計(jì)算機(jī)原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告何光耀(編輯修改稿)
2025-06-10 04:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (1)指令系統(tǒng)的概念與其性能一臺(tái)計(jì)算機(jī)中所有機(jī)器指令的集合，稱為這臺(tái)計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。一個(gè)完善的指令系統(tǒng)應(yīng)該滿足如下四方面的要求：a. 完備性: 完備性是指用匯編語言編寫各種程序時(shí)，指令系統(tǒng)直接提供的指令足夠使用，而不必用軟件來實(shí)現(xiàn)。:有效性是指利用該指令系統(tǒng)所編寫的程序能夠高效率的運(yùn)行。高效率主要表現(xiàn)在程序占據(jù)存儲(chǔ)空間小、執(zhí)行速度快。: 規(guī)整性包括指令系統(tǒng)的對(duì)稱性、勻齊性、指令格式和數(shù)據(jù)格式的一致性。: 兼容性是指各機(jī)種上基本軟件可以通用，但是只能做到“向上兼容”，即低檔機(jī)上運(yùn)行的軟件可以在高檔機(jī)上運(yùn)行。（2）指令格式一條指令的結(jié)構(gòu)可用如下形式來表示：操作碼字段OP地址碼字段A其中操作碼字段表征指令的操作特性與功能，而地址碼字段通常指定參與操作的操作數(shù)的地址。四、第二章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器的分類存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來存放程序和數(shù)據(jù)。根據(jù)存儲(chǔ)材料的性能及使用方法不同，存儲(chǔ)器有各種不同的分類方法：(1)存儲(chǔ)介質(zhì): 目前使用的存儲(chǔ)介質(zhì)主要是半導(dǎo)體器件和磁性材料，用半導(dǎo)體器件組成的存儲(chǔ)器稱為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器；用磁性材料做成的存儲(chǔ)器稱為磁表面存儲(chǔ)器。(2)存取方式: 若存儲(chǔ)器中任何存儲(chǔ)單元的內(nèi)容都能被隨機(jī)存取，且存取時(shí)間和存儲(chǔ)單元的物理位置無關(guān)，這種存儲(chǔ)器稱為隨機(jī)存儲(chǔ)器；若存儲(chǔ)器只能按某種順序來取存取，也就是說存取時(shí)間和存儲(chǔ)單元的物理位置有關(guān)，這種存儲(chǔ)器稱為順序存儲(chǔ)器。(3)存儲(chǔ)內(nèi)容可變性: 若半導(dǎo)體存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的內(nèi)容是固定不變的，即只能讀出而不能寫入，則稱這樣的存儲(chǔ)器為只讀存儲(chǔ)器；若是既能讀出又能寫入的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器則稱為隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器。(4)信息易失性: 斷電后信息消失的存儲(chǔ)器稱為易失性存儲(chǔ)器；斷電后仍能保存信息的存儲(chǔ)器稱為非易失性存儲(chǔ)器。(5)系統(tǒng)中的作用: 根據(jù)存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所起的作用，可分為內(nèi)部存儲(chǔ)器、外部存儲(chǔ)器；又可分為主存儲(chǔ)器、高速緩存存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器、控制存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器的組成存儲(chǔ)器是由高速緩沖存儲(chǔ)器（cache）、主存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器的多級(jí)存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)來構(gòu)成的，其分級(jí)結(jié)構(gòu)圖如下： 存儲(chǔ)器的擴(kuò)展為了使存儲(chǔ)器的容量能夠變得足夠的大，因此就采用了以下幾種方法來擴(kuò)展存儲(chǔ)器的容量：(1)字長(zhǎng)位數(shù)擴(kuò)展: 若給定的芯片字長(zhǎng)位數(shù)較短，不滿足設(shè)計(jì)要求的存儲(chǔ)器字長(zhǎng)，那么就應(yīng)該多使用幾片芯片來擴(kuò)展字長(zhǎng)位數(shù)。(2)字存儲(chǔ)容量擴(kuò)展: 若給定的芯片存儲(chǔ)容量較小，不滿足設(shè)計(jì)要求的總存儲(chǔ)容量，那么就應(yīng)該多使用幾片芯片來擴(kuò)展字?jǐn)?shù)。(3)存儲(chǔ)器模塊條: 存儲(chǔ)器模塊條常稱為內(nèi)存條，通過它下部的插腳插到系統(tǒng)板的專用插槽中，可以使存儲(chǔ)器的總?cè)萘康玫綌U(kuò)充。與CPU的連接示意圖：五、第三章 總線總線的分類總線是構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的互聯(lián)機(jī)構(gòu)，是多個(gè)系統(tǒng)功能部件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的公共通路。它大致可分為三類：（1）內(nèi)部總線： CPU內(nèi)部連接各寄存器及運(yùn)算部件之間的總線。（2）系統(tǒng)總線： CPU同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的其他高速功能部件等互相連接的總線。（3）I/O總線： 中、低速I/O設(shè)備之間互相連接的總線?？偩€的工作原理如果說主板（Mother Board）是一座城市，那么總線就像是城市里的公共汽車（bus），能按照固定行車路線，傳輸來回不停運(yùn)作的比特（bit）。這些線路在同一時(shí)間內(nèi)都僅能負(fù)責(zé)傳輸一個(gè)比特。因此，必須同時(shí)采用多條線路才能傳送更多數(shù)據(jù)，而總線可同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)就稱為寬度（width），以比特為單位，總線寬度愈大，傳輸性能就愈佳?？偩€的帶寬（即單位時(shí)間內(nèi)可以傳輸?shù)目倲?shù)據(jù)數(shù)）為：總線帶寬 = 頻率 x 寬度（Bytes/sec）。當(dāng)總線空閑（其他器件都以高阻態(tài)形式連接在總線上）且一個(gè)器件要與目的器件通信時(shí)，發(fā)起通信的器件驅(qū)動(dòng)總線，發(fā)出地址和數(shù)據(jù)。其他以高阻態(tài)形式連接在總線上的器件如果收到（或能夠收到）與自己相符的地址信息后，即接收總線上的數(shù)據(jù)。發(fā)送器件完成通信，將總線讓出（輸出變?yōu)楦咦钁B(tài)）。你設(shè)計(jì)的CPU與設(shè)備如何連接通過I/O總線連接。六、第四章 外設(shè)（1） 磁盤存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)與原理
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