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计算机组成原理PC寄存器和IR寄存器区别?

89 2024-03-09 14:44 admin

一、计算机组成原理PC寄存器和IR寄存器区别?

IR的全称应该是Instructinon register 指令寄存器是用来存放指令的,存放当前正在执行的指令,包括指令的操作码,地址码,地址信息 PC的全称是program counter 程序计数器,是用来计数的,指示指令在存储器的存放位置,也就是个地址信息 在汇编中用寄存器IP表示pc

二、计算机组成原理选择题

计算机组成原理选择题解析

计算机组成原理是计算机科学与技术专业的重要课程之一,也是计算机科学基础理论的重要组成部分。在学习过程中,我们经常会遇到选择题,下面就对一些常见的计算机组成原理选择题进行解析和讨论。

1. 关于计算机硬件的定义,下列哪个选项是正确的?

  1. 计算机硬件指的是计算机中的软件部分。
  2. 计算机硬件指的是计算机中的存储器件。
  3. 计算机硬件指的是计算机中的所有实体部件。
  4. 计算机硬件指的是计算机中的输入输出设备。

答案:选项3。计算机硬件指的是计算机中的所有实体部件,包括中央处理器、内存、硬盘等。

2. 下列哪个部件是计算机的控制单元?

  1. ALU
  2. 寄存器
  3. 存储器
  4. 指令寄存器

答案:选项4。计算机的控制单元包括指令寄存器、程序计数器等,用于控制计算机的指令执行和数据传输。

3. 关于存储器的层次结构,下列哪个说法是正确的?

  1. 缓存存储器的访问速度比主存更快。
  2. 主存的容量比寄存器大。
  3. 辅助存储器的访问速度比主存更快。
  4. 寄存器的容量比主存大。

答案:选项1。存储器的层次结构从上到下依次是寄存器、缓存存储器、主存、辅助存储器。缓存存储器的访问速度比主存更快,但容量较小。

4. 关于指令周期和时钟周期的关系,下列哪个说法是正确的?

  1. 指令周期包含多个时钟周期。
  2. 时钟周期包含多个指令周期。
  3. 指令周期和时钟周期是相同的。
  4. 指令周期和时钟周期是无关的概念。

答案:选项2。指令周期是执行一条指令所需要的时间,时钟周期是计算机中时钟信号的一个完整周期,一个指令周期包含多个时钟周期。

5. 下列哪个组成部分是计算机中的输入设备?

  1. 打印机
  2. 显示器
  3. 鼠标
  4. 键盘

答案:选项4。键盘是计算机中的输入设备,用于输入字符和指令。

总结

通过对以上计算机组成原理选择题的解析,我们了解到了计算机硬件的定义和组成、控制单元的功能、存储器的层次结构以及指令周期和时钟周期的关系。

掌握计算机组成原理的基础知识,对于理解计算机的工作原理、优化程序设计和系统性能提升等方面都非常重要。在实践中,我们还需要通过实验和实际操作来加深对计算机组成原理的理解和掌握。

希望以上内容对大家在学习计算机组成原理过程中有所帮助,也希望大家能够多做练习,深入理解计算机组成原理的基本概念和原理,为后续的学习打下坚实的基础。

三、计算机的组成原理是什么?

这是【自动驾驶事务所】的第五篇原创

一、

大部分同学觉得计算机组成原理这门课,在实际的软件开发中使用不到。

毕业后从事软件开发,因为刚开始接触的都是比较简单的功能开发,所以更加觉得计算机组成原理这门课程的无用之处。

但是随着工作的不断进步,接触的问题也越来越复杂,开始需要做性能优化,

框架搭建的时候,会遇到不少的问题,即使同事给了一些帮助,也觉得知其然不知其所以然,比如CPU cahce的原理、CPU和IO的通信、虚拟内存,这时候才发现需要补补大学落下的课了。

计算机的底层课程,不论后期从事是业务软件开发,还是底层软件开发,都需要学习底层原理。

概括起来就是:

学习计算机组成原理(Computer Organization)有助于我们理解程序在计算机中是如何跑起来的!

