合肥学院
课 程 论 文
题 目
系 部
专 业
班 级
学生姓名 指导教师
计算机组成原理课程综述 计算机科学与技术系 嵌入式 11级计本（2）班 *** 张向东
2013 年 5 月 20 日
计算机组成原理课程综述
内容摘要
计算机组成原理是计算机科学与技术系嵌入式专业中非常重要的基础专业课程，是以“数字逻辑”等专业基础课程为基础的一门课，同时也是“计算机系统结构”、“操作系统”、“计算机接口技术”等专业课程学习的基础课程。在当下网络横行的年代，计算机组成原理有着十分广泛的应用，也与我们的日常生活密不可分。日常生活中的科学计算与数据处理就是其最为广泛的应用之一，又如，电子商务，网络教育，人工智能等现今热门的领域也都是以其为基础的。作为计算机系的学生，我们必须学好计算机组成原理这门课程。本文旨在对这门课程的学习上进行一些讨论。
为此，我们需要从计算机的基本概念、计算机系统的基本组成及基本功能着手, 学习计算机的各个基本组成部件及控制单元的工作原理, 掌握有关软、硬件的基本知识, 尤其是各基本组成部件有机连接构成整机系统的方法, 为培养自身对计算机系统的分析、设计、开发和使用能力打下基础。
一． 计算机组成原理课程综述
计算机组成原理这门课程主要介绍了计算机系统的基本组成，计算机硬件系统，中央处理器和控制单元。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。通过对本门课程的学习, 可以在自己的脑中建立计算机的整机概念， 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， 从而为计算机专业以后要上的专业课的学习打下坚实的基础。
计算机组成原理从内容上看有以下几个特点：一是虽然计算机的五大部件自成体系，较为独立，但是从整机来看，整个课程具有明显的整体性；二是某些设计思想可应用于不同部件，具有相通性，比如并行性思想；三是课程内容相对固定，但也有新的技术理论不断出现，需要关注新技术的发展。
二． 课程主要内容和基本原理
（一） 计算机系统
计算机系统是由“硬件”和“软件”两大部分组成。所谓“硬件”，是指计算机的实体部分，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。所谓“软件”，它看不见摸不着，由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。此外，冯·诺
依曼认为，计算机由运算器. 存储器. 控制器. 输入设备和输出设备五大部件组成。
（二） 计算机系统的硬件结构
在这一章节中我们需要掌握的有系统总线，存储器和输入输出系统。
在系统总线这一章节中，我们要重点掌握的有计算机总线的功能与
组成，总线的概念、连接方式、总线的仲裁、总线的定时以及总线接口的概念和基本功能。总线是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。总线可以分为片内总线，系统总线和通信总线。
而在存储器这一章节中，应重点掌握随机读写存储器的字位扩展情
况，主存储器的组成与设计，cache 存储器的运行原理以及虚拟存储器的概念与实现。
在输入/输出系统中，输入/输出系统的功能与组成，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、响应和处理是我们要着重学习的。
（三） 中央处理器
中央处理器这一单元是我们这学期学习的重点，需要重点掌握的有计算机的运算方法，指令系统，CPU 的功能与基本组成等。计算机的运算方法中定点运算尤为重要，其中补码运算需要重点掌握。在指令系统里指令的一般格式和寻址方式是重点。而CPU 的功能与基本组成中的中断系统则应好好学习。
（四） 控制单元
这章介绍了控制单元的功能和设计，其中要对微程序和微操作应做为重点掌握。
三． 实际应用
自ENIAC 问世后将近30余年的时间里，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3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，而价格也以同样的几何级数下降，以至于以前需花数百万美元的机器（如80M FLOPS 的 CRAY）变得价值仅为数千美元(而此类机器的性能可达200M
