【文章內(nèi)容簡介】 所有的設(shè)備和裝置稱為計算機(jī)外部設(shè)備（外圍設(shè)備、I/O設(shè)備）。I/O設(shè)備：用來向計算機(jī)輸入和輸出信息的設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等。I/O設(shè)備與主機(jī)交換信息有三種控制方式：程序查詢方式，程序中斷方式，DMA方式。程序查詢方式是由CPU通過程序不斷的查詢I/O設(shè)備是否做好準(zhǔn)備，從而控制其與主機(jī)交換信息。程序中斷方式不查詢設(shè)備是否準(zhǔn)備就緒，繼續(xù)執(zhí)行自身程序，只是當(dāng)I/O設(shè)備準(zhǔn)備就緒并向CPU發(fā)出中斷請求后才給予響應(yīng)，這大大提高了CPU的工作效率。在DMA方式中，主存與I/O設(shè)備之間有一條數(shù)據(jù)通路，主存與其交換信息時，無需調(diào)用中斷服務(wù)程序。4）運算器 計算機(jī)中執(zhí)行各種算術(shù)和邏輯運算操作的部件。運算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、比較和傳送等操作，亦稱算術(shù)邏輯部件（ALU）。運算器由：算術(shù)邏輯單元（ALU）、累加器、狀態(tài)寄存器、通用寄存器組等組成。算術(shù)邏輯運算單元（ALU）的基本功能為加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求補(bǔ)等操作。加減法主要采用補(bǔ)碼定點加減法進(jìn)行運算，乘法可視為加法和移位，主要方法有原碼一位乘、原碼兩位乘、補(bǔ)碼一位乘、補(bǔ)碼兩位乘等，乘積的符號位由兩個數(shù)的符號位異或運算結(jié)果決定。除法運算可視為減法和移位，主要方法有恢復(fù)余數(shù)法、加減交替法，其中原碼除法的符號位單獨處理，補(bǔ)碼除法的符號位參與運算并最終獲得結(jié)果。浮點加減法可分為○1對階，使兩數(shù)的小數(shù)點位置對其2尾數(shù)求和，將對階后的兩尾數(shù)按定點加減運算規(guī)則求和或差○3規(guī)格化○4舍○入，要考慮尾數(shù)右移時失去的數(shù)值位○5溢出判斷。浮點乘除運算，乘積的階碼應(yīng)為相乘兩數(shù)的階碼之和，乘積的尾數(shù)應(yīng)為相乘兩數(shù)的尾數(shù)之積，商的階碼為被除數(shù)的階碼減去減數(shù)的階碼，尾數(shù)為被除數(shù)的尾數(shù)除以除數(shù)的尾數(shù)所得的商。5）指令系統(tǒng)一條指令就是機(jī)器語言的一個語句，它是一組有意義的二進(jìn)制代碼，指令的基本格式如：操作碼字段+地址碼字段，其中操作碼指明了指令的操作性質(zhì)及功能，地址碼則給出了操作數(shù)或操作數(shù)的地址。指令包括操作碼域和地址域兩部分。根據(jù)地址域所涉及的地址數(shù)量，常見的指令格式有以下幾種?！?三地址指令：一般地址域中AA2分別確定第一、第二操作數(shù)地址,A3確定結(jié)果地址。下一條指令的地址通常由程序計數(shù)器按順序給出。2二地址指令：地址域中A1確定○第一操作數(shù)地址，A2同時確定第二操作數(shù)地址和結(jié)果地址?！?單地址指令：地址域中A確定第一操作數(shù)地址。固定使用某個寄存器存放第二操作數(shù)和操作結(jié)果。因而在指令中隱含了它們的地址?！?零地址指令：在堆棧型計算機(jī)中，操作數(shù)一般存放在下推堆棧頂?shù)膬蓚€單元中,結(jié)果又放入棧頂,地址均被隱含，因而大多數(shù)指令只有操作碼而沒有地址域。根據(jù)指令內(nèi)容確定操作數(shù)地址的過程稱為尋址。完善的尋址方式可為用戶組織和使用數(shù)據(jù)提供方便?！?直接尋址：指令地址域中表示的是操作數(shù)地址。