计算机组成原理教学设计

计算机组成原理教学设计
计算机组成原理教学设计

计算机组成原理教学设计

通电学院 12电信职本班刘玉婷 20122622

一、教材内容分析

学习计算机组成原理会为今后学习操作系统、编译原理、计算机体系结构、计算机网络、计算机容错、并行计算、分布式系统等课程打好基础,用层次结构的观点并以信息的加工、处理为主线研究计算机硬件结构及工作原理。本书内容覆盖了教育部“高等学校计算机科学与技术专业规范”对本课程所列知识体系中的全部核心单元及部分选修单元。既强调计算机的基本概念和基础知识,又注重与实际应用相结合,并注意反映当代的最新技术。按横向方式组织课程实例,而不拘泥于某一种具体的机型,以减少局限性。注意由浅入深、循序渐进,概念讲解清楚、通俗易懂。

二、学生分析

本课程授课对象是电子专业的大三年级的学生,在此之前学生已学习过计算机基础等相关课程,而计算机组成原理是更深一步的对计算机的探讨,使学生掌握计算机硬件系统中各大部件的组成原理、逻辑实现、设计方法及互连构成整机的技术;培养学生对硬件系统的分析、设计、开发、使用和维护方面的能力,建立牢固的整机思想。使学生学懂简单、完整的单台计算机的基本部件和整机系统组成,以及计算机部件连接关系和运行机理,了解计算机系统结构的入门性知识,掌握使用和简单维护计算机系统的基本技能。

三、教学目标设计

(1)知识与技能

介绍计算机组成原理的基本概念,包括计算机系统的基本组成和它的层次结构,计算机硬件系统的5个功能部件及其功能计算机硬件的主要的技术和性能指标计算机系统的体系结构、组成和实现概述计算机系统的发展、应用与分类。(2)过程与方法

通过课件演示、学生交流、师生交流、人机交流等形式,培养学生利用信息技术和概括表达的能力。

(3)情感与价值观

培养学生的科学态度,激发学生的想象能力和探索精神,并激发学生主动学习的兴趣。让学生在自主解决问题的过程中培养成就感,为今后学会自主学习打下良好的基础。通过小组协作活动,培养学生合作学习的意识、竞争参与意识和研究探索的精神,从而调动学生的积极性,激发学生对学习计算机组成的兴趣。

四、教学内容设计

1.了解计算机系统硬软件的组成和它们的层次关系;

2.理解计算机硬件系统的5大功能部件和各自的功能;

3.理解计算机部件的连接关系和整机运行过程的入门性知识;

4.了解3个级别的计算机语言;

5.理解计算机系统的主要性能与技术指标;

6.理解计算机“体系结构”、“组成”和“实现”各自面对的主要问题;7.了解计算机发展历程和应用领域;

8.了解计算机系统分类。

(1)教学重点:计算机的组成概念,计算机系统中信息的表示

(2)教学难点:计算机的软件及基本工作原理

五、教学策略分析

1.掌握:属于课程中最重要的内容。要求学生能够熟练运用这部分知识对相关问题做基本的分析、计算和处理,具有基本的应用能力和举一反三的能力。2.理解:属于课程中较重要的内容。要求学生能够运用这部分知识对相关问题进行简单的分析、判断和说明,具有区别或区分容易被混淆的概念的能力,以及读懂原理框图、流程图、程序语句和简单逻辑电路图的能力。

3.了解:属于课程中与上述“掌握”和“理解”部分相关的较复杂的内容,作为提高或扩大知识面的内容。要求学生对这部分知识能够初步认识、学会、记忆或简单理解,具有简要描述、叙述、说明和举例的能力。

(1)师生互动探究式教学

以教学大纲为依据,渗透新的教育理念,遵循教师为主导,学生为主体的原则,以学生已有的认知水平开展教学,使得学生老师共同探究学习。

(2)情景法

用直观画面和生动有趣的游戏激发学生学习的兴趣,创设和谐的学习氛围。(3)讨论法

学生分成小组形式,各个成员之间进行交流探讨。

(4)练习法

有小练习来对这节课程内容进行检验,以此来观察学生是否完全掌握。(5)演示法

通过演示数字排序的一般过程,使得师生共同互动探究计算及工作原理。

六、教学过程

本课程采用远程教学和面授辅导相结合的方式开展教学。远程教学包括要求学生收看电视录像课、网上的流媒体(IP)课件、网上教学辅导、实时和非实时答疑等多种教学形式;面授辅导应考虑学生的在职和成人特点和需求,在业余时间进行有针对性的学习指导。平时作业既是学生自我检验学习水平的一种形式,也是很重要的形成性考核手段,各级电大教学点应配合面授辅导教师督促学生独立完成并及时批改和反馈,必要时应要求学生重做。

小组讨论课是在教师引领下对预先布置的主题开展讨论的一种教学活动形式。这种教学活动能够很好地激发学生的学习兴趣,各级电大教学点应配合面授辅导教师组织实施。同时,小组讨论课也是一种形成性考核形式,教师应注意把握“引领”、“提问”和“点评”等多个教学指导环节,并依据标准给予每个学生合理的学习评价。

七、教学反思

因为整个第一章在整本书占的比重比较重要,入门是关键,学好概念性的东西才会方便日后的更深入的学习,因此吸引学生的注意力是关键问题。

1、用实物观察引入课堂,以引起学生的兴趣;

2、用图片展示计算机的工作原理及构成:

3、和同学一起完成课后练习。

计算机组成原理

计算机组成原理大型实验 报告 (2010/2011第2学期------第19周) 指导教师: 班级: 姓名: 学号: 计算机组成原理课程设计实验报告 一、目的和要求 目的: 深入了解计算机各种指令的执行过程,以及控制器的组成,指令系统微程序设计的具体知识,进一步理解和掌握动态微程序设计的概念;完成微程序控制的特定功能计算机的指令系统设计和调试。 要求: (1)、内容自行设计相关指令微程序;(务必利用非上机时间设计好微程序) (2)、测试程序、实验数据并上机调试; (3)、报告内容: 包括 1、设计目的 2、设计内容 3、微程序设计(含指令格式、功能、设计及微程序) 4、实验数据(测试所设计指令的程序及结果)。(具体要求安最新规范为准) 二、实验环境 TEC—2机与PC机。 三、具体内容 实验内容: (1)把用绝对地址表示的内存单元A中的内容与内存单元B中的内容相加,结果存于内存单元C中。 指令格式:D4××,ADDR1,ADDR2,ADDR3四字指令(控存入口100H) 功能:[ADDR3]=[ADDR1]+[ADDR2] (2)将一通用寄存器内容减去某内存单元内容,结果放在另一寄存器中。 指令格式:E0DRSR,ADDR(SR,DR源、目的寄存器各4位)双字指令(控存 入口130H) 功能:DR=SR-[ADDR]

(3)转移指令。判断两个通用寄存器内容是否相等,若相等则转移到指定绝对地址,否则顺序执行。 指令格式:E5DRSR,ADDR双字指令(控存入口140H) 功能:ifDR==SRgotoADDRelse顺序执行。 设计:利用指令的CND字段,即IR10~8,令IR10~8=101,即CC=Z 则当DR==SR时Z=1,微程序不跳转,接着执行MEMPC(即ADDRPC),而当DR!=SR 时Z=0,微程序跳转至A4。 实验设计并分析: 第一条:把用绝对地址表示的内存单元A中的内容与内存单元B中的内容相加,结果存于内存单元C中。 指令格式:D4××,ADDR1,ADDR2,ADDR3四字指令(控存入口100H) 功能:[ADDR3]=[ADDR1]+[ADDR2] 指令格式: D4XX ADDR1 ADDR2 ADDR3 微程序: PC→AR,PC+1→PC:00000E00A0B55402 MEM→AR:00000E00 10F00002 MEM→Q:00000E00 00F00000 PC→AR,PC+1→PC:00000E00 A0B5 5402 MEM→AR:00000E00 10F0 0002 MEM+Q→Q:00000E01 00E0 0000 PC→AR,PC+1→PC:00000E00 A0B5 5402 MEM→AR:00000E0010F0 0002 Q→MEM,CC#=0:00290300 10200010 指令分析: PC->AR,PC+1->PC 0000 0000 1110 0000 0000 1010 0000 1011 0101 0101 0100 0000 0010 MEM->AR 0000 0000 1110 0000 0000 0001 0000 1111 0000 0000 0000 0000 0100 MEM->Q 0000 0000 1110 0000 0000 0000 0000 1111 0000 0000 0000 0000 0000 PC->AR,PC+1->PC 0000 0000 1110 0000 0000 1010 0000 1011 0101 0101 0100 0000 0010 MEM->AR 0000 0000 1110 0000 0000 0001 0000 1111 0000 0000 0000 0000 0100 MEM+Q->Q 0000 0000 1110 0000 0001 0000 0000 1110 0000 0000 0000 0000 0000 PC->AR,PC+1->PC 0000 0000 1110 0000 0000 1010 0000 1011 0101 0101 0100 0000 0010 MEM->AR 0000 0000 1110 0000 0000 0001 0000 1111 0000 0000 0000 0000 0100

计算机组成原理电子教案

《计算机组成原理》电子教案 课程名称:计算机组成原理 适用专业:计算机科学与技术网络工程课程总学时:80学时 编写时间: 2006年9月

本课程是计算机专业本科生的核心课程,是主干必修课。课程以阐述原理为主,讲述计算机系统及其各功能部件的工作原理以及逻辑实现,计算机系统及其各功能部件的设计原理以及并行处理技术。设置这一课程的目的是使学生掌握计算机的基本工作原理,掌握计算机各主要部件的硬件结构、相互联系和作用,掌握计算机系统的设计原理以及软硬件的界面,从而对整个计算机系统有完整的了解,为计算机专业的后继课程的学习打下基础。 一、本课程得主要内容 1、计算机系统概论 2、运算方法和运算器 3、存储器 4、计算机指令系统 5、控制器 6、总线系统 7、外围设备 8、输入、输出系统 二、本课程教学重点与难点 重点:信息编码和数据表示 控制器 存储系统 输入输出系统 三、教材选用 《计算机组成原理》白中英.科学出版社, 四、参考教材: 主要参考书: 1、李亚明.《计算机组成与系统结构》.清华大学出版社.2001

2、王爱英.《计算机组成与结构》.清华大学出版社.1998 3、江义鹏.《计算机组成原理》.人民邮电出版社.1998 4、胡越明.《计算机组成和系统结构》.上海科学技术文献出版社.1999 五、教学手段:多媒体课件+版书 六、课程内容和学时分配 (整体安排按信息表示、信息处理、信息输出思路。) 1、计算机系统概论 教学内容: 1、计算机系统的基本构成 2、计算机系统的层次结构 3、计算机系统结构、组成及其实现 4、计算机的性能评价 5、计算机发展简史 6、计算机的应用 基本要求: 通过本章的学习,要求了解整个计算机系统由硬件和软件两部分构成,其中硬件部分包括运算器、控制器、存储器、输入输出设备等五大功能部件构成。通过总线相互连成一个完整的硬件系统;软件部分包括系统软件、应用软件两大部分。通过对计算机层次结构的了解,明确计算机组成原理课程的任务和目的。了解计算机中的一些基本概念,包括性能指标、计算机发展简史以及计算机的应用。 教学重点: 1、计算机系统的基本构成 2、计算机系统的层次结构 3、计算机系统结构、组成及其实现 教学难点:计算机系统的层次结构、系统结构、组成及其实现的关系。明确计算机组成原理课程的任务和目的。 其它: 4、计算机的性能评价(字长、容量、速度、时间、MIPS) 5、计算机发展简史(ENIAC、冯氏计算机、其它自学) 6、计算机的应用(科学计算与数据处理的区别)

