哈工大威海计算机学院计算机组成原理
哈工大工大计算机组成原理的学时
哈工大工大计算机组成原理的学时引言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，是计算机科学与技术学习的基础。
哈尔滨工业大学（简称哈工大）作为中国著名高校之一，计算机组成原理课程的学时设置得十分合理和科学，下面将为大家详细介绍哈工大计算机组成原理课程的学时安排及其重要性。
1.基础知识学时安排计算机组成原理课程的基础知识学时安排占据了课程总学时的一部分。
学生通过学习基础知识，可以了解计算机组成原理的基本概念、工作原理和基本结构。
这部分学时的内容包括：-计算机硬件的基本组成结构-计算机内部数据表示-指令系统和指令执行过程-计算机的存储器层次结构-输入输出系统-控制器的设计与实现-访存周期和总线结构通过这些学时的学习，学生可以掌握计算机组成原理的基本概念，为后续的学习打下坚实的基础。
2.实践学时安排除了基础知识学时外，哈工大的计算机组成原理课程还设置了丰富的实践学时。
实践学时是理论学习的延伸，通过实际操作来加深对计算机组成原理的理解。
主要包括以下内容：-计算机硬件实验-组成原理项目实践-计算机系统设计与搭建通过实践学时，学生可以亲自动手进行计算机的硬件实验和项目实践，提高动手能力和实际应用能力。
实践学时的设置使得理论知识能够更加深入人心，学生可以通过实践加深对计算机组成原理的理解和认识。
3.拓展学时安排为了进一步提高学生的综合能力和研究能力，哈工大的计算机组成原理课程还设置了拓展学时。
这部分学时的内容包括：-计算机组成原理的前沿领域研究-计算机体系结构的深入理解-面向未来计算技术的探索通过拓展学时的学习，学生可以了解计算机组成原理的最新研究动态，掌握前沿技术和发展趋势，培养自己的创新能力和研究思维。
4.学时设置的重要性哈工大计算机组成原理课程学时的合理设置与内容安排使学生全面了解计算机组成原理，并能够运用所学知识进行实践和研究。
以下是学时设置的重要性：建立坚实的基础1.：基础知识学时的学习为后续的深入学习打下坚实的基础，提高学生对计算机组成原理的整体认识。
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。
哈工大工大计算机组成原理的学时
哈工大工大计算机组成原理的学时
摘要：
一、引言
二、哈尔滨工业大学的简介
三、计算机组成原理课程的重要性
四、课程内容和学时安排
五、课程目标和适合人群
六、结语
正文：
【引言】
哈尔滨工业大学（简称哈工大）是一所有着悠久历史和卓越声誉的顶级学府。
该校计算机科学与技术专业一直备受瞩目，培养了大量计算机领域的专业人才。
本文将重点介绍哈工大计算机组成原理的学时安排。
【哈尔滨工业大学的简介】
哈尔滨工业大学始建于1920年，位于美丽的北国冰城哈尔滨，是我国著名的理工类高校。
哈工大计算机科学与技术专业自创立以来，始终以培养高水平、应用型、创新型的人才为目标，为国家和社会做出了巨大贡献。
【计算机组成原理课程的重要性】
计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门基础课程，主要介绍计算机硬件的基本组成、工作原理和性能评价。
掌握这门课程的知识，对于理解计算机系统的底层运行机制，以及今后深入学习计算机相关课程具有重要意义。
【课程内容和学时安排】
哈工大计算机组成原理课程共分为七个专题，分别是：计算机系统概述、数字逻辑基础、计算机体系结构、中央处理器、存储系统、输入输出系统和计算机的性能评价。
课程总学时为48学时，其中理论教学36学时，实验教学12学时。
【课程目标和适合人群】
本课程旨在使学生掌握计算机组成原理的基本概念、原理和方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。
适合对象为计算机科学与技术专业的一年级本科生。
【结语】
总之，哈工大计算机组成原理课程精心设计，既注重理论教学，又强调实验教学，为学生的深入学习和实践提供了良好基础。
哈工大威海计算机操作系统原理实验报告1
计算机操作系统原理实验报告专业： 110420x学号： 1104202xx姓名： xxx哈尔滨工业大学（威海）实验一进程同步和互斥一、实验目的1．掌握临界资源、临界区概念及并发进程互斥、同步访问原理。
