计算机组成原理课程说明-上海开放大学

第一篇：计算机组成原理课程说明-上海开放大学

上海开放大学《软件测试》课程教学大纲

上海开放大学本科（专科起点）软件工程（信息服务）专业

《软件测试》课程教学大纲

(2014年2月审定)

第一部分 课程的性质、目的与任务

一、课程的性质、目的与任务

本课程是专业必修课，课程4学分，课程学时数64（含实验学时20）。

课程主要介绍与软件测试相关的概念、方法与工具。内容涉及测试基本概念、测试过程模型与策略、基本测试技术（黑盒测试与白盒测试技术）、分阶段的测试方法（单元测试、集成测试、系统测试、验收测试）、面向对象测试方法、专用应用系统的测试、测试工具的使用等。

通过本课程的学习，使学生了解软件测试的现状与挑战，理解软件测试的基本概念与测试流程，同时基本掌握测试用例设计、测试工具的使用等技术。

二、先修后续课程

先修课程：软件工程、Java程序设计 后续课程：无

第二部分 教学内容与要求

第一章 软件测试基础知识（4学时）

一、教学要求

1.掌握软件测试的含义 2.掌握终止软件测试的因素

3.掌握软件测试的分类（按照不同维度如何划分软件测试的类型）4.理解软件质量的含义以及软件质量保证与软件测试的区别 5.理解软件测试学科的发展历史以及现阶段存在的问题 6.理解软件测试的原则

7.了解软件测试的必要性和目的

二、教学要点

1． 软件测试的基本概念 2． 软件测试的原则 3． 软件测试的分类

三、教学重点和难点

1.软件测试的含义及分类 第二章 软件测试过程模型与标准（2学时）

一、教学要求

1.掌握V、W、H、X软件测试过程模型的特征，以及各自的优缺点 2.理解软件测试标准（以ISO/IEC 29119为主）的内容以及实施方式 3.理解软件测试规范 4.理解TMap测试体系

上海开放大学《软件测试》课程教学大纲

5.了解软件测试过程改进模型（TMM、TPI、CTP、STEP）的实际用途，以及各种测试改进模型的内容。

二、教学要点

1． V、W、H、X软件测试模型 2． 软件测试标准与规范

三、教学重点和难点

1.V、W、H、X模型的特征与优缺点 第三章 静态测试技术（2学时）

一、教学要求

1.掌握代码走查的含义与过程

2.理解静态测试的原则，静态测试的方法分类 3.理解代码检查与技术评审的含义与基本内容

4.了解静态测试的含义，静态测试技术与动态测试技术的区别

二、教学要点

1． 静态测试技术的基本概念 2． 代码走查的含义与过程 3． 正式技术评审的概念

三、教学重点和难点

1.代码走查的含义与过程

第四章 黑盒测试方法（8学时）

一、教学要求

1.掌握黑盒测试的基本概念

2.掌握等价类划分法、边界值分析法、因果图法、基于判定表等黑盒测试方法 3.理解错误推测法、基于场景的测试、正交实验法等黑盒测试方法 4.了解黑盒测试方法的选择策略