二、学习初期建议大家选一些通俗易懂的教程,不要上来就读大黑书,块头大难懂,很容易劝退,最终成为垫显示器的神书。

先从通俗易懂的基础教材入手,对计算机组成原理的概貌有了基本了解以后,再做深入学习。

国外有一门《计算机科学速成课》,非常适合用来入门,课程中还配有不错的动画展示,可以去B站免费看。

学习这类课程最好的方法就是选择一本书,这样能在较短的时间内建立一个比较完整知识体系。

这里我比较推荐《计算机组成与设计:软硬件接口》,整个计算机组成原理,就是围绕着计算机是如何组织运作展开的,知识点拆分成了四大部分,分别是计算机的基本组成、计算机的指令和计算、处理器设计,以及存储器和 I/O 设备。

课外阅读

《编码:隐匿在计算机软硬件背后的语言》

《程序员的自我修养:链接、装载和库》

三、

计算机组成原理,如果没有目的性的学习,的确是比较枯燥的。我建议我们可以当我们遇到类似的问题的时候,就将相关的知识点都学习一下。

这样,当我们有目的去学习的时候,学习起来就比较容易了,而且可以立马检验我们的学习成果。

我建议这类知识点最好可以通过做笔记的方式,毕竟这类知识点在平时使用的频次较低。

四、计算机组成原理实验设计?

实验3 国标转区位码及汉字显示实验

1.1 实验目的

(1)了解汉字机内码、区位码,最终能利用相关工具批量获取一段文字的

GB2312 机内码,并利用简单电路实现 GB2312 编码与区位码的转换;

(2)为汉明码的编、解码实验演示奠定基础。

1.2 方案设计

1.2.1 连接“国际转区位码”子电路

1)设计思路

根据电路图将相关元件相连接。

2)设计原理

由于计算机实际上并没有减法器,减法都是转换成加法来做,所以区位码=

GB2312 码-A0A0H= GB2312 码+(-A0A0H)= GB2312 码+0101111101100000。 这里需要将加法器的位宽设定为 16 位,加数使用常量(在线路库里),其

值为0x5F60。

图1.连接后的电路

1.2.2 将汉字、字母和数字转换为GB2312码

1)设计思路

使用第三方转码工具“信息与编码.exe”文件,将自己的姓名、

学号、寝室以及“学校环境优美,教学基础设施完善。学校建有北湖、华凤两个校

区,占地面积 3000 余亩,校舍建筑面积 100 余万平方米,绿化面积 70 余万平

方米,运动场地面积 10 余万平方米”这段文字写入 ROM 中,之后整理所得的 GB2312码。

2)设计原理

GB2312编码适用于汉字处理、汉字通信等系统之间的信息交换,基本集共收 入汉字6763个和非汉字图形字符682个。整个字符集分成94个区,每区有94个 位。每个区位上只有一个字符,因此可用所在的区和位来对汉字进行编码,称为 区位码。GB2312的出现,基本满足了汉字的计算机处理需要,它所收录的汉字已 经覆盖中国大陆99.75%的使用频率。

1.2.3 测试电路

1)设计思路

将得到的GB2312码复制粘贴到只读存储器Rom中,将时钟频率设为 4Hz,观察点阵显示效果。

2)设计原理

有时汉字信息如果不进行特别标识,会与单字节的ASCII码混淆,因此解决方法之一是将一个汉字会被看成两个括展的ASCII码,使表示GB2312汉字的两个字节最高位都为1,这种高位为1的双字节汉字编码即为机内码。因此其实GB2312的汉字可以直接被机内码表示,使得这题的实验其实最重要的就在于汉字转为机内码的那一步,而并且有一关键点为每一个时钟,要正确实现一个汉字,原理还包括将数据存入ROM存储器中。

1.3 实验步骤

(1) 下载“data (原始版).circ”文档,打开“国标转区位码”子电路

(2) 将加法器的位宽设定为 16 位,加数使用常量(在线路库里),其值为 0x5F60

(3) 将汉字、字母和数字转换成 GB2312 码

(4) 测试电路。将时钟频率设为 4Hz,观察点阵显示效果

1.4 故障与调试

1.4.1接口位宽不匹配

故障现象:数据位宽不匹配

图4.位宽不匹配

原因分析:开始直接在输入端连的常量,数据位宽为1,和接口数据不匹配,需要进行修改解决方案:将此常量的数据位宽改为16,并且值改为0x5F60

1.4.2 结果输出不正确故障现象:在对可读存储器中进行数据编辑后,点击时间按钮进行仿真,右侧LED矩阵无法正确显示实验结果

图5.LED矩阵无显示

原因分析:再次检查本次实验页面,发现并没有问题出现,由此可得,问题可能出现在之前的实验当中,后面发现的确是第一个实验当中,存在问题,使得基于第一个实验的本次实验无法正常运行解决方案:将第一题问题解决(问题为:接口数据不匹配),改正完之后,实验正确