2．学会使用高级语言进行多线程编程的方法。
3．掌握利用VC++或Java语言线程库实现线程的互斥、条件竞争，并编码实现P、V操作，利用P、V操作实现两个并发线程对有界临界区的同步访问。
4．通过该实验，学生可在源代码级完成进程同步互斥方案的分析、功能设计、编程实现，控制进程间的同步、互斥关系。
二、实验要求1．知识基础：学生应在完成进程和线程及调度等章节的学习后进行。
2．开发环境与工具：硬件平台——个人计算机。
软件平台-Windows操作系统，VC++语言或Java语言开发环境。
3．运用高级语言VC++或Java语言线程库及多线程编程技术进行设计实现。
三、实验内容1．实现临界资源、临界区、进程或线程的定义与创建。
2．利用两个并发运行的进程，实现互斥算法和有界缓冲区同步算法。
四、程序流程图1.2.生产者消费者问题生产者：消费者：五、实验结果1.互斥问题2.生产者消费者问题六、结果分析有上述程序运行结果可知，此次试验已经基本达到了实验要求，在互斥问题中，由于采用了“模拟一个竞争条件——全局变量”来建立互斥，所以不会明显的条件来判断2个线程是否正确、独立的运行，所以，在运行时间上加以限制，让2个线程在有序运行时只能持续15秒。
在生产者消费者问题中，生产者与消费者的最大上限为10，并且生产者只能生产“同一种物品”，而消费者也只能购买“同一种物品”。
计算机组成原理哈工大教材
计算机组成原理哈工大教材
《计算机组成原理》是哈尔滨工业大学出版的一本教材，它涵盖了计算机组成原理的各个方面，是该领域的重要参考书之一。
本书首先介绍了计算机系统的基本概念和发展历史，然后深入讲解了数字逻辑、微处理器结构、指令系统、存储器和输入输出系统等内容。
通过对计算机各个部件的详细讲解，读者可以全面了解计算机的工作原理和结构组成。
此外，本书还对计算机系统的性能和功耗等方面进行了探讨，帮助读者理解计算机系统设计时需要考虑的各种因素。
《计算机组成原理》一书以其系统全面、条理清晰的特点，成为了许多计算机专业学生和从业者学习和参考的标准教材。
它不仅适用于高校计算机专业的相关课程教学，也可以作为计算机工程师和研究人员的参考书，帮助他们加深对计算机系统结构和原理的理解。
总之，《计算机组成原理》这本教材通过对计算机系统各个组成部分的深入讲解，为读者提供了全面、系统的了解计算机组成原理的机会，是一部不可多得的教学和参考书。
组成原理试卷与成绩分析
哈尔滨工业大学(威海) 考试命题、考试成绩分析
采用实验考核与理论课考试综合评定的考核办法，其中实验考核占20%，理论课考试占80%。
试题以基础知识方面的题目为主，设计题目相对较少。
与近2年相比，整体难度适中，平均成绩明显提高，不及格率也下降较大，考试成绩分布合理。
在日后授课中，宜对计算机的整体结构、内部数据流、控制流、硬件细节等做以细致讲解。
从学生的成绩中可以看出，有很多学生对一些基本的概念和问题还是比较模糊，在后面的教学中要力争找到问题的根源，并解决掉，因为这些基本内容是计算机组成原理的根基，对日后其它涉及到计算机的学习与工作至关重要。
哈工大威海计算机学院 计算机组成原理课件第4章 总线
特点：按位串行传送； 按应答方式进行联系。 这种方式要求数据格式中设置同步信息。 异步串行数据格式如下：
0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 起始位 （低） 数据位
奇偶 停止位 校验位 （高）
异步串行通信的数据传输率可以用波特率和比特率来衡量 波特率—单位时间内传送二进制数据的位数，单位：bps 比特率—单位时间内传送二进制有效数据的位数，单位：bps 例：在异步串行传输系统中，若字符格式为：1个起始位、7个 数据位、1个奇校验位、1个终止位。假设每秒传输120个数据 帧，试计算波特率及比特率。 解：由题意知，一帧包括 1+7+1+1＝10位 所以波特率为（1+7+1+1）×120＝1200bps
采用存储器为核心的分散连接结构，虽采用中断、 DMA等技术，仍无法解决I/0设备与主机之间连接的 灵活性。 目前：总线连接
二.总线及其技术特点
1、总线：是计算机系统中各部件之间的公共的 信息传递通道。
2、技术特点