二、教学要点

1． 黑盒测试基本概念 2． 等价类划分法 3． 边界值分析法 4． 因果图法 5． 判定表法

三、教学重点和难点

重点：

1.等价类划分法、边界值分析法、以及这两种方法的结合 2.因果图法、判定表法 难点：

1.使用各种测试方法设计黑盒测试用例 第五章 白盒测试方法（8学时）

一、教学要求

1.掌握白盒测试的基本概念

2.掌握逻辑覆盖、基本路径覆盖白盒测试方法

3.理解其他白盒测试方法（循环测试、数据流测试、变异测试、域测试、Z路径覆盖）

上海开放大学《软件测试》课程教学大纲 的内容及其对逻辑覆盖测试的补充 4.了解白盒测试方法的选择策略

二、教学要点

1． 白盒测试基本概念 2． 逻辑覆盖测试 3． 基本路径测试

4． 开源白盒测试工具的使用方法

三、教学重点和难点

重点：

1.逻辑覆盖测试的各种覆盖准则的含义及测试用例设计方法

2.基本路径的概念、程序环路复杂度的计算方法以及基本路径测试用例设计方法 难点：

1.使用各种测试方法设计白盒测试用例 2.使用工具执行测试用例 第六章 单元测试（4学时）

一、教学要求

1.掌握单元测试的基本概念

2.掌握使用使用xUnit测试框架进行单元测试的基本过程 3.掌握JUnit、JMock工具的基本使用方法

二、教学要点

1． 单元测试基本概念、目标与任务

2． 驱动程序与桩程序的概念以及构造方法 3． xUnit测试框架 4． Junit及其使用方法

三、教学重点和难点

1.使用Junit与Jmock搭建单元测试环境 2.编写、执行单元测试用例

第七章 集成测试（4学时）

一、教学要求

1.掌握集成测试的基本概念 2.掌握集成测试的方法与策略 3.理解回归测试的目的与过程 4.了解持续集成的基本概念

二、教学要点

1． 集成测试的概念、测试环境与基本过程 2． 集成测试的策略及各自的优缺点

三、教学重点和难点

1.集成测试的不同策略（大爆炸、自顶向下、自底向上、三明治集成）第八章 系统测试（2学时）

一、教学要求

1.掌握系统测试的基本概念

2.掌握功能测试、性能测试、容量测试、负载测试的概念

上海开放大学《软件测试》课程教学大纲

3.掌握性能测试的基本方法

4.理解系统测试的测试环境以及测试对象

二、教学要点

1． 系统测试的基本概念、测试环境与基本过程 2． 功能测试

3． 性能测试、压力测试、容量测试以及负载测试 4． 系统测试工具

三、教学重点和难点

1.负载测试的策略

2.性能测试、压力测试与容量测试的目标、相同点与不同点

3.性能测试工具（JMeter）的测试用例设计、执行脚本录制与执行测试用例 第九章 验收测试方法（2学时）

一、教学要求

1.掌握验收测试的基本概念与类型 2.掌握α测试与β测试的基本概念

3.了解验收测试的必要性，验收测试的标准

二、教学要点

1． 验收测试的基本概念与类型 2． α测试与β测试

三、教学重点和难点

1.α测试与β测试的基本概念、相同点与不同点

第十章 面向对象测试（4学时）

一、教学要求

1.掌握面向对象测试的基本概念

2.掌握面向对象的测试模型以及面向对象测试的分类 3.掌握面向对象的单元测试、集成测试、系统测试方法 4.理解面向对象测试的模型与过程

5.了解基于缺陷、基于类层次划分、基于类行为模型的面向对象测试方法的概念

二、教学要点

1． 面向对象的单元测试方法 2． 面向对象的集成测试方法 3． 面向对象的系统测试方法

三、教学重点和难点

1.面向对象测试中一般类的不同类型（非模态类、单模态类、准模态类、模态类的概念）

2.针对一般类的单元测试方法

3.针对特殊类（抽象类、泛型类）的单元测试方法与原则 第十一章 专用应用系统测试（2学时）

一、教学要求

1.掌握数据库测试的测试目标与测试过程 2.掌握Web应用系统测试的实施过程

3.理解GUI测试的基本概念、测试原则与测试内容

上海开放大学《软件测试》课程教学大纲

二、教学要点

1． 数据库测试

2． Web应用系统测试 3． GUI测试

三、教学重点和难点

1.Web应用系统的功能性与性能测试 2.数据库的功能性与性能测试 3.数据库测试的典型场景

第十二章 软件测试管理（2学时）

一、教学要求

1.掌握测试缺陷管理的基本概念，缺陷程度的划分，软件缺陷的度量方式

2.理解测试配置管理的基本概念、目标、角色与实施步骤，常用的配置管理工具及其能力

3.了解测试计划的制定、测试工作量的估算方法，测试团队的组织模式与原则，测试过程监控的实施方式，测试文档的类型及各自应包含的内容

二、教学要点

1． 缺陷管理 2． 测试配置管理

三、教学重点和难点

1.缺陷管理的基本概念 2.测试配置管理的基本概念

第三部分 课程实践

本课程实践教学环节由四个课程实验组成，共计20学时，具体包括： 实验

一、白盒测试与黑盒测试用例设计（8学时）

要求：给定待测软件的需求描述和程序流程，利用等价类划分、边界值分析、因果图、判定表等方法设计黑盒测试用例，利用语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定条件覆盖、条件组合覆盖等方法设计白盒测试用例，并撰写测试用例设计文档。

实验

二、Java程序单元测试（4学时）

要求：掌握利用Junit和Jmock进行Java程序单元测试的基本过程和基本方法。

实验

三、Web应用系统功能测试（4学时）

要求：使用开源Web功能测试工具MaxQ对给定Web应用系统进行功能测试。

实验

四、Web应用系统性能测试（4学时）

要求：使用开源Web性能测试工具JMeter和录制脚本工具Badboy对给定Web应用系统进行性能测试。

第二篇：计算机组成原理课程说明

上海开放大学《云计算入门》课程教学大纲

上海开放大学专科通识教育选修课

《云计算入门》课程教学大纲

(2013年2月 审定)

第一部分 课程的性质、目的与任务

一、课程的性质、目的与任务

本课程是上海开放大学开放专科通识教育选修课，课程2学分，32学时。

课程主要介绍云计算的概念与基本理念，发展历史、现状及未来趋势，国内外主要企业的云计算发展战略，云计算架构，云计算的标准化与开源软件，面向个人应用以及面向企业应用的云计算服务。云计算技术以及基于云计算的服务是当前全球信息技术发展的重要方向。

