《计算机组成原理》基本概念
《计算机组成原理》唐朔飞第二版_笔记
《计算机组成原理》唐朔飞第⼆版_笔记第1章概论1，计算机系统的软硬件概念1）硬件：计算机的实体部分，它由看得见摸得着的各种电⼦元器件，各类光、电、机设备的实物组成，如主机、外部设备等。
2）软件：由⼈们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成，分为系统软件和应⽤软件。
①系统软件⼜称为系统程序，主要⽤来管理整个计算机系统，监视服务，使系统资源得到合理的调度，⾼效运⾏。
它包括：标准程序库、语⾔处理程序（编译程序）、操作系统、、服务程序（如诊断、调试、连接程序）、数据库管理系统、⽹络软件等。
②应⽤软件⼜称应⽤程序，它是⽤户根据任务需要所编制的各种程序，如科学计算程序、数据处理程序、过程控制程序、实物管理程序。
2、计算机系统的层次结构：1）硬联逻辑级：第零级是硬联逻辑级，这是计算机的内核，由门，触发器等逻辑电路组成。
2）微程序级：第⼀级是微程序级。
这级的机器语⾔是微指令集，程序员⽤微指令编写的微程序，⼀般是直接由硬件执⾏的。
3）传统机器级：第⼆级是传统机器级，这级的机器语⾔是该机的指令集，程序员⽤机器指令编写的程序可以由微程序进⾏解释。
操作4）系统级：第三级是操作系统级，从操作系统的基本功能来看，⼀⽅⾯它要直接管理传统机器中的软硬件资源，另⼀⽅⾯它⼜是传统机器的延伸。
5）汇编语⾔级：第四级是汇编语⾔级，这级的机器语⾔是汇编语⾔，完成汇编语⾔翻译的程序叫做汇编程序。
6）⾼级语⾔级：第五级是⾼级语⾔级，这级的机器语⾔就是各种⾼级语⾔，通常⽤编译程序来完成⾼级语⾔翻译的⼯作。
7）应⽤语⾔级：第六级是应⽤语⾔级，这⼀级是为了使计算机满⾜某种⽤途⽽专门设计的，因此这⼀级语⾔就是各种⾯向问题的应⽤语⾔。
把计算机系统按功能分为多级层次结构，就是有利于正确理解计算机系统的⼯作过程，明确软件，硬件在计算机系统中的地位和作⽤。
3、计算机组成和计算机体系结构1）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，即概念性的结构与功能特性。
大学计算机基础计算机组成原理概述
大学计算机基础计算机组成原理概述计算机组成原理是大学计算机基础领域中的重要课程之一。
它主要涉及计算机硬件和软件的结构、功能和运行原理。
通过学习计算机组成原理，能够深入了解计算机的内部构造，理解计算机的工作原理，为今后深入学习和应用计算机技术打下基础。
一、计算机组成原理概述计算机组成原理是指计算机硬件和软件的组成和运行原理。
硬件包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备等各个部件，而软件则是指计算机应用程序和系统软件。
计算机组成原理的研究对象主要是计算机的组成和工作原理，包括计算机的层次结构、指令系统、数据表示和处理、I/O系统等方面。
二、计算机硬件的组成计算机的硬件主要包括中央处理器(CPU)、内存(RAM)、输入设备、输出设备和存储设备等。
其中，中央处理器是计算机的核心，负责执行指令和控制计算机的运行；内存用于存储数据和程序；输入设备用于接收外部信息；输出设备用于展示计算结果；存储设备则用于长期保存数据和程序。
三、指令系统和数据表示指令系统是计算机硬件和软件的桥梁，它定义了计算机可以执行的操作和指令的格式。
数据表示则是计算机用来存储和处理数据的方式，常见的数据表示包括二进制、十进制和十六进制等。
四、中央处理器的工作原理中央处理器是计算机的核心组件，它由运算器和控制器两部分组成。
运算器用于执行算术和逻辑运算，而控制器负责指挥整个计算机系统的工作。
中央处理器通过指令周期来执行指令，包括取指、译码、执行和写回等阶段。
五、内存的层次结构和存储器技术内存是计算机用来存储数据和程序的地方，它具有不同的层次结构和存储器技术。
常见的内存层次结构包括寄存器、高速缓存、主存和辅助存储器等。
而存储器技术则包括静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)等。
六、输入输出系统和外围设备输入输出系统是计算机与外部设备之间的连接桥梁，它负责数据的输入和输出。
外围设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等各种设备，通过输入输出系统与计算机进行数据交换。
纪禄平-计算机组成原理PPT(第4版) 1-1 概论-计算机的基本概念
散的数字量。
其中数字计算机又可分为:
专用计算机和通用计算机。
专用机——是以快速、经济和高集成度为主要指标的
特殊计算如：工控机、ATM等） 。
通用机——适应性较高，但是牺牲了效率、速度和经
济性，如个人电脑。
按照系统规模和计算能力，也可以分为：
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例2 用数字代码表示字符
A 表示为 01000001
B
表示为 01000010
例3 用数字代码表示命令、状态 表示为 00 启动 表示为 01 停止 正在工作 工作结束 表示为 10 表示为 11
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2. 在物理机制上用数字信号表示数字代码
数字型电信号
例1 用电平信号表示数字代码 1 高电平 实现并行 0 操作 低电平 1 高电平
例2 用脉冲信号表示数字代码
1 0 1
有脉冲 无脉冲 有脉冲
实现串行 操作
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3. 信息数字化表示的优点
（1）物理上易实现信息的表示与存储 （2）抗干扰能力强，可靠性高
