计算机存储器论文

Ⅰ 求基于pc机的硬件高速缓冲存储器cache的性能分析与优化论文。迫切的求。或者有相关资料也行。越多越好。

高速缓冲存储器Cache设计的关键技术分析
摘要：高速缓冲存储器（Cache）技术是现代处理器设计中的核心技术之一。本文详细讨论了Cache设计中的重要内容,包括Cache设计的基本问题,Cache性能分析,Cache失效原因的分析以及Cache设计中一些折衷的考虑。

关键词：高速缓冲存储器;Cache;处理器;存储体系

引言

在现代处理器设计中,Cache有效地解决了处理速度和存储速度之间的匹配问题,从而成为RISC技术成功的一项重要的支撑技术。现代计算机几乎没有不含Cache的。在很多机器中,还采用了多级Cache结构。可以说,Cache和流水线共同构成了RISC成功的两大支柱。本文将详细讨论Cache设计中的一些重要问题。

Cache设计中的四大基本问题

映射方式

相对于主存来说,Cache是一个小存储器。因此主存的块到Cache的行的映射是一种多到一映射。通常有三种映射策略：

a)直接映射

主存的一个块只能对应Cache的某一特定行。该方案中Cache被分为若干行,主存块号i对应的Cache行号为i对Cache行数的模。

b)全相连映射

主存的一个块可以存放在Cache中的任何行。

c)组相连映射

Cache行被分为M组,每组包含N行。主存的一个块和一个特定的组相对应,可存放在该组的任何一行。主存块号I映射成Cache的组号为I对Cache组数M的模。其中每组的行数N常被称为Cache的路数。

不难看到,直接映射和全相联可以看作是组相联方案的特殊形式。全相联命中率最高,但实现最复杂;直接映射实现最简单,但命中率较低。采用组相联是一种折衷方式,在总容量一定后,考虑组数M,路数N,及行中字节数L之间的配合关系。

映射机构

这是映射方式的实现问题。在Cache中为每个行设置了一个标志以指明该行对应的主存块地址。每个Cache行的标志中可包含一些特定信息,根据这些特定信息可以检测它们是否和来自CPU的块地址相匹配。由于速度对Cache至关重要,所以应该对所有可能的标志行并行查找。

另外,我们必需判断出Cache中的块中是否存放着有效信息。通用解决方法是在标志上增加一个有效位,以指明该标志是否包含有效地址。若有效位未设置,则不能对其进行匹配。由于每个Cache行都需要一个标志,所以增大行的大小对减小标志存储器占Cache总成本的比例是有益的。

替换策略

对于直接映射方式,在失效时只能对一个块进行替换,是最为简单的。但是对全相联和组相联方式,出现失效时需要在多个块中进行选择。这是我们有如下三种基本替换策略：

a)随机替换策略

这种策略就是随机的在候选块中选择一个进行替换。由于纯粹的随机选择会给硬件调试带来很大的困难,所以在一些系统中实际采用一种具有可再现能力的伪随机策略。

b)最近最少使用策略（LRU）

为了减少替换出最近可能使用的信息的机会,可以对块的访问情况进行记录。在发生Cache失效时,利用访问的时间局部性现象,替换出候选块中最近最少被访问的存储块。

c)先进先出策略（FIFO）

这种策略在Cache失效时,替换掉存放在Cache中时间最长的候选存储块。

试验数据证明随机替换策略一般比先进先出策略性能要好,而实现也更简单。所以我们只对随机替换策略和LRU策略进行比较分析。随机策略的一个重要性质就是易于硬件实现。随着可记录块数的增多,LRU策略的实现成本迅速增加,而性能改进一般并不十分明显。表1显示了LRU策略和随机策略在实效率方面的一些情况。可以看出,LRU在较小的Cache中比在较大的Cache中起着更重要的作用。

存储器的写策略

对Cache主要进行的是读操作,统计数据表明通常程序的读操作至少是写操作的两倍。但Amdahl定律提醒我们面向高性能的设计绝不能忽视写操作的速度。对于写命中情况,有两种基本的写策略：

a)写透策略

信息将被同时写到Cache行和低级存储器的相应存储块中。

b)写回策略

信息仅被写到Cache的相应行中,当被改变的行被替换出Cache时,其内容才被写回到主存相应的块。

这两种写策略各有利弊。对于写回策略,写操作能以Cache的速度来进行,而且在一个块内进行多次写操作仅需要一次对低级存储器的写动作,有益于降低对存储器的带宽要求,使其在多处理器系统中备受重视。对于写透策略,读失效不会导致必须对低级存储器进行写操作,而且写透操作更容易实现。写透策略的另一优点是主存中总是保存着最新数据,这对于多处理器系统和I/O设计都是非常重要的。

对于写失效情况,也有两种选择：

a)装入写

将块装入Cache,接着进行和命中情况相同的操作。

b)绕写

对低级存储器的相应内容进行改写,但不装入Cache。

上述两种写失效策略对写透和写回策略都适用,但对于写回方式,一般采用装入写策略,便于该存储块能被Cache继续利用;对于写透方式,由于后续对该存储块的写操作仍需写到主存中,故以绕写策略为好。

