計算機組成原理課程考察報告

計算機組成原理課程考察

報告學(xué)班學(xué)姓院：機器人科學(xué)與技術(shù)級：電氣三班號：11160324名：周陳菊學(xué)班學(xué)姓指導(dǎo)教師：卜伶俐一、簡述計算機組成原理課程的內(nèi)容。1、 數(shù)據(jù)的表示（1） 原碼，反碼，補碼，移碼的表示方法和之間的聯(lián)系。（2） 浮點數(shù)的表示方法浮點數(shù)的符號就位數(shù)的符號（簡稱尾符M）。尾符尾0,浮點為正數(shù)；尾符為1，浮點數(shù)為負數(shù)。表示尾數(shù)絕對值的尾數(shù)n決定了浮點數(shù)的精度。N越大，浮點數(shù)的有效數(shù)字就越多。尾數(shù)可以用原碼、補碼或者反碼表示。（3） 定點數(shù)的運算計算機中的運算可以分為算術(shù)運算和邏輯運算,它們的差別在于：算術(shù)運把操作數(shù)當(dāng)做一個數(shù),而邏輯運算把操作數(shù)當(dāng)做一個有若干個邏輯值組成的串,每個邏輯值的取值要么是“真”。要么是“假”。算術(shù)運算包括：加、減法運算、乘法運算和除法運算等。（4） 浮點數(shù)的加減運算盡管規(guī)格化的浮點數(shù)尾數(shù)是定點小數(shù)且數(shù)值最高位總是1,但是浮點數(shù)小數(shù)點的實際位置卻取決于它的階碼。而進行加、減運算時小數(shù)點必須是對齊的,所以階碼不相等的兩個浮點數(shù)不能直接進行加、減運算。浮點數(shù)加、減運算的步驟如下：1） 対階。使兩個操作數(shù)的小數(shù)點對齊。2） 尾數(shù)求和。將対階后的兩個尾數(shù)按定點加。減運算規(guī)則求和、差。3） 規(guī)格化。運算的結(jié)果可能是非規(guī)格化的,但輸出的最后結(jié)果你要求是規(guī)格化的4） 舍入。為保證精度,要考慮尾數(shù)右移是丟失的數(shù)值位。5） 溢出判斷。（5） 奇偶校驗的基本原理是：由于二進制表示的每一個數(shù)據(jù)代碼所包含的1的個數(shù)是確定且固定的,要么是奇數(shù),要么是偶數(shù)。只要數(shù)據(jù)在傳輸或存儲過程中沒有發(fā)生數(shù)位“翻轉(zhuǎn)”,它所擁有的1的奇偶性就應(yīng)保持不變。如果奇偶性發(fā)生改變,則認為有奇數(shù)個數(shù)位發(fā)生了“翻轉(zhuǎn)”。（6） 漢明碼的原理是,在表示數(shù)據(jù)的信息位中加入若干奇偶校驗位,增加數(shù)據(jù)代碼之間的碼距,并把數(shù)據(jù)的信息委分成與檢驗位數(shù)目相同的小組,每一個信息位同時分配到幾個檢驗小組中,當(dāng)代碼中的某一位發(fā)生變化時,就會引起其所在檢驗小組的奇偶檢驗位改變,不同代碼位上的錯誤將引起檢驗結(jié)果發(fā)生不同的變化。這樣不僅不能夠發(fā)現(xiàn)代碼上出現(xiàn)的錯誤,而且能夠確定發(fā)生錯誤的位置。2、尋址方式（1）指令尋址比較簡單,分為順序?qū)ぶ泛吞S尋址兩種。采用順序時,程序計數(shù)器PC中的值就是下一條指令的存儲地址。沒讀取一次PC后,PC自動加1并指向下一條指令。而跳躍尋址則是先由當(dāng)前指令改寫PC的內(nèi)容,然后計算機讀取PC,根據(jù)PC的值訪問主存,取來下一條指令。跳躍尋址后,指令尋址依然是順序的。（2）數(shù)據(jù)尋址包括：立即尋址、直接尋址、間接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、基址尋址、變址尋址、推棧尋址。