通过本课程的学习，使学生建立对云计算技术及理念的基本认识，了解并理解新时期信息科技发展带来的机遇以及面临的挑战。

二、先修后续课程： 先修课程：无； 后续课程：无。

第二部分 教学内容与要求

第一章 云计算概述（2学时）

一、教学要求

1． 理解云计算的基本概念

2． 了解云计算的特征要素和基本理念 3． 了解云计算的应用

二、教学要点

1． 狭义云计算与广义云计算的概念 2． “云”和“端”的概念 3． 云计算的主要服务形式 4． 云计算的基本理念

第二章 云计算的发展趋势（2学时）

一、教学要求

1． 了解市场对云计算的预期

2． 了解国外主要国家和组织对云计算的支持与推进 3． 了解中国政府的云计算政策 4． 理解云计算发展的原因

上海开放大学《云计算入门》课程教学大纲

二、教学要点

1． 云计算市场未来前景看好

2． 美国、欧盟、日本等主要国家和组织对云计算的支持 3． 中国现阶段云计算创新发展的总体思路

4． 云计算成为技术潮流的内因是“需求+技术+模式”的合理组合

第三章 云计算的发展历史与现状（2学时）

一、教学要求

1． 了解计算技术的发展历程 2． 了解云计算的起源 3． 了解云计算发展的主要障碍

二、教学要点

1． 计算技术发展各阶段的核心思想和基本特征 2． 云计算的发展历史

第四章 国内外主要企业的云计算发展战略（2学时）

一、教学要求

1． 了解国外主流厂商的云计算发展策略 2． 了解国外的产学合作

3． 了解国内企业的云计算发展策略

二、教学要点

1． 国外主流厂商的云计算服务平台与产品 2． 中国主流企业的云计算服务平台与产品

第五章 云计算的架构（6学时）

一、教学要求

1． 理解SOA与云计算 2． 理解虚拟化与云计算 3． 了解云计算的概念架构 4． 了解云计算的技术架构

二、教学要点

1． SOA架构 2． 虚拟化技术

3． 谷歌的云计算技术架构

上海开放大学《云计算入门》课程教学大纲

第六章 云计算的标准化与开源软件（2学时）

一、教学要求

1． 了解云计算研究标准的现状

2． 了解国外主要云计算标准研究组织及其研究方向 3． 了解中国云计算标准研究组织及其最新进展

4． 理解开源软件的基本概念及其在云计算发展历程中扮演的角色

二、教学要点

1． 主要标准研究组织分类 2． 开源软件的概念 3． 知名云计算相关开源软件

第七章 面向个人应用的云计算服务（8学时）

一、教学要求

1． 理解搜索引擎的基本概念 2． 了解主流即时通讯工具 3． 理解社交网络服务 4． 了解微博服务 5． 了解其他云计算服务

二、教学要点

1． 搜索引擎的概念、功能以及分类 2． 发展社交网络的理论依据 3． 微博的特点及定位

第八章 面向企业应用的云计算服务（8学时）

一、教学要求

1． 了解云计算在IaaS中的应用 2． 了解SaaS面向企业应用的实例 3． 了解微博在企业方面的应用 4． 了解搜索引擎在企业中的应用

二、教学要点

1． 混合云模式

2． 按需弹性提供服务资源是云计算在系统结构方面的主要特点 3． 保证云计算服务可用性、可靠性及实施隐私保护的主要措施

第三篇：计算机组成原理课程总结（范文）

合肥学院

课程综述论文

题

目 系

部 专

业 班

级 学生姓名

计算机组成原理总结 计算机科学与技术 计算机网络工程 11网络工程（2）

2013 年 12 月 15 日

计算机组成原理总结

内容摘要

本课程学习知识要求高，技术性较强，而且随着应用技术的发展，课程中学习到的新技术应用随时间都在发生变化。所以，学习本课程对我们的计算机硬件基础知识要求较高。

关键词

计算机 原理 总结

课程综述

计算机经过多年的发展。已经在人类的生活扮演着重要的角色，作为一个学习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。

课程主要内容和基本原理

本段主要讲述了计算机组成原理主要内容和基本原理(1)计算机系统概论

1.冯·诺依曼计算机模型。

1）计算机由运算器、存储器、控制器和输入/输出五个部件组成；2）存储器以二进制形式存储指令和数据；3）存储程序工作方式；4）五部件以运算器为中心进行组织。

2.计算机系统性能指标:字长，主频，主存容量，兼容性(2)计算机系统的硬件结构

1.存储器的主要性能指标容量，速度，价格

2.半导体只读存储器：掩膜只读存储器ROM可编程ROM（PROM）可擦除和编程的ROM（EPROM）电擦除电改写只读存储器（EEPROM）闪速存储器（flash memory）

3.高速缓冲存储器 工作原理：设置Cache是为了解决CPU和主存之间的速度匹配问题，理论依据是程序访存的局部性规律。映射方式：有直接映像、全相联映像和组相联映像。替换算法：先进先出法（FIFO）“近期最少使用”算法（LRU）

总线

1.总线是连接两个或多个功能部件的一组共享的信息传输线；一个部件发出的信号可以被连接到总线上的其他所有部件所接收。系统总线按传输信息不同分为：数据总线（双向，其位数与机器字长和存储字长有关，总线宽度）、地址总线（由CPU输出，单向）、控制总线。

2.串行传输

串行总线的数据在数据线上按位进行传送，只需一根数据线，线路成本低，适合远距离的数据传输。

使用串行通信总线连接慢速设备，象键盘、鼠标和终端设备等。串行传输中的数据转换、发送部件中并行数据到串行数据的转换，称为拆卸；接收部件中串行数据转换成并行数据，称为装配。串行传输中的数据传输速率。