Cache的性能分析

之前本文介绍的各种技术的目的是减少平均访存时间。但是,设计Cache的最终目的是减少CPU的执行时间。CPU时间可以分为CPU执行时间和访存等待时间,即：

CPU时间＝（CPU执行时钟数+访存等待时钟数）×时钟周期

由于Cache失效是访存等待的最重要原因,我们假设访存等待都是有Cache失

效产生的,以简化分析。

访存等待时钟数＝（存储器访问数/程序）×失效率×失效损失

将指令总数IC提取出来单独考虑,可得：

CPU时间＝IC×(CPI执行+（访存数/指令）×失效率×失效损失)×时钟周期长度

可见,对于越小CPI的处理器,设置Cache对CPI的影响程度越大。由于计算CPI时,Cache失效的损失以CPU时钟周期为单位进行衡量,所以较高的CPU时钟频率将导致较大的失效损失。

根据CPU时间公式,可得采用Cache会增大处理器的CPI,但它可以有效减少平均访存等待的周期数,所以它是有益于提高CPU性能的。对于CPI较小,特别是RISC处理器,Cache失效对CPI的影响很严重,在设计这种处理器的时候,必须降低Cache的失效率。

Cache失效原因的分析

导致Cache失效的主要原因有以下三种：

a)突发失效

对某存储块进行第一次访问时,由于该块不在Cache中,所以必须首先将存储块取到Cache中。这种情况又称为冷启失效。

b)容量失效

如果Cache不能容纳某一程序执行过程中的所有存储块,那么当程序又需使用某一曾在Cache中,但现在已替换出的存储块时,就会出现容量失效。

c)冲突失效

在采用组相联或直接映射替换策略的Cache中,许多块都必须映射到Cache中的某一块中,由于这种原因使得当程序又需要使用某一曾在Cache中,但现在已被替换出的存储块时,就会出现冲突失效。

全相联Cache中没有冲突失效,但增加相联度在意味着增加成本,而且可能延长访问时间,这样就会降低处理器的整体性能。要减少容量失效,就要增加Cache的容量。上层存储器容量太小,就会频繁产生抖动现象,这意味着机器将以接近低级存储器的速度运行。增加存储块的大小可以减小突发失效的数目,但这又会增加冲突失效的可能。这就需要在Cache的设计工作中,综合考虑三种失效情况,确定折衷的设计方案。

结束语

在现代处理器设计中,Cache有效地解决了处理速度和存储速度之间的匹配问题,从而成为现代处理器不可缺少的核心技术之一。在设计中应充分考虑各种条件的制约,权衡各种因素,才能充分提高系统的性能。

Ⅱ 数据存储技术论文3000字

数据库存储技术的出现，对于传统的纸质存储技术来说，具有革命性的作用，下面是我为大家精心推荐的数据存储技术论文3000字，希望能够对您有所帮助。

数据存储技术论文3000字篇一

数据库编程与数据库存储技术分析

【摘要】随着信息技术的发展，以及人类社会文明进步，在与计算机相关的技术发展中，关于数据方面的处理工作，如今也越来越受到重视，在不同的发展时期，根据不同的计算机类型以及在实际应用的不同，数据库的编程与数据库存相储技术方面的要求也有所差异，所以就要根据实际情况进行具体分析.本文就结合相关技术进行分析。

【关键词】数据库;编程;存储;技术;分析

引言

在计算机的发展过程中，根据数据进行程序编辑，以及在计算机内部储存程序的编辑都是非常重要的方面，虽然会根据所操作的计算机不同，而在具体操作过程中而出现有所区别，但是要针对相关的技术进行具体分析后就能够发现，在数据存储方面只要编辑好数据库对应的程序，要取得好的工作成绩不不难，所以研究好关于数据库编程和数据库存储相关的技术，就能够代替真实人的工作，取得良好的工作效果，促进计算机行业的发展.

随着计算机的普及应用，计算机应用软件得到了快速的发展，从某种意义上来说，计算机之所以能够在各个领域中得到应用，很大程度上就是因为相应的应用软件，根据各个行业的特点，软件公司都开发了针对性的应用软件，通过这些软件的使用，能够给实际的工作带来方便，提升工作的效率，例如在工业自动化中，现在的计算机技术已经具有一定的智能性，可以代替人来进行操作，这种方式出现错误的几率很低，而且计算机不需要休息，生产效率得到了大幅提高，在计算机软件中，尤其是一些大型的软件，数据库是软件的核心内容，因此在计算机软件编写过程中，数据库编程和存储技术，也是一个核心内容，受到我国特殊历史原因影响，我国的软件行业发展较慢，因此数据库编程和存储技术的核心都掌握在西方发达国家手中。

1、数据库存储技术简述

1.1数据库存储技术的概念

数据库的发展很大程度上依赖于计算机性能的提升，在计算机出现的早期，并没有数据库的概念，当时计算机的性能很低，只能进行一些简单的数字运算，体积也非常庞大，还没有数据存储的概念，随着晶体管和集成电路应用在计算机制造中，计算机的性能得到了大幅的提升，开始在各个领域中进行应用，当计算机被用于数据管理时，尤其是一些复杂的数据，传统的存储方式已经无法满足人们的需要，在这种背景下，DSMS诞生了，这种数据库管理系统在当时看来，是数据库管理技术的一次革命，随着计算机性能的提升，逐渐出现了SQL、Oracle等，在传统的数据库编程中，由于数据库编写的时期不同，使用的编写语言也有一定的差异，目前常使用的软件有VB、JAVA、VC、C++等，利用这些编程软件，都可以编写一个指定的数据库，由于每个软件自身都有一定的特点，因此不同领域的数据编程中，所选择的编程软件业有一定的差异。