（3）数值的表示范围大，精度高
（4）可表示的信息类型广泛 （5）能用数字逻辑技术进行处理 因此，计算机中采用二进制形式表示信息
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1.1.2 存储程序工作方式 1. 编制程序 2. 存储程序
3. 自动、连续执行程序
4. 输出结果
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※计算机的工作流程
转换为 指令序列
编写程序
输入程序
执行指令
存储程序
输出结果
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1.1.3 计算机的分类
计算机从总体上来说分为两大类: 模拟计算机和数字计算机。 各自主要特点： 模拟计算机：由模拟运算器件构成，处理在 时间和数值上连续的模拟量（如：电压、电流 等）；
《计算机组成原理》教学中几个基本概念的分析
反 思也 会给 教师 启发 ， 确定 进一 步 指导 的策 略 ， 它是 师 生互 动 的过 程 。 ４ ． 反思性教学法 的理论依据。反思性教学法 以一种哲 学 为基 础 ， 这种 哲 学强 调学 习者 在学 习中是 活跃 的角 色 ， 并
【 教法研究】
《 计算机组成原理》 教学中几个基本概念 的分析
李
（ 西南民族大学
涛， 章伟煊 ， 陈建英
成都 ６ １ ０ ０ ４ １ ）
计算机科学与技术学院， 四川
摘要： 《 计算机组成原理》 是计算机学科学生的一 门必修课程， 针对在教学过程 中， 学生不易理解或易混淆的几个基本概念 进行分析 ， 以期学生能加深对这些概念的理解 ， 为后续课程的学习以及今后的工程实践 中运用相关知识解决问题有所帮助。 关键词 ： 计算机组成原理 ； 教 学改革 ； 基本概念 中 图分 类 号 ： Ｇ ６ ４ ２ 文 献标 志 码 ： Ａ
校数 学教 育 的核 心 。 三、 发 现式 教 学法 １ ． 发 现式 教 学法 的定 义 。发 现式 教 学法 是 指 教 师在 学 生 学 习新 知识 时 ， 只给 学生 一些 事 实 和 问题 ， 学 生在 教师 指 导下像科学家发现真理一样 ， 通过 自己的积极思考 ， 独立探
迅速 矫正 ， 从 而加 深理 解 ， 不 断强 化 巩 固 。 ４ ． 发现法 的优点 ： ①能提高学生的智慧 ， 发挥学生的潜 力； ②能使学生产生学习的内在动机 ， 增强 自信心。 四、 反 思性 教 学法 １ ． 反思 性 教 学法 的定 义 。反思 性 教 学法 是 指 教师 在 教 学 中引导 学 生对 所学 知识 不 断进 行 反思 ， （ 也 就是 “ 悟” 的过 程） ， 发现 知识 的本质 属性 、 知识 之 间 的 内在 联 系 、 知识 的运 用及解决问题 的思想方法 ，帮助学生提高思维深刻性 的一 种 教 学方 法 。它 是一 种 引导学 生 探究 、 发现 的一 种 教学 法 。 其 特 点是 对 已学 知识 、 已有 经验 的重新 认识 和理 解 。
计算机组成原理详解
计算机组成原理详解计算机组成原理是计算机科学与技术领域中的重要基础学科，它研究计算机硬件系统的各个组成部分以及它们之间的相互关系。
本文将以问题-解决的方式，详细阐述计算机组成原理的各个方面。
一、计算机组成原理的基本概念计算机组成原理是指计算机硬件系统的组成和工作原理，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入设备和输出设备等。
其中，中央处理器负责执行各种计算和控制操作，存储器用于存储程序和数据，输入设备用于接收外部信号，输出设备用于显示计算结果或向外部发送信号。
二、计算机组成原理的关键技术1. 计算机指令系统计算机指令系统是计算机最基本的工作方式，它由指令集、寻址方式和指令执行流程等构成。
指令集是计算机能够执行的全部指令的集合，不同的计算机体系结构有不同的指令集。
寻址方式是指计算机执行指令时如何找到指令所需的操作数和结果存放的位置。
指令执行流程是指计算机按照指令顺序执行，逐条完成计算任务。
2. 计算机运算方法计算机运算方法包括算术运算和逻辑运算。
算术运算是对数据进行数字计算，包括加法、减法、乘法和除法等。
逻辑运算是对数据进行判断和比较，包括与、或、非和异或等。
计算机通过算术运算单元（ALU）和逻辑运算单元（ALU）来实现这些运算。
3. 计算机存储系统计算机存储系统用于存储程序和数据，包括主存储器和辅助存储器。
主存储器是计算机能够直接访问的存储空间，通常采用随机存储器（RAM）或只读存储器（ROM）。
辅助存储器是主存储器之外的存储设备，例如硬盘、光盘和磁带等。
4. 计算机输入输出系统计算机输入输出系统用于实现计算机与外部设备的数据交换，包括输入设备和输出设备。
输入设备用于将外部数据传输到计算机中，常见的有键盘、鼠标和扫描仪等。
输出设备用于将计算机处理的结果显示或输出到外部，常见的有显示器、打印机和音响等。
5. 计算机控制系统计算机控制系统用于协调和控制计算机系统的各个部件，包括指令控制、时序控制和数据传输控制等。
24王道计算机组成原理pdf
24王道计算机组成原理pdf 24王道计算机组成原理pdf，这是一本经典的计算机教材，涵盖了计算机组成原理的重要知识点。
本文将从硬件和软件两个方面介绍计算机组成原理的基本概念和相关内容。
1、计算机组成原理的概述 计算机组成原理是研究计算机硬件系统和软件系统如何结合实现计算机功能的一门学科。
它包括计算机硬件的组成结构以及与之相关的软件系统的组成原理。
2、计算机硬件系统的组成结构 计算机硬件系统由中央处理器（CPU）、主存储器、输入输出设备（I/O）和总线等组成。