1）使系统中的连线大大减少，可靠性高 2）便于硬件和软件的标准化，便于接口设计 3）易于系统模块化，可替换性好 4）便于维修，即可维护性好 5）任意时刻只有一个源发送（主设备），可由多 个部件接收（从设备） 6）有仲裁机制 7）缺点：传输率受带宽限制，且总线一旦故障， 整个系统将瘫痪
离来安排公共时钟周期时间）。 特点： 控制简单； 灵活性差；
当系统中各部件速度差异较大时，严重影响总线
工作效率；
适合于短距离、各部件速度较接近的场合。
2)异步通信：
异步通信是和同步通信完全对立的通信方式，通信双 方无统一的时钟标准来控制数据的传送过程，各部件可按 各自所需的实际时间使用总线。 时间配合：主/从部件间采用应答（握手）方式建立
哈工大工大计算机组成原理的学时
哈工大工大计算机组成原理的学时（原创版）目录1.哈工大计算机组成原理课程简介2.课程学习内容与学时分配3.课程学习难点与建议4.课程资源与学习辅助正文哈工大计算机组成原理课程简介哈尔滨工业大学（Harbin Institute of Technology，简称哈工大）是一所以工学为主，工、理、管、文协调发展的全国重点大学。
哈工大计算机组成原理课程旨在帮助学生深入理解计算机的基本原理和构成，为后续学习计算机相关课程打下坚实基础。
课程内容包括计算机体系结构、数据表示、运算方法、存储系统、输入输出系统等方面。
课程学习内容与学时分配哈工大计算机组成原理课程通常分为以下几个部分，具体学时分配可能因不同年份和教师而有所不同：1.计算机体系结构（约占 3 学时）：介绍计算机的基本组成部分，包括运算器、控制器、存储器和输入输出设备等，以及它们之间的关系和功能。
2.数据表示（约占 4 学时）：讲解计算机如何表示和存储各种数据类型，如整数、浮点数、字符等，以及数据表示对计算机性能的影响。
3.运算方法（约占 3 学时）：介绍计算机中各种运算器的工作原理和实现方法，包括加法器、乘法器、移位寄存器等。
4.存储系统（约占 3 学时）：讲解计算机存储器的分类、存储原理和存储器层次结构，以及如何提高存储器性能。
5.输入输出系统（约占 2 学时）：介绍计算机如何实现与外部设备的数据交换，包括输入输出设备的类型、工作原理和接口标准等。
课程学习难点与建议计算机组成原理课程涉及较多硬件知识，对于部分学生而言可能较为抽象和难以理解。
为了更好地学习这门课程，建议同学们：1.扎实掌握基础知识：在学习计算机组成原理之前，要确保自己具备一定的计算机基础知识，如数据结构、算法等。
2.动手实践：通过编写程序或参加实验课，实际操作计算机硬件，加深对课程内容的理解。
3.多做习题：认真完成课后习题，加强知识点之间的联系，提高自己的解题能力。
4.查阅资料：利用网络资源和图书馆资源，查阅相关书籍和论文，拓宽知识面，加深对课程内容的理解。
2022年哈尔滨工业大学(威海)计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)
2022年哈尔滨工业大学(威海)计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、访问相联存储器时，（）A.根据内容，不需要地址B.不根据内容，只需要地址C.既要内容，又要地址D.不要内容也不要地址2、某SRAM芯片，其容量为512×8位，除电源和接地端外，该芯片引出线的最小数目应该是（）。
A.23B.25C.50D.193、常用的（n，k）海明码中，冗余位的位数为（）。
A.n+kB.n-kC.nD.k4、在补码加减交替除法中，参加操作的数和商符分别是（）。
A.绝对值的补码在形成商值的过程中自动形成B.补码在形成商值的过程中自动形成C.补码由两数符号位“异或”形成D.绝对值的补码由两数符号位“异或”形成5、并行加法器中，每位全和的形成除与本位相加两数数值位有关外，还与（）有A.低位数值大小B.低位数的全和C.高位数值大小D.低位数送来的进位6、某总线共有88根信号线，其中数据总线为32根，地址总线为20根，控制总线36根，总线工作频率为66MHz、则总线宽度为（），传输速率为（）A.32bit 264MB/sB.20bit 254MB/sC.20bit 264MB/sD.32bit 254MB/s7、为协调计算机系统各部件的工作，需要一种器件来提供统一的时钟标准，这个器件，是（）。
