計算機存儲器論文

Ⅰ 求基於pc機的硬體高速緩沖存儲器cache的性能分析與優化論文。迫切的求。或者有相關資料也行。越多越好。

高速緩沖存儲器Cache設計的關鍵技術分析
摘要：高速緩沖存儲器（Cache）技術是現代處理器設計中的核心技術之一。本文詳細討論了Cache設計中的重要內容,包括Cache設計的基本問題,Cache性能分析,Cache失效原因的分析以及Cache設計中一些折衷的考慮。

關鍵詞：高速緩沖存儲器;Cache;處理器;存儲體系

引言

在現代處理器設計中,Cache有效地解決了處理速度和存儲速度之間的匹配問題,從而成為RISC技術成功的一項重要的支撐技術。現代計算機幾乎沒有不含Cache的。在很多機器中,還採用了多級Cache結構。可以說,Cache和流水線共同構成了RISC成功的兩大支柱。本文將詳細討論Cache設計中的一些重要問題。

Cache設計中的四大基本問題

映射方式

相對於主存來說,Cache是一個小存儲器。因此主存的塊到Cache的行的映射是一種多到一映射。通常有三種映射策略：

a)直接映射

主存的一個塊只能對應Cache的某一特定行。該方案中Cache被分為若干行,主存塊號i對應的Cache行號為i對Cache行數的模。

b)全相連映射

主存的一個塊可以存放在Cache中的任何行。

c)組相連映射

Cache行被分為M組,每組包含N行。主存的一個塊和一個特定的組相對應,可存放在該組的任何一行。主存塊號I映射成Cache的組號為I對Cache組數M的模。其中每組的行數N常被稱為Cache的路數。

不難看到,直接映射和全相聯可以看作是組相聯方案的特殊形式。全相聯命中率最高,但實現最復雜;直接映射實現最簡單,但命中率較低。採用組相聯是一種折衷方式,在總容量一定後,考慮組數M,路數N,及行中位元組數L之間的配合關系。

映射機構

這是映射方式的實現問題。在Cache中為每個行設置了一個標志以指明該行對應的主存塊地址。每個Cache行的標志中可包含一些特定信息,根據這些特定信息可以檢測它們是否和來自CPU的塊地址相匹配。由於速度對Cache至關重要,所以應該對所有可能的標志行並行查找。

另外,我們必需判斷出Cache中的塊中是否存放著有效信息。通用解決方法是在標志上增加一個有效位,以指明該標志是否包含有效地址。若有效位未設置,則不能對其進行匹配。由於每個Cache行都需要一個標志,所以增大行的大小對減小標志存儲器佔Cache總成本的比例是有益的。

替換策略

對於直接映射方式,在失效時只能對一個塊進行替換,是最為簡單的。但是對全相聯和組相聯方式,出現失效時需要在多個塊中進行選擇。這是我們有如下三種基本替換策略：

a)隨機替換策略

這種策略就是隨機的在候選塊中選擇一個進行替換。由於純粹的隨機選擇會給硬體調試帶來很大的困難,所以在一些系統中實際採用一種具有可再現能力的偽隨機策略。

b)最近最少使用策略（LRU）

為了減少替換出最近可能使用的信息的機會,可以對塊的訪問情況進行記錄。在發生Cache失效時,利用訪問的時間局部性現象,替換出候選塊中最近最少被訪問的存儲塊。

c)先進先出策略（FIFO）

這種策略在Cache失效時,替換掉存放在Cache中時間最長的候選存儲塊。

試驗數據證明隨機替換策略一般比先進先出策略性能要好,而實現也更簡單。所以我們只對隨機替換策略和LRU策略進行比較分析。隨機策略的一個重要性質就是易於硬體實現。隨著可記錄塊數的增多,LRU策略的實現成本迅速增加,而性能改進一般並不十分明顯。表1顯示了LRU策略和隨機策略在實效率方面的一些情況。可以看出,LRU在較小的Cache中比在較大的Cache中起著更重要的作用。

存儲器的寫策略

對Cache主要進行的是讀操作,統計數據表明通常程序的讀操作至少是寫操作的兩倍。但Amdahl定律提醒我們面向高性能的設計絕不能忽視寫操作的速度。對於寫命中情況,有兩種基本的寫策略：

a)寫透策略

信息將被同時寫到Cache行和低級存儲器的相應存儲塊中。

b)寫回策略

信息僅被寫到Cache的相應行中,當被改變的行被替換出Cache時,其內容才被寫回到主存相應的塊。

這兩種寫策略各有利弊。對於寫回策略,寫操作能以Cache的速度來進行,而且在一個塊內進行多次寫操作僅需要一次對低級存儲器的寫動作,有益於降低對存儲器的帶寬要求,使其在多處理器系統中備受重視。對於寫透策略,讀失效不會導致必須對低級存儲器進行寫操作,而且寫透操作更容易實現。寫透策略的另一優點是主存中總是保存著最新數據,這對於多處理器系統和I/O設計都是非常重要的。

對於寫失效情況,也有兩種選擇：

a)裝入寫

將塊裝入Cache,接著進行和命中情況相同的操作。

b)繞寫

對低級存儲器的相應內容進行改寫,但不裝入Cache。

上述兩種寫失效策略對寫透和寫回策略都適用,但對於寫回方式,一般採用裝入寫策略,便於該存儲塊能被Cache繼續利用;對於寫透方式,由於後續對該存儲塊的寫操作仍需寫到主存中,故以繞寫策略為好。