3．并行传输

并行总线的数据在数据线上同时有多位一起传送，每一位要有一根数据线。并行数据传输需要联络控制信号。

4.总线裁决：决定哪个总线主控设备将在下次得到总线使用权的过程称为总线裁决。两类总线裁决方式：集中式和分布式

5.定时问题：如何来定义总线事务中的每一步何时开始、何时结束

6.总线异步通信协议的步骤：请求，响应，撤销请求，撤销响应 异步通信子协议类型：全互锁，半互锁，不互锁

I/O设备

1.I/O接口的功能：（1）数据缓冲（2）错误或状态检测（3）控制和定时（4）数据格式转换；（5）与主机和设备通信

2.I/O接口的分类(1)按数据传送方式分，有并行接口和串行接口(2)可编程接口和不可编程接口(3)按通用性来分，有通用接口和专用接口

3.I/O端口的编址方式

(1)独立编址方式：对所有的I/O端口单独进行编号，成为一个独立的I/O地址空间。(2)统一编址方式：将主存地址空间分出一部分地址给I/O端口进行编号。

4.I/O控制方式类型

1.程序直接控制方式（查询方式）

从I/O接口取得外设和接口的状态，根据状态来控制外设和主机的信息交换。

2.程序中断控制方式

执行相应的I/O指令，将启动命令发送给相应的I/O接口和外设，然后CPU继续执行其他程序。

3.直接存储器存取方式 简称为DMA方式，用于高速设备和主机的数据传送，采用成批数据交换方式。用专门的硬件（DMA控制器）来控制总线进行数据交换。

5.中断： 由于内部/外部事件或由程序的预先安排引起CPU中断正在执行的程序，转到相应的服务程序中去。

6.DMA DMA方式：用专门的DMA接口硬件来控制外设与主存间的直接数据交换，而不通过CPU。控制总线进行DMA传送的硬件接口为DMA控制器。DMA工作方式： CPU停止法(成组传送)、周期挪用(窃取)法(单字传送)、交替分时访问法

指令系统

1.指令一般的格式 操作码OP+ 地址码 A 2.指令字长度：一个指令字包含的所有二进制代码的位数。有等长指令字结构和变长指令字结构。3.指令系统性能的指标

指令所占存储空间是否尽可能小；表现在指令中代码密度是否高、信息冗余量是否少；

4.寻址方式：立即寻址，直接寻址，间接寻址，相对寻址，基址变址寻址，隐含寻址方式

5.指令系统设计的基本思路

任务是确定所有机器指令的格式、类型、操作以及对操作数的访问方式。出发点是提高指令系统的性能/价格比。

6.堆栈是一种按特定顺序访问的存储区；其特点是后进先出(LIFO)或先进后出(FILO)。

(3)中央处理器

CPU=寄存器(PC、IR)+CU+ALU+中断系统 1.CPU的四种基本功能：

存储器读：读取某一主存单元的内容，并将其装入某一个CPU寄存器；存储器写：把一个数据字从某一CPU寄存器存入给定的主存单元中；把一个数据字从某一CPU寄存器送到另一个寄存器或者ALU；进行一个算术运算或逻辑运算，将结果送入某一CPU寄存器或存储器。

2.控制器三种时序控制方法：同步，异步，联合控制方法 3.指令ADD R3，R1的执行控制序列

4.决定CPU性能最重要三个因素：指令的功能强弱，时钟周期的长短，执行每条指令所需时钟周期数。

5.微指令的格式：水平型微指令和垂直型微指令。

编码：1）直接表示法 2）分段直接编码法 3）字段间接编码法

心得体会

在上计算机组成原理课程的时候，虽然准时去上课，很认真的听课，但是《计算机组成原理》这门课程难度十分大，在学习这门课程时，我遇到过许多困难，这并不可怕，因为只要我们敢于面对，团结合作，就没有解决不了的问题。在学习过程中，我们需要互相学习，互相帮助、互相鼓励。在学习的时候，要善于把自己好的想法给大家分享，不会的时候要虚心向同学和老师请教。

总结

计算机组成原理课程主要教授了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。

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

第四篇：计算机组成原理课程论文

《计算机组成原理》课程论文

【内容摘要】： 本论文主要在课程的学习上作一些讨论。该课程主要介绍计算机硬件的结构与基本原理和计算机系统的实现方法。课程主要研究CPU、主存储器、I/0接口和输入/输出以及总线的结构和功能。使学生建立计算机系统的概念，深入了解计算机的工作原理，掌握计算机组织与实现的技术和方法，以及计算机系统分析和系统设计的方法，从而为计算机专业其他专业课的学习打下坚实的基础。

【关键词】： 课程概述、计算机系统、CPU、控制单元

【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。组成原理是计算机类专业的一门主干必修课程，主要内容有：（1）对计算机的发展、应用和特性作的概述，并简单介绍了计算机系统的硬件、软件及计算机系统的层次结构；（2）系统总线，介绍了三种总线结构及接口的概念，总线控制的三种方式和通信的两种方式；（3）存储系统，主要介绍半导体存储器工作原理、寻址方式、与CPU的互连的方法，以及存储系统的多级结构；（4）输入输出系统，介绍了计算机系统中主机与外部设备之间的信息交换方式，重点介绍中断处理方式以及DMA方式；（5）运算方法和运算器，介绍数值数据和非数值数据的表示方法，定点数和浮点数的四则运算、逻辑运算及运算器的组成和工作原理；（6）指令系统，介绍指令系统的发展与性能要求、指令格式的分析以及指令和数据的寻址方式；（7）CPU的结构和功能，CPU控制机器完成一条指令的全过程，中断技术在提高整机系统效能方面的作用（8）组合逻辑控制器、微程序控制器的设计原理和设计方法、指令周期的概念及时序产生器的原理及其控制方式。