其中，CPU是计算机的核心，负责执行程序和进行数据处理。
主存储器用于存储程序和数据。
输入输出设备用于与外部设备进行信息交换。
总线是这些硬件组件之间传输数据和信号的通道。
3、计算机硬件系统的功能模块 计算机硬件系统包括运算器、控制器、存储器和输入输出设备等功能模块。
运算器负责进行算术和逻辑运算，控制器负责控制计算机的运行，存储器用于存储数据和指令，输入输出设备用于与外部设备进行数据传输。
4、计算机软件系统的组成原理 计算机软件系统由系统软件和应用软件两部分组成。
系统软件是指计算机操作系统和系统工具软件，它们管理和控制计算机的硬件资源，提供基础的运行环境。
应用软件是指在计算机上运行的各种具体应用程序，如办公软件、娱乐软件等。
5、计算机指令的执行过程 计算机指令的执行过程包括取指令、译码、执行和访存等阶段。
取指令阶段是从主存储器中读取指令，并将其送入控制器。
译码阶段是将指令中的操作码转换为控制信号，控制器根据控制信号控制硬件模块的工作。
执行阶段是根据指令进行计算、逻辑运算等操作。
访存阶段是从主存储器中读取数据或向主存储器中写入数据。
6、计算机的层次结构 计算机的层次结构分为硬件层次和软件层次。
硬件层次包括门电路、组合逻辑电路、顺序逻辑电路、微程序控制器和指令系统等。
软件层次包括机器语言、汇编语言、高级语言、操作系统和系统工具等。
7、计算机性能的评价指标 计算机性能的评价指标包括执行时间、吞吐量和响应时间等。
计算机组成原理目录
计算机组成原理目录
一、基本概念和术语
1.计算机组成原理概述
2.计算机硬件和软件的关系
3.信息的表示和处理
4.计算机的运行原理
二、数字逻辑电路基础
1.布尔代数和逻辑门
2.组合逻辑电路
3.时序逻辑电路
4.存储器和寄存器
三、计算机的指令系统和运算
1.指令的表示和执行
2.数据的表示和运算
3.控制逻辑和控制单元
四、存储器和存储器层次结构
1.存储器的分类和特性
2.主存储器和辅助存储器
3.存储器的层次结构和存取方法
4.存储器的高速缓存和虚拟存储器
五、输入和输出设备
1.输入和输出设备的分类和特性
2.输入设备的接口和数据采集
3.输出设备的接口和数据显示
4.输入输出设备的控制和通信
六、总线和通信
1.计算机系统中的总线
2.总线的分类和特性
3.总线的传输方式和速度
4.总线的控制和仲裁
七、处理器的结构和设计原理
1.处理器的功能和组成
2.数据通路和控制单元的设计
3.内部寄存器和处理器的运行状态
4.处理器的性能评价和优化技术
八、计算机体系结构和指令集
1.计算机的级别和体系结构
2.CISC和RISC的比较
3.指令集的设计和实现
4.多核处理器和并行计算
九、系统总线和I/O设备接口
1.系统总线的结构和功能
2.总线的控制和仲裁机制
3.I/O设备的接口和通信
4.DMA和中断处理机制
十、计算机性能评价和提高技术
1.计算机性能的度量和评价
2.程序的优化和并行化技术
3.存储器层次结构的优化
4.编译器的优化技术。
计算机组成原理考研大纲
计算机组成原理考研大纲摘要：一、计算机组成原理基本概念1.计算机的功能与组成2.计算机的工作过程与性能指标二、数制与编码1.数制的基本概念2.常用的数制及其转换3.编码方式三、计算机系统硬件组成1.中央处理器2.存储器3.输入输出设备四、计算机系统的工作原理1.指令集与指令执行2.程序的执行过程3.中断与异常处理五、计算机的性能优化1.处理器性能优化2.存储器性能优化3.输入输出设备性能优化正文：计算机组成原理是计算机专业中的一门基础课程，主要涉及计算机的功能、组成、工作过程、性能指标等方面的内容。
在考研大纲中，计算机组成原理通常包括以下几个方面的内容：一、计算机组成原理基本概念计算机组成原理首先需要了解计算机的功能和组成。
计算机的功能主要包括数据处理、逻辑运算、控制等，而计算机的组成则包括中央处理器、存储器、输入输出设备等。
此外，还需要了解计算机的工作过程和性能指标，如CPU 的主频、运算速度、缓存大小等。
二、数制与编码数制是计算机中数据表示的基础，常用的数制有二进制、十进制、十六进制等。
编码方式包括原码、反码、补码等，用于表示有符号整数。
三、计算机系统硬件组成计算机系统的硬件组成包括中央处理器、存储器和输入输出设备。
中央处理器是计算机的核心，负责执行各种指令和操作。
存储器用于存储程序和数据，包括内存和外存。
输入输出设备则负责与外部设备进行数据交换。
四、计算机系统的工作原理计算机系统的工作原理包括指令集与指令执行、程序的执行过程和中断与异常处理。
指令集是计算机能够识别和执行的指令集合，指令执行则是将指令集中的指令转换为计算机能够执行的操作。
程序的执行过程则涉及程序的编译、链接、加载和执行等步骤。
中断和异常处理则是计算机在执行过程中，对各种异常情况的处理。
五、计算机的性能优化计算机的性能优化主要涉及处理器性能优化、存储器性能优化和输入输出设备性能优化。
处理器性能优化包括提高主频、缓存大小等；存储器性能优化包括提高内存带宽、延迟等；输入输出设备性能优化包括提高磁盘读写速度、显卡性能等。
计算机组成原理 罗克露
通用寄存器组
（2）控制器 ） 1）功能：产生控制命令(微命令 ， ）功能：产生控制命令 微命令)， 微命令 控制全机操作。 控制全机操作。 2）组成： ）组成： 微命令序列 微命令发生器
指 令 信 息 状 态 信 息 时 序 信 号
微命令产生方式（指令执行控制方式）： 微命令产生方式（指令执行控制方式）： 组合逻辑控制方式： 组合逻辑控制方式：由组合逻辑电 路产生微命令 微程序控制方式： 微程序控制方式： 由微指令产生 微命令
（2）单总线结构 ）
系 统 总 线
CPU M 接口 I/O 接口 I/O
（3）以M为中心的双总线结构 ） 为中心的双总线结构