Cache的性能分析

之前本文介紹的各種技術的目的是減少平均訪存時間。但是,設計Cache的最終目的是減少CPU的執行時間。CPU時間可以分為CPU執行時間和訪存等待時間,即：

CPU時間＝（CPU執行時鍾數+訪存等待時鍾數）×時鍾周期

由於Cache失效是訪存等待的最重要原因,我們假設訪存等待都是有Cache失

效產生的,以簡化分析。

訪存等待時鍾數＝（存儲器訪問數/程序）×失效率×失效損失

將指令總數IC提取出來單獨考慮,可得：

CPU時間＝IC×(CPI執行+（訪存數/指令）×失效率×失效損失)×時鍾周期長度

可見,對於越小CPI的處理器,設置Cache對CPI的影響程度越大。由於計算CPI時,Cache失效的損失以CPU時鍾周期為單位進行衡量,所以較高的CPU時鍾頻率將導致較大的失效損失。

根據CPU時間公式,可得採用Cache會增大處理器的CPI,但它可以有效減少平均訪存等待的周期數,所以它是有益於提高CPU性能的。對於CPI較小,特別是RISC處理器,Cache失效對CPI的影響很嚴重,在設計這種處理器的時候,必須降低Cache的失效率。

Cache失效原因的分析

導致Cache失效的主要原因有以下三種：

a)突發失效

對某存儲塊進行第一次訪問時,由於該塊不在Cache中,所以必須首先將存儲塊取到Cache中。這種情況又稱為冷啟失效。

b)容量失效

如果Cache不能容納某一程序執行過程中的所有存儲塊,那麼當程序又需使用某一曾在Cache中,但現在已替換出的存儲塊時,就會出現容量失效。

c)沖突失效

在採用組相聯或直接映射替換策略的Cache中,許多塊都必須映射到Cache中的某一塊中,由於這種原因使得當程序又需要使用某一曾在Cache中,但現在已被替換出的存儲塊時,就會出現沖突失效。

全相聯Cache中沒有沖突失效,但增加相聯度在意味著增加成本,而且可能延長訪問時間,這樣就會降低處理器的整體性能。要減少容量失效,就要增加Cache的容量。上層存儲器容量太小,就會頻繁產生抖動現象,這意味著機器將以接近低級存儲器的速度運行。增加存儲塊的大小可以減小突發失效的數目,但這又會增加沖突失效的可能。這就需要在Cache的設計工作中,綜合考慮三種失效情況,確定折衷的設計方案。

結束語

在現代處理器設計中,Cache有效地解決了處理速度和存儲速度之間的匹配問題,從而成為現代處理器不可缺少的核心技術之一。在設計中應充分考慮各種條件的制約,權衡各種因素,才能充分提高系統的性能。

Ⅱ 數據存儲技術論文3000字

資料庫存儲技術的出現，對於傳統的紙質存儲技術來說，具有革命性的作用，下面是我為大家精心推薦的數據存儲技術論文3000字，希望能夠對您有所幫助。

數據存儲技術論文3000字篇一

資料庫編程與資料庫存儲技術分析

【摘要】隨著信息技術的發展，以及人類社會文明進步，在與計算機相關的技術發展中，關於數據方面的處理工作，如今也越來越受到重視，在不同的發展時期，根據不同的計算機類型以及在實際應用的不同，資料庫的編程與資料庫存相儲技術方面的要求也有所差異，所以就要根據實際情況進行具體分析.本文就結合相關技術進行分析。

【關鍵詞】資料庫;編程;存儲;技術;分析

引言

在計算機的發展過程中，根據數據進行程序編輯，以及在計算機內部儲存程序的編輯都是非常重要的方面，雖然會根據所操作的計算機不同，而在具體操作過程中而出現有所區別，但是要針對相關的技術進行具體分析後就能夠發現，在數據存儲方面只要編輯好資料庫對應的程序，要取得好的工作成績不不難，所以研究好關於資料庫編程和資料庫存儲相關的技術，就能夠代替真實人的工作，取得良好的工作效果，促進計算機行業的發展.

隨著計算機的普及應用，計算機應用軟體得到了快速的發展，從某種意義上來說，計算機之所以能夠在各個領域中得到應用，很大程度上就是因為相應的應用軟體，根據各個行業的特點，軟體公司都開發了針對性的應用軟體，通過這些軟體的使用，能夠給實際的工作帶來方便，提升工作的效率，例如在工業自動化中，現在的計算機技術已經具有一定的智能性，可以代替人來進行操作，這種方式出現錯誤的幾率很低，而且計算機不需要休息，生產效率得到了大幅提高，在計算機軟體中，尤其是一些大型的軟體，資料庫是軟體的核心內容，因此在計算機軟體編寫過程中，資料庫編程和存儲技術，也是一個核心內容，受到我國特殊歷史原因影響，我國的軟體行業發展較慢，因此資料庫編程和存儲技術的核心都掌握在西方發達國家手中。

1、資料庫存儲技術簡述

1.1資料庫存儲技術的概念

資料庫的發展很大程度上依賴於計算機性能的提升，在計算機出現的早期，並沒有資料庫的概念，當時計算機的性能很低，只能進行一些簡單的數字運算，體積也非常龐大，還沒有數據存儲的概念，隨著晶體管和集成電路應用在計算機製造中，計算機的性能得到了大幅的提升，開始在各個領域中進行應用，當計算機被用於數據管理時，尤其是一些復雜的數據，傳統的存儲方式已經無法滿足人們的需要，在這種背景下，DSMS誕生了，這種資料庫管理系統在當時看來，是資料庫管理技術的一次革命，隨著計算機性能的提升，逐漸出現了SQL、Oracle等，在傳統的資料庫編程中，由於資料庫編寫的時期不同，使用的編寫語言也有一定的差異，目前常使用的軟體有VB、JAVA、VC、C++等，利用這些編程軟體，都可以編寫一個指定的資料庫，由於每個軟體自身都有一定的特點，因此不同領域的數據編程中，所選擇的編程軟體業有一定的差異。