A.总线缓冲器B.总线控制器C.时钟发生器D.以上器件都具备这种功能8、程序P在机器M上的执行时间是20s，编译优化后，P执行的指令数减少到原来的70%，而CPl增加到原来的1.2倍，则P在M上的执行时间是（）。
A.8.4sB.11.7sC.14sD.16.8s9、完整的计算机系统应该包括（）。
A.运算器、存储器、控制器B.外部设备和主机C.主机和应用程序D.主机、外部设备、配套的软件系统10、下列选项中，用于设备和设备控制器（I/O接口）之间互连的接口标准是（）。
A.PCIBC.AGPD.PCI-Express11、某磁盘的转速为10 000r/min，平均寻道时间是6ms，磁盘传输速率是20MB/s，磁盘控制器延迟为0.2ms，读取一个4KB的扇区所需平均时间约为（）。
哈尔滨工业大学威海
哈尔滨工业大学（威海）计算机学院2003级计算机组成原理大型作业报告题目：用定点运算实现浮点运算小组成员：任仲山0 0304103班刘俍0 0304103班范锐0 0304103班联系电话：0631--5694928Email:rzs840803@2005年12月24号报告内容：一．系统功能说明本程序可以完成由定点运算实现浮点运算，根据用户的输入和运算符的选择进行相应的操作，并能对用户的错误输入给出提示信息，并且在用户选择连续操作时可以无需重启程序，多次连续运算。
有该程序可以方便地实现加、减、乘、除操作，并且如果想加入新的操作也十分方便（程序是分模快设计的应而可以很方便地实现功能的扩充）；同时程序的各个功能部分都给出了详细的注释，清晰易懂，方便修改、增进。
二．使用说明1．运行环境的说明该程序是在VC++环境下编写和运行的，因此程序运行最好在VC++环境下操作，可以直接执行可执行文件如果系统提示有误或者运行结果有误，在输入无误并符合程序执行操作范围的前提下，请重新编译源代码。
要求：需保证程序调用的函数库在Include 文件中存在，程序用到的函数库有：stdio.h ，string.h ，math.h ，stdlib.h。
2．使用手册(1)首先打开可执行文件或重新编译原程序，程序能够正常执行进入用户输入界面(2)根据系统的提示，并检查输入数据是否在程序的处理范围内，如若超过系统处理范围再看是否在阶码的最大、最小范围内，如果在则(1)对于加减法观察是否会溢出：方法为两数的尾数相加若大于1，看阶码如果恰在机器能够处理范围的边缘上则会溢出，此次操作不能得到正确的结果；若阶码比机器能处理范围小1（正数）（负数为大1）则可以修改程序中的处理范围为机器能处理的最大范围。
(2)对于乘除法：看阶码相加、或相减后是否在机器处理的边缘，只有当同号相加，或异号相减时才会溢出。
同样也需看尾数，相乘时不需；因为纯小数相乘结果还是纯小数，但是在规格化结果时有可能溢出：由程序给出提示。
哈工大威海计算机学院 计算机组成原理课件习题课
计算 7.要求用最少的位数设计一个浮点数格式，必须满 足下列要求： ①十进制数范围：-1038~-10-38，+10-38~10+38； ②精度：7位十进制数据。
③ 8.已知接收到的海明码为0110101（配偶原则），试 问欲传送的信息。
9.按配奇原则配置1100101的汉明码。 10.将4位有效信息1001编成CRC码，已知 g(x)=x3+x+1,即1011。 11.什么是机器零？浮点数采用什么机器数形式时， 可用全0表示机器零。
1. 3. 设CPU共有16根地址线，8根数据线，并 用MREQ作为访存控制信号（低电平有效）， 用WR作为读/写控制信号（高电平读，低电 平写）。现有芯片及各种门电路。画出CPU 与存储器的连接图，要求：
① 存储芯片地址空间分配为0~2047为系统程序区； 2048~8191为用户程序区。 ② 指出选用的存储器芯片类型及数量。 ③ 画出片选逻辑。 ④ 其译码方式（采用的是全译码还是部分译码）。
2. 其中M为寻址模式：0直接寻址，1基址寻址，2为相对寻 址，3为立即寻址；I为间址特征，X为变址特征（x=1变 址）。 3. 设PC为程序计数器，Rx为变址寄存器，Rb为基址寄存器， 试问： ① 该指令能定义多少种操作 ② 立即寻址操作数范围 ③ 在非间址情况下，除立即寻址外，写出每种寻址方式计算 有效地址的表达式。 ④ 设基址寄存器14位，在非变址直接基址寻址时，指令的寻 址范围。 ⑤ 间接寻址时，寻址范围是多少？若允许多重间址，寻址范 围多少？
1.