FLOPS) ，至于对性能不高的微处理器芯片而言，仅花数美元就可购到。正因为如
此，才使得计算机走出实验室而渗透到各个领域，乃至走进普通百姓的家中，也使得计算机的应用范围从科学计算，数据处理等传统领域扩展到办公自动化，多媒体，电子商务，虚拟工厂，远程教育等，遍及社会，政治，经济，军事，科技以及个人文化生活和家庭生活的各个角落。
四． 心得体会
计算机科学与技术的发展日新月异，可是，不管它如何发展，都离不开计算计组成原理的理论支撑。而对于计算机组成原理的学习，我认为重点是理解，老师也常常教导我们不要死记硬背，而要理解，这样学习效率才会提高。例如，定点运算中的补码运算，如果光靠死记硬背的话，我想学起来是十分痛苦的。但是，如果理解之后再去运算那就容易很多了。
此外，我觉得任何一门工科课程都要有动手实验的环节，计算机组成原理实验也是十分重要的。可是我觉得这个学期开设的组成原理实验课程太少了。通过实验，我们可以能够更加深入地了解计算机的组成、结构和工作原理，从而提高对计算机系统的分析和设计的能力。再者，实验更是我们创新思维的源泉，是培养高素质创新型计算机专业人才的重要保障。通过实验可以加强我们的动手能力，加深对课程的认识，加大学习的热情和兴趣。总之，我觉得实验是课程学习重要环节之一。
五． 结语
刚开始学习这门课程的时候，觉得这门课程应该是一门特别简单的基础理论课程，就像计算机导论一样，所以开始时，对待这门课的态度其实也没有那么认真。不过因为张老师是个十分认真的老师，所以上课的时候还是蛮认真听讲的。在开实验课之前，我还没有对这门课有兴趣，但是开了实验课之后，我觉得计算机组成原理也挺有意思的，就有了兴趣。只是可惜，实验课开的太晚了，而且也不多。此时的我，也慢慢意识到了计算机组成原理这门课的重要性。同时，我坚信，这门课程对我以后的学习会有很大的帮助。
六． 参考文献
【1】. 《计算机组成原理》第二版， 唐朔飞 高等教育出版社 2008.1
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题 目
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专 业
班 级
学生姓名 指导教师
计算机组成原理课程综述 计算机科学与技术系 嵌入式 11级计本（2）班 *** 张向东
2013 年 5 月 20 日
计算机组成原理课程综述
内容摘要
计算机组成原理是计算机科学与技术系嵌入式专业中非常重要的基础专业课程，是以“数字逻辑”等专业基础课程为基础的一门课，同时也是“计算机系统结构”、“操作系统”、“计算机接口技术”等专业课程学习的基础课程。在当下网络横行的年代，计算机组成原理有着十分广泛的应用，也与我们的日常生活密不可分。日常生活中的科学计算与数据处理就是其最为广泛的应用之一，又如，电子商务，网络教育，人工智能等现今热门的领域也都是以其为基础的。作为计算机系的学生，我们必须学好计算机组成原理这门课程。本文旨在对这门课程的学习上进行一些讨论。
为此，我们需要从计算机的基本概念、计算机系统的基本组成及基本功能着手, 学习计算机的各个基本组成部件及控制单元的工作原理, 掌握有关软、硬件的基本知识, 尤其是各基本组成部件有机连接构成整机系统的方法, 为培养自身对计算机系统的分析、设计、开发和使用能力打下基础。
一． 计算机组成原理课程综述
计算机组成原理这门课程主要介绍了计算机系统的基本组成，计算机硬件系统，中央处理器和控制单元。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。通过对本门课程的学习, 可以在自己的脑中建立计算机的整机概念， 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， 从而为计算机专业以后要上的专业课的学习打下坚实的基础。
计算机组成原理从内容上看有以下几个特点：一是虽然计算机的五大部件自成体系，较为独立，但是从整机来看，整个课程具有明显的整体性；二是某些设计思想可应用于不同部件，具有相通性，比如并行性思想；三是课程内容相对固定，但也有新的技术理论不断出现，需要关注新技术的发展。