系 统 总 线
CPU M 总线 M 接口 I/O 接口 I/O
（4）多级总线结构 ）
RAM CPU
总线控制逻辑
ROM
公共接口
局部总线
系统总线
M扩展板 I/O接口板 I/O接口板
第一章 概论
主要内容： 主要内容：
计算机的基本概念 系统硬件组成（主要部件、系统结构） 系统硬件组成（主要部件、系统结构） 计算机的性能指标
第一节 计算机的基本概念 1.1.1 冯 · 诺依曼思想
1. 用二进制代码表示程序和数据； 用二进制代码表示程序和数据； 2. 计算机采用存储程序的工作方式； 计算机采用存储程序的工作方式； 3. 计算机硬件由存储器、运算器、控制 计算机硬件由存储器、运算器、 器、输入设备和输出设备组成。 输入设备和输出设备组成。
4. 数据传输率 总线位数× 总线位数×总线时钟频率 总线带宽 = 8
（B/S） ）
5. 处理功能 （1）指令系统功能（寻址方式、指令 ）指令系统功能（寻址方式、 类型） 类型） （2）系统软件配置 ）
计算机专升本中的计算机组成原理
计算机专升本中的计算机组成原理计算机专升本是指在已经获得专科学历的基础上，进一步学习计算机相关专业知识，提升学历层次的过程。
在计算机专升本的学习过程中，计算机组成原理是一个重要的学科，它涉及计算机硬件的各个方面，对于理解和应用计算机技术都具有重要的意义。
一、计算机组成原理的基本概念计算机组成原理是计算机科学与技术的一门基础学科，它研究计算机硬件系统的结构、功能和工作原理。
计算机由中央处理器、存储器、输入输出设备和系统总线等组成，而计算机组成原理就是研究这些组成部分的结构和相互配合的原理，以及它们在计算机系统中的工作方式。
二、计算机的基本组成部分1. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机系统的核心，它负责执行指令和进行数据处理。
CPU由运算器、控制器和寄存器组成，运算器负责执行算术和逻辑运算，控制器负责解析和执行指令，寄存器用于存储数据和指令的临时存储。
2. 存储器存储器用于存储计算机的指令和数据，分为主存储器和辅助存储器。
主存储器是计算机与外部存储器之间进行数据交换的媒介，它有时也被称为内存或随机存储器（RAM）。
辅助存储器包括硬盘、光盘、磁带等，用于长期储存大量的数据。
3. 输入输出设备输入输出设备用于计算机与外部环境的信息交换。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等，而输出设备包括显示器、打印机、音箱等。
输入输出设备的作用是将人类的信息输入到计算机中，并将计算机处理后的结果输出给人类。
4. 系统总线系统总线是计算机各个部件之间传输信息的通道。
它包括数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据和指令，地址总线用于传输存储器地址，控制总线用于传输指令控制信号。
系统总线起到连接和协调各个部件的作用，使得它们能够相互通信和协同工作。
三、计算机组成原理的重要性和应用1. 理解计算机内部工作原理学习计算机组成原理可以让我们深刻理解计算机内部各个组成部分的功能和相互关系，从而更好地了解计算机是如何工作的。
计算机组成原理
计算机组成原理计算机组成原理是指计算机硬件和软件的组成以及它们之间的工作原理。
计算机硬件主要包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出设备和总线等。
计算机软件则由系统软件和应用软件组成。
在计算机中，中央处理器是计算机的核心，它负责执行计算机程序中的指令。
中央处理器由控制器和运算器组成。
控制器用于解码和执行指令，而运算器用于进行数据运算。
存储器用于存储数据和指令，其主要有两种类型：主存储器和辅助存储器。
主存储器一般是随机存取存储器(RAM)，用于存储当前正在执行的程序和数据。
辅助存储器一般是固态硬盘(SSD)或磁盘，用于长期存储数据和程序。
输入输出设备负责将数据和指令输入计算机，并将计算结果输出到外部设备或显示器上。
常见的输入设备有键盘、鼠标和扫描仪，而输出设备有显示器、打印机和音频设备等。
总线是计算机各个组件之间进行通信的路径。
总线分为地址总线、数据总线和控制总线。
地址总线用于指示存储器或I/O设备的地址，数据总线用于传输数据，而控制总线用于传输与控制操作有关的信息。
系统软件是计算机操作系统的核心部分，它管理计算机的资源和提供用户与计算机硬件之间的接口。
应用软件则是由用户使用的各种程序，如办公软件、图像处理软件和游戏等。
在计算机工作原理方面，计算机是按照指令的顺序执行程序的。
计算机从存储器中读取指令和数据，存储在寄存器中，并通过总线传递信息。
控制器解码指令并控制算术逻辑单元(ALU)进行数据运算。
运算结果再存储在寄存器中，最后输出到输出设备或存储器中。
总之，计算机组成原理是计算机硬件和软件的组成和工作原理的总称。
通过了解计算机的组成和工作原理，可以更好地理解计算机的工作方式，从而进行计算机系统的设计和优化。
计算机组成原理知识点总结
计算机组成原理知识点总结计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门重要课程，涉及到计算机硬件的各个方面。
下面是对计算机组成原理的一些常见知识点的总结：1. 计算机的基本组成：计算机由中央处理器（CPU）、存储系统（主存储器和辅助存储器）、输入设备和输出设备组成。
2. 中央处理器（CPU）：CPU是计算机的核心部件，负责执行指令和控制计算机的运算。
它包括运算器和控制器两个主要部件。
3. 存储系统：存储系统用于存储和访问计算机的数据和程序，分为主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、固态硬盘等）两种。