1.2資料庫存儲技術的發展

資料庫的概念最早可以追溯到20世紀50年代，但是當時資料庫的管理，還處於傳統人工的方式，並沒有形成軟體的形式，因此並不能算資料庫存儲技術的起源，在20世紀60年代中期，隨著計算機存儲設備的出現，使得計算機能夠存儲數據，在這種背景下，數據管理軟體誕生了，但是受到當時技術條件的限制，只能以文件為單位，將數據存儲在外部存儲設備中，人們開發了帶有界面的操作系統，以便對存儲的數據進行管理，隨著計算機的普及應用，計算機能夠存儲的數據越來越多，人們對資料庫存儲技術有了更高的要求，尤其是企業用戶的增加，希望資料庫存儲技術能夠具有很高的共享能力，數據存儲技術在這一時期，得到了很大的發展，現在的資料庫存儲技術，很大程度上也是按照這一時期的標准，來進行相應的開發，隨著資料庫自身的發展，出現了很多新的資料庫存儲技術，如數據流、Web數據管理等。

1.3資料庫存儲技術的作用

資料庫存儲技術的出現，對於傳統的紙質存儲技術來說，具有革命性的作用，由於紙質存儲數據的方式，很容易受到水、火等災害，而造成數據的損失，人類文明從有文字開始，就記錄了大量的歷史信息，但是隨著時間的推移，很多數據資料都損毀了，給人類文明造成了嚴重的損失，而資料庫存儲技術就能夠很好的避免這個問題，在資料庫的環境下，信息都會轉化成電子的方式，存儲在計算機的硬碟中，對於硬碟的保存，要比紙質的書籍等簡單的多，需要的環境比較低，最新的一些伺服器存儲器，甚至具有防火的性能，而且資料庫中的數據，可以利用計算機很簡單的進行復制，目前很多企業資料庫，為了最大程度上保證數據的安全性，都會建立一個映像資料庫，定期的對資料庫中的信息進行備份，如果工作的資料庫出現了問題，就可以通過還原的方式，恢復原來的數據。

2、資料庫編程與資料庫存儲技術的關系

2.1資料庫編程決定資料庫存儲的類型

通過對計算機軟體的特點進行分析可以知道，任何軟體要想具有相關的功能，都需要在編程過程中來實現，對於資料庫程序來說也是一樣，在資料庫編程的過程中，能夠決定資料庫存儲的類型，根據應用領域的不同，資料庫存儲技術也有一定的差異，如在電力、交通控制等領域中，應用的大多是實時資料庫，而網上的視頻網站等，大多採用關系資料庫，其次還有商業資料庫、自由資料庫、微型資料庫等，每種資料庫的出現，都是為了滿足實際應用的需要，雖然在不同歷史時期，一種資料庫成為主流，但是對於資料庫程序的編寫者來說，這些資料庫的編寫;並沒有太大的差異，雖然不同的程序編寫人員，由於所受教育和習慣的不同，在實際編寫的過程中，使用的程序編寫軟體不同，但無論是VB、VF還是C++等，都可以實現每種資料庫類型的編寫，從某種意義上來說，資料庫類型的確定，通常是在軟體需求分析階段中進行設計，然後在數據編程階段來實現，

2.2資料庫存儲技術是資料庫編程的核心

對於資料庫程序來說，最重要的功能就是存儲數據，通常情況在，一個資料庫程序會分成幾個模塊，其中核心模塊就是資料庫存儲技術。

結語

在目前國內經濟發展形勢下，針對於計算機的軟體行業的形式，也在大力推動下，成為一個焦點行業，隨著行業的發展，相關促進簡便工作的程序也得到了相應的研究和發明中，就算是一些不具備計算機專業知識的普通使用著，不管在使用還是研發程序上也是介可以的，只是針對於資料庫編程和資料庫存儲技術方面進行分析，但是作為系統的核心區域，所以相關的技術也是非常重要的，所以要想提升工作效率，緩解工作壓力，就要結合使用情況，在所能應用的范圍內，選擇最具有優勢的相應軟體處理技術，以此為研發中心，開發出所需要的軟體類型，進行所有的數據整理工作，對於辦公室工作極大范圍內的促進，對於資料庫編程於數據存儲方面的技術是非常重要的。

參考文獻

[1]董慧群，王福明.基於LabWindows/CVI的資料庫編程[J].山西電子技術，2011(04)：55-56.

[2]吳敏寧，高楠.Delphi資料庫編程開發[J].電腦知識與技術，2009(11)：2882-2883.

[3]鄭剛，唐紅梅.面向對象資料庫中數據模型及存儲結構的研究[J].計算機工程，2002(03)：65-67.

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Ⅲ 給我一篇計算機組成原理的論文

計算機組成原理存儲器（期末論文）
綿陽師范學院
計算機組成原理(期末論文)

題 目 微型計算機的存儲器
作 者 ***
單 位 數計學院07級7班(07084207**)
指 導教 師 ***
論文工作時間 2009年5月

摘要
隨著微型計算機的迅速普及和發展，人們對計算機的功能要求已不再是限於單純的計算和數據處理了，而是向著融合圖像、聲音、文字為一體的多媒體機和大型娛樂型機發展，在這一發展過程中，存儲器逐漸成為了人們關注的熱點，這里，我們將對存儲器的有關知識做進一步詳細的介紹。
關鍵字
微型計算機 存儲器 分類 性能指標
存儲器是計算機系統內最主要的記憶裝置，能夠把大量計算機程序和數據存儲起來，既能接收計算機內的信息（數據和程序），又能保存信息，還可以根據命令讀取已保存的信息。
存儲器按功能可分為主存儲器和輔助存儲器，按存放位置又可分為內存儲器和外存儲器。
存儲器的性能指標主要由容量、存取速度、可靠性和性能/性價比決定。