1.4.3 数据输出速度太快

故障现象:不需要点击时钟信号,LED矩阵自己会跳动,输出正确结果,但输出频率太快

图6. 调节时种频率大小

原因分析:当时自己调节电路仿真模块为时钟连续,可能频率调节过于大,使得输出速度过快解决方案:其实采用电路自动仿真,将时钟调为连续的话,的确会比较方便,因为这样就不需要自己点击时钟信号了,可以直接看到LED矩阵的变化,但是需要将时间频率为4hz

1.5 测试与分析

将一切设置好后,点击电路仿真,之后点击时钟连续和启用自动仿真,测试电路。

测试结果:数据正确,输出速度适中

图3.部分测试效果图

1.6 实验心得与总结

通过本次实验,我了解了汉字机内码、区位码,最终能利用相关工具批量获取一段文字的 GB2312 机内码,并利用简单电路实现 GB2312 编码与区位码的转换,本次实验为接下来的汉明码的编、解码实验演示奠定基础。

五、ras计算机组成原理原理?

1. 计算机的组成

计算机的三大件 :CPU、内存、主板

(1)CPU,中央处理器,计算机最核心的配件,负责所有的计算。

(2)内存,你编写的程序、运行的游戏、打开的浏览器都要加载到内存中才能运行,程序读取的数据、计算的结果也都在内存中,内存的大小决定了你能加载的东西的多少。

(3)主板,存放在内存中数据需要被CPU读取,CPU计算完成后,还要把数据写入到内存中,然而CPU不能直接插在内存上,这就需要主板出马了,主板上很多个插槽,CPU和内存都是插在主板上,主板的芯片组和总线解决了CPU和内存之间的通讯问题,芯片组控制数据传输的流转,决定数据从哪里流向哪里,总线是实际数据传输的告诉公里,总线速度决定了数据的传输速度。

(4)输入/输出设备,其实有了以上三大件之后,计算机就可以跑起来了。我们日常使用的话还需要键盘、鼠标、显示器等输入/输出设备,而很多云服务器通过SSH远程登录就可以访问,就不需要配显示器、鼠标、键盘这些东西,节省成本且方便维护。

(5)硬盘,有了硬盘数据才能长久的保存下来,大部分还会给自己的机器配上机箱和风扇,解决灰尘和散热问题,不过这些也不是必须的,用纸板和电风扇替代也一样可以用。

(6)显卡,显卡里有GPU图形处理器,主要负责图形渲染,使用图形界面操作系统的计算机,显卡是必不可少的。现在的主板都带了内置的显卡,如果想玩游戏、做图形渲染,一般需要一张单独的显卡,插在主板上。

2. 冯·诺依曼体系

现代计算机的硬件基础架构都是依赖于冯诺依曼提出的冯诺依曼体系结构,现代计算机的核心架构可以抽象为五个基础组件:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

具体到现代计算机,运算器和控制器组成了现代计算机的CPU,存储器对应着内存和硬盘,主板控制着CPU、内存、硬盘、输出/输出设备之间的通讯。

冯诺依曼体系结构也叫做存储程序计算机,即可编程、可存储的计算机。

任何一台计算机的任何一个部件都可以归到运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备中,而所有的现代计算机也都是基于这个基础架构来设计开发的。

冯诺依曼体系结构确立了我们现代计算机的硬件基础架构,学习计算机组成原理,就是学习和拆解冯诺依曼体系。

六、计算机组成原理:pc?

IR的全称应该是Instructinon register

指令寄存器是用来存放指令的,存放当前正在执行的指令,包括指令的操作码,地址码,地址信息

PC的全称是program counter

程序计数器,是用来计数的,指示指令在存储器的存放位置,也就是个地址信息

在汇编中用寄存器IP表示pc

七、简述计算机的组成原理?

硬件组成理论:计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备组成。

计算机各部件之间的联系是通过两股信息流动而实现的。数据由输入设备输入至运算器,再存于存储器中,在运算处理过程中,数据从存储器读入运算器进行运算,运算的中间结果存入存储器,或由运算器经输出设备输出。指令也以数据形式存于存储器中,运算时指令由存储器送入控制器,由控制器产生控制流控制数据流的流向并控制各部件的工作,对数据流进行加工处理。

存储程序思想:把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序,然后把程序和数据一起输入计算机,计算机对已存入的程序和数据处理后,输出结果。

1)采用存储程序方式,指令和数据不加区别混合存储在同一个存储器中,(数据和程序在内存中是没有区别的,它们都是内存中的数据,当EIP指针指向哪 CPU就加载那段内存中的数据,如果是不正确的指令格式,CPU就会发生错误中断. 在现在CPU的保护模式中,每个内存段都有其描述符,这个描述符记录着这个内存段的访问权限(可读,可写,可执行).这就变相的指定了哪些内存中存储的是指令哪些是数据)