主存储器是CPU直接访问的内存空间，辅助存储器则用于长期存储数据。
4. 输入设备和输出设备：输入设备将外部数据和指令输入到计算机中，输出设备将计算机处理后的结果输出给用户。
常见的输入设备有键盘、鼠标等，输出设备有显示器、打印机等。
5. 数据表示与运算：计算机使用二进制系统来表示和处理数据。
常见的数值表示方法有原码、反码和补码。
计算机可以对数据进行加、减、乘、除等基本运算。
6. 指令与程序：计算机通过指令集来执行各种操作。
指令包括操作码和操作数，操作码表示要执行的操作，操作数表示操作的对象。
程序是一系列指令的集合，通过指令的顺序执行来实现特定功能。
7. 控制器：控制器负责解析和执行指令，控制计算机的各个部件的动作，保证指令的正确执行顺序。
控制器包括指令寄存器、程序计数器和时序控制等模块。
8. 总线：计算机中各个部件之间通过总线进行数据和控制信号的传输。
主要包括数据总线、地址总线和控制总线三种。
9. 中断和异常：中断是指计算机在执行中断指令或外部事件发生时，强制暂停当前程序的执行，转而执行中断处理程序。
异常是指计算机执行指令时遇到的错误或特殊情况，需要进行异常处理。
10. 存储器层次结构：计算机的存储器层次结构包括寄存器、高速缓存、主存储器和辅助存储器等多个层次。
不同层次的存储器根据访问速度和容量等特点，提供不同级别的数据存储和访问。
计算机组成原理 大纲
计算机组成原理大纲
一、计算机组成原理概述
1. 计算机组成原理的定义和目标
2. 计算机的基本组成部分和功能
二、数字电路基础
1. 逻辑门和布尔代数
2. 组合逻辑电路和时序逻辑电路
三、数字系统与算术运算
1. 进位制和数字编码
2. 布尔代数运算和逻辑运算
3. 二进制加法器和减法器
4. 乘法器和除法器
四、存储器和存储系统
1. 存储器层次结构
2. RAM和ROM存储器
3. 高速缓存和虚拟存储器
五、指令集体系结构
1. CISC和RISC体系结构
2. 数据表示方法和指令格式
3. 寻址方式和数据处理指令
六、中央处理单元（CPU）
1. 控制单元和存储器单元
2. 指令执行过程和数据通路
3. 流水线技术和乱序执行
七、输入输出系统
1. 输入输出设备和接口
2. 数据传输和数据交换方式
3. 中断和异常处理
八、总线和通信
1. 总线的基本概念和分类
2. 总线传输方式和时序控制
3. 总线错误控制和总线仲裁
九、计算机性能评价和优化
1. 计算机性能指标
2. 提高计算机性能的方法
3. 并行计算和分布式计算
十、计算机安全与可靠性
1. 计算机系统的安全威胁
2. 安全措施和安全策略
3. 可靠性评估和故障处理。
计算机组成原理简介
计算机组成原理简介计算机组成原理是指研究计算机内部各个硬件模块的功能、工作原理以及相互之间的联系与协作方式的学科。
它是计算机科学与技术的基础课程之一，对于学习和理解计算机系统的整体结构和工作方式具有重要意义。
本文将对计算机组成原理的基本概念、主要模块以及其在计算机系统中的作用进行简单介绍。
一、计算机组成原理的基本概念计算机组成原理是指研究计算机内部各个硬件模块的功能、工作原理以及相互之间的联系与协作方式的学科。
它包括计算机的基本组成、数据的表示与运算、指令系统与指令流水线、存储器与存储器层次结构、输入输出系统以及中央处理器等方面的内容。
二、计算机组成原理的主要模块1. CPU（中央处理器）中央处理器是计算机系统的核心部件，负责执行各种计算和控制任务。
它包括算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）以及寄存器等组成部分。
ALU负责执行算术运算和逻辑运算，控制单元负责控制指令的执行流程和数据的传输，寄存器用于存储指令和数据。
2. 存储器存储器是计算机系统中用于存储数据和程序的设备。
它根据存取速度和成本的不同可以分为内存和外存。
内存包括高速缓存、主存储器和虚拟存储器等，主要用于存储当前运行的程序和数据。
外存则是指硬盘、固态硬盘等永久性存储介质，用于长期保存数据和程序。
3. 输入输出设备输入输出设备是计算机系统与外部环境进行信息交流的接口，用于接收外部数据输入和向外部输出计算结果。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等，而输出设备则包括显示器、打印机等。
4. 总线总线是计算机内部各个模块之间进行信息传输的通道，它包括地址总线、数据总线和控制总线。
地址总线用于传输内存或外设的地址信息，数据总线用于传输数据，而控制总线则用于传输控制命令和状态信息。
三、计算机组成原理在计算机系统中的作用计算机组成原理在计算机系统中发挥着重要的作用。
首先，它帮助我们理解计算机的基本组成结构，揭示计算机内部硬件各个模块的功能和工作原理，从而为我们深入学习和研究计算机系统奠定了基础。
计算机组成原理基本名词解释
指令: 要计算机执行某种操作的命令字长:字长是指计算机的CPU能够直接处理的二进制数据的位数，直接关系到计算机的精确度、功能和速度。
指令流、数据流：指令和数据统统放在内存中,从形式上看,它们都是二进制数码。
一般来讲，在取指周期中从内存读出的信息是指令流,它流向控制器；而执行周期中从内存读出的信息流是数据流,它由内存流向运算器。
接口：接口部件在它动态联接的两个功能部件起着缓冲器和转换器的作用，以便实现信息传送SRAM：静态读写存储器，半导体随机读写存储器EEPROM：电擦可编程只读存储器并行存储器：采用时间或空间并行技术的存储器，提高CPU和主存之间的数据传输率（双端口存储器，多体交叉存储器）相联存储器：不根据地址而是根据存储内容来进行存取的存储器多体交叉存储器：由多个相互独立、容量相同的存储体构成的并行存储器，每个存储体独立工作，读写操作重叠进行。