4.设CPU有20根地址线和16根数据线，并用IO/M作为 访存控制信号，RD为读命令，WR为写命令。CPU可通 过BHE和A0来控制按字节或字两种形式访存，如下表 所示。
哈工大计算机组成原理
哈工大计算机组成原理计算机组成原理是计算机科学中的一个基础课程，它主要涵盖了计算机硬件的各个方面内容，包括计算机的功能、结构、指令系统、硬件实现以及与操作系统和编译器的接口等。
哈尔滨工业大学（哈工大）计算机组成原理课程是该领域中的经典之一。
在哈工大的计算机组成原理课程中，学生将会学习到计算机的层次结构和组成原理。
首先，课程会介绍计算机硬件的功能和组成，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等。
学生将了解如何实现计算机的基本功能，例如数据存储、算术运算和逻辑运算等。
其次，课程将重点讲解指令系统的设计和实现。
学生将学习到指令的格式、指令的含义以及指令的执行过程。
此外，课程还会介绍指令的寻址方式和寻址模式，以及指令的编码和解码过程。
这些知识将使学生能够理解和设计计算机的指令系统。
另外，课程还会讨论计算机的存储器层次结构和存储器的实现。
学生将学习到存储器的组织方式、存储器的存取过程以及常见的存储器技术，如RAM（随机访问存储器）和ROM（只读存储器）。
这些知识将帮助学生理解计算机的存储器系统，并学习到如何进行存储器的设计和优化。
此外，课程还会介绍计算机的输入输出系统和中断处理。
学生将了解到计算机如何与外部设备进行通信，并学习到中断的概念和处理过程。
这些知识将使学生掌握计算机的输入输出原理和中断处理技术。
综上所述，哈尔滨工业大学计算机组成原理课程全面深入地介绍了计算机硬件的各个方面内容，对于培养学生的计算机系统设计和分析能力具有重要意义。
这门课程的学习将为学生打下坚实的计算机科学基础，为他们在计算机领域的进一步学习和研究提供良好的基础。
哈工大(威海)计算机组成原理答案(唐朔飞 第二版)
第一章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——计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体。
计算机硬件——计算机的物理实体。
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.如何理解计算机系统的层次结构答：从计算机系统的层次结构来看，它通常可以有五个以上的层次，在每一层次（级）上都能进行程序设计。
由下至上可排序为：第一级微程序设计级，微指令由硬件直接执行；第二级传统机器级，用微程序解释机器指令；第三级操作系统级，一般用机器语言程序解释作业控制语句；第四级汇编语言机器级，这一级由汇编程序支持和执行；第五级高级语言机器级，采用高级语言，有各种高级语言汇编程序支持和执行。
还可以有第六级应用语言机器级，采用各种面向问题的应用语言。
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程序员所见到的计算机系统的属性，如有无乘法指令；计算机组成是指计算机系统结构所给属性的逻辑实现，如如何实现乘法指令。
5. 冯•诺依曼计算机的特点是什么？解：冯氏计算机的特点是：P9• 由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；• 指令和数据以同一形式（二进制形式）存于存储器中；• 指令由操作码、地址码两大部分组成；• 指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；• 以运算器为中心（原始冯氏机）。
7. 解释下列概念：主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。
解：P10主机——是计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成；CPU——中央处理器（机），是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成；（早期的运、控不在同一芯片上）主存——计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。
哈工大威海计算机学院 计算机组成原理课件第一章绪论
“高性能计算机(High Performance Computer)”。
2013-12-7
1.3 计算机的组成结构
2.硬件 指构成计算机的物理实体。 例如处理器、存储器、输入输出控制器等芯 片及其集成这些芯片的印刷线路板——主板 (Mainboard)。其中，主板上的存储器是可以被 处理器直接访问的，被称为“主存储器（Main
Memory，简称主存）”。
2013-12-7
1.3 计算机的组成结构