1.2数据库存储技术的发展

数据库的概念最早可以追溯到20世纪50年代，但是当时数据库的管理，还处于传统人工的方式，并没有形成软件的形式，因此并不能算数据库存储技术的起源，在20世纪60年代中期，随着计算机存储设备的出现，使得计算机能够存储数据，在这种背景下，数据管理软件诞生了，但是受到当时技术条件的限制，只能以文件为单位，将数据存储在外部存储设备中，人们开发了带有界面的操作系统，以便对存储的数据进行管理，随着计算机的普及应用，计算机能够存储的数据越来越多，人们对数据库存储技术有了更高的要求，尤其是企业用户的增加，希望数据库存储技术能够具有很高的共享能力，数据存储技术在这一时期，得到了很大的发展，现在的数据库存储技术，很大程度上也是按照这一时期的标准，来进行相应的开发，随着数据库自身的发展，出现了很多新的数据库存储技术，如数据流、Web数据管理等。

1.3数据库存储技术的作用

数据库存储技术的出现，对于传统的纸质存储技术来说，具有革命性的作用，由于纸质存储数据的方式，很容易受到水、火等灾害，而造成数据的损失，人类文明从有文字开始，就记录了大量的历史信息，但是随着时间的推移，很多数据资料都损毁了，给人类文明造成了严重的损失，而数据库存储技术就能够很好的避免这个问题，在数据库的环境下，信息都会转化成电子的方式，存储在计算机的硬盘中，对于硬盘的保存，要比纸质的书籍等简单的多，需要的环境比较低，最新的一些服务器存储器，甚至具有防火的性能，而且数据库中的数据，可以利用计算机很简单的进行复制，目前很多企业数据库，为了最大程度上保证数据的安全性，都会建立一个映像数据库，定期的对数据库中的信息进行备份，如果工作的数据库出现了问题，就可以通过还原的方式，恢复原来的数据。

2、数据库编程与数据库存储技术的关系

2.1数据库编程决定数据库存储的类型

通过对计算机软件的特点进行分析可以知道，任何软件要想具有相关的功能，都需要在编程过程中来实现，对于数据库程序来说也是一样，在数据库编程的过程中，能够决定数据库存储的类型，根据应用领域的不同，数据库存储技术也有一定的差异，如在电力、交通控制等领域中，应用的大多是实时数据库，而网上的视频网站等，大多采用关系数据库，其次还有商业数据库、自由数据库、微型数据库等，每种数据库的出现，都是为了满足实际应用的需要，虽然在不同历史时期，一种数据库成为主流，但是对于数据库程序的编写者来说，这些数据库的编写;并没有太大的差异，虽然不同的程序编写人员，由于所受教育和习惯的不同，在实际编写的过程中，使用的程序编写软件不同，但无论是VB、VF还是C++等，都可以实现每种数据库类型的编写，从某种意义上来说，数据库类型的确定，通常是在软件需求分析阶段中进行设计，然后在数据编程阶段来实现，

2.2数据库存储技术是数据库编程的核心

对于数据库程序来说，最重要的功能就是存储数据，通常情况在，一个数据库程序会分成几个模块，其中核心模块就是数据库存储技术。

结语

在目前国内经济发展形势下，针对于计算机的软件行业的形式，也在大力推动下，成为一个焦点行业，随着行业的发展，相关促进简便工作的程序也得到了相应的研究和发明中，就算是一些不具备计算机专业知识的普通使用着，不管在使用还是研发程序上也是介可以的，只是针对于数据库编程和数据库存储技术方面进行分析，但是作为系统的核心区域，所以相关的技术也是非常重要的，所以要想提升工作效率，缓解工作压力，就要结合使用情况，在所能应用的范围内，选择最具有优势的相应软件处理技术，以此为研发中心，开发出所需要的软件类型，进行所有的数据整理工作，对于办公室工作极大范围内的促进，对于数据库编程于数据存储方面的技术是非常重要的。

参考文献

[1]董慧群，王福明.基于LabWindows/CVI的数据库编程[J].山西电子技术，2011(04)：55-56.

[2]吴敏宁，高楠.Delphi数据库编程开发[J].电脑知识与技术，2009(11)：2882-2883.

[3]郑刚，唐红梅.面向对象数据库中数据模型及存储结构的研究[J].计算机工程，2002(03)：65-67.

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Ⅲ 给我一篇计算机组成原理的论文

计算机组成原理存储器（期末论文）
绵阳师范学院
计算机组成原理(期末论文)

题 目 微型计算机的存储器
作 者 ***
单 位 数计学院07级7班(07084207**)
指 导教 师 ***
论文工作时间 2009年5月

摘要
随着微型计算机的迅速普及和发展，人们对计算机的功能要求已不再是限于单纯的计算和数据处理了，而是向着融合图像、声音、文字为一体的多媒体机和大型娱乐型机发展，在这一发展过程中，存储器逐渐成为了人们关注的热点，这里，我们将对存储器的有关知识做进一步详细的介绍。
关键字
微型计算机 存储器 分类 性能指标
存储器是计算机系统内最主要的记忆装置，能够把大量计算机程序和数据存储起来，既能接收计算机内的信息（数据和程序），又能保存信息，还可以根据命令读取已保存的信息。
存储器按功能可分为主存储器和辅助存储器，按存放位置又可分为内存储器和外存储器。
存储器的性能指标主要由容量、存取速度、可靠性和性能/性价比决定。