Cache：高速缓冲存储器，是为解决CPU和主存之间速度不匹配而采用的意向硬件技术。
规格化数：规格化数是浮点数的一种格式，要求尾数部分用纯小数表示，小数点后的第一位不为零，以表示较多的有效数据，并使数据有惟一的浮点数编码。
上溢：两个正数相加，结果大于机器字长所能表示的最大正数下溢：两个负数相加，结果小于机器字长所能表示的最小负数全相联映像：将主存中的一个块和块的内容一起存入cache的行中，其中块地址存与cache 的标记部分中组相联映像：cache的一种地址映象方式，将存储空间分成若干组，各组之间是直接映象，而组内各块之间则是全相联映象。
虚拟存储器：在内存与外存间建立的层次体系，使得程序能够像访问主存储器一样访问外部存储器，主要用于解决计算机中主存储器的容量问题。
RISC：精简指令系统计算机CISC：复杂指令系统计算机寻址方式：形成操作数或指令地址的方式，通常分为两类，即指令寻址方式和数据寻址方式；变址寻住：相对寻址：指令格式：是指令字用二进制代码表示的结构形式，通常由操作码字段和地址码字段组成。
计组_基本概念
《计算机组成原理》基本概念一．电子计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎么更新，依然具有“存储程序”的特点，最早提出这种概念的是( )。
A．巴贝奇B．冯.诺伊曼C．帕斯卡D．贝尔二．计算机与日常使用的袖珍计算器的本质区别在于( )。
A．运算速度的高低B．存储器容量的大小C．规模的大小D．自动化程序的高低三．冯.诺依曼机工作方式的基本特点是( )。
A．多指令流单数据流B．按地址访问并顺序执行指令C．堆栈操作D．存储器按内容选择地址四．( )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．用户五．存放欲执行执行的寄存器是( )。
A．MAR B．PC C．MDR D．IR六．在CPU中跟综指令后继地址的寄存器是( )。
A．MAR B．PC C．MDR D．IR一．在三种集中式总线控制中，( )方式响应时间最快。
A．链式查询B．计数器定时查询C．独立请求D．程序查询二．在三种集中式总线控制中，( )方式对电路故障最敏感。
A．链式查询B．计数器定时查询C．独立请求D．异步查询三．连接计算机与计算机之间的总线属于()总线。
A．内部B．系统C．通信D．外部四．总线中数据信号和地址信号分别用一组线路传输，这种传输方式称为（）。
A．串行传输B．并行传输C．异步传输D．复用传输五．不同的信号线共用一组信号线，分时传送，这种总线传输方式是（）A．猝发B．并行C．串行D．复用一．存取周期是指（）。
A．存储器的写入时间B．存储器进行连续写操作允许最短间隔时间C．存储器进行连续读或写操作所允许的最短间隔时间D．存储器的读出时间二．和辅存相比，主存的特点是（）。
A．容量小，速度快，成本高B．容量大，速度快，成本低C．容量大，速度快，成本高D．容量小，速度快，成本低三．一个16K⨯×⨯32位的存储器，其地址线和数据线的总和是（）。
A．48B．46C．36D．32四．某一RAM芯片，其容量为512×⨯8位，除电源和接地端外，该芯片引出线的最少数目是（）。
计算机组成原理第一章
计算机组成原理第一章计算机组成原理第一章主要涉及计算机发展的历史背景及计算机的基本概念。
在计算机产生之前，人们使用机械计算器进行数学计算，并且需要手动操作进行算术运算。
而计算机的诞生改变了这种情况，计算机可以自动执行计算任务，大大提高了计算速度和精确度。
计算机系统由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备等。
而软件则是安装在计算机硬件上的程序和数据。
计算机通过执行软件中的指令来完成各种任务。
计算机的基本运算包括加法、减法、乘法和除法。
在计算机中，数值以二进制形式表示，并且利用电子开关来表示0和1。
这种二进制形式的计算和存储使得计算机系统更加高效和可靠。
在计算机系统中，信息的传输是通过电路连接实现的。
信息可以通过数据总线、控制总线和地址总线进行传输。
数据总线负责传输数据，控制总线负责控制和协调计算机内部各个部件的工作，地址总线用于指定存储器或者设备的地址。
计算机也需要进行数据的存储和检索。
内存是计算机存储数据和程序的地方，它被划分为多个存储单元，每个存储单元可以存储一个数据或者指令。
计算机还需要外部存储器来存储大量的数据，例如硬盘和光盘等。
计算机的指令集架构是计算机体系结构的重要组成部分。
指令集架构定义了计算机系统中处理器的指令和寄存器，以及指令的执行方式。
目前常用的指令集架构包括x86、ARM和MIPS 等。
计算机的工作方式可以分为单指令周期工作方式和多指令周期工作方式。
单指令周期工作方式意味着计算机每个指令在一个时钟周期内完成执行。
而多指令周期工作方式则允许计算机在一个时钟周期内执行多个指令。
总之，计算机组成原理第一章主要介绍了计算机的基本概念和发展历史，以及计算机系统的组成和工作方式。
了解这些基本知识对于理解计算机的工作原理和设计原则非常重要。
计算机组成原理
计算机组成原理计算机组成原理是指计算机由硬件和软件组成的过程和原理。
它涉及了计算机内部各部件的功能和相互关系，以及它们如何协同工作，实现计算、存储和通信等功能的基本原理。
计算机组成原理主要包括指令执行周期、存储器层次结构、总线结构、I/O系统、中央处理单元（CPU）、寄存器以及各种逻辑门电路等基本概念和原理。
计算机组成原理是计算机科学与技术的核心课程之一，它为我们深入了解计算机的工作原理以及如何有效地设计和优化计算机系统提供了重要基础。