计算机组成原理课后习题答案解析

作业解答 第一章作业解答 1.1 基本的软件系统包括哪些内容? 答:基本的软件系统包括系统软件与应用软件两大类。 系统软件是一组保证计算机系统高效、正确运行的基础软件,通常作为系统资源提供给用户使用。包括:操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、分布式软件系统、网络软件系统、各种服务程序等。 1.2 计算机硬件系统由哪些基本部件组成?它们的主要功能是什么? 答:计算机的硬件系统通常由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等五大部件组成。 输入设备的主要功能是将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入到计算机内。 输出设备的主要功能是将计算机处理的结果以人们所能接受的信息形式或其它系统所要求的信息形式输出。 存储器的主要功能是存储信息,用于存放程序和数据。 运算器的主要功能是对数据进行加工处理,完成算术运算和逻辑运算。 控制器的主要功能是按事先安排好的解题步骤,控制计算机各个部件有条不紊地自动工作。 1.3 冯·诺依曼计算机的基本思想是什么?什么叫存储程序方式? 答:冯·诺依曼计算机的基本思想包含三个方面: 1) 计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件组成。 2) 采用二进制形式表示数据和指令。 3) 采用存储程序方式。 存储程序是指在用计算机解题之前,事先编制好程序,并连同所需的数据预先存入主存储器中。在解题

过程(运行程序)中,由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行,直到获得所要求的结果为止。 1.4 早期计算机组织结构有什么特点?现代计算机结构为什么以存储器为中心? 答:早期计算机组织结构的特点是:以运算器为中心的,其它部件都通过运算器完成信息的传递。 随着微电子技术的进步,人们将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一,集成到一个芯片里构成了微处理器。同时随着半导体存储器代替磁芯存储器,存储容量成倍地扩大,加上需要计算机处理、加工的信息量与日俱增,以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求,甚至会影响计算机的性能。为了适应发展的需要,现代计算机组织结构逐步转变为以存储器为中心。 1.5 什么叫总线?总线的主要特点是什么?采用总线有哪些好处? 答:总线是一组可为多个功能部件共享的公共信息传送线路。 总线的主要特点是共享总线的各个部件可同时接收总线上的信息,但必须分时使用总线发送信息,以保证总线上信息每时每刻都是唯一的、不至于冲突。 使用总线实现部件互连的好处: ①可以减少各个部件之间的连线数量,降低成本; ②便于系统构建、扩充系统性能、便于产品更新换代。 1.6 按其任务分,总线有哪几种类型?它们的主要作用是什么? 答:按总线完成的任务,可把总线分为:CPU内部总线、部件内总线、系统总线、外总线。 1.7 计算机的主要特点是什么? 答:计算机的主要特点有:①能自动连续地工作;②运算速度快;③运算精度高;④具有很强的存储能力

《计算机组成原理A》形考作业二答案

计算机组成原理A形成性考核作业二(参考答案) 一、选择题: 1.计算机硬件能直接识别和运行的只能是_______程序。 A.机器语言B.汇编语言C.高级语言D.VHDL 答:A 2.指令中用到的数据可以来自_______(可多选)。 A.通用寄存器B.微程序存储器C.输入输出接口D.指令寄存器 E. 内存单元 F. 磁盘 答:A、C、E 3.汇编语言要经过_______的翻译才能在计算机中执行。 A.编译程序B.数据库管理程序C.汇编程序D.文字处理程序 答:C 4.在设计指令操作码时要做到_______(可多选)。 A.能区别一套指令系统中的所有指令 B.能表明操作数的地址 C.长度随意确定 D.长度适当规范统一 答:A、B、D 5.控制器的功能是_______。 A.向计算机各部件提供控制信号B.执行语言翻译 C.支持汇编程序D.完成数据运算 答:A 6.从资源利用率和性能价格比考虑,指令流水线方案_______,多指令周期方案_______,单指令周期方案_______。 A.最好B.次之C.最不可取D.都差不多 答:A、B、C 二、判断题:判断下列说法是否正确,并说明理由。 1.变址寻址需要在指令中提供一个寄存器编号和一个数值。√ 2.计算机的指令越多,功能越强越好。× 3.程序计数器PC主要用于解决指令的执行次序。√ 4.微程序控制器的运行速度一般要比硬连线控制器更快。× 三、简答题: 1.一条指令通常由哪两个部分组成?指令的操作码一般有哪几种组织方式?各自应用在什么场合?各自的优缺点是什么? 答:一条指令通常由操作码和操作数两个部分组成。 指令的操作码一般有定长的操作码、变长的操作码两种组织方式。 定长操作码的组织方式应用在当前多数的计算机中;变长的操作码组织方式一般用在小型及以上的计算机当中。 定长操作码的组织方式对于简化计算机硬件设计,提高指令译码和识别速度有利。 变长的操作码组织方式可以在比较短的指令字中,既能表示出比较多的指令条数,又能尽量满足给出相应的操作数地址的要求。 2.如何在指令中表示操作数的地址?通常使用哪些基本寻址方式? 答:是通过寻址方式来表示操作数的地址。 通常使用的基本寻址方式有:立即数寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址、间接寻址、堆栈寻址等。