存储器的分类
存储器按功能可分为主存储器（简称主存）和辅助存储器（简称辅存）。主存是相对存取速度快而容量小的一类存储器，辅存则是相对存取速度慢而容量很大的一类存储器。
主存储器，也称为内存储器（简称内存），内存直接与CPU相连接，是计算机中主要的工作存储器，当前运行的程序与数据存放在内存中。
辅助存储器也称为外存储器（简称外存），计算机执行程序和加工处理数据时，外存中的信息按信息块或信息组先送入内存后才能使用，即计算机通过外存与内存不断交换数据的方式使用外存中的信息。
一个存储器中所包含的字节数称为该存储器的容量，简称存储容量。存储容量通常用KB、MB或GB表示，其中B是字节（Byte），并且1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。例如，640KB就表示640×1024=655360个字节。
（1）内存储器
现代的内存储器多半是半导体存储器，采用大规模集成电路或超大规模集成电路器件。内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器（简称随机存储器或RAM）和只读存储器（简称ROM）。
随机存储器。随机存储器允许随机的按任意指定地址向内存单元存入或从该单元取出信息，对任一地址的存取时间都是相同的。由于信息是通过电信号写入存储器的，所以断电时RAM中的信息就会消失。计算机工作时使用的程序和数据等都存储在RAM中，如果对程序或数据进行了修改之后，应该将它存储到外存储器中，否则关机后信息将丢失。通常所说的内存大小就是指RAM的大小，一般以KB或MB为单位。
只读存储器。只读存储器是只能读出而不能随意写入信息的存储器。ROM中的内容是由厂家制造时用特殊方法写入的，或者要利用特殊的写入器才能写入。当计算机断电后，ROM中的信息不会丢失。当计算机重新被加电后，其中的信息保持原来的不变，仍可被读出。ROM适宜存放计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统最基本的输入输出程序、时钟控制程序以及计算机的系统配置和磁盘参数等重要信息。
（2）外存储器
PC常用的外存是软磁盘（简称软盘）和硬磁盘（简称硬盘），目前，光盘的使用也越来越普及。下面介绍常用的三种外存：
软盘：目前计算机常用的软盘按尺寸划分有5.25英寸盘（简称5寸盘）和3.5英寸盘（简称3寸盘）。
二者之间的主要区别是：3.5英寸盘的尺寸比5.25英寸盘小，由硬塑料制成，不易弯曲和损坏；3.5英寸盘的边缘有一个可移动的金属滑片，对盘片起保护作用，读写槽位于金属滑片下，平时被盖住：3.5英寸盘无索引孔；3.5英寸盘的写保护装置是盘角上的一个正方形的孔和一个滑块，当滑块封住小孔时，可以对盘片进行读写操作，当小孔打开时，则处于写保护状态。
软盘记录信息的格式是：将盘片分成许多同心圆，称为磁道，磁道由外向内顺序编号，信息记录在磁道上。另外，从同心圆放射出来的若干条线将每条磁道分割成若干个扇区，顺序编号。这样，就可以通过磁道号和扇区号查找到信息在软盘上存储的位置，一个完整的软盘存储系统是由软盘、软盘驱动器和软驱适配卡组成。
软盘只能存储数据，如果要对它进行读出或写入数据的操作，还必须有软盘驱动器。软盘驱动器位于主机箱内，由磁头和驱动装置两部分组成。磁头用来定位磁道，驱动装置的作用是使磁盘高速旋转，以便对磁盘进行读写操作。软驱适配卡是连接软盘驱动器与主板的专用接口板，通过34芯扁平电缆与软盘驱动器连接。
硬盘：从数据存储原理和存储格式上看，硬盘与软盘完全相同。但硬盘的磁性材料是涂在金属、陶瓷或玻璃制成的硬盘基片上，而软盘的基片是塑料的。硬盘相对软盘来说，主要是存储空间比较大，现在的硬盘容量已在160GB以上。硬盘大多由多个盘片组成，此时，除了每个盘片要分为若干个磁道和扇区以外，多个盘片表面的相应磁道将在空间上形成多个同心圆柱面。

