与逻辑设计、C语言 开课单位：网络信息安全学院 一、课程的教学目标与任务 教学目标与任务：通过课程学习使学生能够理解微处理器系统的基本原理和设计方法，掌握利用汇编和C语言进行微处理器系统的基本应用开发技巧。通过教学实践，提高学生利用计算机技术解决现实工程问题的动手能力。以计算机思维方法为导向，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的综合素质。主要教学内容包括： 1. 熟练掌握微处理器系统的基本组成结构，掌握微处理器系统的存储结构与寻址。 2. 熟练掌握ARM系统的基本结构、寻址方式和指令。 3. 熟练掌握汇编程序的基本流程、堆栈、子程序以及软中断。 4. 熟练掌握与C语言混合编程。 5. 熟练利用汇编和C语言进行简单应用开发。 6. 熟练掌握微处理器系统的组成结构、总线结构、中断系统和DMA系统。 7. 熟练掌握系统总线及存储器和外部设备的接口设计与开发。 8. 熟练利用汇编语言和C语言进行设备驱动开发。 9. 熟练利用嵌入式实时操作系统进行综合应用开发。 二、课程具体内容及基本要求 （一）微处理器系统基础（1学时） 学习微处理器系统的基本构架及操作机制。 1. 基本要求 （1）掌握微处理器系统的基本构架和内部结构； （2）掌握存储系统以及访问机制。 2. 重点与难点 重点：微处理器内部结构、系统总线、存储寻址
【精品】计算机组成原理期末考试简答题重点
一、简答题 1、试述浮点数规格化的目的和方法。 答：浮点的规格化是为了使浮点数尾数的最高数值位为有效数位。当尾数用补码表示时，若符号位与小数点后的第一位不相等，则被定义为已规格化的数，否则便是非规格化数。通过规格化，可以保证运算数据的精度。 方法：进行向左规格化，尾数左移一位，阶码减1，直到规格化完毕。 2、简述循环冗余码（CRC）的纠错原理。 答：CRC码是一种纠错能力较强的校验码。在进行校验时，先将被检数据码的多项式用 生成多项式G（X）来除，若余数为0，说明数据正确；若余数不为0，则说明被检数据有错。 只要正确选择多项式G（X），余数与CRC码出错位位置的对应关系是一定的，由此可以 用余数作为判断出错位置的依据而纠正出错的数据位。 3、DRAM存储器为什么要刷新？有几种刷新方式? DRAM存储元是通过栅极电容存储电荷来暂存信息。由于存储的信息电荷终究是有泄漏的，电荷数又不能像 SRAM存储元那样由电源经负载管来补充，时间一长，信息就会丢失。为此必须设法由外界按一定规律给栅 极充电，按需要补给栅极电容的信息电荷，此过程叫“刷新”。 ①集中式---正常读/写操作与刷新操作分开进行，刷新集中完成。 ②分散式---将一个存储系统周期分成两个时间片，分时进行正常读/写操作和刷新操作。 ③异步式---前两种方式的结合，每隔一段时间刷新一次，保证在刷新周期内对整个存储器 刷新一遍。 4、CPU中有哪些主要寄存器？简述这些寄存器的功能。 （1）指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。 （2）程序计数器（PC）：用来确定下一条指令的地址。 （3）地址寄存器（AR）：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。 （4）缓冲寄存器（DR）： <1>作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。 <2>补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别。 <3>在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。 （5）通用寄存器（AC）：当运算器的算术逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。 （6）状态条件寄存器：保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容。除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息，以便使CPU和系统能及时了解机器运行状态和程序运行状态。 5、中断处理过程包括哪些操作步骤？ 关闭中断标识,重要数据入栈, 处理中断服务功能, 数据出栈, 恢复中断标识, 开中断.
计算机组成原理重点
内部资料，转载请注明出处，谢谢合作。 说明CPU中的主要寄存器及其功能。 解： （1）指令寄存器（IR）：用来保存当前正在执行的一条指令。 （2）程序计数器（PC）：用来确定下一条指令的地址。 （3）地址寄存器（AR）：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。 （4）缓冲寄存器（DR）：<1>作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站。 <2>补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差 别。 <3>在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为 操作数寄存器。 （5）通用寄存器（AC）：当运算器的算术逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。 （6）状态条件寄存器：保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容。除此之外，还保存中断和系统工作状态等信息，以便使CPU和系统 能及时了解机器运行状态和程序运行状态。 主存储器的性能指标有哪些？含义是什么？ 1.解：主存储器的性能指标主要是存储容量、存取时间、存储周期、存储器带宽。 存储容量：一个存储器中可以容纳的存储单元总数。 存取时间：又称存储器访问时间，是指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：是指连续启动两次独立的存储操作（如连续两次读操作）所需间 隔的最小时间。 存储器带宽：在单位时间中主存传输数据的速率。 1.什么叫指令？什么叫微指令？二者有什么关系？ 指令，即指机器指令。每一条指令可以完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作。控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令，通常把这种控制命令叫做微命令，而一组实现一定操作功能的微命令的组合，构成一条微指令。许多条微指令组成的序列构成了微程序，微程序则完成对指令的解释执行。 2.说明机器周期、时钟周期、指令周期之间的关系。 指令周期是指取出并执行一条指令的时间，指令周期常常用若干个CPU周期数来表示，CPU 周期也称为机器周期，而一个CPU周期又包含若干个时钟周期（也称为节拍脉冲或T周期）。 1.CPU响应中断应具备哪些条件？ 应具备： （1）在CPU内部设置的中断允许触发器必须是开放的。 （2）外设有中断请求时，中断请求触发器必须处于“1”状态，保持中断请
学微机原理课程设计心得体会范文
学微机原理课程设计心得体会范文 "微机原理与系统设计"作为电子信息类本科生教学的主要基础课之一,课程紧密结合电子信息类的专业特点。接下来就跟着小编的脚步一起去看一下关于吧。 篇1 这次微机原理课程设计历时两个星期，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。以前在上课的时候，老师经常强调在写一个程序的时候，一定要事先把程序原理方框图化出来，但是我开始总觉得这样做没必要，很浪费时间。但是，这次课程设计完全改变了我以前的那种错误的认识，以前我接触的那些程序都是很短、很基础的，但是在课程设计中碰到的那些需要很多代码才能完成的任务，画程序方框图是很有必要的。因为通过程序方框图，在做设计的过程中，我们每一步要做什么，每一步要完成什么任务都有一个很清楚的思路，而且在程序测试的过程中也有利于查错。 其次，以前对于编程工具的使用还处于一知半解的状态上，但是经过一段上机的实践，对于怎么去排错、查错，怎么去看每一步的运行结果，怎么去了解每个寄存器的内容以确保程序的正确性上都有了很大程度的提高。 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很
重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。 这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在赵老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在赵老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢!同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢! 篇2 以前从没有学过关于汇编语言的知识，起初学起来感觉很有难度。当知道要做课程设计的时候心里面感觉有些害怕和担心，担心自己不会或者做不好。但是当真的要做的时候也只好进自己作大的努力去做，做到自己最好的。 我们在这个过程中有很多自己的感受，我想很多同学都会和我有一样的感受，那就是感觉汇编语言真的是很神奇，很有意思。我们从开始的担心和害怕渐渐变成了享受，享受着汇编带给我们的快乐。看着自己做出来的东西，心里面的感觉真的很好。虽然我们做的东西都还很简单，但是毕竟是我们自己亲手，呵呵，应该是自己亲闹做出来的。很有成就