指令执行周期是计算机工作的基本单位，它由取指令、指令译码、指令执行、访问存储器、写回数据等若干步骤组成。
存储器层次结构是指计算机系统中不同速度和容量的存储器层级，包括高速缓存、主存储器和辅助存储器等。
各级存储器通过读写控制线和数据线相连，实现数据的传输和存储。
总线结构是计算机内部各部件之间传输数据和控制信号的途径。
它包括数据总线、地址总线和控制总线等，用于在CPU、存储器和I/O设备之间传输数据和控制信息。
I/O系统是计算机与外部设备之间的接口，负责数据的输入输出和设备的管理。
它通过I/O控制器和外设接口等实现计算机与外部设备的通信。
CPU是计算机的核心部件，负责执行程序中的指令。
它由控制单元和算术逻辑单元组成，控制单元负责指令的控制和管理，算术逻辑单元负责进行数据的运算和逻辑判断。
寄存器是CPU内部用于存储数据和指令的临时存储器，包括通用寄存器、指令寄存器、程序计数器等。
逻辑门电路是计算机中最基本的构建单元，包括与门、或门、非门等。
通过逻辑门的组合和连接，可以实现各种逻辑运算和控制功能。
计算机组成原理涉及的其他概念还包括指令集体系结构、流水线技术、中断处理等。
总之，计算机组成原理是计算机科学与技术中的重要基础课程，它为我们理解计算机工作原理、设计高效的计算机系统提供了基础。
通过学习计算机组成原理，我们可以更好地理解计算机的内部结构和原理，为后续的计算机体系结构、操作系统、编译原理等课程奠定坚实的基础。
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《计算机组成原理》基本概念一．电子计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎么更新，依然具有“存储程序”的特点，最早提出这种概念的是( )。
A．巴贝奇B．冯.诺伊曼C．帕斯卡D．贝尔二．计算机与日常使用的袖珍计算器的本质区别在于( )。
A．运算速度的高低B．存储器容量的大小C．规模的大小D．自动化程序的高低三．冯.诺依曼机工作方式的基本特点是( )。
A．多指令流单数据流B．按地址访问并顺序执行指令C．堆栈操作D．存储器按内容选择地址四．( )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．用户五．存放欲执行执行的寄存器是( )。
A．MAR B．PC C．MDR D．IR六．在CPU中跟综指令后继地址的寄存器是( )。
A．MAR B．PC C．MDR D．IR一．在三种集中式总线控制中，( )方式响应时间最快。
A．链式查询B．计数器定时查询C．独立请求D．程序查询二．在三种集中式总线控制中，( )方式对电路故障最敏感。
A．链式查询B．计数器定时查询C．独立请求D．异步查询三．连接计算机与计算机之间的总线属于()总线。
A．内部B．系统C．通信D．外部四．总线中数据信号和地址信号分别用一组线路传输，这种传输方式称为（）。
A．串行传输B．并行传输C．异步传输D．复用传输五．不同的信号线共用一组信号线，分时传送，这种总线传输方式是（）A．猝发B．并行C．串行D．复用一．存取周期是指（）。
A．存储器的写入时间B．存储器进行连续写操作允许最短间隔时间C．存储器进行连续读或写操作所允许的最短间隔时间D．存储器的读出时间二．和辅存相比，主存的特点是（）。
A．容量小，速度快，成本高B．容量大，速度快，成本低C．容量大，速度快，成本高D．容量小，速度快，成本低三．一个16K⨯×⨯32位的存储器，其地址线和数据线的总和是（）。
A．48B．46C．36D．32四．某一RAM芯片，其容量为512×⨯8位，除电源和接地端外，该芯片引出线的最少数目是（）。
A．21B．19C．17D．15五．某主存每个存储单元为16位，则（）。
A．其地址线为16根B．其地址线与16无关C．其地址线与16有关D．以上都不对六．采用虚拟存储器的目的是（）。
A．提高主存的速度B．提高辅存的存储空间C．扩大存储器的寻址空间D．解决CPU与主存之间的速度匹配问题七．Cache的地址映像中，若主存中的任一块均可映射到Cache内的任一块的位置上，称作（）。
A．直接映像B．地址映像C．组组相联映像D．全相联映像八．下列器件中存取速度最快的是（）。
A．Cache B．主存C．U盘D．寄存器一．下述（）种情况会提出中断请求。
A．产生存储周期窃取B．在键盘输入过程中，每按一次键C．两数相加结果为0D．两数比较时二．中断向量地址是（）。
A．子程序入口地址B．中断服务程序入口地址C．中断服务程序入口地址的地址D．以上都不是三．DMA访问主存时，向CPU发出请求，获得总线使用权时再进行访存，这种情况称为（）。
A．停止CPU访问主存B．DMA与CPU交替访问C．中断D．周期挪用四．采用DMA方式传送数据时，每传送一个数据要占用（）的时间。
A．一个指令周期B．一个机器周期C．一个存储周期D．一个时钟周期五．某计算机的I/O设备采用异步串行传送方式传送字符信息，字符信息的格式为：一位起始位、七位数据位、一位检验位、一位停止位。
若要求每秒传送480个字符，那么该I/O设备听数据传送速率应为（）bps(位/秒)。
A．1200B．4800C．7200D．9600六．以串行接口对ASCII码进行传送，带一位奇校验位和两位停止位，当波特率为9600波特时，字符传送率为（）字符/ 秒。