存儲器的分類
存儲器按功能可分為主存儲器（簡稱主存）和輔助存儲器（簡稱輔存）。主存是相對存取速度快而容量小的一類存儲器，輔存則是相對存取速度慢而容量很大的一類存儲器。
主存儲器，也稱為內存儲器（簡稱內存），內存直接與CPU相連接，是計算機中主要的工作存儲器，當前運行的程序與數據存放在內存中。
輔助存儲器也稱為外存儲器（簡稱外存），計算機執行程序和加工處理數據時，外存中的信息按信息塊或信息組先送入內存後才能使用，即計算機通過外存與內存不斷交換數據的方式使用外存中的信息。
一個存儲器中所包含的位元組數稱為該存儲器的容量，簡稱存儲容量。存儲容量通常用KB、MB或GB表示，其中B是位元組（Byte），並且1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。例如，640KB就表示640×1024=655360個位元組。
（1）內存儲器
現代的內存儲器多半是半導體存儲器，採用大規模集成電路或超大規模集成電路器件。內存儲器按其工作方式的不同，可以分為隨機存取存儲器（簡稱隨機存儲器或RAM）和只讀存儲器（簡稱ROM）。
隨機存儲器。隨機存儲器允許隨機的按任意指定地址向內存單元存入或從該單元取出信息，對任一地址的存取時間都是相同的。由於信息是通過電信號寫入存儲器的，所以斷電時RAM中的信息就會消失。計算機工作時使用的程序和數據等都存儲在RAM中，如果對程序或數據進行了修改之後，應該將它存儲到外存儲器中，否則關機後信息將丟失。通常所說的內存大小就是指RAM的大小，一般以KB或MB為單位。
只讀存儲器。只讀存儲器是只能讀出而不能隨意寫入信息的存儲器。ROM中的內容是由廠家製造時用特殊方法寫入的，或者要利用特殊的寫入器才能寫入。當計算機斷電後，ROM中的信息不會丟失。當計算機重新被加電後，其中的信息保持原來的不變，仍可被讀出。ROM適宜存放計算機啟動的引導程序、啟動後的檢測程序、系統最基本的輸入輸出程序、時鍾控製程序以及計算機的系統配置和磁碟參數等重要信息。
（2）外存儲器
PC常用的外存是軟磁碟（簡稱軟盤）和硬磁碟（簡稱硬碟），目前，光碟的使用也越來越普及。下面介紹常用的三種外存：
軟盤：目前計算機常用的軟盤按尺寸劃分有5.25英寸盤（簡稱5寸盤）和3.5英寸盤（簡稱3寸盤）。
二者之間的主要區別是：3.5英寸盤的尺寸比5.25英寸盤小，由硬塑料製成，不易彎曲和損壞；3.5英寸盤的邊緣有一個可移動的金屬滑片，對碟片起保護作用，讀寫槽位於金屬滑片下，平時被蓋住：3.5英寸盤無索引孔；3.5英寸盤的防寫裝置是盤角上的一個正方形的孔和一個滑塊，當滑塊封住小孔時，可以對碟片進行讀寫操作，當小孔打開時，則處於防寫狀態。
軟盤記錄信息的格式是：將碟片分成許多同心圓，稱為磁軌，磁軌由外向內順序編號，信息記錄在磁軌上。另外，從同心圓放射出來的若干條線將每條磁軌分割成若干個扇區，順序編號。這樣，就可以通過磁軌號和扇區號查找到信息在軟盤上存儲的位置，一個完整的軟盤存儲系統是由軟盤、軟盤驅動器和軟碟機適配卡組成。
軟盤只能存儲數據，如果要對它進行讀出或寫入數據的操作，還必須有軟盤驅動器。軟盤驅動器位於主機箱內，由磁頭和驅動裝置兩部分組成。磁頭用來定位磁軌，驅動裝置的作用是使磁碟高速旋轉，以便對磁碟進行讀寫操作。軟碟機適配卡是連接軟盤驅動器與主板的專用介面板，通過34芯扁平電纜與軟盤驅動器連接。
硬碟：從數據存儲原理和存儲格式上看，硬碟與軟盤完全相同。但硬碟的磁性材料是塗在金屬、陶瓷或玻璃製成的硬碟基片上，而軟盤的基片是塑料的。硬碟相對軟盤來說，主要是存儲空間比較大，現在的硬碟容量已在160GB以上。硬碟大多由多個碟片組成，此時，除了每個碟片要分為若干個磁軌和扇區以外，多個碟片表面的相應磁軌將在空間上形成多個同心圓柱面。