指令和数据都可以送到运算器进行运算,即由指令组成的程序是可以修改的。

(2)存储器是按地址访问的线性编址的一维结构,每个单元的位数是固定的。

(3)指令由操作码和地址组成。操作码指明本指令的操作类型,地址码指明操作数和地址。操作数本身无数据类型的标志,它的数据类型由操作码确定。

(4)通过执行指令直接发出控制信号控制计算机的操作。指令在存储器中按其执行顺序存放,由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址。指令计数器只有一个,一般按顺序递增,但执行顺序可按运算结果或当时的外界条件而改变。

(5)以运算器为中心,I/O设备与存储器间的数据传送都要经过运算器。

(6)数据以二进制表示。

八、ea计算机组成原理?

计算机体系结构(Computer Architecture)主要研究硬件和软件功能的划分,确定硬件和软件的界面,哪部分功能由硬件系统来完成,哪部分功能由软件系统来完成。

计算机组成原理(Computer Organization)是依据计算机体系结构,在确定且分配了硬件子系统的概念结构和功能特性的基础上,设计计算机各部件的具体组成,以及它们之间的连接关系,实现机器指令级的各种功能和特性,这点上说计算机组成原理是计算机体系结构的逻辑实现。

计算机实现(Computer Implementation)是计算机组成的物理实现,包括中央处理器、主存储器、输入输出接口和设备的物理结构,所选用的半导体器件的集成度和速度,器件、模块、插件、底板的划分,电源、冷却、装配等技术,生产工艺和系统调试等各种问题。总之,就是将完成逻辑设计的计算机组成方案转换成真实的计算机,也就是将满足设计、运行、价格等各项要求的计算机系统真正地制作并调试出来。

计算机组成原理

【考查目标】

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. 能够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,分析,并能对一些基本部件进行简单设计。

九、array计算机组成原理?

1、程序计数器(PC)是用于存放下一条指令所在单元的地址的地方。

当执行一条指令时,首先需要根据PC中存放的指令地址,将指令由内存取到指令寄存器中,此过程称为“取指令”。与此同时,PC中的地址或自动加1或由转移指针给出下一条指令的地址。此后经过分析指令,执行指令。完成第一条指令的执行,而后根据PC取出第二条指令的地址,如此循环,执行每一条指令。

2、地址寄存器(AR)是用来保存当前CPU所要访问的内存单元或I/O设备的地址。

由于内存和CPU之间存在着速度上的差别,所以必须使用地址寄存器来保存地址信息,直到内存读/写操作完成为止。数据寄存器DR用来暂存微处理器与存储器或输人/输出接口电路之间待传送的数据。地址寄存器AR和数据寄存器DR在微处理器的内部总线和外部总线之间,还起着隔离和缓冲的作用。

十、co计算机组成原理?

硬件组成理论:计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备组成。

计算机各部件之间的联系是通过两股信息流动而实现的。数据由输入设备输入至运算器,再存于存储器中,在运算处理过程中,数据从存储器读入运算器进行运算,运算的中间结果存入存储器,或由运算器经输出设备输出。指令也以数据形式存于存储器中,运算时指令由存储器送入控制器,由控制器产生控制流控制数据流的流向并控制各部件的工作,对数据流进行加工处理。

存储程序思想:把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序,然后把程序和数据一起输入计算机,计算机对已存入的程序和数据处理后,输出结果。

1)采用存储程序方式,指令和数据不加区别混合存储在同一个存储器中,(数据和程序在内存中是没有区别的,它们都是内存中的数据,当EIP指针指向哪 CPU就加载那段内存中的数据,如果是不正确的指令格式,CPU就会发生错误中断. 在现在CPU的保护模式中,每个内存段都有其描述符,这个描述符记录着这个内存段的访问权限(可读,可写,可执行).这就变相的指定了哪些内存中存储的是指令哪些是数据)

指令和数据都可以送到运算器进行运算,即由指令组成的程序是可以修改的。

(2)存储器是按地址访问的线性编址的一维结构,每个单元的位数是固定的。

(3)指令由操作码和地址组成。操作码指明本指令的操作类型,地址码指明操作数和地址。操作数本身无数据类型的标志,它的数据类型由操作码确定。

(4)通过执行指令直接发出控制信号控制计算机的操作。指令在存储器中按其执行顺序存放,由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址。指令计数器只有一个,一般按顺序递增,但执行顺序可按运算结果或当时的外界条件而改变。

(5)以运算器为中心,I/O设备与存储器间的数据传送都要经过运算器。

(6)数据以二进制表示。

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