○2間接尋址：指令地址域中表示的是操作數(shù)地址的地址即指令地址碼對應(yīng)的存儲單元所給出的是地址A，操作數(shù)據(jù)存放在地址A指示的主存單元內(nèi)。有的計算機(jī)的指令可以多次間接尋址,如A指示的主存單元內(nèi)存放的是另一地址B，而操作數(shù)據(jù)存放在B指示的主存單元內(nèi)，稱為多重間接尋址?！?立即尋址：指令地址域中表示的是操作數(shù)本身?！?變址尋址：指令地址域中表示的是變址寄存器號i和位移值D。將指定的變址寄存器內(nèi)容E與位移值D相加,其和E+D為操作數(shù)地址。許多計算機(jī)具有雙變址功能，即將兩個變址寄存器內(nèi)容與位移值相加，得操作數(shù)地址。變址尋址有利于數(shù)組操作和程序共用。同時，位移值長度可短于地址長度，因而指令長度可以縮短?！?相對尋址：指令地址域中表示的是位移值D。程序計數(shù)器內(nèi)容（即本條指令的地址）K與位移值D相加，得操作數(shù)地址K+D。當(dāng)程序在主存儲器浮動時，相對尋址能保持原有程序功能。此外，還有自增尋址、自減尋址、組合尋址等尋址方式。尋址方式可由操作碼確定，也可在地址域中設(shè)標(biāo)志，指明尋址方式。6）CPU的結(jié)構(gòu)和功能CPU具有控制程序的順序執(zhí)行（指令控制）、產(chǎn)生完成每條指令所需的控制命令（操作控制）、對各種操作加以時間上的控制（時間控制）、對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運算和邏輯運算（數(shù)據(jù)加工）以及處理中斷等功能。一條指令的執(zhí)行過程按時間順序可分為以下幾個步驟：○1CPU發(fā)出指令地址。將指令指針寄存器（IP）的內(nèi)容——指令地址，經(jīng)地址總線送入存儲器的地址寄存器中?！?從地址寄存器中讀取指令。將讀出的指令暫存于存儲器的數(shù)據(jù)寄存器中?！?將指令送往指令寄存器。將指令從數(shù)據(jù)寄存器中取出，經(jīng)數(shù)據(jù)總線送入控制器的指令寄存器中。4指令譯碼。指令寄存器中的操作碼部分送指令譯碼器，經(jīng)譯碼器分析產(chǎn)生相○應(yīng)的操作控制信號，送往各個執(zhí)行部件?！?按指令操作碼執(zhí)行?！?修改程序計數(shù)器的值，形成下一條要取指令的地址。若執(zhí)行的是非轉(zhuǎn)移指令，即順序執(zhí)行，則指令指針寄存器的內(nèi)容加1，形成下一條要取指令的地址。指令指針寄存器也稱為程序計數(shù)器。中斷的作用：一方面，有了中斷功能，PC系統(tǒng)就可以使CPU和外設(shè)同時工作，使系統(tǒng)可以及時地響應(yīng)外部事件。而且有了中斷功能，CPU可允許多個外設(shè)同時工作。這樣就大大提高了CPU的利用率，也提高了數(shù)據(jù)輸入、輸出的速度；另一方面，有了中斷功能，就可以使CPU及時處理各種軟硬件故障。計算機(jī)在運行過程中，往往會出現(xiàn)事先預(yù)料不到的情況或出現(xiàn)一些故障，如電源掉電、存儲出錯，運算溢出等等。計算機(jī)可以利用中斷系統(tǒng)自行處理，而不必停機(jī)或報告工作人員。7）控制單元控制單元是整個CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令譯碼器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三個部件組成，對協(xié)調(diào)整個電腦有序工作極為重要。它根據(jù)用戶預(yù)先編好的程序，依次從存儲器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過指令譯碼(分析)確定應(yīng)該進(jìn)行什么操作，然后通過控制總線送至相應(yīng)部件實現(xiàn)功能。