通常情況下，硬碟安裝在計算機的主機箱中，但現在已出現多種移動硬碟。這種移動硬碟通過USB介面和計算機連接，方便用戶攜帶大容量的數據。

光碟：隨著多媒體技術的推廣，光碟以其容量大、壽命長、成本低的特點，很快受到人們的歡迎，普及相當迅速。與磁碟相比，光碟的讀寫是通過光碟驅動器中的光學頭用激光束來讀寫的。目前，用於計算機系統的光碟有三類：只讀光碟（CD-ROM）、一次寫入光碟（CD-R）和可擦寫光碟（CD-RW）。
存儲器的性能指標
1、存儲器容量存儲器容量是指存儲器可以容納的二進制信息總量，即存儲信息的總位（Bit）數。設微機的地址線和數據線位數分別是p和q，則該存儲器晶元的地址單元總數為2p，該存儲器晶元的位容量為2p × q。例如：存儲器晶元6116，地址線有11根，數據線有8根，則該晶元的位容量是：位容量=211 ×8 = 2048 ×8 = 16384位存儲器通常是以位元組為單位編址的，一個位元組有8位，所以有時也用位元組容量表示存儲器容量，例如上面講的6116晶元的容量為2KB，記作2K ×8，其中：1KB = 1024B(Byte)=1024 ×8 =8192位存儲器容量越大，則存儲的信息越多。目前存儲器晶元的容量越來越大，價格在不斷地降低，這主要得益於大規模集成電路的發展。
2、存取速度存儲器的速度直接影響計算機的速度。存取速度可用存取時間和存儲周期這兩個時間參數來衡量。存取時間是指CPU發出有效存儲器地址從而啟動一次存儲器讀寫操作，到該讀寫操作完成所經歷的時間，這個時間越小，則存取速度越快。目前，高速緩沖存儲器的存取時間已小於5ns。存儲周期是連續啟動兩次獨立的存儲器操作所需要的最小時間間隔，這個時間一般略大於存取時間。
3、可靠性
存儲器的可靠性用MTBF(Mean Time Between Failures)平均故障間隔時間來衡量， MTBF越長，可靠性越高，內存儲器常採用糾錯編碼技術來延長MTBF以提高可靠性。
4、性能/價格比
這是一個綜合性指標，性能主要包括上述三項指標—存儲容量、存儲速度和可靠性。對不同用途的存儲器有不同的要求。例如，有的存儲器要求存儲容量，則就以存儲容量為主；有的存儲器如高速緩沖器，則以存儲速度為主。
現在普遍通用的存儲器
一、半導體存儲器的特點分類
1、半導體存儲器的特點
⑴ 速度快，存取時間可到ns級；
⑵ 集成度高，不僅存儲單元所佔的空間小，而且解碼
電路和緩沖寄存器、讀出寫入電路等都製作在同一晶元中。目前已達到單片1024Mb（相當於128M位元組）。
⑶ 非破壞性讀出，即信息讀出後存儲單元中的信息還在，特別是靜態RAM，讀出後不需要再生。
⑷ 信息的易失性（對RAM），即斷電後信息丟失。
⑸ 信息的揮發性（對DRAM），即存儲的信息過一定時間要丟失，所以要周期地再生（刷新）。
⑹ 功耗低，特別是CMOS存儲器。
⑺ 體積小，價格在不斷地下降。
2、半導體存儲器的分類
主要分為兩大類，可讀寫存儲器RAM和只讀存儲器ROM。
RAM分為靜態RAM（SRAM）和動態RAM（DRAM）兩種。目前計算機內的主存儲器都是DRAM，它的集成度高、功耗很低，缺點是需要再生。SRAM是非揮發的，所以不需要再生，但集成度比DRAM要低，計算機中的高速緩沖存儲器大多用SRAM.現在有一些新的RAM，如組合RAM（IRAM），將刷新電路與DRAM集成在一起；非易失RAM（NVRAM），實際上是由SRAM和EEPROM共同構成。正常情況下，它和一般SRAM一樣，而在系統掉電瞬間它把SRAM中的信息保存在EEPROM中，從而使信息不丟失。只讀存儲器ROM的特點是用戶在使用時只能讀出其中的信息，不能修改和寫入信息。近幾年出現了一中新的存儲器叫Flash存儲器（閃爍存儲器），這是一種電可擦除的非易失性只讀存儲器。
二、半導體存儲器的組成
它一般由存儲體、地址選擇電路、輸入輸出電路和控制電路組成。
1、存儲體
存儲體是存儲1和0信息的電路實體，它由許多個存儲單元組成，每個存儲單元一般由若干位(8位)組成，每一位需要一個存儲元件，每個存儲單元有一個編號，稱為地址。存儲器的地址用一組二進制數表示，其地址線的根數n與存儲單元的數量N之間的關系為：2n = N
2、地址選擇電路
地址選擇電路包括地址解碼器和地址碼寄存器。地址解碼器用來對地址解碼。設其輸入端的地址線有n根，輸出線數為N，則它分別對應2n個不同的地址碼，作為對地址單元的選擇線。這些輸出的選擇線又叫做字線。地址解碼的方式有兩種：
⑴ 單解碼方式
它的全部地址碼只用一個電路解碼，解碼輸出的字選擇線直接選中對應的存儲單元。這一方式需要的選擇線數較多，只適用於容量較小的存儲器。
⑵ 雙解碼方式（或稱矩陣解碼）
它將地址碼分為X與Y兩部分，用兩個解碼電路分別解碼。X向解碼稱為行解碼，其輸出線稱為行選擇線，它選中存儲矩陣中一行的所有存儲單元。Y向解碼又稱為列解碼，其輸出線稱為列選擇線，它選中一列的所有單元。只有X向和Y向的選擇線同時選中的那一位存儲單元，才能進行讀寫操作。由圖可見，具有1024個基本單元的存儲體排列成32×32的矩陣，它的 X向和Y向解碼器各有32根解碼輸出線，共64根。若採用單解碼方式，則要1024根解碼輸出線。因此，雙解碼方式所需要的選擇線數目較少 ，也簡化了存儲器的結構，故它適用於大容量的存儲器。
3、讀寫控制電路
讀寫控制電路包括讀寫放大器、數據寄存器（三態雙向緩沖器）等。它是數據信息輸入輸出的通道。外界對存儲器的控制信號有讀信號RD、寫信號WR和片選信號CS。

參考文獻
1、《計算機組成原理》第二版，唐朔飛 編著，高等教育出版社，2008.1
2、《微型計算機原理與應用》肖金立 編著，電子工業出版社，2003-1
3、計算機組成原理實驗指導書與習題集》（王成，周繼群，蔡月茹著）清華大學出版社出版
4、《計算機組成原理學習指導訓練》（曠海蘭，劉彥，蔣翰洋等編著）中國水利水電出版社出版

Ⅳ 計算機類論文怎麼寫

論文標准格式模板：

舉例說明：

關於XXX的研究 題目居中,三號黑體字

XXX XXX XXX 作者居中,其後標明工作單位，所在省、市，郵編，4號楷體字

摘 要:XXXXXXXXXXXXXX「摘要」兩字5號黑體,其餘5號宋體

關鍵詞:XXXX XXXX(RS) YYYY「關鍵詞」三字用5號黑體,其餘宋體5號

#215;#215;#215;#215;#215;#215;#215;#215;#215; (英文題目)

#215;#215;#215;(#215;#215;#215;#215;) 英文作者姓名(單位、所在省、市，郵編)

【Abstract】 (英文摘要)