通常情况下，硬盘安装在计算机的主机箱中，但现在已出现多种移动硬盘。这种移动硬盘通过USB接口和计算机连接，方便用户携带大容量的数据。

光盘：随着多媒体技术的推广，光盘以其容量大、寿命长、成本低的特点，很快受到人们的欢迎，普及相当迅速。与磁盘相比，光盘的读写是通过光盘驱动器中的光学头用激光束来读写的。目前，用于计算机系统的光盘有三类：只读光盘（CD-ROM）、一次写入光盘（CD-R）和可擦写光盘（CD-RW）。
存储器的性能指标
1、存储器容量存储器容量是指存储器可以容纳的二进制信息总量，即存储信息的总位（Bit）数。设微机的地址线和数据线位数分别是p和q，则该存储器芯片的地址单元总数为2p，该存储器芯片的位容量为2p × q。例如：存储器芯片6116，地址线有11根，数据线有8根，则该芯片的位容量是：位容量=211 ×8 = 2048 ×8 = 16384位存储器通常是以字节为单位编址的，一个字节有8位，所以有时也用字节容量表示存储器容量，例如上面讲的6116芯片的容量为2KB，记作2K ×8，其中：1KB = 1024B(Byte)=1024 ×8 =8192位存储器容量越大，则存储的信息越多。目前存储器芯片的容量越来越大，价格在不断地降低，这主要得益于大规模集成电路的发展。
2、存取速度存储器的速度直接影响计算机的速度。存取速度可用存取时间和存储周期这两个时间参数来衡量。存取时间是指CPU发出有效存储器地址从而启动一次存储器读写操作，到该读写操作完成所经历的时间，这个时间越小，则存取速度越快。目前，高速缓冲存储器的存取时间已小于5ns。存储周期是连续启动两次独立的存储器操作所需要的最小时间间隔，这个时间一般略大于存取时间。
3、可靠性
存储器的可靠性用MTBF(Mean Time Between Failures)平均故障间隔时间来衡量， MTBF越长，可靠性越高，内存储器常采用纠错编码技术来延长MTBF以提高可靠性。
4、性能/价格比
这是一个综合性指标，性能主要包括上述三项指标—存储容量、存储速度和可靠性。对不同用途的存储器有不同的要求。例如，有的存储器要求存储容量，则就以存储容量为主；有的存储器如高速缓冲器，则以存储速度为主。
现在普遍通用的存储器
一、半导体存储器的特点分类
1、半导体存储器的特点
⑴ 速度快，存取时间可到ns级；
⑵ 集成度高，不仅存储单元所占的空间小，而且译码
电路和缓冲寄存器、读出写入电路等都制作在同一芯片中。目前已达到单片1024Mb（相当于128M字节）。
⑶ 非破坏性读出，即信息读出后存储单元中的信息还在，特别是静态RAM，读出后不需要再生。
⑷ 信息的易失性（对RAM），即断电后信息丢失。
⑸ 信息的挥发性（对DRAM），即存储的信息过一定时间要丢失，所以要周期地再生（刷新）。
⑹ 功耗低，特别是CMOS存储器。
⑺ 体积小，价格在不断地下降。
2、半导体存储器的分类
主要分为两大类，可读写存储器RAM和只读存储器ROM。
RAM分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两种。目前计算机内的主存储器都是DRAM，它的集成度高、功耗很低，缺点是需要再生。SRAM是非挥发的，所以不需要再生，但集成度比DRAM要低，计算机中的高速缓冲存储器大多用SRAM.现在有一些新的RAM，如组合RAM（IRAM），将刷新电路与DRAM集成在一起；非易失RAM（NVRAM），实际上是由SRAM和EEPROM共同构成。正常情况下，它和一般SRAM一样，而在系统掉电瞬间它把SRAM中的信息保存在EEPROM中，从而使信息不丢失。只读存储器ROM的特点是用户在使用时只能读出其中的信息，不能修改和写入信息。近几年出现了一中新的存储器叫Flash存储器（闪烁存储器），这是一种电可擦除的非易失性只读存储器。
二、半导体存储器的组成
它一般由存储体、地址选择电路、输入输出电路和控制电路组成。
1、存储体
存储体是存储1和0信息的电路实体，它由许多个存储单元组成，每个存储单元一般由若干位(8位)组成，每一位需要一个存储元件，每个存储单元有一个编号，称为地址。存储器的地址用一组二进制数表示，其地址线的根数n与存储单元的数量N之间的关系为：2n = N
2、地址选择电路
地址选择电路包括地址译码器和地址码寄存器。地址译码器用来对地址译码。设其输入端的地址线有n根，输出线数为N，则它分别对应2n个不同的地址码，作为对地址单元的选择线。这些输出的选择线又叫做字线。地址译码的方式有两种：
⑴ 单译码方式
它的全部地址码只用一个电路译码，译码输出的字选择线直接选中对应的存储单元。这一方式需要的选择线数较多，只适用于容量较小的存储器。
⑵ 双译码方式（或称矩阵译码）
它将地址码分为X与Y两部分，用两个译码电路分别译码。X向译码称为行译码，其输出线称为行选择线，它选中存储矩阵中一行的所有存储单元。Y向译码又称为列译码，其输出线称为列选择线，它选中一列的所有单元。只有X向和Y向的选择线同时选中的那一位存储单元，才能进行读写操作。由图可见，具有1024个基本单元的存储体排列成32×32的矩阵，它的 X向和Y向译码器各有32根译码输出线，共64根。若采用单译码方式，则要1024根译码输出线。因此，双译码方式所需要的选择线数目较少 ，也简化了存储器的结构，故它适用于大容量的存储器。
3、读写控制电路
读写控制电路包括读写放大器、数据寄存器（三态双向缓冲器）等。它是数据信息输入输出的通道。外界对存储器的控制信号有读信号RD、写信号WR和片选信号CS。

参考文献
1、《计算机组成原理》第二版，唐朔飞 编着，高等教育出版社，2008.1
2、《微型计算机原理与应用》肖金立 编着，电子工业出版社，2003-1
3、计算机组成原理实验指导书与习题集》（王成，周继群，蔡月茹着）清华大学出版社出版
4、《计算机组成原理学习指导训练》（旷海兰，刘彦，蒋翰洋等编着）中国水利水电出版社出版

