第一篇:计算机组成原理上机实习报告总结
经过这次课程设计我们了解了很多知识,也学到了一些课本中没有的知识点,实践给我 们带来了很多快乐,但是在这快乐中我们有着艰辛,在我们接完线的时候,去运行机器总是 出错,我们一步一步的检查,到最后一遍又一遍的重新连线,到最后终于成功了,心里有着 一般人没有的喜悦。
计算机组成原理设计与实践实验课程不仅仅是对理论的验证,重要的是技术训练和能力 培养,包括动手能力、分析问题和解决问题的能力、书写能力和表达能力、团队协作能力等 的培养也就是要注重学生的工程能力,培养学生完成项目实践的能力,同时,要培养学生交 流的能力,能够很好地表达自己的设计思想,这也是工程实践中必不可少的。因此,在整个 课程中,指导教师多次与学生交流设计方案,让学生在与老师的交流中逐渐理解处理器的工 作原理。同时,培养学生书写报告的能力,很多学生只注重编程序,而不重视课程报告的撰 写,这需要老师的引导和成绩比例分配的导向,让学生真正理解报告不仅是写给老师看的,更重要的是真正通过报告的形式提交自己的设计思想。通过口头交流和文字的书写,引导学 生明确设计思路,体会整机的设计思想,使“设计”真正成为完成该“项目”的第一步。
这次课程设计对于我们有很大的收获,对于复杂模型计算机的设计有了一定的了解,意 识到专业知识的重要性,要想学好一定要下狠功夫,没有付出,怎有回报,同时也体会到理 论的知识的理解必须依靠实践是的有力结合,才能对学习的知识融会贯通,了解透彻,实践 永远是检验真理的唯一标准,我希望在学习的过程能够多开展这样的有意义的课程设计,对 于学生的知识的提高有很大的帮助,期待下一次这样课题的课程设计,我将一如既往热情地 投入到学习的过程中,求知,求学,更好学好专业,优秀完成专业任务,丰富自己的专业知 识,求得更快成长!
在整个制作过程中,我们遇到了很多错误,出现错误时,在更改的过程,体会其中的种 种困难,了解到了难点的地方,这对于我们学习计算机硬件方面的课程有着很大的帮助,同 时对于之前的几次试验我们操作机器的实验理解、总结也更加的深刻了,在设计过程中,我 从开始对硬件的迷惑和只懂个大概,到中间的疑惑与焦虑甚至无奈放弃,到解决了所有问题 和疑惑。突然有一种雨过天晴的感觉。
实验中遇到的错误及解决办法: 1.连线错误
1)LED显示异常
解决:发现是未连某根线导致的。2)运算逻辑异常 解决:某根双孔线连反导致
2.导致sub逻辑错误 解决:101101号微指令按十六进制的写入发现与二进制微指令不一致而错误,最后通过修改微指令解决。
3.单步出现故障一次跳转多下,导致机器指令的输入异常艰难。解决:修单步 4.微指令过多,因粗心导致数条输入错误。解决:检查并改正微指令 5.机器内部故障,短短的三天内出现过如下错误:
1)机器指令无法写入 2)微指令储存容量不够
解决:换机子。
6.部分指令只能使用指定寄存器进行运算,导致一些逻辑上可行的赋值,运算,机器指令序列在实验过程中无法正常运行。
解决:最后我们通过修改代码,机器指令序列,给临时的寄存器赋值或者调整操作的寄存器来绕过锁定解决了该问题。等等还有许多输入调试方面的问题及错误… 对于整个实验过程,首先,我们按提示进行初步的定位,输入合适的地址指令,安排指令,出现错误时,就先查找错误所在位置进而仔细检查是否是代码错误或者其他系统性的错误或是机器、接线的错误,从而根据错误行修改。操作时注意了规范程度以避免给系统的正常运行带来麻烦。在制作过程中经常出现代码错误,经过仔细的思考我们进行改进。而且,这对于我们以后工作也有着很大的好处,培养了我们遇到问题,分析问题,解决问题各个方面上的能力。平时我们做作业也都是在做书本上面给我们的题目,而这一次则是由我们自己设计出的,这对我们的创新意识也是一种很大大培养。我们认为这次经历,是一次很好的锻炼的机会。
我们希望学校以后可以多为我们提供这样的机会,这样我们就可以在实践中得到平时课 堂上面所缺失的一些能力,同时希望学校可以在别的学科也可以小组成员里这样给我们提供 更好的条件来进行教学。这样可以使我们的综合素质的到很好的提升。