计算机组成原理大作业定稿版

计算机组成原理大作业 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

计算机组成原理 大作业 院(系):物联网工程学院 专业: 计算机科学与技术 班级: 学号: 姓名: 摘要 1.计算机硬件系统:到目前为止,计算机仍沿用由冯.诺依曼首先提出的基于总线的计算机硬件系统。其基本设计思想为: a.以二进制形式表示指令和数据。 b.程序和数据事先存放在存储器中,计算机在工作时能够高速地从存储器中取出指令加以执行。 c.由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部件组成计算机硬件系统。 2.计算机软件系统:所谓软件,就是为了管理、维护计算机以及为完成用户的某种特定任务而编写的各种程序的总和。计算机的工作就是运行程序,通过逐条的从存储器中取

出程序中的指令并执行指令所规定的操作而实现某种特定的功能。微型计算机的软件包括系统软件和用户(应用)软件。 关键词:计算机系统硬件存储器控制器运算器软件 目录 摘要 (2) 第一章总体设计 (4) 问题描述 (4) 实验环境 (4) 软件介绍 (4) 模块介绍 (4) 实验目的 (5) 实验内容 (5) 第二章原理图 (6) 第三章管脚分配 (7) 第四章微程序设计 (8) 1. alu_74181 (8)

2. romc (9) 第一章总体设计 问题描述 从两个reg_74244中分别取出两数经过总线,各自分别到达两个寄存器reg_74373,再由两个寄存器到达运算器alu_74181,在运算器里经过运算得出结果,结果再由总线传输进入另外的一个寄存器reg_74373,输出。 实验环境 软件介绍 ISE的全称为Integrated Software Environment,即“集成软件环境”,是Xilinx公司的硬件设计工具。它可以完成FPGA开发的全部流程,包括设计输入、仿真、综合、布局布线、生成BIT文件、配置以及在线调试等,功能非常强大。ISE除了功能完整,使用方便外,它的设计性能也非常好,拿ISE 9.x来说,其设计性能比其他解决方案平均快30%,它集成的时序收敛流程整合了增强性物理综合优化,提供最佳的时钟布局、更好的封装和时序收敛映射,从而获得更高的设计性能。 模块介绍 微程序控制器 微程序控制器是一种控制器,同组合逻辑控制器相比较,具有规整性、灵活性、可维护性等一系列优点,因而在计算机设计中逐渐取代了早期采用的组合逻辑控制器,并已被

计班计算机组成原理复习重点白中英版

计算机组成原理课程总结&复习考试要点 一、考试以讲授过的教材中的内容为主,归纳要点如下: 第1章 -第2章计算机概念运算方法和运算器 (一)学习目标 1.了解计算机的分类和应用。 2.掌握计算机的软、硬件构成。 3.掌握计算机的层次结构。 3.掌握数的原码、反码、补码的表示方法。 4.掌握计算机中数据的定点表示和浮点表示方法,并熟练掌握各种表示方法下所能表示的数据的范围。 5.理解定点加法原理及其判断溢出的方法。 6.了解计算机定点乘法、除法的实现方法。 7.了解浮点加法,乘法,除法的实现方法。 8.理解ALU运算器的工作原理及其扩展方法。 (二)第1章学习内容 第一节计算机的分类和应用 要点:计算机的分类,计算机的应用。 第二节计算机的硬件和软件 要点:了解计算机的硬件构成及各部分的功能;了解计算机的软件分类和发展演变。 第三节计算机系统的层次结构 要点:了解计算机系统的层次结构。 (三)第2章学习内容 第一节数据和文字的表示方法 要点:△定点数的表示方法,及其在原码、反码和补码表示下的数值的范围;△○浮点数的表示方法及其不同表示格式下数据的表示范围;常见汉字和字符的几种表示方法; 第二节定点加法、减法运算 要点:△补码加、减法及其溢出的检测方法;二进制加法器和十进制加法器的逻辑构成。 第三节定点乘法运算 要点:原码并行乘法原理;不带符号的阵列乘法器;补码并行乘法原理;○直接补码阵列乘法器。 第四节定点除法运算 要点:理解原码除法原理以及并行除法器的构成原理。 第五节多功能算术/逻辑运算单元 要点:△74181并行进位运算器;74182进位链;△○多位ALU的扩展。 第六节浮点运算运算和浮点运算器

计算机组成原理第二版课后习题答案

第1章计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件?硬件和软件哪个更重要? 解: 计算机系统:由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件:指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件:计算机运行所需的程序及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相互依存,缺一不可,因此同样重要。 2. 如何理解计算机的层次结构? 答:计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。 (1)硬件系统是最内层的,它是整个计算机系统的基础和核心。 (2)系统软件在硬件之外,为用户提供一个基本操作界面。 (3)应用软件在最外层,为用户提供解决具体问题的应用系统界面。 通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。各层次之间关系密切,上层是下层的扩展,下层是上层的基础,各层次的划分不是绝对的。 3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。 答:机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言,汇编语言是机器语

言的符号表示,高级语言是面向算法的语言。高级语言编写的程序(源程序)处于最高层,必须翻译成汇编语言,再由汇编程序汇编成机器语言(目标程序)之后才能被执行。 4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构? 答:计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性,如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性,包含对程序员透明的硬件细节,如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能,及相互连接方法等。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么? 解:冯?诺依曼计算机的特点是:P8 ●计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大 部件组成; ●指令和数据以同同等地位存放于存储器内,并可以按地址访 问; ●指令和数据均用二进制表示; ●指令由操作码、地址码两大部分组成,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; ●指令在存储器中顺序存放,通常自动顺序取出执行; ●机器以运算器为中心(原始冯?诺依曼机)。