Ⅳ 计算机类论文怎么写

论文标准格式模板：

举例说明：

关于XXX的研究 题目居中,三号黑体字

XXX XXX XXX 作者居中,其后标明工作单位，所在省、市，邮编，4号楷体字

摘 要:XXXXXXXXXXXXXX“摘要”两字5号黑体,其余5号宋体

关键词:XXXX XXXX(RS) YYYY“关键词”三字用5号黑体,其余宋体5号

#215;#215;#215;#215;#215;#215;#215;#215;#215; (英文题目)

#215;#215;#215;(#215;#215;#215;#215;) 英文作者姓名(单位、所在省、市，邮编)

【Abstract】 (英文摘要)

【Key words】 (英文关键词)

(正文)

一、XXXXXX一级标题用4号黑体字(序号用一、二……依此类推)

1.XXXXXXX 二级标题用4号宋体字(序号用1、2……依此类推)

⑴xxxxxxxxx三级标题用4号宋体字(序号用⑴、⑵、⑶……依此类推)

(正文内容)

yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy 正文用5号宋体

参考文献:用5号黑体字

[1]XXX,XYY,XXX，XXXX，《XXXXXXXX》，2008,(1)5号宋体

[2]Xxx、Xxx译，《XXXXXXXX》，XX教育出版社，1998. 5号宋体

作者简介:作者单位、电话、传真、电子信箱、通讯地址及邮政编码5号宋体

论文的格式包括以下几个方面：

1、论文题目格式

要求准确、简练、醒目、新颖。

2、目录

目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录)

3、内容提要

是文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数少可几十字，多不超过三百字为宜。

4、关键词或主题词

关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作计算机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。每篇论文一般选3-8个词汇作为关键词，另起一行，排在“提要”的左下方。

5、论文正文

引言:引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义,并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。论文正文:正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。

6、参考文献

一篇论文的参考文献是将论文在研究和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。

中文：标题--作者--出版物信息(版地、版者、版期)

英文：作者--标题--出版物信息

所列参考文献的要求是所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。所列举的参考文献要标明序号、着作或文章的标题、作者、出版物信息。

Ⅳ 组成原理课程设计论文

组成原理课程设计论文

当代，论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章，简称之为论文。它既是探讨问题进行学术研究的一种手段，又是描述学术研究成果进行学术交流的一种工具。它包括学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等。接下来我为你带来组成原理课程设计论文，希望对你有帮助。

篇一：计算机组成原理实验报告

一、 实验名称：运算器实验

二、 实验目的：

1.学习数据处理部件的工作方式控制。 2. 学习机器语言程序的运行过程。

三、 实验原理：

CP226实验仪的运算器由一片CPLD实现，包括8种运算功能。运算时先将数据写到寄存器A和寄存器W中，根据选择的运算方式系统产生运算结果送到直通门D。

实验箱上可以向DBUS送数据的寄存器有：直通门D、左移门L、右移门R、程序计数器PC、中断向量寄存器IA、外部输入寄存器IN和堆栈寄存器ST。它们由138译码器的

四、 实验内容：

1. 计算37H+56H后左移一位的值送OUT输出。 2. 把36H取反同54H相与的值送人R1寄存器。

五、 实验步骤：

实验内容(一):

1. 关闭电源。用8位扁平线把J2和J1连接。

2. 用不同颜色的导线分别把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连接。 3. K15～K0全部放在1位，K23 ~K16放0位。

4. 注视仪器，打开电源，手不要远离电源开关，随时准备关闭电源，注意各数码管、

发光管的稳定性，静待10秒，确信仪器稳定、无焦糊味。 5. 设置实验箱进入手动模式。

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

10. 设置K0=1，K1=1，K8K7K6=110，K4K3K2=000。 11. 按下STEP键，L寄存器显示1A。 12. 设置K9=0,其他保持不变。

13. 按下STEP键，OUT寄存器显示1A。 14. 关闭实验箱电源。

实验内容(二):

1. 基本与实验内容(一)的前5个步骤相同(去掉连接OUT寄存器的导线)。 2. 连接K10和SA,K11和SB，K12和RWR。

3. 设置K0=0，K8K7K6=000，K23~K16=0011 0110。 4. 按下STEP键，A寄存器显示36。 5. 设置K8K7K6=100，K4K3K2=110。 6. 按下STEP键，A寄存器显示9C。

7. 设置K1K0=01，K8K7K6=000，K4K3K2=111，K23~K16=0100 0101。 8. 按下STEP键，W寄存器显示45。

9. 设置K1K0=11，K8K7K6=100，,4K3K2=011，K10K11=10，K12=0。 10. 按下STEP键，D寄存器和R1寄存器显示40。 11. 关闭实验箱电源。

六、 实验结论：

实现数据处理部件的工作方式控制和机器语言程序的运行过程。

七、 体会：

通过本次试验，我对运算器实验了解更深了并进一步巩固了第一周所学的内容。

八、 思考题：

如何计算3456H+12EFH的值？ 答：

通过CP226实验仪，把S2S1S0设置为100，可以使用带进位加法运算。由于是四位16进制，可以把它拆开，从个位开始计算，一位一位向上计算通过带进位加法器，即算(64H*64H+64H*10H*3H+64H*3H+10H*9H+8h)+(64H*10H*4H+64H*8H+10H*4H+7H)