这个课程设计,在做的过程中遇到过很多难题,最后能够完成,还是要感谢老师和同学 的大力辅导和帮助,还有一些有关书籍的帮忙。最后完成了这个课程设计。
第二篇:计算机组成原理学生实习报告
温岭市职业技术学校
学生实习(实验)报告
班级学号姓名指导教师实习时间实习课题: 计算机组装
实习目的:熟悉计算机硬件组装硬件组装流程
实习器材与设备:
旧电脑 数据线 螺丝刀等
实习过程:
1.准备机箱
2.安装主板上的部件
3.将主板装入机箱
4.连接机箱至主板的控制线
5.实习小结:
(写实习报告要求:1.有图纸的请附在报告反面2.写出具体过程包括编程、步骤)
第三篇:计算机组成原理总结
合肥学院
课 程 论 文
题
目 系
部 专
业 班
级 学生姓名 学
号
计算机组成原理论文 计算机科学与技术 计算机科学与技术 10计本(2)班
2012 年 5 月 16 日
计算机组成原理课程综述
内容概要: 《计算机组成原理》是计算机科学与技术专业的一门核心的专业必修课程。从课程的地位来说,它是先导课与后续课之间的重要衔接课程。随着计算机技术的飞速发展,必须保证课程教学内容及实现手段的先进性,才能确保课程教学效果的优秀。因此,在课程教学大纲的制定上,主要依据就是:既要保证学生理解和掌握课程的基本理论和基本概念,又必须保证教学内容的先进性,同时还要注重学生实际动手能力和创新能力的培养和训练,为后续课程的学习奠定坚实的基础。进一步加深了学生对计算机组成结构和工作机理的认识,提高了学生的实际动手能力与创新设计能力。
一:计算机组成原理课程综述
计算机组成原理是硬件系列课程中的核心课程,是计算机专业重要的专业基础课,它对其它课程有承上启下的作用,它的先修课程为“汇编语言”、“数字逻辑”,它又与“计算机系统结构”、“操作系统”、“计算机接口技术”等课程密切相关。它的主要教学任务是要求学生能系统地理解计算机硬件系统的逻辑组成和工作原理,培养学生对计算机硬件结构的分析、应用、设计及开发能力。它既有自身的完整理论体系,又有很强的实践性。该课程具有知识面、内容多、抽象枯燥、难理解、更新快等特点。
这本书摆脱了传统,死板的编写方法,采用从整体框架入手,自顶向下,由表及里,层层细化的叙述方法,通过对计算机系统概述,总线系统等的深入剖析和详细讲解,使我们能形象的理解计算机的基本组成和工作原理。而且为了适应计算机科学发展的需要,除了叙述基本原理外,书中还增加了新的内容,书中举例力求与当代计算机技术相结合。
二:课程主要内容和基本原理
本课程只要的知识点有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;可编程逻辑阵列:rom,pla,pal及门阵列的原理与使用。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。
计算机组成原理是计算机专业的基础课。这门课对于使我们了解现代计算机的各个组成部分及其工作原理具有重要作用,对于我们后续课程的学习无疑也具有积极的意义。
三:实际应用
随着微型计算机的迅速普及和发展,人们对计算机的功能要求已不再是限于单纯的计算和数据处理了,而是向着融合图像、声音、文字为一体的多媒体机和大型娱乐型机发展,在这一发展过程中,存储器逐渐成为了人们关注的热点,这里,我们将对存储器的有关知识做进一步详细的介绍。存储器是计算机系统内最主要的记忆装置,能够把大量计算机程序和数据存储起来,既能接收计算机内的信息(数据和程序),又能保存信息,还可以根据命令读取已保存的信息。存储器按功能可分为主存储器和辅助存储器,按存放位置又可分为内存储器和外存储器。存储器的性能指标主要由容量、存取速度、可靠性和性能/性价比决定。
存储器的分类:存储器按功能可分为主存储器(简称主存)和辅助存储器(简称辅存)。主存是相对存取速度快而容量小的一类存储器,辅存则是相对存取速度慢而容量很大的一类存储器。
主存储器,也称为内存储器(简称内存),内存直接与CPU相连接,是计算机中主要的工作存储器,当前运行的程序与数据存放在内存中。
辅助存储器也称为外存储器(简称外存),计算机执行程序和加工处理数据时,外存中的信息按信息块或信息组先送入内存后才能使用,即计算机通过外存与内存不断交换数据的方式使用外存中的信息。
