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计算机组成论文参考文献：
黄晓明 江苏南京邮电大学
【摘 要】 计算机原理是计算机专业中最为基础的一门课程,也是一门核心专业课程.现代计算机自发明以来其结构的基本组成和工作原理一直遵循冯 . 诺依曼机型原理,对其基本原理进行了详实的阐述,即便是在硬件系统开发飞速发展的今天,对这些基础知识和理论的学习仍然是非常必要和有效的.
【关键词】 冯．诺依曼机型 计算机组成 硬件结构
引言：
计算机原理是计算机专业中最为基础的一门课程,也是一门核心专业课程.这门课程主要介绍计算机系统的基本组成,包括基本的硬件系统和软件系统.课程通过学习 CPU、主存储器、 I/O接口、 及系统总线等各个组成部分的基本概念、结构及工作原理和功能实现方法,建立计算机的整机概念,了解其工作原理,是计算机专业的基本学习内容,也是今后完成多个课程学习的基础.
一、现代计算机的基本组成和工作原理
现代计算机自发明以来其结构的基本组成和工作原理一直遵循冯 . 诺依曼机型原理：基本部件有运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分.其中运算器用于进行算术和逻辑运算,也可暂存运算的中间结果,存储器用于存放指令和数据,控制器用于控制计算指令和数据的输入、运算和结果处理,输入设备负责将计算的原始数据输入并转换为机器语言,输出设备则负责将计算结果呈现出来.执行计算操作时,按照存储程序原理,由输入设备输入的程序的数据即一系列事先设计好的运算指令和数据以二进制的形式存放在存储器内,将其送入内存后,计算机按一定的方法寻址访问,按照指令中包含操作码和地址码,用指定的操作的方法对数据对象按照规定的规则顺序进行,计算结果由输出设备输出、显示.
二、计算机系统的硬件结构
总线可以理解为一系列的传输介质,负责各功能部件间的信息传送,是信息传送的公共干线.按照其传输信息的种类,可分为传输数据的数据总线、传输数据地址的地址总线和传输控制信号的控制总线.按照其传输信息的方式,又可分为串行总线和并行总线, 串行总线通信是只需一根数据线,成本较低,适合长距离数据传输,但由于其数据传输时只能按位传送,在传输前的发送端需要对数据进行转换即数据拆卸,而在数据接收端也要进行数据装配操作,致使其数据传输速率很慢,适合连接键盘、鼠标和显示终端等设备.并行总线则是在多根数据线上将多个数据位同时进行传送,每一位数据都有专用的数据线,这种方式大大提高了数据的传输速率,用以对数据传输速率要求较高的情况.由于各个系统部件通常会同时发有数据传输的请求,所以数据在总线中传输时要涉及总线裁决、定时、总线异步通信心力协议等等问题.
存储器在计算机系统中用来存放计算机中的所有程序、数据信息,包括输入计算的原始数据、计算程序、中间结果和最终结果等都存放在存储器中.按照与处理器的数据交互方式,存储器分为主存储器和辅助存储器,即通常意义上的内存和外存.外部存储器一般为各种磁盘或光盘,用于大量数据的长时存储；而内部存储器则是用于在计算程序的执行过程中存放操作中的数据和程序,仅仅用于暂时性的数据存储,断电后数据将消失.处理器能够直接读、写内存中的数据,而外存中数据的读取和写入操作则需要通过内存才能进行.
输入输出系统即 I/O 系统在计算机系统中负责管理所有的外部设备,实现数据缓冲、状态监测、控制和定时、数据格式转换等功能,使各种外设同 CPU 和内部存储器进行信息传输. 外部设备和主机间进行信息传输的方式有以下三种：1、程序查询方式,这种方式由程序设置不断查询外设状态,当其做好通信准备时与之建立连接进行通信.2、程序中断方式,这种方式只有当外部设备向 CPU 发出中断请求时,CPU 才中断正在执行的程序给予外设响应,并与之建立通信连接,否则 CPU 将专注于程序的执行,这种方式大大提高了 CPU 的利用率.3、DMA 方式是在主存储器与外设之间设置 DMA 控制器,在两者间建立一条专用数据通路,使之可以直接进行通信,进一步改善了计算机系统的运行效率.
处理器中集成了计算机系统中的控制器和运算器,其中控制器实现读取指令、分析指令和执行指令等,具有指令控制、操作控制、时间控制、数据加工和处理中断等基本功能,而计算器则可以进行定点或浮点的算术运算和逻辑运算,其指令系统是衡量计算机系统性能的重要指标,它既决定着主机的硬件系统结构,也影响着系统软件的编写以及整台机器的应用范围.控制单元是 CPU 的指挥控制中心,CU负责控制 CPU 同存储器和 I/O 设备间的数据交换,控制单元同时也控制着 CPU 内部寄存器间的数据传输、使 ALU 完成指定动作等.
三、结束语：
计算机组成原理从整体到局部、层层深入,将繁杂的计算机硬件系统各组成部件的结构、功能实现以及它们间的相互关系井井有条地展现出来,对其基本原理进行了详实的阐述,即便是在硬件系统开发飞速发展的今天,对这些基础知识和理论的学习仍然是非常必要和有效的.
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