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合肥学院

计算机组成原理

综述论文

题目

系部

专业

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学生姓名

指导教师

2014年12月20日

计算机的组成与工作原理

【内容摘要】

计算机组成原理是计算机科学与技术专业的学生必修的硬件课程中重要核

心课程之一，该书主要是让我们掌握计算机常用的逻辑器件、部件的原理、参数

及使用方法学懂简单、完备的单台计算机的基本组成原理，学习计算机设计中的

入门性知识，掌握维护、使用计算机的技能。这篇综述论文主要讲述计算机组成

原理课程综述课程主要内容和基本原理、实际应用，以及我学习计算机组成原理

的心得体会。

【关键词】课程综述、CPU、存储器

（一）、计算机组成原理课程综述：

这本教材突出介绍计算机组成的一般原理，不结合任何具体机型，采用从外

部大框架入手，层层细化的叙述方法详细叙述了计算机组成原理。这本书共有十

章，可以分为4篇，第1篇（第1、2章）介绍计算机的基本组成以及计算机

的发展应用和展望，让我们对计算机的总体概貌有一个初步的轮廓；第2篇（第

3、4、5章）详细介绍除CPU外的存储器（包括主存储器、高速缓冲存储器

和辅助存储器）、输入输出系统以及连接CPU、存储器和I/O之间的通信总

线；第3篇（第6、7、8章）详细介绍CPU（除控制单元外）的特性、结构和

功能，包括计算机的基本运算、算术逻辑单元、指令系统、指令流水、RISC技

术及中断系统；第4篇（第9、10章）专门介绍控制单元的功能和设计，包括

时序系统以及采用组合逻辑和微程序设计控制单元的设计思想与实现措施。此

外，为了适应计算机科学发展的需要，书中还添加了很多新的内容，举的例子都

与当代计算机技术相结合，在附录中还介绍了有关数制、码制的内容以及快速乘

法器、除法器相连存储器等的内容。

（二）课程主要内容和基本原理：

本书中主要讲到常用的组合逻辑器件，如译码器、数据选择器、编码器、ALU

原理；常用的同步时序电路，如寄存器、移位寄存器、计数器的原理、参数及使

用方法，数字化编码，数制及数制转换，数据表示，检错纠错码；数据的算术与

逻辑运算，运算器的功能、组成与设计；教学机的运算器实例。计算机指令系统

综述，指令格式与寻址方式；教学计算机的指令系统与汇编语言程序设计；控制

器的功能、组成与设计，教学机的控制器实例。多级结构的存储系统综述，主存

储器的组成与设计，教学机的内存储器实例，cache存储器的运行原理，虚拟存

储器的概念与实现，磁盘设备的组成与运行原理，磁盘阵列技术；光盘机的组

成与运行原理，磁带机的组成与运行原理。计算机输入/输出设备与输入/输出系

统综述，显示器设备，针式打印机设备，激光印字机设备；计算机总线的功能与

组成，输入/输出系统的功能与组成；教学机的总线与输入/输出系统实例。几种

常用的输入/输出方式，中断与DMA的请求、响应和处理。在中央处理器中，

剖析CPU的内部结构，讲述CPU的功能，包括计算机的运算、指令系统、指令流

水、时序系统、中断系统及控制单元。计算机之所以能协调的工作，是由控制单

元（CPU）统一指挥的。本章着重分析控制单元未完成不同的指令所发出的各种

操作命令。这些命令（又称控制信号）控制计算机所有部件有次序的完成计算机

相应的操作，已达到执行程序的目的。第十章以十条机器指令为例，介绍控制单

元的两种设计方法，组合逻辑设计和微程序设计。

（三）实际应用：

在计算机诞生并逐步成熟以来，计算机一直被作为大学和研究机构的娇贵设

备。在20世纪70年代中后期，大规模集成工艺日趋成熟，微芯片上集成的晶体

管数一直按每三年翻两番的Moore定律增长，微处理器的性能也按此几何级数提

高，而价格也以几何级数下降，以至于以前需花数百万美元的机器变得价值仅为

数千美元，至于对性能不高的微处理器芯片而言，仅花几美元就可购到。正因为

如此，才使得计算机走出实验室