一个存储器中所包含的字节数称为该存储器的容量,简称存储容量。存储容量通常用KB、MB或GB表示,其中B是字节(Byte),并且1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB。例如,640KB就表示640×1024=655360个字节。
这里简单介绍一下半导体存储器的组成:它一般由存储体、地址选择电路、输入输出电路和控制电路组成。
1、存储体
存储体是存储1和0信息的电路实体,它由许多个存储单元组成,每个存储单元一般由若干位(8位)组成,每一位需要一个存储元件,每个存储单元有一个编号,称为地址。存储器的地址用一组二进制数表示,其地址线的根数n与存储单元的数量N之间的关系为:2n = N
2、地址选择电路
地址选择电路包括地址译码器和地址码寄存器。地址译码器用来对地址译码。设其输入端的地址线有n根,输出线数为N,则它分别对应2n个不同的地址码,作为对地址单元的选择线。这些输出的选择线又叫做字线。地址译码的方式有两种:(1)单译码方式
它的全部地址码只用一个电路译码,译码输出的字选择线直接选中对应的存储单元。这一方式需要的选择线数较多,只适用于容量较小的存储器。(2)双译码方式(或称矩阵译码)
它将地址码分为X与Y两部分,用两个译码电路分别译码。X向译码称为行译码,其输出线称为行选择线,它选中存储矩阵中一行的所有存储单元。Y向译码又称为列译码,其输出线称为列选择线,它选中一列的所有单元。只有X向和Y向的选择线同时选中的那一位存储单元,才能进行读写操作。由图可见,具有1024个基本单元的存储体排列成32×32的矩阵,它的 X向和Y向译码器各有32根译码输出线,共64根。若采用单译码方式,则要1024根译码输出线。因此,双译码方式所需要的选择线数目较少,也简化了存储器的结构,故它适用于大容量的存储器。
3、读写控制电路
读写控制电路包括读写放大器、数据寄存器(三态双向缓冲器)等。它是数据信息输入输出的通道。外界对存储器的控制信号有读信号RD、写信号WR和片选信号CS。
四:心得体会
自从上了大学后,进入这个专业后才能这么经常的接触到电脑,才能学到有关电脑方面的知识。正因为接触这类知识比较的晚,所以学习这方面的知识感觉到吃力。学习了这门课后觉得,计算机组成原理确实很难,随着计算机技术和电子技术的飞速发展。计算机内部结构日趋复杂和庞大而且高度集成化。这使的我们普遍感到计算机组成原理这门课难学、难懂、概念抽象、感性认识差。在计算机技术快速发展的今天,新技术、新理论从提出到实际应用的周期大大缩短。我们很难在有限的教学时间内.在理解掌握基本知识技能的基础上。学习新知识、新技术,很难增强我们的学习兴趣。也就更谈不上能够利用基本原理解决在学习过程中所遇到的新问题。
当进入第四章,存储器的学习时,各种问题就不断的出现,尤其在进行存储器容量扩展时,很多的问题都是似懂非懂的,在做题目时,也是犯各种各样的错误。在第五章的学习中,对于I/O设备与主机交换信息的控制方式中的程序查询方式,程序中断方式和DMA方式有了点了解。最难的就要数中央处理器和控制单元了。对于计算机运算方法,这个没太搞懂,像定点运算中的乘法运算和除法运算,又是用的什么原码一位乘、原码两位乘、补码一位乘、补码两位乘。总之,我是被绕晕了。还有就是控制单元的设计方法微程序设计,这个知识点也是不太懂,总的来说这门课程,学得不是很好。可是通过这门课的学习,我也学习到了很多以前不知道的知识:计算机都有些什么硬件,都有哪几类总线,总线在计算机中又扮演着什么角色。计算机中的存储器有哪些等等。让我对计算机有了一个大致的了解。至少我不再像以前那样对计算机什么也都不懂。
结语
在这一学期的课程学习中,取得了些许成绩,生活中有快乐也有艰辛。感谢老师对我孜孜不倦的教诲,对我成长的关心和爱护。学友情深,情同兄妹。我们一同走过,充满着关爱,给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。
参考文献
1、《计算机组成原理》第二版,唐朔飞 编著,高等教育出版社,2008.1
2、《微型计算机原理与应用》肖金立 编著,电子工业出版社,2003-1