【Key words】 (英文關鍵詞)

(正文)

一、XXXXXX一級標題用4號黑體字(序號用一、二……依此類推)

1.XXXXXXX 二級標題用4號宋體字(序號用1、2……依此類推)

⑴xxxxxxxxx三級標題用4號宋體字(序號用⑴、⑵、⑶……依此類推)

(正文內容)

yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy 正文用5號宋體

參考文獻:用5號黑體字

[1]XXX,XYY,XXX，XXXX，《XXXXXXXX》，2008,(1)5號宋體

[2]Xxx、Xxx譯，《XXXXXXXX》，XX教育出版社，1998. 5號宋體

作者簡介:作者單位、電話、傳真、電子信箱、通訊地址及郵政編碼5號宋體

論文的格式包括以下幾個方面：

1、論文題目格式

要求准確、簡練、醒目、新穎。

2、目錄

目錄是論文中主要段落的簡表。(短篇論文不必列目錄)

3、內容提要

是文章主要內容的摘錄，要求短、精、完整。字數少可幾十字，多不超過三百字為宜。

4、關鍵詞或主題詞

關鍵詞是從論文的題名、提要和正文中選取出來的，是對表述論文的中心內容有實質意義的詞彙。關鍵詞是用作計算機系統標引論文內容特徵的詞語，便於信息系統匯集，以供讀者檢索。每篇論文一般選3-8個詞彙作為關鍵詞，另起一行，排在「提要」的左下方。

5、論文正文

引言:引言又稱前言、序言和導言，用在論文的開頭。引言一般要概括地寫出作者意圖，說明選題的目的和意義,並指出論文寫作的范圍。引言要短小精悍、緊扣主題。論文正文:正文是論文的主體，正文應包括論點、論據、 論證過程和結論。

6、參考文獻

一篇論文的參考文獻是將論文在研究和寫作中可參考或引證的主要文獻資料，列於論文的末尾。

中文：標題--作者--出版物信息(版地、版者、版期)

英文：作者--標題--出版物信息

所列參考文獻的要求是所列參考文獻應是正式出版物，以便讀者考證。所列舉的參考文獻要標明序號、著作或文章的標題、作者、出版物信息。

Ⅳ 組成原理課程設計論文

組成原理課程設計論文

當代，論文常用來指進行各個學術領域的研究和描述學術研究成果的文章，簡稱之為論文。它既是探討問題進行學術研究的一種手段，又是描述學術研究成果進行學術交流的一種工具。它包括學年論文、畢業論文、學位論文、科技論文、成果論文等。接下來我為你帶來組成原理課程設計論文，希望對你有幫助。

篇一：計算機組成原理實驗報告

一、 實驗名稱：運算器實驗

二、 實驗目的：

1.學習數據處理部件的工作方式控制。 2. 學習機器語言程序的運行過程。

三、 實驗原理：

CP226實驗儀的運算器由一片CPLD實現，包括8種運算功能。運算時先將數據寫到寄存器A和寄存器W中，根據選擇的運算方式系統產生運算結果送到直通門D。

實驗箱上可以向DBUS送數據的寄存器有：直通門D、左移門L、右移門R、程序計數器PC、中斷向量寄存器IA、外部輸入寄存器IN和堆棧寄存器ST。它們由138解碼器的

四、 實驗內容：

1. 計算37H+56H後左移一位的值送OUT輸出。 2. 把36H取反同54H相與的值送人R1寄存器。

五、 實驗步驟：

實驗內容(一):

1. 關閉電源。用8位扁平線把J2和J1連接。

2. 用不同顏色的導線分別把K0和AEN、K1和WEN、K2和S0、K3和S1、K4和S2、

K6和X0、K7和X1、K8和X2、K9和OUT連接。 3. K15～K0全部放在1位，K23 ~K16放0位。

4. 注視儀器，打開電源，手不要遠離電源開關，隨時准備關閉電源，注意各數碼管、

發光管的穩定性，靜待10秒，確信儀器穩定、無焦糊味。 5. 設置實驗箱進入手動模式。

6. 設置K0=0，K8K7K6=000，K23 ~K16=0011 0111。 7. 按下STEP鍵，在A寄存器中存入37。 8. 設置K0=1，K1=0，K23 ~K16=0101 0110。 9. 按下STEP鍵，在W寄存器中存入56。

10. 設置K0=1，K1=1，K8K7K6=110，K4K3K2=000。 11. 按下STEP鍵，L寄存器顯示1A。 12. 設置K9=0,其他保持不變。

13. 按下STEP鍵，OUT寄存器顯示1A。 14. 關閉實驗箱電源。

實驗內容(二):

1. 基本與實驗內容(一)的前5個步驟相同(去掉連接OUT寄存器的導線)。 2. 連接K10和SA,K11和SB，K12和RWR。

3. 設置K0=0，K8K7K6=000，K23~K16=0011 0110。 4. 按下STEP鍵，A寄存器顯示36。 5. 設置K8K7K6=100，K4K3K2=110。 6. 按下STEP鍵，A寄存器顯示9C。

7. 設置K1K0=01，K8K7K6=000，K4K3K2=111，K23~K16=0100 0101。 8. 按下STEP鍵，W寄存器顯示45。

9. 設置K1K0=11，K8K7K6=100，,4K3K2=011，K10K11=10，K12=0。 10. 按下STEP鍵，D寄存器和R1寄存器顯示40。 11. 關閉實驗箱電源。

六、 實驗結論：

實現數據處理部件的工作方式控制和機器語言程序的運行過程。

七、 體會：

通過本次試驗，我對運算器實驗了解更深了並進一步鞏固了第一周所學的內容。

八、 思考題：

如何計算3456H+12EFH的值？ 答：

通過CP226實驗儀，把S2S1S0設置為100，可以使用帶進位加法運算。由於是四位16進制，可以把它拆開，從個位開始計算，一位一位向上計算通過帶進位加法器，即算(64H*64H+64H*10H*3H+64H*3H+10H*9H+8h)+(64H*10H*4H+64H*8H+10H*4H+7H)