A．960 B．1371 C．480 D．240一．对真值0表示形式唯一的机器数是（）A．原码B．补码和移码C．反码D．以上都不对二．在小数定点机中，下列说法正确的是（）A．只有补码能表示－1B．只有原码不能表示－1C．三种机器数均不能表示－1D．三种机器数均可以表示－1三．16位字长的浮点数，其中阶码7位（含1位阶符），尾数9位（含1位数符），当机器数采用原码表示时，能表示的数的范围是( D); 当机器数采用补码表示时，能表示的数的范围是( B)A．－264~264(1-2-8) B．－263~263(1-2-8)C．－263~263(1-2-9) D．－263(1-2-8)~263(1-2-8)四. [X]补＝1.000…0,它代表的真值是（）A．－0B．－1C．＋1D．＋0五．计算机中所有信息以二进制表示，其主要理由是（）A．节省器材B．运算速度快C．物理器件性能所致D．方便用户六．若9BH表示移码（含1位符号位），其对应的十进制数是（）A．27B．－27C．－101D．101七．大部分计算机内的减法是用（）实现A．将被减数加到减数中B．从被减数中减去减数C．补数的相加D．从减数中减去被减数八．在原码加减交替除法中，符号位单独处理，参加操作的数是（）A．原码B．绝对值C．绝对值的补码D．补码九．在浮点数机中，判断原码规格化的原则是（）A．尾数的符号位与第一数位不同B．尾数的第一数位为1，数符任意C．尾数的符号位与第一数位相同D．阶符与数符不同十．在浮点数机中，判断补码规格化的原则是（）A．尾数的第一数位为1，数符任意B．尾数的符号位与第一数位不同C．尾数的符号位与第一数位相同D．阶符与数符不同十一．运算器的主要功能是进行（）A．算术运算B．逻辑运算C．算术逻辑运算D．初等函数运算十二．运算器由许多部件组成，其核心部分是（）A．数据总线B．算术逻辑运算单元C．寄存器D．多路开关十三．计算机中表示地址时，采用（）A．原码B．补码C．反码D．无符号数十四．浮点数的表示范围和精度取决于（）A．阶码的位数和尾数的机器数形式B．阶码的机器数形式和尾数的位数C．阶码的位数和尾数的位数D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式一．一条指令中包含的信息有（）。
A．操作码、控制码B．操作码、向量地址C．操作码、地址码二．为了缩短指令中地址码的位数，应采用（）寻址。
A．立即数B．寄存器C．直接三．在指令格式设计中，采用扩展操作码的目的是（）。
A．增加指令长度B．增加寻址空间C．增加指令数量四．指令系统中采用不同寻址方式的主要目的是（）。
A．简化指令译码B．提高访存速度C．缩短指令字长，扩大寻址空间，提高编程灵活性五．设相对寻址的转移指令占两个字节，第一字节是操作码，第二字节是相对位移量（用补码表示），若CPU每当从存储器取出一个字节时，即自动完成（PC）＋1－＞PC。
设当前PC的内容为2009H，要求转移到2000H地址，则该转移指令第二字节的内容应为（）。
A．F5H B．F7H C．09H六．设相对寻址的转移指令占两个字节，第一字节是操作码，第二字节是相对位移量（用补码表示），若CPU每当从存储器取出一个字节时，即自动完成（PC）＋1－＞PC。
设当前PC的内容为2000H，要求转移到2008H地址，则该转移指令第二字节的内容应为（）。
A．08H B．06H C．0AH一．CPU是指（）A．控制器B．运算器和控制器C．运算器和控制器和主存二．控制器的全部功能是（）A．产生时序信号B．从主存取出指令并完成指令操作码译码C．从主存取出指令、分析指令并产生有关的操作控制信号三．指令周期是（）A．CPU执行一条指令的时间B．CPU从主存取出一条指令的时间C．CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间四．下列说法中（）是正确的。
A．指令周期大于机器周期B．指令周期等于机器周期C．指令周期是机器周期的两倍五．中断标志触发器用于（）A．向CPU发出中断请求B．指示CPU是否进入中断周期C．开放或关闭中断系统六．CPU响应中断的时间是（）A．一条指令执行结束B．外设提出中断C．取指周期结束七．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八．响应中断请求的条件是（）A．外设提出请求B．外设工作完成和系统允许时C．外设工作完成和中断标记触发器为“1”时九．超标量流水技术（）A．缩短原来流水线的处理周期B．在每个时钟周期内同时并发多条指令C．把多条能并行操作的指令组合成一条具有多个操作码字段的指令十．RISC机器（）A．不一定采用流水技术B．一定采用流水技术C．CPU配备很少的通用寄存器十一．在CPU的寄存器中，（）对用户是完全透明的。
A．程序计数器B．指令寄存器C．状态寄存器。
十二．以下叙述中（）是正确的。
A．RISC机一定采用流水技术B．采用流水技术的机器一定是RISC机C．CISC机一定不采用流水技术。
一．计算机操作的最小单位是( )A．时钟周期B．指令周期C．CPU周期二．在下列说法中，( )是错误的。
A．计算机的速度完全取决于主频B．计算机的速度完全取决于主频C．计算机的速度与主频、机器周期内平均时钟周期数及机器的平均指令执行速度有关。
三．控制器的控制方式为( 同步)、( 异步)、( 联合)、( 人工)。
四．CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫做( 指令周期)，它由若干个( 机器周期)来表示，而后者又包含若干个(时钟周期)。
一．在微程序控制器中，机器指令和微指令的关系是（）。
A．每一条机器指令由一条微指令来执行B. 一条微指令由若干条机器指令执行C．每一条机器指令由一段用微指令组成的微程序来解释执行D. 一段微程序由一条机器指令来执行二．以硬连线方式构成的控制器又称（）控制器。
A．组合逻辑型B．存储逻辑型C．微程序型D．只读存储器三．微程序放在（）中。
A．存储器控制器B．控制存储器C．主存储器D．Cache 四．计算机存放微指令的存储器包含在（）中。
A．主存储器B．Cache C．ROM D．CPU。