二． 课程主要内容和基本原理
（一） 计算机系统
计算机系统是由“硬件”和“软件”两大部分组成。所谓“硬件”，是指计算机的实体部分，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。所谓“软件”，它看不见摸不着，由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。此外，冯·诺
依曼认为，计算机由运算器. 存储器. 控制器. 输入设备和输出设备五大部件组成。
（二） 计算机系统的硬件结构
在这一章节中我们需要掌握的有系统总线，存储器和输入输出系统。
在系统总线这一章节中，我们要重点掌握的有计算机总线的功能与
组成，总线的概念、连接方式、总线的仲裁、总线的定时以及总线接口的概念和基本功能。总线是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。总线可以分为片内总线，系统总线和通信总线。
而在存储器这一章节中，应重点掌握随机读写存储器的字位扩展情
况，主存储器的组成与设计，cache 存储器的运行原理以及虚拟存储器的概念与实现。
在输入/输出系统中，输入/输出系统的功能与组成，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、响应和处理是我们要着重学习的。
（三） 中央处理器
中央处理器这一单元是我们这学期学习的重点，需要重点掌握的有计算机的运算方法，指令系统，CPU 的功能与基本组成等。计算机的运算方法中定点运算尤为重要，其中补码运算需要重点掌握。在指令系统里指令的一般格式和寻址方式是重点。而CPU 的功能与基本组成中的中断系统则应好好学习。
（四） 控制单元
这章介绍了控制单元的功能和设计，其中要对微程序和微操作应做为重点掌握。
三． 实际应用
自ENIAC 问世后将近30余年的时间里，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3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，而价格也以同样的几何级数下降，以至于以前需花数百万美元的机器（如80M FLOPS 的 CRAY）变得价值仅为数千美元(而此类机器的性能可达200M
FLOPS) ，至于对性能不高的微处理器芯片而言，仅花数美元就可购到。正因为如
此，才使得计算机走出实验室而渗透到各个领域，乃至走进普通百姓的家中，也使得计算机的应用范围从科学计算，数据处理等传统领域扩展到办公自动化，多媒体，电子商务，虚拟工厂，远程教育等，遍及社会，政治，经济，军事，科技以及个人文化生活和家庭生活的各个角落。
四． 心得体会
计算机科学与技术的发展日新月异，可是，不管它如何发展，都离不开计算计组成原理的理论支撑。而对于计算机组成原理的学习，我认为重点是理解，老师也常常教导我们不要死记硬背，而要理解，这样学习效率才会提高。例如，定点运算中的补码运算，如果光靠死记硬背的话，我想学起来是十分痛苦的。但是，如果理解之后再去运算那就容易很多了。
此外，我觉得任何一门工科课程都要有动手实验的环节，计算机组成原理实验也是十分重要的。可是我觉得这个学期开设的组成原理实验课程太少了。通过实验，我们可以能够更加深入地了解计算机的组成、结构和工作原理，从而提高对计算机系统的分析和设计的能力。再者，实验更是我们创新思维的源泉，是培养高素质创新型计算机专业人才的重要保障。通过实验可以加强我们的动手能力，加深对课程的认识，加大学习的热情和兴趣。总之，我觉得实验是课程学习重要环节之一。
五． 结语
刚开始学习这门课程的时候，觉得这门课程应该是一门特别简单的基础理论课程，就像计算机导论一样，所以开始时，对待这门课的态度其实也没有那么认真。不过因为张老师是个十分认真的老师，所以上课的时候还是蛮认真听讲的。在开实验课之前，我还没有对这门课有兴趣，但是开了实验课之后，我觉得计算机组成原理也挺有意思的，就有了兴趣。只是可惜，实验课开的太晚了，而且也不多。此时的我，也慢慢意识到了计算机组成原理这门课的重要性。同时，我坚信，这门课程对我以后的学习会有很大的帮助。
六． 参考文献
【1】. 《计算机组成原理》第二版， 唐朔飞 高等教育出版社 2008.1