【正文】：

（一）计算机概述

计算机系统由硬件和软件两大部分组成，它们共同决定了计算机性能的好坏。计算机系统的层次结构经过了多次的发展由最初的一级层次结构发展到了如今的多层次结构。

典型的计算机组成由冯·诺依曼计算机演变而来，该计算机由五大部分组成：输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器，并以运算器为中心结构。现代计算机可认为有三大部分组成：CPU、I/O设备、主存储器，并以存储器为系统中心。

计算机硬件的主要技术指标有机器字长（指CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关）、存储容量（包括贮存容量和辅存容量）、运算速度。

（二）计算机系统 1）、系统总线

总线是连接多个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质。当多个部件与总线相连时，如果出现两个或两个以上部件同时向总线发送信息，必将导致信号冲突，传输失效。因此，在某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。

总线按传送方式可分为并行传输总线和串行传输总线；按使用范围可分为计算机总线、测控总线、网络通信总线等；按连接部件可分为片内总线、系统总线和控制总线，本书重点介绍。总线的性能指标：总线宽度、总线带宽、时钟同步/异步、总线复用、信号线数、总线控制方式等。总线的结构通常分为单总线结构和多总线结构。总线的控制主要包括判优控制和通信控制，总线判优控制分为集中式判优（链式查询、计数器定时查询和独立查询）和分布式判优（自举分布式和冲突检测分布式）。总线通信控制主要解决通信双方如何获知传输开始和传输结束，以及双方如何协调配合，通常用四种方式：同步通信、异步通信、半同步通信和分离式通信。

2）存储器

存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。按存储介质分类可分为半导体存储器、磁表面存储器、磁芯存储器和光盘存储器，按存取方式分为随机存储器、只读存储器、串行访问存储器，按在计算机中分类分为主存储器、辅助存储器、缓冲存储器。存储器有三个性能指标：速度、容量和每位价格。存储器的扩展通常有位扩展和字扩展，位扩展即增加存储字长,如将8片16K*1位的存储芯片连接，可组成一个16K*8位的存储器。字扩展是指增加存储字的数量，如2片1K*8位的存储芯片可组成一个2K*8位的存储器。在与存储器外部设备交换信息时，可采用高速原件、使用层次结构、调整主存的结构来提高访存速度。

3）I/O系统

I/O系统是操作系统的一个重要的组成部分，负责管理系统中所有的外部设备。计算机外部设备。在计算机系统中除CPU和内存储外所有的设备和装置称为计算机外部设备（外围设备、I/O设备）。I/O设备：用来向计算机输入和输出信息的设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。I/O设备与主机交换信息有三种控制方式：程序查询方式，程序中断方式，DMA方式。程序查询方式是由CPU通过程序不断的查询I/O设备是否做好准备，从而控制其与主机交换信息。程序中断方式不查询设备是否准备就绪，继续执行自身程序，只是当I/O设备准备就绪并向CPU发出中断请求后才给予响应，这大大提高了CPU的工作效率。在DMA方式中，主存与I/O设备之间有一条数据通路，主存与其交换信息时，无需调用中断服务程序。

4）运算器 计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、比较和传送等操作，亦称算术逻辑部件（ALU）。运算器由：算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。加减法主要采用补码定点加减法进行运算，乘法可视为加法和移位，主要方法有原码一位乘、原码两位乘、补码一位乘、补码两位乘等，乘积的符号位由两个数的符号位异或运算结果决定。除法运算可视为减法和移位，主要方法有恢复余数法、加减交替法，其中原码除法的符号位单独处理，补码除法的符号位参与运算并最终获得结果。浮点加减法可分为○1对阶，使两数的小数点位置对其2尾数求和，将对阶后的两尾数按定点加减运算规则求和或差○3规格化○4舍○入，要考虑尾数右移时失去的数值位○5溢出判断。浮点乘除运算，乘积的阶码应为相乘两数的阶码之和，乘积的尾数应为相乘两数的尾数之积，商的阶码为被除数的阶码减去减数的阶码，尾数为被除数的尾数除以除数的尾数所得的商。5）指令系统一条指令就是机器语言的一个语句，它是一组有意义的二进制代码，指令的基本格式如：操作码字段+地址码字段，其中操作码指明了指令的操作性质及功能，地址码则给出了操作数或操作数的地址。指令包括操作码域和地址域两部分。根据地址域所涉及的地址数量，常见的指令格式有以下几种。○1三地址指令：一般地址域中A1、A2分别确定第一、第二操作数地址,A3确定结果地址。下一条指令的地址通常由程序计数器按顺序给出。2二地址指令：地址域中A1确定