2.硬件 其它硬件还包括安装在一个机箱内部的机 架上的软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器及 联系它们的线缆。 这个机箱及其中的硬件被统称为主机。 主机之外的硬件设备主要是各种输入/输出 设备(Input/Output Devices) 。
User Interface)的发展，被誉为计算机图形学之父,
荣获1988年度的“图灵奖”。
2013-12-7
现代电子计算机的发展
第四代计算机（1970- ）大规模集成电路时代 • 现代计算机技术基本成熟，并行计算机得到广 泛的重视。 • 基于向量并行处理技术的Cray-1是人类首次获 得每秒1亿次的运算速度。 • 微处理器和微型计算机问世。
2013-12-7
第1章 绪论
1. 1 计算机的产生与发展 1. 2 冯· 诺依曼计算机模型
1. 3 计算机的组成结构
1. 4 1. 5 1. 6 1. 7 1. 8 1. 9
2013-12-7
计算机系统的分类 计算机的性能评价 微处理器与微型计算机 中国计算机事业的发展历程 计算机的特点及应用 计算机的发展
1888年——赫尔曼· 霍勒斯制表机 1904年——真空电子二极管 1906年——真空电子三极管 1938年——Z系列计算机 1943年——“巨人”计算机 1944年——MARK-I
哈工大威海计算机组成原理复习
第一章绪论1.1 计算机的产生与发展现代计算机的发展电子管时代晶体管时代集成电路时代超大规模集成电路时代1.2 冯.诺伊曼计算机模型冯.诺伊曼计算机的组成，各部分的作用冯.诺伊曼计算机的特点(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成(2) 指令和数据以同等的地位存放于存储器内，并可以按地址寻访(3) 指令和数据均可以用二进制代码表示(4) 指令由操作码和地址码组成(5) 指令在存储器内按顺序存放。
(6) 机器以运算器为中心。
1.3 计算机的组成结构1.3.1 计算机的基本组成硬件系统：主机、外设软件系统1.3.2计算机系统结构、计算机组成和计算机实现什么是计算机系统结构、计算机组成、和计算机实现。
区别和联系系列机、指令系统1.3.3 计算机系统结构的层次结构1.4 计算机系统的分类1.5 计算机系统性能评价字长主存容量处理速度：MIPS，MFLOPS，CPI主频存储器的存取周期功耗软件兼容性1.6 微处理器与微型计算机1.8 计算机特点及应用1.9 计算机的发展第二章计算机中信息的表示和运算2.1 数据的表示定点数的表示方法机器数，原码，补码反码，移码浮点数的表示方法2.2 定点数运算逻辑运算，移位运算加减法，溢出判断2.3 浮点数运算加减运算步骤对阶小阶向大阶看齐尾数求和规格化舍入溢出判断2.4 面向错误检测与纠错的数据编码（检错和纠错）2.5 字符表示ASCII码美国信息交换标准编码2.6 面向存储与传输的数据编码1：设机器数字长为8位（含1位符号位在内），写出对应下列各真值的原码、补码和反码。
-13/64，-872设浮点数格式为：阶码5位（含1位阶符），尾数11位（含1位数符）。
写出51/128所对应的机器数。
要求如下：（1）阶码和尾数均为原码；（2）阶码和尾数均为补码；（3）阶码为移码，尾数为补码。
答：x1=51/128= （25+24+21+20）/27=（0.011 001 1）2 =2-1 （0.110 011）2[x1]原=1，0001；0.110 011 0000 [x1]补=1，1111；0.110 011 0000 [x1] 阶移尾补=0，1111；0.110 011 00003设机器数字长为8位（含1位符号位），用补码运算规则计算下列各题。
2021年哈尔滨工业大学(威海)计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷A(有答案)
2021年哈尔滨工业大学(威海)计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷A（有答案）一、选择题1、在通用计算机指令系统的二地址指令中，操作数的物理位置可安排在（）。
I.一个主存单元和缓冲存储器Ⅱ.两个数据寄存器IⅡ.一个主存单元和一个数据寄存器IV.一个数据寄存器和一个控制存储器V.一个主存单元和一个外存单元A. Ⅱ、Ⅲ、IVB.IⅡ、ⅡC. I、Ⅱ、ⅢD.I、Ⅱ、Ⅲ、V2、用二地址指令来完成算术运算时，其结果一般存放在（）。
A.其中一个地址码提供的地址中B.栈顶C.累加器（ACC）中D.以上都不对3、下列关于定点数原码一位乘算法的描述正确的是（）。
I.符号位不参加运算，根据数值位的乘法运算结果确定结果的符号位II.在原码一位乘算法过程中，所有移位均是算术移位操作Ⅲ.假设两个n位数进行原码一位乘，部分积至少需要使用n位奇存器A.II，III C.只有IIIB.只有Ⅲ D.全错4、下列编码中，能检测出所有长度小于或等于校验位（检测位）长度的突发错的校验码是（）。