3、 總線技術(shù)包括：總線的設(shè)計與實現(xiàn)（典型的總線結(jié)構(gòu)有單總線和多總線結(jié)構(gòu)）總線控制,總線的性能指標(biāo)（總線的位寬、總線的工作時鐘頻率、單個數(shù)據(jù)傳送周期數(shù)、總線的負載能力、總線的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率）總線標(biāo)準(zhǔn)（1）功能特性：指總線中的每一根傳輸線具有的特定的功能。1）按照所傳輸信息的性質(zhì)劃分，總線分為地址總線，數(shù)據(jù)總線和控制總線。2）按照來凝結(jié)的部件劃分，總線分為系統(tǒng)總線（也叫處理總線）和輸入/輸出總線（即I/O總線）。3） 按照在計算機系統(tǒng)中的位置劃分，總線分為片內(nèi)總線、底板總線、板間總線和通信總線。（2）物理特性物理特性，又稱機械特性，指總線的物理連接指標(biāo)，包括插頭和插座的幾何形狀與尺寸、引腳的數(shù)量與排列方式、固定方式等。（3）電氣特性電氣特性定義了每一根傳輸線上信號的傳遞方向和有效電瓶范圍。（4）時間特性時間特性規(guī)定了每一根傳出線上的信號在什么時間內(nèi)才是有效的，即總線上各種信號的時序關(guān)系。時間特性可以用信號時序圖表示。5、存儲系統(tǒng)（1）存儲器的分類1）按處理器是否之間訪問，存儲器可分為主存和輔存。2）按掉電后信息是否丟失，存儲器分為易失性存儲器和非易失性存儲器。3）按支持的訪問類型，存儲器可分為可讀/只讀存儲器。4） 按訪問方式，存儲器可分為按地址訪問的存儲器、按內(nèi)容訪問的存儲器和指定位置訪問的存儲器。5）按實現(xiàn)介質(zhì)，存儲器分為半導(dǎo)體存儲器、磁面存儲器、光盤存儲器和鐵電存儲器。6）按訪問周期是否均等，存儲器可分為隨機訪問和順序訪問存儲器（2）存儲器的性能評價1）評價一個存儲器的性能，主要考察容量、速度和成本，以及易失/非易失性、功耗、可靠性等。2）一個存儲系統(tǒng)通常由若干存儲芯片組成。存儲芯片的規(guī)格表示為：存儲單元數(shù)目*存儲字長，其中存儲字長指一個存儲單元內(nèi)二進制的位數(shù)。6、匯編語言程序設(shè)計將某一種語言編寫的程序（源程序）轉(zhuǎn)換成另外一種語言的程序（目標(biāo)程序）的過程翻譯。將高級語言源程序一次性全部翻譯成匯編語言程序或機器語言程序的翻譯程序叫做編譯程序或編譯器；逐句翻譯高級語言源程序并立即執(zhí)行翻譯結(jié)果的翻譯程序叫做解釋程序或解釋器。按照某種機器語言的語法規(guī)則編寫的源程序必須翻譯成相應(yīng)的機器語言才能在計算機上運行。這個翻譯過程成為匯編。從匯編語言到機器語言的翻譯程序叫做匯編程序。

二、設(shè)計CPU與存儲器的鏈接。設(shè)某處理器有18根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用IO/M作為訪存控制信號，RD/WR為讀/寫信號?，F(xiàn)有如下各種芯片及各種門電路（自定）。要求主存地址空間分配為最小16K為系統(tǒng)程序區(qū)，最大32K地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū)。請說明選用存儲芯片的類型、數(shù)量，并寫出每片存儲芯片的二進制地址范圍。畫出處理器與存儲芯片的連接圖。自擬題目，設(shè)計一個匯編語言程序，給出源代碼，將運行結(jié)果截圖。CodeSegmentAssumeCS:Code,DS:CodeRedequ4Welcomedb'Welcometomasm!'Countequ$-WelcomeStart:pushcspopdsmovax,3int10hmo