计算机组成原理课报告

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1、Author：ChenXi题目：计算机组成原理课报告作者：陈曦计算机组成原理课报告Author：ChenXi目录一、学习要求：3二、学习要点：31.“冯·诺依曼”计算机的设计思想31.1．“冯·诺依曼”计算机31.2．计算机基本结构图42.计算机内部数据表示42.1．数据单位42.2．数值数据在计算机内的编码方法52.3．原码、补码和反码72.4.字符的表示方法83.定点和浮点数的运算过程93.1．定点数运算93.2．浮点数运算104．指令和指令系统134.1．指令134.2．指令系统174．储存系统与内存扩展194.

2、1．储存器194.2．储存系统的分级结构204.3．内存扩展205．输入输出系统215.1．系统基本功能225.2．输入输出系统的组成22计算机组成原理课报告Author：ChenXi5.3．输入输出设备经典控制模式22三、理解和结论24正文随着社会的不断发展与进步，计算机已是我们生活中不可或缺的一样东西，它在我们生活中的用途也越来越广泛。因为它，我们在军事、医学、通讯等各大领域有了很大的发展。计算机科学是一门应用广泛、使用面积广、技术含量高的一门学科和技术，生活中的无处不在需要我们了解和清楚计算机的相关知识和体系

3、结构。而“计算机组成原理”是讲解计算机的内部特性的一门学科。一、学习要求：1.理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念。2.理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。3.运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算和分析，并能对一些基本部件进行简单设计。二、学习要点：1.“冯·诺依曼”计算机的设计思想1.1．“冯·诺依曼”计算机　计算机问世５０年来，虽然现在的计算

4、机系统从性能指标、运算速度、工作方式、应用领域和价格等方面与当时的计算机有很大的差别，但基本体系结构没有变，都属于冯·诺依曼计算机。　　冯·诺依曼设计思想可以简要地概括为以下三点：　　①计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件。　　②计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。每条指令一般具有一个操作码和一个地址码。其中，操作码表示运算性质，地址码指出操作数在存储器的位置。　　③将编好的程序和原始数据送入内存储器中，然后启动计算机工作，计算机应在不需操作人员干预的情况下，自动逐条取出指令和执行任务。　

5、　冯·诺依曼设计思想最重要之处在于他明确地提出了“程序存储”的概念。计算机组成原理课报告Author：ChenXi他的全部设计思想，实际上是对“程序存储”要领的具体化。1.2．计算机基本结构图　　（图中实线为数据流，虚线为控制流），我们可以更好地理解“存储程序”和“程序控制”。输入设备在控制器控制下输入解题程序和原始数据，控制器从存储器中依次读出程序的一条条指令，经过译码分析，发出一系列操作信号以指挥运算器、存储器等到部件完成所规定的操作功能，最后由控制器命令输出设备以适当方式输出最后结果。这一切工作都是由控制器控制、

6、而控制器赖以控制的主要依据则是存放于存储器中的程序。人们常说，现代计算机采用的是存储程序控制方式，就是这个意思。2.计算机内部数据表示2.1．数据单位　　计算机中数据的常用单位有位、字节和字。2.1.1．位　　计算机采用二进制，运算器运算的是二进制数，控制器发出的各种指令也表示成二进制数，存储器中存放的数据和程序也是二进制数，在网络上进行数据通信时发送和接收的还是二进制数。显然，在计算机内部到处都是由0和1组成的数据流。计算机中最小的数据单位是二进制的一个数位，简称为位（英文名称bit)。计算机中最直接、最基本的操作就

7、是对二进制位的操作。一个二进制位可表示两计算机组成原理课报告Author：ChenXi种状态(0或1)，两个二进制位可表示四种状态（00，01，10，11)，每增加一位，所能表示的信息量就增加一倍.位越多，所表示的状态就越多。2.1.2．字节　　为了表示人类可读形式数据中的所有字符(字母、数字以及各种专用符号，大约有128～256个)需要用7位或8位二进制数。因此，人们选定8位二进制数为一个字节（英文名称Byte），用B表示。1个字节由8个二进制位组成。一个字节对应计算机中的一个存储单元。如：一个英文字符或一个十进制数

8、字都在计算机存储器中占有一个字节的长度。而一个汉字字符要占用两个字节的长度。字节是衡量计算机存储器容量的一个重要参数。由于字节的单位太小，我们引进千字节KB、兆字节MB和吉字节GB三个单位，它们之间的换算关系如下：1B=8bit　　1KB=210B=1024B　　1MB=210KB=220B　　1GB=210MB=220KB=23