○第一操作数地址，A2同时确定第二操作数地址和结果地址。○3单地址指令：地址域中A确定第一操作数地址。固定使用某个寄存器存放第二操作数和操作结果。因而在指令中隐含了它们的地址。○4零地址指令：在堆栈型计算机中，操作数一般存放在下推堆栈顶的两个单元中,结果又放入栈顶,地址均被隐含，因而大多数指令只有操作码而没有地址域。根据指令内容确定操作数地址的过程称为寻址。完善的寻址方式可为用户组织和使用数据提供方便。○1直接寻址：指令地址域中表示的是操作数地址。○2间接寻址：指令地址域中表示的是操作数地址的地址即指令地址码对应的存储单元所给出的是地址A，操作数据存放在地址A指示的主存单元内。有的计算机的指令可以多次间接寻址,如A指示的主存单元内存放的是另一地址B，而操作数据存放在B指示的主存单元内，称为多重间接寻址。○3立即寻址：指令地址域中表示的是操作数本身。○4变址寻址：指令地址域中表示的是变址寄存器号i和位移值D。将指定的变址寄存器内容E与位移值D相加,其和E+D为操作数地址。许多计算机具有双变址功能，即将两个变址寄存器内容与位移值相加，得操作数地址。变址寻址有利于数组操作和程序共用。同时，位移值长度可短于地址长度，因而指令长度可以缩短。○5相对寻址：指令地址域中表示的是位移值D。程序计数器内容（即本条指令的地址）K与位移值D相加，得操作数地址K+D。当程序在主存储器浮动时，相对寻址能保持原有程序功能。此外，还有自增寻址、自减寻址、组合寻址等寻址方式。寻址方式可由操作码确定，也可在地址域中设标志，指明寻址方式。

6）CPU的结构和功能

CPU具有控制程序的顺序执行（指令控制）、产生完成每条指令所需的控制命令（操作控制）、对各种操作加以时间上的控制（时间控制）、对数据进行算术运算和逻辑运算（数据加工）以及处理中断等功能。一条指令的执行过程按时间顺序可分为以下几个步骤：○1CPU发出指令地址。将指令指针寄存器（IP）的内容——指令地址，经地址总线送入存储器的地址寄存器中。○2从地址寄存器中读取指令。将读出的指令暂存于存储器的数据寄存器中。○3将指令送往指令寄存器。将指令从数据寄存器中取出，经数据总线送入控制器的指令寄存器中。4指令译码。指令寄存器中的操作码部分送指令译码器，经译码器分析产生相○应的操作控制信号，送往各个执行部件。○5按指令操作码执行。○6修改程序计数器的值，形成下一条要取指令的地址。若执行的是非转移指令，即顺序执行，则指令指针寄存器的内容加1，形成下一条要取指令的地址。指令指针寄存器也称为程序计数器。中断的作用：一方面，有了中断功能，PC系统就可以使CPU和外设同时工作，使系统可以及时地响应外部事件。而且有了中断功能，CPU可允许多个外设同时工作。这样就大大提高了CPU的利用率，也提高了数据输入、输出的速度；另一方面，有了中断功能，就可以使CPU及时处理各种软硬件故障。计算机在运行过程中，往往会出现事先预料不到的情况或出现一些故障，如电源掉电、存储出错，运算溢出等等。计算机可以利用中断系统自行处理，而不必停机或报告工作人员。

7）控制单元

控制单元是整个CPU的指挥控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令译码器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三个部件组成，对协调整个电脑有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序，依次从存储器中取出各条指令，放在指令寄存器IR中，通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作，然后通过控制总线送至相应部件实现功能。常见的控制方式有同步控制、异步控制、联合控制和人工控制。控制单元的设计有两种方法：组合逻辑设计和微程序设计。组合逻辑设计首先要确定控制方式，然后决定微操作的节拍安排，再根据微操作列出微操作命令的操作时间表、求出最简逻辑表达式并画出微操作的逻辑图。这种方法思路清晰，但每一个微操作都对应一个逻辑电路，最终的控制单元会十分庞杂。微程序设计是指将一条机器指令编写成一个微程序，每一个微程序包含若干条微指令，每一条微指令对应一个或几个微操作命令，然后把这些微程序存到一个控制存储器中，用寻找用户程序机器指令的方法来寻找每一个为程序中的微指令。这些微指令以二进制代码形式表示，每位代表一个控制信号，因此逐条执行每一条微指令，也就相应的完成了一条机器指令的全部操作。微指令的编码方式有直接编码、字段直接编码、字段间接编码、混合编码等，微指令格式有水平型微指令和垂直型微指令。

【心得体会】 在做完这次课程论文后，让我再次加深了对计算机的组成原理的理解，对计算机的构建也有更深层次的体会。计算机的每一次发展，都凝聚着人类的智慧和辛勤劳动，每一次创新都给人类带来了巨大的进步。计算机从早期的简单功能，到现在的复杂操作，都是一点一滴发展起来的。这种层次化的让我体会到了，凡事要从小做起，无数的‘小’便成就了‘大’。在学习过程中也是碰到了很多问题，主要就和老师说的一样，课后没有看书，导致一些知识点没有掌握完全，概念问题有很多细节不懂。这些都要尽量弥补，才能让这门课的学习达到目的。

【结语】 计算机的发展日新月异。自从踏入21世纪以来可谓发展神速，可以预见将来必将出现新的电脑体系、功能与知识，我们不能局限于现今所学的的知识，要跟上时代的步伐，时时刻刻关注计算机方面的发展，这样才能为以后的工作学习打下坚实的基础。

【参考文献】

【1】唐俊飞.计算机组成原理.北京：刚等教育出版社，2000.【2】白中英,等.计算机组成原理.3版.北京：科学出版社，2002.