计算机组成原理作业

计算机组成原理作业 1 某机主存容量为4M×16位,且存储字长等于指令字长,若该机指令系统能完成97种操作,操作码位数固定,且具有直接、间接、变址、基址、相对、立即等六种寻址方式。 (1)画出一地址指令格式并指出各字段的作用。 (2)该指令直接寻址的最大范围。 (3)一次间址和多次间址的寻址范围。 (4)立即数的范围(十进制数表示。) (5)相对寻址的位移量(十进制数表示)。 (6)上述六种寻址方式的指令哪一种执行时间最短?哪一种最长?哪一种便于用户编制处理数组问题的程序?哪一种便于程序浮动? 为什么? (7)如何修改指令格式,使指令的直接寻址范围可扩大到4M? (8)为使一条转移指令能转移到主存的任一位置,可采取什么措施?请简要说明。 2 假设某机的指令长度可变(长度在1~4个字节内变化)。而且CPU 与存储器的数据的传送宽度为32位(每次读取32位)。试问如何区分一个存储字包含多少条指令? 3 说明数据在存储器中可以按“边界对准”或“边界不对准”两种方式存放的特点,并分析其利弊。 4 假设指令字长为16位,操作数的地址码位6位,指令有零地址、一地址、二地址、三地址格式。

(1)设操作码固定,若零地址指令有M种,一地址指令有N种,则二地址指令最多有几种? (2)采用扩展操作码技术,二地址指令最多有几种? (3)采用扩展操作码技术,若二地址指令有P条,零地址指令有Q 条,则一地址指令最多有几种? 5 某机器采用一地址格式的指令系统,允许直接和间接寻址。机器配备有如下硬件: ACC、MAB、MDR、PC、X、MQ、IR以及变址寄存器R X和基址寄存器R B,均为16位。 (1)若采用单字长指令,共能完成105种操作,则指令可直接寻址的范围是多少?一次间址的寻址范围是多少?画出其指令格式并说明个字段的含义。 (2)若采用双字长指令,操作码位数及寻址方式不变,则指令可直接寻址的范围是多少?画出其指令格式并说明个字段的含义。(3)若存储字长不变,可采用什么方法访问容量为8MB的主存?需增设哪些硬件? 6 设相对寻址的转移指令占两个字节,第一个字节是操作码,第二个字节是相对位移量,用补码表示。每当CPU从存储器取出一个字节时,即自动完成(PC)+1—>PC。 (1)设当前PC值为3000H,试问转移后的目标地址范围是什么?(2)设当前PC值为2000H,要求转移到201BH,则转移指令的第二字节的内容是什么?

计算机组成原理第二章习题哈工大

计算机组成原理第二章习题 1.以真空管为主要器件的是______。 A. 第一代计算机 B. 第二代计算机 C. 第三代计算机 D. 第四代计算机 2.所谓第二代计算机是以______为主要器件。 A. 超大规模集成电路 B. 集成电路 C. 晶体管 D. 电子管 3.第三代计算机是以______为主要器件。 A. 超大规模集成电路 B. 集成电路 C. 晶体管 D. 电子管 4.ENIAC用的主要元件的是______。 A. 集成电路 B. 晶体管 C. 电子管 D. 以上都不对 5.目前被广泛使用的计算机是______。 A. 数字计算机 B. 模拟计算机 C. 数字模拟混合式计算机 D. 特殊用途的计算机 6.个人计算机(PC)属于______类计算机。 A. 大型机 B. 小型机 C. 微型机 D. 超级计算机 7.通常计算机的更新换代以______为依据。 A. 电子器件 B. 电子管 C. 半导体 D. 延迟线

8.目前大多数集成电路生产中,所采用的基本材料为______。 A. 单晶硅 B. 非晶硅 C. 锑化钼 D. 硫化镉 9.计算机科技文献中,英文缩写CAD代表______。 A. 计算机辅助制造 B. 计算机辅助教学 C. 计算机辅助设计 D. 计算机辅助管理 10.邮局把信件进行自动分拣,使用的计算机技术是______。 A. 机器翻译 B. 自然语言理解 C. 机器证明 D. 模式识别 11.微型计算机的发展通常以______为技术标志。 A. 操作系统 B. 磁盘 C. 软件 D. 微处理器 12.目前我们所说的个人台式商用机属于______。 A.巨型机 B.中型机 C.小型机 D.微型机 13. 电子邮件是指______。 A. 用计算机管理邮政信件 B. 通过计算机网络收发消息 C. 用计算机管理电话系统 D. 用计算机处理收发报业务

计算机组成原理课程设计

《计算机组成原理》大作业报告 题目名称:交通灯控制系统设计 学院(部 ): 计算机学院 专业:计算机科学与技术 学生姓名: 班级 学号 最终评定成绩:___________________________________ 湖南工业大计算机学院 目录

交通在人们的日常生活中占有重要的地位,随着人们社会活动的日益频繁,这点更是体现的淋漓尽致。交通信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。近年来随着科技的飞速发展,的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。 本系统采用单片机AT89S52为中心器件来设计交通灯控制器,系统实用性强、操作简单、扩展性强。本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示以及倒计时时间。 本设计系统由单片机I/O 口扩展系统、交通灯状态显示系统、LED数码显示系统、复位电路等几大部分组成。系统除基本的交通灯功能外,还具有倒计时等功能,较好的模拟实现了十字路口可能出现的状况。 软件上采用C51编程,主要编写了主程序,LED数码管显示程序,中断程序延时程序等。经过整机调试,实现了对十字路口交通灯的模拟。 1. 引言 当今,红绿灯安装在各个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在1 9世纪就已出现了。 1858 年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红,蓝两色的机械扳手式信号灯,用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年,英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成,红色表示“停止” ,绿色表示“注意” 。1869 年1月2日,煤气灯爆炸,使警察受伤,遂被取消。 电气启动的红绿灯出现在美国,这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成,19xx 年始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止” ,绿灯亮表示“通行”。 19xx 年,又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。带控制的4 红绿灯,一种是把压力探测器安在地下,车辆一接近红灯便变为绿灯;另一种是用扩音器来启动红绿灯,司机遇红灯时按一下嗽叭,就使红灯变为绿灯。红外线红绿灯当行人踏上对压力敏感的路面时,它就能察觉到有人要过马路。红外光束能把信号灯的红灯延长一段时间,推迟汽车放行,以免发生交通事故。 信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。19xx 年,联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号,面对绿灯的车辆可以直行,左转弯和右转弯,除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号,面对红灯的车辆必须在交叉路口的停