篇二：计算机组成原理实验报告

【实验环境】

1. Windows 2000 或 Windows XP

2. QuartusII、GW48-PK2或DE2-115计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。

【实验目的】

1、熟悉原理图和VHDL语言的编写。2、验证全加器功能。

【实验原理】

设计一个一位全加器，能完成两个二进制位的加法操作，考虑每种情况下的进位信号，完成8组数据的操作。

【实验步骤】

1.1建立工程项目

1.1.4 原理图设计

新建项目后，就可以绘制原理图程序了。下面以一位全加器如图1-12所示为例，讲解原理图的编辑输入的方法与具体步骤。

图1-12 一位全加器原理图

（1）执行菜单“File”→“New…”，或在工具栏中单击图标，弹出如图1-13所示的“New”对话框。在此对话框的“Design Files”项中选择“Block Diagram/Schematic File”，在单击“OK”按钮，QuartusⅡ10.0的主窗口进入如图1-14所示的原理图工作环境界面。

图1-13 “New”对话框

（2）在如图1-14所示的原理图工作环境界面中单击图标或在原理图编辑区的空白处双击鼠标或在原理图编辑区的空白处右键单击在弹出的菜单中选择“Insert”中的任意一个，弹出如图1-15所示的元件输入对话框，在“Name”栏中直接输入所需元件名或在“Libraries: ”的相关库中找到合适的元件，再单击“OK”按钮，然后在原理图编辑区中单击鼠标左键，即可将元件调入原理图编辑区中。为了输入如图1-12所示的原理图，应分别调入and2、xor2、or3、input、output。对于相同的器件，可通过复制来完成。例如3个and2门，器操作方法是，调入一个and2门后，在该器件上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Copy”命令将其复制，然后在合适的位置上右键，在弹出的菜单中选择“Paste”命令将其粘帖即可。1

图1-14 原理图工作环境界面

图1-15 元件输入对话框

如果元件放置好后，需要改元件的位置时，对于单个器件而言，在该器件上按住鼠标左键，拖到合适的位置后再松开鼠标左键即可；对于多个器件而言，应该按下鼠标左键框选需要移动的所有器件，然后将光标移动到选择的器件上，待光标变成可移动的“十”字光标，此时按住鼠标左键将其拖到合适的位置即可。

如果要删除元件时，应先将元件选中，然后按“Del”键或右键在弹出的菜单中选择“Del”。

如果要旋转元件时，应先将元件选中，然后右键在弹出的菜单中可选“Filp Horizontal”(水平翻转)、“Filp Vertical”(垂直翻转)、“Rotate by Degrees”(逆时针方向旋转，可选90°、180°、270°)等命令。

（3）将光标指向元件的引脚上，光标变成“十”字形状，按下鼠标左键并拖动，就会有导线引出，连接到另一端的元件上后，松开鼠标左键，即可绘制好一根导线，按此方法绘制好全部导线，如图1-16所示。

2

图1-16 导入元件和绘制导线（注意：用鼠标拖出的导线只能最多转一个弯）

图1-17 修改引脚名对话框

（4）双击或右键单击“pin_name”输入引脚，将弹出如图1-17所示的对话框。在此对话框的“Gerneral”页的“Pin name(s) ”项中输入引脚名，如：S，然后单击“确定”按钮，即可将“pin_name”输入引脚名改为“S”。按此方法依次修改其他引脚。修改后如图1-16所示。

（5）执行菜单命令“File”→ “Save…”，或在工具栏中单击

名并单击“保存”按钮即可（此时最好不要更改存储路径）。

图标，弹出“Save AS”对话框，在此对话框中输入文件

2.1 顶层VHDL文件设计

2.1.1 创建工程和编辑设计文件

首先建立工作库，以便设计工程项目的存储。任何一项设计都是一项工程（Project），都必须首先为此工程建立一个放置与此工程相关的所有文件的文件夹，此文件夹将被EDA软件默认为工作库（Work Library）。

在建立了文件夹后就可以将设计文件通过QuartusII的文本编辑器编辑并存盘，详细步骤如下：

1、新建一个文件夹。利用资源管理器，新建一个文件夹,如：e : eda 。注意，文件夹名不能用中文。

2、输入源程序。打开QuartusII，选择菜单“File”“New”，在New窗中的“Device Design Files”中选择编译文件的语言类型，这里选“VHDL Files”（如图2-1所示）。然后在VHDL文本编译窗中键入VHDL程序（如图2-2所示）。3

图2-1 选择编辑文件的语言类型

图2-2编辑输入设计文件（顶层设计文件ADD1.VHD）

图2-3利用“New Preject Wizard”创建工程

篇三：计算机组成原理实验2.2_实验报告

一、 实验目的与要求

(1) 掌握Cache 控制器的原理及其设计方法。

(2) 熟悉CPLD 应用设计及EDA 软件的使用。

二、 实验设备

PC 机一台，TD-CM3+或TD-CMX 实验系统一套。

三、 实验原理

本实验采用的地址变换是直接映象方式，这种变换方式简单而直接，硬件实 现很简单，访问速度也比较快，但是块的冲突率比较高。其主要原则是：主存中一块只能映象到Cache 的一个特定的块中。