3、计算机组成原理实验指导书与习题集》(王成,周继群,蔡月茹著)清华大学出版社出版
4、《计算机组成原理学习指导训练》(旷海兰,刘彦,蒋翰洋等编著)中国水利水电出版社出版
第四篇:计算机组成原理总结
计算机组成原理综述
内容摘要
计算机从产生到今天不过短短的60多年的时间。但它已经深入到人类生活的每一个角落,现在人类的生活如果离开了计算机是难以想象的。个人计算机(PC)已经是我们日常办公和娱乐的工具。计算机科学与技术也成为了很热门的专业,对于一个计算机科学与技术专业的学生来说,计算机组成原理的学习是至关重要的,作为计算机科学与技术专业的基础课程,这门课会告诉我们计算机的基本组成及其主要部件的工作原理。通过这门课程的学习可以让我们建立计算机系统的整机概念,理解软硬件的关系和逻辑的等价性;了解计算机各部件的组成原理,工作机制以及部件之间的相互关系;加强硬件分析和设计的基本技能和方法,提高硬件方面专业素质和发展潜力;培养和提高计算思维能力。本文从计算机组成原理课程的各个方面对计算机组成原理的内容做了详细的解释。
一、计算机组成原理课程综述
计算机组成原理是计算机科学与技术专业的基础课程之一,它主要告诉我们计算机单系统组成结构,计算机各组成部件内部的运行机制以及相关的基本理论,硬件分析和设计的基本技能和方法。
二、计算机组成原理的主要内容
根据冯·诺依曼机的特点我们知道:
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。
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。
从上面我们大概的了解了计算机的基本的组成和原理。下面来具体介绍下五大部件,不过在介绍五大部件前我们先介绍一下总线,它是连接五大部件的传输线。
⑴总线
概念:总线是将计算机各个部件连接在一起的一组公共信息传输线。分类:①片内总线:指芯片内部总线。
②系统总线:数据总线(双向)
地址总线(单向)控制总线(单向传输)
③通信总线:串行通信(远距离传输)
并行通信(近距离传输)
⑵随机存储器
存储单元的内容可按需随意取出或存入,且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。
1.静态存储单元(SRAM)
存储原理:由触发器存储数据
单元结构:六管NMOS或OS构成优点:速度快、使用简单、不需刷新、静态功耗极低;常用作Cache缺点:元件数多、集成度低、运行功耗大
2.动态存储单元(DRAM)
存贮原理:利用MOS管栅极电容可以存储电荷的原理,需刷新(早期:三管基本单元;现在:单管基本单元)
刷新(再生):为及时补充漏掉的电荷以避免存储的信息丢失,必须定时给栅极电容补充电荷的操作
刷新时间:定期进行刷新操作的时间。该时间必须小于栅极电容自然保持信息的时间(小于2ms)。
优点: 集成度远高于SRAM、功耗低,价格也低
缺点:因需刷新而使外围电路复杂;刷新也使存取速度较SRAM慢,所以在计算机中,DRAM常用于作主存储器。
3.存储容量的扩展
A.位扩展:增加存储字长。B.字扩展:增加存储器的数量。
⑷输入输出系统
1.I/O系统功能:为数据传输操作选择I/O设备,连接I/O设备与主机,完成数据交换
2.I/O系统组成软件:可由系统软件(OS)或应用软件承担;输入输出过程控制:发送读写指令,检查设备状态等;用户界面。
硬件:I/O接口,主机与外设之间通信:速度匹配、同步、指令、状态、差错控制;数据缓存。
3.I/O与主机信息传送的控制方式
应。
DMA方式:主存与I/O设备之间有一条数据通路,主存与I/O设备交换信息时,无须调用中断服务程序。若出现DMA和CPU同时访问主存,CPU总是将总线占有权让给DMA,通常把DMA的这种占有称为窃取或挪用。
⑸指令系统
指一台计算机中所有机器指令的集合,是表征计算机性能的重要因素。
1.寻址方式
A.立即寻址:操作数本身设在指令字内。
B.直接寻址:指令字中的形式地址就是操作数的真实地址。
C.隐含寻址:指令字中不明显地给出操作数的地址,其操作数的地
址隐含在操作码或某个寄存器中。