计算机组成原理_在线作业_2

计算机组成原理_在线作业_2 交卷时间:2016-06-11 14:27:15 一、单选题 1. (5分) 用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为()寻址。 ? A. 间接 ? B. 寄存器直接 ? C. 寄存器间接 ? D. 直接 纠错 得分:5 知识点:4.4 典型指令 展开解析 答案B 解析 2. (5分) 程序查询方式的接口电路中应该包括()。 ? A. 设备选择电路、设备控制电路、设备状态标志 ? B. 设备选择电路、数据缓冲寄存器、设备控制电路

? C. 设备选择电路、数据缓冲寄存器、设备状态标志 ? D. 设备控制电路、数据缓冲寄存器、设备状态标志 纠错 得分:0 知识点:8.2 程序查询方式 展开解析 答案C 解析 3. (5分) 1946年研制成功的第一台电子数字计算机称为(),1949年研制成功的第一台程序内存的计算机称为()。 ? A. ENIAC , UNIVACI ? B. EDVAC ,MARKI ? C. ENIAC , MARKI ? D. ENIAC , EDSAC 纠错 得分:5 知识点:1.1 计算机发展概述 展开解析 答案D 解析 4. (5分) 以下四种类型的半导体存储器中,以传输同样多的字为比较条件,则读出数据传输

率最高的是()。 ? A. 闪速存储器 ? B. SRAM ? C. EPROM ? D. DRAM 纠错 得分:5 知识点:3.4 高速存储器 展开解析 答案A 解析 5. (5分) 一个存储单元是指能够存放()的所有存储单元的集合。 ? A. 两个字节 ? B. 一个字节 ? C. 一个二进制信息位 ? D. 一个机器字 纠错 得分:5 知识点:1.3 计算机的基本组成 展开解析 答案D 解析 6.

计算机组成原理(4.1存储子系统概述)

第四章 存储子系统
本章需解决的主要问题: (1 )存储器如何存储信息? (2 )在实际应用中如何用存储芯片组成具有 一定容量的存储器?
哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 2006秋季学期

4 . 1概述
4 . 1 . 1存储系统的层次结构
随机访问 主要存放C P U 当前使用的程序和数据。 速度快 容量有限 (2 )辅存 (外存) 速度较慢 存放大量的后备程序和数据。 容量大 (3 )高速缓存 速度很快 存放C P U 在当前一小段时间内 容量小 多次使用的程序和数据。 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 2 0 0 6 秋季学期
哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 2 0 0 6 秋季学期
(1 )主存 (内存)


分层存储体系结构示意图 C P U C a c h e 主存
外存
哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 0 0 6 秋季学期 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 姚爱红 2 2 0 0 6 秋季学期


4 . 1 . 2物理存储器与虚拟存储器
物理存储器:真正在物理上存在的主存储器。 存储容量为物理地址空间,使用物理地址访问。 虚拟存储器:提供给用户编程使用的存储器。 存储容量为虚拟地址空间,使用的编程地址为 虚拟地址,或者说逻辑地址。
哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 0 0 6 秋季学期 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 姚爱红 2 2 0 0 6 秋季学期


计算机组成原理课程综述

合肥学院 计算机组成原理综述论文 题目计算机组成原理综述系部计算机科学与技术系专业网络工程 班级网工(2)班 学生姓名邓传君 指导教师张向东 2014 年12 月24 日 计算机组成原理课程综述

内容摘要: 计算机组成原理(COMPUTER ORGANIZATION)是依据计算机体系结构,在确定且分配了硬件子系统的概念结构和功能特性的基础上,设计计算机各部件的具体组成,以及它们之间的连接关系,实现机器指令级的各种功能和特性,这点上说计算机组成原理是计算机体系结构的逻辑实现。 关键词:存储、指令、CPU、控制器、微命令 一、计算机组成原理课程综述 计算机组成原理是计算机应用和计算机软件专业以及其他相关专业必修的专业基础课,它主要讨论计算机各组成部件的基本概念、基本结构、工作原理及设计方法。教学实践证明,通过对该课程的学习,对于建立整机概念,研究各功能部件的相互连接与相互作用,进行各功能部件的逻辑设计,都有着重要的意义。组成原理是计算机类专业的一门主干必修课程,它以层次结构的观点来叙述计算机各主要功能部件及组成原理;以数据信息和控制信息的表示、处理为主线来组织教学。课程内容按横向方式组织,即不是自始至终介绍某一特定计算机的组成和工作原理,而是从一般原理出发,结合实例加以说明。 二、计算机组成原理内容和基本原理 下面是我对这门课程知识点的理解: 1.计算机有运算器、存储器、控制器、输入设备、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。 典型的冯·诺依曼机是以运算器为中心的,现代的计算机已转化为以存储器为中心: 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。