A.循环冗余校验码B.海明码C.奇校验码D.偶校验码5、关于浮点数在IEEE754标准中的规定，下列说法中错误的是（）。
I.浮点数可以表示正无穷大和负无穷大两个值Ⅱ.如果需要，也允许使用非格式化的浮点数Ⅲ.对任何形式的浮点数都要求使用隐藏位技术IⅣ.对32位浮点数的阶码采用了偏移值为l27的移码表示，尾数用原码表示6、对36位虚拟地址的页式虚拟存储系统，每页8KB，每个页表项为32位，页表的总容量为（）。
A.1MBB.4MBC.8MBD.32MB7、有如下C语言程序段：for（k=0；k<1000；k++）a[k]=a[k]+32；若数组a及变量k均为int型，int型数据占4B，数据Cache采用直接映射方式、数据区大小为1KB，块大小位16B，该程序段执行前Cache为空，则该程序段执行过程中访问数组a的Cache缺失率约为（）。
哈工大工大计算机组成原理的学时
哈工大工大计算机组成原理的学时一、学时安排：二、课程内容：1.计算机系统概述：介绍计算机系统的组成和功能，包括硬件、软件及其相互作用。
2.数据表示和运算：介绍计算机中数据的表示方法，包括二进制、十进制、十六进制等，以及数据在计算机中的运算方法。
3.计算机组织：介绍计算机的层次结构和模块化设计，包括处理器、存储器、输入输出设备等组成部分的功能和连接方式。
4.指令系统：介绍计算机的指令系统和执行过程，包括指令的格式、寻址方式、指令流水线等。
5.控制单元：介绍计算机的控制单元的功能和实现方法，包括组合逻辑和时序逻辑。
6.存储器层次结构：介绍计算机的存储器层次结构，包括高速缓存、内存和外存等。
7.输入输出技术：介绍计算机的输入输出技术，包括外设的接口方式、中断处理等。
8.性能评价：介绍计算机系统的性能评价方法和指标，包括吞吐量、响应时间、效率等。
三、教学方法：哈工大工大计算机组成原理采用理论和实验相结合的教学方法。
在理论教学中，教师通过讲授和讲解基本概念、原理和设计方法，帮助学生理解计算机组成原理的基本知识和技能。
同时，通过分析和讨论实际问题，培养学生的分析和解决问题的能力。
在实验教学中，学生通过设计和实现一些小型计算机系统，熟悉计算机组成原理的实际应用。
实验内容一般包括使用逻辑门组成基本逻辑电路、设计和实现简单的CPU、实现指令的执行、实现存储器等等。
总之，哈工大工大计算机组成原理是一门重要的课程，通过该课程的学习，学生可以了解计算机的基本原理和设计方法，培养计算机系统的设计和分析能力。
课程的学时安排、内容和教学方法合理，有利于学生的系统学习和能力培养。
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2019/5/26
8086/8088 的分段存储结构
如何根据16位的段地址和16位的段内偏移地 址来计算20位的物理地址呢？
19
段地址左移四位
15 14 13 ……
210
偏移地址
…
4 3 …0
段 地 址0 0 0 0
∑
2019/5/26
20 位 的 物 理 地 址
物理地址的计算方法
• 段地址左移四位，再加上偏移地址，就得到20位 的物理地址。
2019/5/26
3. 4 Intel 80x86系列微处理器
状态标志
（1）符号标志SF。与计算结果的最高位相同，表示计 算结果的正/负。0表示正，1表示负。
（2）零标志ZF。若计算结果为零，则ZF=1，否则=0。 （3）奇偶标志PF。若计算结果的低8位中1的个数为偶
数，则PF=1，否则=0。 （4）进位标志CF。若执行的加法运算在最高位产生进
8086/8088的分段存储结构
• 存储器分段后如何来管理呢？
– 每个段的起始地址称为：段基址或段地址 – 每个段内的地址称为：段内偏移地址 – 一个物理存储单元就可以通过“段地址：偏移地址”
来唯一确定了
• 如何管理“段地址”和“偏移地址”呢？
– 设置多个段基址寄存器 – 设置多个偏移地址寄存器
• 都有哪些“段基址寄存器”和“偏移地址寄存
“将IF置1”称为“开中断”，“将IF清0”称为“关中断”
2019/5/26
3. 4 Intel 80x86系列微处理器
控制标志
（3）陷阱标志TF。这是控制8086/8088是否进入单步执 行状态的标志。若TF=1，则8086/8088进入单步执行 状态或跟踪方式执行指令状态，即每条指令执行完后， 微处理器暂停（进入陷阱），显示处理器内部各寄存 器的值。进入单步执行状态便于程序的调试。如果 TF=0，则连续执行指令。
位，或者执行的减法运算引起最高位产生借位，则 CF=1，否则=0。此外，带进位的循环移位也可能会 改变CF。可以用指令STC将CF置1，用指令CLC将 CF清0，用指令CMC将CF取反。
2019/5/26
3. 4 Intel 80x86系列微处理器
状态标志
（5）辅助进位标志AF。若执行加法运算时第3位向第4 位进位（即低半字节向高半字节），或者执行减法运 算时第3位从第4位借位，则AF=1，否则=0。
5000H:2000H
逻辑地址
计算
52000H
物理地址
寻址
00000H
内存 …………..