第五篇：计算机组成原理课程论文

计算机组成原理小论文

一、计算机系统概论：

主要介绍了计算机的组成概貌以及工作原理，旨在使读者对计算机总体结构有一个概括的了解，为学习后面内容打下基础。

计算机系统由硬件和软件两大部分组成，它们共同决定了计算机性能的好坏。计算机系统的层次结构经过了多次的发展由最初的一级层次结构发展到了如今的多层次结构。

紧接着，就谈到了著名的冯*诺依曼计算机，它的特点：

1、计算机是由运算器、存储器、控制器、输入设备和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，并可按地址寻址。

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，操作码是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。

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。现在的计算机由三大部分组成：CPU、I/O设备以及主存储器，以存储器为系统中心。CPU和主存储器合起来称为主机，I/O设备又称为外部设备。计算机硬件的主要技术指标有机器字长（指CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关）、存储容量（包括贮存容量和辅存容量）、运算速度（与很多因素有关，如机器的主频、执行什么样的操作、主存本身速度都有关）。

二、系统总线

总线是连接多个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质。当多个部件与总线相连时，如果出现两个或两个以上部件同时向总线发送信息，必将导致信号冲突，传输失效。因此，在某一时刻，只允许有一个部件向总线发送信息，而多个部件可以同时从总线上接受相同的信息。

总线按传送方式可分为并行传输总线和串行传输总线；按使用范围可分为计算机总线、测控总线、网络通信总线等；按连接部件可分为片内总线、系统总线和控制总线，本书重点介绍。总线的性能指标：总线宽度、总线带宽、时钟同步/异步、总线复用、信号线数、总线控制方式等。总线的结构通常分为单总线结构和多总线结构。总线的控制主要包括判优控制和通信控制，总线判优控制分为集中式判优（链式查询、计数器定时查询和独立查询）和分布式判优（自举分布式和冲突检测分布式）。总线通信控制主要解决通信双方如何获知传输开始和传输结束，以及双方如何协调配合，通常用四种方式：同步通信、异步通信、半同步通信和分离式通信。

三、存储器

存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。按存储介质分类可分为半导体存储器、磁表面存储器、磁芯存储器和光盘存储器，按存取方式分为随机存储器、只读存储器、串行访问存储器，按在计算机中分类分为主存储器、辅助存储器、缓冲存储器。存储器有三个性能指标：速度、容量和每位价格。存储器的扩展通常有位扩展和字扩展，位扩展即增加存储字长,如将8片16K*1位的存储芯片连接，可组成一个16K*8位的存储器。字扩展是指增加存储字的数量，如2片1K*8位的存储芯片可组成一个2K*8位的存储器。在与存储器外部设备交换信息时，可采用高速原件、使用层次结构、调整主存的结构来提高访存速度。

四、输入输出系统

I/O系统是操作系统的一个重要的组成部分，负责管理系统中所有的外部设备。计算机外部设备。在计算机系统中除CPU和内存储外所有的设备和装置称为计算机外部设备（外围设备、I/O设备）。I/O设备：用来向计算机输入和输出信息的设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。I/O设备与主机交换信息有三种控制方式：程序查询方式，程序中断方式，DMA方式。程序查询方式是由CPU通过程序不断的查询I/O设备是否做好准备，从而控制其与主机交换信息。程序中断方式不查询设备是否准备就绪，继续执行自身程序，只是当I/O设备准备就绪并向CPU发出中断请求后才给予响应，这大大提高了CPU的工作效率。在DMA方式中，主存与I/O设备之间有一条数据通路，主存与其交换信息时，无需调用中断服务程序。

五、运算器

计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、比较和传送等操作，亦称算术逻辑部件（ALU）。运算器由：算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。加减法主要采用补码定点加减法进行运算，乘法可视为加法和移位，主要方法有原码一位乘、原码两位乘、补码一位乘、补码两位乘等，乘积的符号位由两个数的符号位异或运算结果决定。除法运算可视为减法和移位，主要方法有恢复余数法、加减交替法，其中原码除法的符号位单独处理，补码除法的符号位参与运算并最终获得结果。浮点加减法可分为

1、对阶，使两数的小数点位置对其；

2、尾数求和，将对阶后的两尾数按定点加减运算规则求和或差；

3、规格化；

4、舍入，要考虑尾数右移时失去的数值位；

5、溢出判断。浮点乘除运算，乘积的阶码应为相乘两数的阶码之和，乘积的尾数应为相乘两数的尾数之积，商的阶码为被除数的阶码减去减数的阶码，尾数为被除数的尾数除以除数的尾数所得的商。