计算机组成原理作业讲解1-4章 答案

1.1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代?各代的基本特征是什么? 略。 1.2 你学习计算机知识后,准备做哪方面的应用? 略。 1.3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。 略。 1.4 计算机通常有哪些分类方法?你比较了解的有哪些类型的计算机? 略。 1.5 计算机硬件系统的主要指标有哪些? 答:机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。 答:计算机硬件系统的主要指标有:机器字长、存储容量、运算速度等。 1.6 什么是机器字长?它对计算机性能有哪些影响? 答:指CPU一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度,硬件成本、指令系统功能,数据处理精度等。 1.7 什么是存储容量?什么是主存?什么是辅存? 答:存储容量指的是存储器可以存放数据的数量(如字节数)。它包括主存容量和辅存容量。 主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。 辅存指的是CPU不能直接访问,必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器,如硬盘,u盘等。 1.8 根据下列题目的描述,找出最匹配的词或短语,每个词或短语只能使用一次。(1)为个人使用而设计的计算机,通常有图形显示器、键盘和鼠标。 (2)计算机中的核心部件,它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。 (3)计算机的一个组成部分,运行态的程序和相关数据置于其中。 (4)处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。 (5)嵌入在其他设备中的计算机,运行设计好的应用程序实现相应功能。 (6)在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。 (7)管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。 (8)将高级语言翻译成机器语言的程序。 (9)将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。 (10)计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。 供选择的词或短语: 1、汇编器 2、嵌入式系统 3、中央处理器(CPU) 4、编译器 5、操作系统 6、控制器 7、机器指令 8、台式机或个人计算机 9、主存储器10、VLSI 答:(1)8,(2)3,(3)9,(4)6,(5)2, (6)10,(7)5,(8)4,(9)1,(10)7 计算机系统有哪些部分组成?硬件由哪些构成? 答:计算机系统硬件系统和软件系统组成。 硬件由控制器、存储器、运算器、输入设备和输出设备五大部件构成 1.9 冯·诺伊曼V on Neumann计算机的主要设计思想是什么? 略。 1.10 计算机硬件有哪些部件,各部件的作用是什么?

哈工程计算机组成原理简答题总结

第一章 2.什么是计算机系统?说明计算机系统的层次结构 答:计算机系统包括硬件和软件。从计算机的层次结构来看,它通常可有五个以上的层次,从下至上依次是微程序机器级、传统机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级,还可以有第六级应用语言级。 3.冯诺依曼结构计算机的特点 答:(1)计算机系统由五大部件组成 (2)计算机中采用二进制形式表示信息 (3)采用存储程序工作方式 第二章 8.试描述浮点数规格化的目的与方法 答:浮点数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数,否则便是非规格化数。通过规格化,可以保证运算数据精度。 11.什么是计算机软硬件之间的界面,其主要功能是什么? 答:从程序的编制和执行的角度看,指令规定了计算机的操作类型及操作数地址,它们是产生各种控制信号的基础。另外,从硬件设计的角度看,在设计计算机时先要确定其硬件能够直接执行哪些操作,表现为一组指令的集合,称之为计算机的指令系统。因此,指令系统体现了一台计算机的软硬件界面。指令系统包括若干指令,它规定了计算机功能的强弱与硬件复杂程度。 29.若按指令功能分类,则指令系统可分为哪几类指令? 答:数据传送类指令、算/逻运算类指令、程控类指令、访存指令、I/O类指令。 第三章 1.cpu具有哪些功能?画出其内部组成框图,并说明图中每个部件的作用 答:cpu具有控制程序的顺序执行、产生完成每条指令所需的控制命令、对各操作实施时间上的控制、对数据进行算术和逻辑运算以及处理中断等命令。 寄存器包括专用寄存器和通用寄存器 控制器生成各种微操作命令序列 ALU完成算术逻辑运算 中断系统用于处理各种中断 2.控制器由哪些部件组成?它有哪些基本功能 答:控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、地址译码器、微操作产生部件、时序发生器和中断机构等构成,它的基本功能是:取指令、分析指令、执行指令、处理中断请求。 3.组合逻辑控制器和微程序控制器优缺点 答:组合逻辑控制器速度较快,但控制复杂,且功能扩展较难,与组合逻辑控制器相比,微程序控制器具有规整性、可维护性的优点。它是一种利用软件方法设计硬件的技术,可实现复杂指令的操作控制。另外微程序设计便于计算机功能的扩充,可较方便地增加和修改指令,只需要增加或修改一些微程序。缺点是需要频繁访问CM,执行速度慢。 7.计算机时序控制方式分为哪两类?试比较他们的优缺点及应用场合 答:计算机中的时序控制方式分为同步控制和异步控制两大类。同步控制方式是指用统一发出的时序信号对各项操作进行同步控制。在同步控制方式中,操作时间被划分为许多长度固定的时间段,每个时间段完成一步操作,如一步访存操作。其特点是时钟周期一旦确定,便固定不变,各步操作之间的衔接由时间段的自动切换来控制。异步控制方式是各项操作不受