FFFFFH
2019/5/26
Intel 80x86系列微处理器
8086/8088的标志分为两类：状态标志和控制标志。 状态标志表示前面操作执行后，算术逻辑单元所处的状 态，这些状态常作为后继指令执行的条件。 状态标志有6个，分别是符号标志SF、零标志ZF、奇偶 标志PF、进位标志CF、辅助进位标志AF和溢出标志OF。 控制标志有3个，分别是方向标志DF、中断标志IF和陷 阱标志TF。
AL AX BL BX CL CX DL DX
地址加 执行部件（EU） 法器 ∑
CS
20位 内 部 总
16位 线
存
SP
器
组
BP
DI
SI
DS
SS
外
ES
输入输出 部 控制电路 总
IP
线
内部暂存器
运算寄存器
16位
16位
ALU 标志
执行部分 控制电路
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总线接口部件（BIU）
8086/8088 的 分 段 存 储 结 构
（6）溢出标志OF。若计算过程产生溢出，则OF=1，否 则=0。溢出是指字节运算的结果超出了–128～+127的 范围，或者字运算的结果超出了–32768～+32767的范 围。在进行加法运算时，每当次高位向最高位有进位 而最高位没有向前进位，或者最高位向前进位而次高 位没有向最高位进位，则ALU置OF为1。
器”呢？
2019/5/26
8086/8088的分段存储结构
n 依照用途的不同，可分为如下段存储经过处理的中间
变量。段基址存放于
附加数据段 (Extended Data Segment, ES)
ES寄存器，段内偏移 址管存地理放址系于存统BXS放堆S寄于栈寄存S。存I器、段器D基，I或 段内偏移地址存放于
• 8086/8088 在组成结构上分为： – 总线接口部件（ BIU） – 执行部件 （EU）
• 总线接口部件负责取指令，执行部件负责执行
指令，从而构成了一个“两段的流水线”。
EU
BIU 取指令1
2019/5/26
执行指令1 取指令2
执行指令2 取指令3
执行指令3
时间T
AH
通 BH 用 CH 寄 DH
堆栈段 (Stack Segment, SS)
数据段
存储S程P或序B定P义寄的存变器量。 段基址存放于DS寄存器， 段内偏移地址存放于SI、
DI或BX寄存器 存储程S) 代码段
其段基址存放于CS寄存 器，段内偏移地址存放
于IP寄存器
(Code Segment, CS)
2019/5/26
3. 4 Intel 80x86系列微处理器
控制标志
（1）方向标志DF。这是控制串操作指令的标志。若DF=0， 则串操作过程中地址将不断增值，否则不断减值。可用 指令STD将DF置1，用指令CLD将DF清0。
（2）中断标志IF。这是控制可屏蔽中断的标志。如果IF=0， 则8086/8088对可屏蔽中断请求不能做出响应，否则可以 响应可屏蔽中断请求。可用指令STI将IF置1，用指令 CLI将IF清0。
• 存储器为什么要分段呢?
– 16位微处理器，常规上管理216 = 64KB的存储空间 – 这样的存储空间满足不了应用的要求。
• 用什么方法来扩大呢？ – 将正常管理的64KB存储空间定义为一个段
– 让微处理器能够管理多个这样的段
• 通过分段存储结构，8086/8088能够管理1MB
的存储空间。
2019/5/26
2019/5/26
8086/8088 的分段存储结构
• 由段基址和相对于该段的偏移地址共同描述 的地址 ——逻辑地址
例如： 5000H:2000H
段基址
偏移地址
段基址寄存器管理
程序设计中使用的，方便程序设计
n 20根地址线所表示的地址 ——物理地址 00000H ---- FFFFFH
例如： 52000H
标志寄存器FR有16位，9个标志位的定义如下，未定义的7位保留