六、指令系统 一条指令就是机器语言的一个语句，它是一组有意义的二进制代码，指令的基本格式如：操作码字段+地址码字段，其中操作码指明了指令的操作性质及功能，地址码则给出了操作数或操作数的地址。指令包括操作码域和地址域两部分。根据地址域所涉及的地址数量，常见的指令格式有以下几种：三地址指令、二地址指令、单地址指令、零地址指令。根据指令内容确定操作数地址的过程称为寻址。可分为指令寻址和数据寻址两大类。其中数据寻址可再细分为：

1、立即寻址：立即寻址的特点是操作数本身设在指令字内，即形式地址A不是操作数地址，而是操作数本身，又称之为立即数。数据采用补码形式存放；

2、直接寻址：特点是指令字中的形式地址A就是操作数的真实地址EA，即EA=A；

3、隐含寻址：隐含寻址是指指令中不明显给出操作数的地址，其中操作数的地址隐含在操作码或某个寄存器中；

4、间接寻址：有效地址是由形式地址间接给出来的，即EA=（A）；

5、寄存器寻址：在寄存器寻址的指令字中，地址码字段直接指出了寄存器的的编号，即EA=Ri；

6、寄存器间接寻址：Ri中内容不是操作数，而是操作数所在主存单元的地址号，即有效地址EA=（Ri）；

7、基址寻址：基址寻址需设有基址寄存器BR，其操作数的有效地址EA等于指令字中的形式地址与基址寄存器中的内容相加，即EA=A+(BR)；变址寻址：变址寻址与基址寻址极为相似，其有效地址EA等于指令字中的形式地址A与变址寄存器IX的内容相加之和，即EA=A+(IX)。

七、CPU的结构和功能

CPU具有控制程序的顺序执行（指令控制）、产生完成每条指令所需的控制命令（操作控制）、对各种操作加以时间上的控制（时间控制）、对数据进行算术运算和逻辑运算（数据加工）以及处理中断等功能。一条指令的执行过程按时间顺序可分为以下几个步骤：

1、CPU发出指令地址。将指令指针寄存器（IP）的内容——指令地址，经地址总线送入存储器的地址寄存器中。

2、从地址寄存器中读取指令。将读出的指令暂存于存储器的数据寄存器中。

3、将指令送往指令寄存器。将指令从数据寄存器中取出，经数据总线送入控制器的指令寄存器中。

4、指令译码。指令寄存器中的操作码部分送指令译码器，经译码器分析产生相应的操作控制信号，送往各个执行部件。

5、按指令操作码执行。

6、修改程序计数器的值，形成下一条要取指令的地址。若执行的是非转移指令，即顺序执行，则指令指针寄存器的内容加1，形成下一条要取指令的地址。指令指针寄存器也称为程序计数器。中断的作用：一方面，有了中断功能，PC系统就可以使CPU和外设同时工作，使系统可以及时地响应外部事件。而且有了中断功能，CPU可允许多个外设同时工作。这样就大大提高了CPU的利用率，也提高了数据输入、输出的速度；另一方面，有了中断功能，就可以使CPU及时处理各种软硬件故障。计算机在运行过程中，往往会出现事先预料不到的情况或出现一些故障，如电源掉电、存储出错，运算溢出等等。计算机可以利用中断系统自行处理，而不必停机或报告工作人员。

八、控制单元

控制单元是整个CPU的指挥控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令译码器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三个部件组成，对协调整个电脑有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序，依次从存储器中取出各条指令，放在指令寄存器IR中，通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作，然后通过控制总线送至相应部件实现功能。常见的控制方式有同步控制、异步控制、联合控制和人工控制。控制单元的设计有两种方法：组合逻辑设计和微程序设计。组合逻辑设计首先要确定控制方式，然后决定微操作的节拍安排，再根据微操作列出微操作命令的操作时间表、求出最简逻辑表达式并画出微操作的逻辑图。这种方法思路清晰，但每一个微操作都对应一个逻辑电路，最终的控制单元会十分庞杂。微程序设计是指将一条机器指令编写成一个微程序，每一个微程序包含若干条微指令，每一条微指令对应一个或几个微操作命令，然后把这些微程序存到一个控制存储器中，用寻找用户程序机器指令的方法来寻找每一个为程序中的微指令。这些微指令以二进制代码形式表示，每位代表一个控制信号，因此逐条执行每一条微指令，也就相应的完成了一条机器指令的全部操作。微指令的编码方式有直接编码、字段直接编码、字段间接编码、混合编码等，微指令格式有水平型微指令和垂直型微指令。

心得体会：在做完这次课程论文后，让我再次加深了对计算机的组成原理的理解，对计算机的构建也有更深层次的体会。计算机的每一次发展，都凝聚着人类的智慧和辛勤劳动，每一次创新都给人类带来了巨大的进步。计算机从早期的简单功能，到现在的复杂操作，都是一点一滴发展起来的。这种层次化的让我体会到了，凡事要从小做起，无数的‘小’便成就了‘大’。在学习过程中也是碰到了很多问题，主要就和老师说的一样，课后没有看书，导致一些知识点没有掌握完全，概念问题有很多细节不懂。这些都要尽量弥补，才能让这门课的学习达到目的。