《计算机组成原理》课程标准

《计算机组成原理》课程标准 一、课程基本情况 课程名称:计算机组成原理 适用专业:计算机应用专业 课程性质:专业核心课程 计划学时:60学时 二、制定课程标准的依据 本课程教学标准依据中职计算机应用专业的专业教学标准中的人才培养目标和培养规格以及对 计算机组成原理课程教学目标要求而制定,用于指导计算网组成原理课程教学和课程建设。 三、课程性质 本课程是计算机应用专业的一门专业核心课程。本课程通过介绍计算机硬件基本结构、工作原理和分析设计方法等方面的知识,培养学生对计算机的整机概念有较完整清晰的认识,对计算机的硬件结构有深刻的理解和对硬件的分析与设计方法有一定的认识。同时也为学习后续课程打下一定的基础。 四、本课程与前续课程和后续课程的关系 本课程学习和训练之前,学生应已修完如下课程:计算机应用基础、数字电路,而他的后续课 程是计算机系统结构、计算机组成原理。本课程在他的前续课程和后续课程之间起到了纽带的作用。 五、课程的教育目标 1.知识、能力目标 (1)知道《计算机组成原理》这门学科的性质、地位和独立价值; (2)理解计算机系统的运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大组成部件的概念和功能,及以整机的工作原理; (3)理解数值数据的表示方法以及运算器的计算方法,了解非数值数据的表示方法和常用编码; (4)理解运算器、控制器、存储器、以及有关的输入设备和输出设备等各个部件的组成结构和基本功能; (5)掌握基本的定点数的加、减运算和实现的基本逻辑电路框图以及浮点数的表示方法; (6)掌握指令的概念和功能以及指令的各种寻址方式和指令类型; (7)知道存储器层次结构和主存系统的设计方法; (8)掌握CPU的功能及组成; (9)理解几种常见的外围设备的信息交换方式; (10)了解常用的外围设备和使用方法; (11)理解组合逻辑控制器和微程序控制器的基本的设计和分析方法。 2.方法、过程目标 (1)通过本课程的学习,培养学生通过计算机组成原理实验,进一步理解计算机内部的工作原

计算机组成原理_在线作业

计算机组成原理_在线作业_3 交卷时间:2016-06-11 14:32:52 一、单选题 1. (5分) 系统总线中控制线的功能是()。 A. 提供主存、I / O接口设备的响应信号 B. 提供数据信息 C. 提供主存、I / O接口设备的控制信号响应信号 D. 提供时序信号 纠错 得分: 0 知识点:总线的概念和结构形态 展开解析 答案C 解析 2. (5分) 双端口存储器在()情况下会发生读/写冲突。 A. 左端口与右端口的地址码不同 B. 左端口与右端口的数据码不同 C. 左端口与右端口的地址码相同 D. 左端口与右端口的数据码相同

纠错 得分: 5 知识点: CACHE存储器 展开解析 答案C 解析 3. (5分) 在计算机中字符采用()表示。 A. 原码 B. ASCII码 C. 补码 D. 反码 纠错 得分: 5 知识点:数据表示(数据与文字表示方法) 展开解析 答案B 解析 4. (5分) 某寄存器中的值有时是地址,因此只有计算机的()才能识别它。 A. 译码器 B. 指令 C. 判别程序 D. 时序信号 纠错

得分: 5 知识点:指令格式 展开解析 答案B 解析 5. (5分) 某计算机字长16位,它的存贮容量是64K,若按半字编址,那么它的寻址范围是()。 A. 32K B. 64KB C. 32KB D. 64K 纠错 得分: 0 知识点: RAM 展开解析 答案D 解析 6. (5分) CPU 中通用寄存器的位数取决于()。 A. 存储容量 B. 指令的长度 C. 机器字长 D. CPU的管脚数 纠错 得分: 5

知识点: CPU 的功能和组成 展开解析 答案C 解析 7. (5分) 中断向量地址是()。 A. 中断返回地址 B. 中断服务例行程序入口地址 C. 子程序入口地址 D. 中断服务例行程序入口地址的指示器纠错 得分: 0 知识点:程序中断方式 展开解析 答案D 解析 8. (5分) DRAM利用()作为一个存储元。 A. 触发器 B. MOS晶体管和电容 C. 储存器 D. MOS晶体管 纠错 得分: 5 知识点: ROM和 FLASH ROM

2008年哈工程计算机组成原理

组成原理 哈尔滨工程大学 2008年计算机组成原理试题 一判断题(每小题1分,共10分) 1.在用分段直接编译法为微指令编码时,须将互斥微命令归为一组,而将相容命令归为不同组。 2.定点机不支持浮点运算功能。 3.子程序技术可以有效降低程序所占资源开销。 4.中断向量地址指中断服务程序的入口地址。 5. N位二进制的全码编码系统(即n个“0”至n个“1”)不具备自校验能力。 6.负数的源码,补码,反码互不相同。 7.补码数所对应的真值范围在数轴上完全对称于零点。 8.中断指令作为一种指令,可以用编制程序。 9.串行进位加法器实际上是一种并行加法器。 10 大型机不宜采用总线型系统结构。 二填空题(每空1分,共20分) 1 采用隐式I/O指令系统,须使外围设备的接口寄存器与主存单元___________;而采用 专用I/O指令系统,则应使外围设备的接口寄存器与主存单元_________。 2 定点整数的字长n只要影响其________指标;而定点小数的字长n主要影响其_______

指标。 3 一般而言,一条指令由_______字段和_______字段两部分组成;而一条指令则由_______字段和________字段两部分组成。 4 奇偶校验校验从功能上看,只具有一定的_______功能,而不具有______功能。 5 在原码两位乘的规则中,需要设置一个_________触发器。 6 各种外围设备均需通过_______电路,才能挂接到系统总线上。 7 在一个三级存储器中,如果访问命中率足够大,则存储系统所表现出的性能将接近于________的容量和_________的速度。 8 在转移型指令中,地址形成部件按指定寻址方式所形成的有效地址是________地址,应将其传送给_________。 9 目的地址单元在执行指令过程中应承但_________和_________双重任务。 10 在时序控制方式中,______方式是时序关系比较简单,而______方式的优点是时间利用安排上较为紧凑。 三单项选择(每小题2分共20分) 1 四位机器内的数值代码,它所表示的十进制真值为() (1)9 (2)-1 (3)-7 (4)以上三者均有可能 2 常用的分组校验(n,k)码中,冗余位的位数为()位 (1)n+k (2) n-k (3) n (4) k

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