假设主存的块号为B，Cache 的块号为b，则它们之间的映象关系可以表示 为：b = B mod Cb

其中，Cb 是Cache 的块容量。设主存的块容量为Mb，区容量为Me，则直接 映象方法的关系如图2-2-1 所示。把主存按Cache 的大小分成区，一般主存容量为Cache 容量的整数倍，主存每一个分区内的块数与Cache 的总块数相等。直接映象方式只能把主存各个区中相对块号相同的那些块映象到Cache 中同一块号的那个特定块中。例如，主存的块0 只能映象到Cache 的块0 中，主存的块1 只能映象到Cache 的块1 中，同样，主存区1 中的块Cb（在区1 中的相对块号是0）

也只能映象到 Cache 的块0 中。根据上面给出的地址映象规则，整个Cache 地址与主存地址的低位部分是完全相同的。

直接映象方式的地址变换过程如图2-2-2 所示，主存地址中的块号B 与Cache 地址中的块号b 是完全相同的。同样，主存地址中的块内地址W 与Cache 地址中的块内地址w 也是完全相同的，主存地址比Cache 地址长出来的部分称为区号E。

1

在程序执行过程中，当要访问 Cache 时，为了实现主存块号到Cache 块号的变换，需要有一个存放主存区号的小容量存储器，这个存储器的容量与Cache 的块数相等，字长为主存地址中区号E 的.长度，另外再加一个有效位。

在主存地址到Cache 地址的变换过程中，首先用主存地址中的块号去访问区号存储器（按地址访问）。把读出来的区号与主存地址中的区号E 进行比较，根据比较结果和与区号在同一存储字中的有效位情况作出处理。如果区号比较结果相等，有效位为‘1’，则Cache 命中，表示要访问的那一块已经装入到Cache 中了，这时Cache 地址（与主存地址的低位部分完全相同）是正确的。用这个Cache 地址去访问Cache，把读出来的数据送往CPU。其他情况均为Cache没有命中，或称为Cache 失效，表示要访问的那个块还没有装入到Cache 中，这时，要用主存地址去访问主存储器，先把该地址所在的块读到Cache 中，然后CPU 从Cache 中读取该地址中的数据。

本实验要在CPLD 中实现Cache 及其地址变换逻辑（也叫Cache 控制器），采用直接相联地址变换，只考虑CPU 从Cache 读数据，不考虑CPU 从主存中读数据和写回数据的情况，Cache和CPU 以及存储器的关系如图2-2-3 所示。

Cache 控制器顶层模块如图2-2-4 所示，主存地址为A7A0,共8 位，区号E 取3 位，这样Cache 地址还剩5 位，所以Cache 容量为32 个单元，块号B 取3 位，那么Cache 分为8 块，块内地址W 取2 位，则每块为4 个单元。图2-2-4 中，WCT 为写Cache 块表信号，CLR 为系统总清零信号，A7A0 为CPU 访问内存的地址，M 为Cache 失效信号，CA4CA0 为Cache 地址，

2

MD7MD0 为主存送Cache 的数据，D7D0 为Cache 送CPU 数据，T2 为系统时钟， RD 为CPU 访问内存读信号，LA1 和LA0 为块内地址。

在 QuartusII 软件中先实现一个8 位的存储单元（见例程中的MemCell.bdf），然后用 这个8位的存储单元来构成一个32 X 8 位的Cache（见例程中的CacheMem.bdf）,这样就实现了Cache的存储体。

再实现一个4 位的存储单元（见例程中的TableCell.bdf），然后用这个4 位的存储单

元

来构成一个8 X 4 位的区表存储器，用来存放区号和有效位（见例程中的CacheTable.bdf）,在这个文件中，还实现了一个区号比较器，如果主存地址的区号E 和区表中相应单元中的区号相等，且有效位为1，则Cache 命中，否则Cache 失效，标志为M，M 为0 时表示Cache 失效。

当Cache 命中时，就将Cache 存储体中相应单元的数据送往CPU，这个过程比较简单。 当Cache 失效时，就将主存中相应块中的数据读出写入Cache 中，这样Cache 控制器就要产生访问主存储器的地址和主存储器的读信号，由于每块占四个单元，所以需要连续访问四次主存，这就需要一个低地址发生器，即一个2 位计数器（见例程中的Counter.vhd），将低2 位和CPU 给出的高6 位地址组合起来，形成访问主存储器的地址。M 就可以做为主存的读信号，这样，在时钟的控制下，就可以将主存中相应的块写入到Cache 的相应块中，

最后再修改区表（见例程中的（CacheCtrl.bdf）。

四、 实验步骤

1、实验接线：

3

2、实验步骤：

(1) 使用Quartus II 软件编辑实现相应的逻辑并进行编译，直到编译通过，Cache 控

制

器在EPM1270 芯片中对应的引脚如图2-2-5 所示，框外文字表示I/O 号，框内文字表示该引脚的含义（本实验例程见‘安装路径Cpld CacheCtrlCacheCtrl.qpf’工程）

(2) 关闭实验系统电源，按图2-2-6 连接实验电路，并检查无误，图中将用户需要连接的信号用圆圈标明。

(3) 打开实验系统电源，将生成的POF 文件下载到EMP1270 中去，CPLD 单元介绍见实验1.2。

(4) 将时序与操作台单元的开关KK3 置为‘运行’档，CLR 信号由CON 单元的CLR 模拟给出，按动CON 单元的CLR 按钮，清空区表。

(5) 预先往主存写入数据：联机软件提供了机器程序下载功能，以代替手动读写主存，机器程序以指定的格式写入到以TXT 为后缀的文件中。

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