常見的控制方式有同步控制、異步控制、聯(lián)合控制和人工控制。控制單元的設(shè)計有兩種方法：組合邏輯設(shè)計和微程序設(shè)計。組合邏輯設(shè)計首先要確定控制方式，然后決定微操作的節(jié)拍安排，再根據(jù)微操作列出微操作命令的操作時間表、求出最簡邏輯表達(dá)式并畫出微操作的邏輯圖。這種方法思路清晰，但每一個微操作都對應(yīng)一個邏輯電路，最終的控制單元會十分龐雜。微程序設(shè)計是指將一條機(jī)器指令編寫成一個微程序，每一個微程序包含若干條微指令，每一條微指令對應(yīng)一個或幾個微操作命令，然后把這些微程序存到一個控制存儲器中，用尋找用戶程序機(jī)器指令的方法來尋找每一個為程序中的微指令。這些微指令以二進(jìn)制代碼形式表示，每位代表一個控制信號，因此逐條執(zhí)行每一條微指令，也就相應(yīng)的完成了一條機(jī)器指令的全部操作。微指令的編碼方式有直接編碼、字段直接編碼、字段間接編碼、混合編碼等，微指令格式有水平型微指令和垂直型微指令?！拘牡皿w會】 在做完這次課程論文后，讓我再次加深了對計算機(jī)的組成原理的理解，對計算機(jī)的構(gòu)建也有更深層次的體會。計算機(jī)的每一次發(fā)展，都凝聚著人類的智慧和辛勤勞動，每一次創(chuàng)新都給人類帶來了巨大的進(jìn)步。計算機(jī)從早期的簡單功能，到現(xiàn)在的復(fù)雜操作，都是一點一滴發(fā)展起來的。這種層次化的讓我體會到了，凡事要從小做起，無數(shù)的‘小’便成就了‘大’。在學(xué)習(xí)過程中也是碰到了很多問題，主要就和老師說的一樣，課后沒有看書，導(dǎo)致一些知識點沒有掌握完全，概念問題有很多細(xì)節(jié)不懂。這些都要盡量彌補(bǔ)，才能讓這門課的學(xué)習(xí)達(dá)到目的?！窘Y(jié)語】 計算機(jī)的發(fā)展日新月異。自從踏入21世紀(jì)以來可謂發(fā)展神速，可以預(yù)見將來必將出現(xiàn)新的電腦體系、功能與知識，我們不能局限于現(xiàn)今所學(xué)的的知識，要跟上時代的步伐，時時刻刻關(guān)注計算機(jī)方面的發(fā)展，這樣才能為以后的工作學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。【參考文獻(xiàn)】【1】：剛等教育出版社，2000.【2】白中英,：科學(xué)出版社，2002.第四篇：計算機(jī)組成原理課程論文合肥學(xué)院課 程 論 文題目 系部 專業(yè) 班級 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師計算機(jī)組成原理課程綜述計算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 11級計本（2）班張向東2013 年 5 月 27 日計算機(jī)組成原理課程論文內(nèi)容摘要：論文主要論述馮諾依曼型計算機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)器件與其控制單元的構(gòu)建方法，一臺計算機(jī)的核心是中央處理器，中央處理器的核心就是他的控制單元，控制單元相對于計算機(jī)而言類似于人的大腦，人體的各種行為取決于大腦的指令控制，計算機(jī)的各種操作方式取決于控制單元的指令，控制單元直接影響著指令系統(tǒng)，它的格式不僅直接影響到機(jī)器的硬件結(jié)構(gòu)，而且也直接影響到系統(tǒng)軟件，影響機(jī)器的適用范圍。關(guān)鍵詞：馮諾依曼型計算機(jī)的組成，中央處理器，控制單元，指令系統(tǒng)，微指令一、計算機(jī)組成原理課程綜述：本課程的教學(xué)采用從整體入手，層層深入細(xì)化的方法詳細(xì)的闡述了計算機(jī)的組成以及各部件的工作原理和工作方式，先是介紹計算機(jī)的基本組成，發(fā)展和展望。后面分階段詳述了存儲器，