D.间接寻址:指令字中的形式地址不直接指出操作数的地址,而是
指出操作数有效地址所在的存储单元地址。
E.寄存器寻址:地址码字段直接指出寄存器编号,操作数在寄存器
内。
F.寄存器间接寻址:寄存器中存放操作数所在主存单元地址。
G.基址寻址:操作数有效地址等于指令字中的形式地址和基址寄存
器中的内容相加。
H.变址寻址:操作数有效地址等于指令字中的形式地址与变址寄存
器的内容相加。
I.相对寻址:有效地址是将程序计数器的内容与指令字中的形式地
址相加而成。
⑹CPU
1.CPU基本功能
指令控制:程序的顺序控制,称为指令控制;控制器: PC、IR、ID
操作控制:管理并产生每条指令的操作控制信号,并把操作控制信号送往相应的部件,从而控制这些部件按指令的要求进行动作。程序查询方式:由CPU通过程序不断查询I/O设备是否已做好准备,从程序中断方式:CPU在启动I/O设备后,不查询设备是否已准备就绪,而控制I/O设备与主机交换信息。继续执行自身程序,只是当I/O设备准备就绪并向CPU发出中断请求后才予以响
时间控制:对各种操作实施时间上的定时,称为时间控制。
数据加工:对数据进行算术运算和逻辑运算处理。
2.控制器的主要职能
(1)取指令
(2)分析指令
(3)执行指令
(4)控制程序和数据的输入与结果的输出
(5)对异常情况和某些请求的处理
3.指令周期
指取出并执行一条指令的时间。由若干个CPU周期组成。
CPU周期: 通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定CPU周期。一个CPU周期包含若干个时钟周期。
时钟周期:是CPU处理操作的最基本单位。
4.微命令 指控制部件通过控制线向执行部件发出的各种控制命令,是构成控制信号序列的最小单位。
微操作 执行部件接受微命令后所进行的操作,是计算机硬件结构中
最基本的操作。
微周期:从控存中读取一条微指令并执行相应的一步操作所需的时间。微指令:由每个微周期的操作所需的控制命令构成一条微指令。微指令包含了若干微命令信息。
微程序;即一系列微指令的有序集合,可以控制实现一条机器指令。
5.控制方式
同步控制方式: 以部件中最长的操作时间作为统一的时间间隔标准,系统中各部件的微操作都由这个统一的时间间隔来同步。
异步控制方式: 系统中没有统一的时间标准,各部件按本身的操作有各自自己的时钟信号,各个微操作的进行是采用应答方式进行的。
联合控制方式: 部件内部采用同步控制方式,各部件之间采用异步方式。
心得体会
计算机组成原理是计算机专业本科生必修的硬件课程中重要核心课程之
一。基本要求是使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。
课程主要内容: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;可编程逻辑阵列:rom,pla,pal及门阵列的原理与使用。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。
计算机组成原理是计算机专业的基础课。这门课对于使我们了解现代计算机的各个组成部分及其工作原理具有重要作用,对于我们后续课程的学习无疑也具有积极的意义。
结语
对于计算机组成原理的知识整理,我深刻了解到计算机组成原理在计算机学习中的重要性,加深了对计算机组成原理的认识和了解。了解到了计算机组成原理在嵌入式方向中的基础地位。另一方面,通过知识整理让我弥补了上课时很多没听懂的地方,收到的极大的收获。我相信这次的学习会对我以后的学习和工作产生非常大的影响力。
参考文献
[1]《计算机组成原理》【中】唐朔飞 第二版 高等教育出版社
第五篇:计算机组成原理
《计算机组成原理》实验任务
计
识。算机原理是计算机科学与技术及相关专业的一门专业基础课,是一门重点科,在计算机硬件的各个领域中运会用到计算计原理的有关知
本实验课程的教学目的和要求是使学生通过实验手段掌握计算机硬件的组成与设计、制造﹑调试﹑制造﹑维护等多方面的技能同时训练动手的能力,也使学生系统科学地受到分析问题和解决问题的训练.