篇二：計算機組成原理實驗報告

【實驗環境】

1. Windows 2000 或 Windows XP

2. QuartusII、GW48-PK2或DE2-115計算機組成原理教學實驗系統一台，排線若干。

【實驗目的】

1、熟悉原理圖和VHDL語言的編寫。2、驗證全加器功能。

【實驗原理】

設計一個一位全加器，能完成兩個二進制位的加法操作，考慮每種情況下的進位信號，完成8組數據的操作。

【實驗步驟】

1.1建立工程項目

1.1.4 原理圖設計

新建項目後，就可以繪制原理圖程序了。下面以一位全加器如圖1-12所示為例，講解原理圖的編輯輸入的方法與具體步驟。

圖1-12 一位全加器原理圖

（1）執行菜單「File」→「New…」，或在工具欄中單擊圖標，彈出如圖1-13所示的「New」對話框。在此對話框的「Design Files」項中選擇「Block Diagram/Schematic File」，在單擊「OK」按鈕，QuartusⅡ10.0的主窗口進入如圖1-14所示的原理圖工作環境界面。

圖1-13 「New」對話框

（2）在如圖1-14所示的原理圖工作環境界面中單擊圖標或在原理圖編輯區的空白處雙擊滑鼠或在原理圖編輯區的空白處右鍵單擊在彈出的菜單中選擇「Insert」中的任意一個，彈出如圖1-15所示的元件輸入對話框，在「Name」欄中直接輸入所需元件名或在「Libraries: 」的相關庫中找到合適的元件，再單擊「OK」按鈕，然後在原理圖編輯區中單擊滑鼠左鍵，即可將元件調入原理圖編輯區中。為了輸入如圖1-12所示的原理圖，應分別調入and2、xor2、or3、input、output。對於相同的器件，可通過復制來完成。例如3個and2門，器操作方法是，調入一個and2門後，在該器件上單擊滑鼠右鍵，在彈出的菜單中選擇「Copy」命令將其復制，然後在合適的位置上右鍵，在彈出的菜單中選擇「Paste」命令將其粘帖即可。1

圖1-14 原理圖工作環境界面

圖1-15 元件輸入對話框

如果元件放置好後，需要改元件的位置時，對於單個器件而言，在該器件上按住滑鼠左鍵，拖到合適的位置後再松開滑鼠左鍵即可；對於多個器件而言，應該按下滑鼠左鍵框選需要移動的所有器件，然後將游標移動到選擇的器件上，待游標變成可移動的「十」字游標，此時按住滑鼠左鍵將其拖到合適的位置即可。

如果要刪除元件時，應先將元件選中，然後按「Del」鍵或右鍵在彈出的菜單中選擇「Del」。

如果要旋轉元件時，應先將元件選中，然後右鍵在彈出的菜單中可選「Filp Horizontal」(水平翻轉)、「Filp Vertical」(垂直翻轉)、「Rotate by Degrees」(逆時針方向旋轉，可選90°、180°、270°)等命令。

（3）將游標指向元件的引腳上，游標變成「十」字形狀，按下滑鼠左鍵並拖動，就會有導線引出，連接到另一端的元件上後，松開滑鼠左鍵，即可繪制好一根導線，按此方法繪制好全部導線，如圖1-16所示。

2

圖1-16 導入元件和繪制導線（注意：用滑鼠拖出的導線只能最多轉一個彎）

圖1-17 修改引腳名對話框

（4）雙擊或右鍵單擊「pin_name」輸入引腳，將彈出如圖1-17所示的對話框。在此對話框的「Gerneral」頁的「Pin name(s) 」項中輸入引腳名，如：S，然後單擊「確定」按鈕，即可將「pin_name」輸入引腳名改為「S」。按此方法依次修改其他引腳。修改後如圖1-16所示。

（5）執行菜單命令「File」→ 「Save…」，或在工具欄中單擊

名並單擊「保存」按鈕即可（此時最好不要更改存儲路徑）。

圖標，彈出「Save AS」對話框，在此對話框中輸入文件

2.1 頂層VHDL文件設計

2.1.1 創建工程和編輯設計文件

首先建立工作庫，以便設計工程項目的存儲。任何一項設計都是一項工程（Project），都必須首先為此工程建立一個放置與此工程相關的所有文件的文件夾，此文件夾將被EDA軟體默認為工作庫（Work Library）。

在建立了文件夾後就可以將設計文件通過QuartusII的文本編輯器編輯並存檔，詳細步驟如下：

1、新建一個文件夾。利用資源管理器，新建一個文件夾,如：e : eda 。注意，文件夾名不能用中文。

2、輸入源程序。打開QuartusII，選擇菜單「File」「New」，在New窗中的「Device Design Files」中選擇編譯文件的語言類型，這里選「VHDL Files」（如圖2-1所示）。然後在VHDL文本編譯窗中鍵入VHDL程序（如圖2-2所示）。3

圖2-1 選擇編輯文件的語言類型

圖2-2編輯輸入設計文件（頂層設計文件ADD1.VHD）

圖2-3利用「New Preject Wizard」創建工程

篇三：計算機組成原理實驗2.2_實驗報告

一、 實驗目的與要求

(1) 掌握Cache 控制器的原理及其設計方法。

(2) 熟悉CPLD 應用設計及EDA 軟體的使用。

二、 實驗設備

PC 機一台，TD-CM3+或TD-CMX 實驗系統一套。

三、 實驗原理

本實驗採用的地址變換是直接映象方式，這種變換方式簡單而直接，硬體實 現很簡單，訪問速度也比較快，但是塊的沖突率比較高。其主要原則是：主存中一塊只能映象到Cache 的一個特定的塊中。

假設主存的塊號為B，Cache 的塊號為b，則它們之間的映象關系可以表示 為：b = B mod Cb

其中，Cb 是Cache 的塊容量。設主存的塊容量為Mb，區容量為Me，則直接 映象方法的關系如圖2-2-1 所示。把主存按Cache 的大小分成區，一般主存容量為Cache 容量的整數倍，主存每一個分區內的塊數與Cache 的總塊數相等。直接映象方式只能把主存各個區中相對塊號相同的那些塊映象到Cache 中同一塊號的那個特定塊中。例如，主存的塊0 只能映象到Cache 的塊0 中，主存的塊1 只能映象到Cache 的塊1 中，同樣，主存區1 中的塊Cb（在區1 中的相對塊號是0）

也只能映象到 Cache 的塊0 中。根據上面給出的地址映象規則，整個Cache 地址與主存地址的低位部分是完全相同的。

直接映象方式的地址變換過程如圖2-2-2 所示，主存地址中的塊號B 與Cache 地址中的塊號b 是完全相同的。同樣，主存地址中的塊內地址W 與Cache 地址中的塊內地址w 也是完全相同的，主存地址比Cache 地址長出來的部分稱為區號E。

1

在程序執行過程中，當要訪問 Cache 時，為了實現主存塊號到Cache 塊號的變換，需要有一個存放主存區號的小容量存儲器，這個存儲器的容量與Cache 的塊數相等，字長為主存地址中區號E 的.長度，另外再加一個有效位。

在主存地址到Cache 地址的變換過程中，首先用主存地址中的塊號去訪問區號存儲器（按地址訪問）。把讀出來的區號與主存地址中的區號E 進行比較，根據比較結果和與區號在同一存儲字中的有效位情況作出處理。如果區號比較結果相等，有效位為『1』，則Cache 命中，表示要訪問的那一塊已經裝入到Cache 中了，這時Cache 地址（與主存地址的低位部分完全相同）是正確的。用這個Cache 地址去訪問Cache，把讀出來的數據送往CPU。其他情況均為Cache沒有命中，或稱為Cache 失效，表示要訪問的那個塊還沒有裝入到Cache 中，這時，要用主存地址去訪問主存儲器，先把該地址所在的塊讀到Cache 中，然後CPU 從Cache 中讀取該地址中的數據。

本實驗要在CPLD 中實現Cache 及其地址變換邏輯（也叫Cache 控制器），採用直接相聯地址變換，只考慮CPU 從Cache 讀數據，不考慮CPU 從主存中讀數據和寫回數據的情況，Cache和CPU 以及存儲器的關系如圖2-2-3 所示。

Cache 控制器頂層模塊如圖2-2-4 所示，主存地址為A7A0,共8 位，區號E 取3 位，這樣Cache 地址還剩5 位，所以Cache 容量為32 個單元，塊號B 取3 位，那麼Cache 分為8 塊，塊內地址W 取2 位，則每塊為4 個單元。圖2-2-4 中，WCT 為寫Cache 塊表信號，CLR 為系統總清零信號，A7A0 為CPU 訪問內存的地址，M 為Cache 失效信號，CA4CA0 為Cache 地址，

2

MD7MD0 為主存送Cache 的數據，D7D0 為Cache 送CPU 數據，T2 為系統時鍾， RD 為CPU 訪問內存讀信號，LA1 和LA0 為塊內地址。

在 QuartusII 軟體中先實現一個8 位的存儲單元（見常式中的MemCell.bdf），然後用 這個8位的存儲單元來構成一個32 X 8 位的Cache（見常式中的CacheMem.bdf）,這樣就實現了Cache的存儲體。

再實現一個4 位的存儲單元（見常式中的TableCell.bdf），然後用這個4 位的存儲單

元

來構成一個8 X 4 位的區表存儲器，用來存放區號和有效位（見常式中的CacheTable.bdf）,在這個文件中，還實現了一個區號比較器，如果主存地址的區號E 和區表中相應單元中的區號相等，且有效位為1，則Cache 命中，否則Cache 失效，標志為M，M 為0 時表示Cache 失效。

當Cache 命中時，就將Cache 存儲體中相應單元的數據送往CPU，這個過程比較簡單。 當Cache 失效時，就將主存中相應塊中的數據讀出寫入Cache 中，這樣Cache 控制器就要產生訪問主存儲器的地址和主存儲器的讀信號，由於每塊佔四個單元，所以需要連續訪問四次主存，這就需要一個低地址發生器，即一個2 位計數器（見常式中的Counter.vhd），將低2 位和CPU 給出的高6 位地址組合起來，形成訪問主存儲器的地址。M 就可以做為主存的讀信號，這樣，在時鍾的控制下，就可以將主存中相應的塊寫入到Cache 的相應塊中，

最後再修改區表（見常式中的（CacheCtrl.bdf）。

四、 實驗步驟

1、實驗接線：

3

2、實驗步驟：

(1) 使用Quartus II 軟體編輯實現相應的邏輯並進行編譯，直到編譯通過，Cache 控

制

器在EPM1270 晶元中對應的引腳如圖2-2-5 所示，框外文字表示I/O 號，框內文字表示該引腳的含義（本實驗常式見『安裝路徑Cpld CacheCtrlCacheCtrl.qpf』工程）

(2) 關閉實驗系統電源，按圖2-2-6 連接實驗電路，並檢查無誤，圖中將用戶需要連接的信號用圓圈標明。

(3) 打開實驗系統電源，將生成的POF 文件下載到EMP1270 中去，CPLD 單元介紹見實驗1.2。

(4) 將時序與操作台單元的開關KK3 置為『運行』檔，CLR 信號由CON 單元的CLR 模擬給出，按動CON 單元的CLR 按鈕，清空區表。

(5) 預先往主存寫入數據：聯機軟體提供了機器程序下載功能，以代替手動讀寫主存，機器程序以指定的格式寫入到以TXT 為後綴的文件中。

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