第13次课第1章 计算机系统概论ppt课件.ppt

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1、本次课程要点：1、了解计算机的分类和应用；掌握计算机的基本组成、计算机系统的硬件结构。2、了解计算机系统的软件、计算机系统的层次结构、计算机性能指标分析和计算机系统组织和结构的发展。3、了解嵌入式计算机；掌握数字逻辑电路基础知识。第二部分：第1章计算机系统概论一、计算机的分类电子模拟计算机参与运算的数值由不间断的连续量表示，其运算过程是连续的。电子数字计算机参与运算的数值用断续的数字量表示，其运算过程按数字位进行。第二部分：第1章计算机系统概论数字计算机分类（a)数字计算机按用途分为：专用计算机和通用计算机。专用计算机：为解决某类问题

2、而设计。通用计算机：适应性很强，可以解决各类应用。一、计算机的分类（续）第二部分：第1章计算机系统概论（b)数字计算机按其规模、速度和功能等又可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机以及单片机。一、计算机的分类(续)第二部分：第1章计算机系统概论数字计算机分类二、计算机的应用第二部分：第1章计算机系统概论（一）科学计算——数值计算（二）信息处理（三）实时控制（四）数据通信（五）家用电器（六）人工智能（1）冯·诺依曼体系存储程序的概念采用二进制形式表示计算机中的数据和指令。把编好的程序和原始数据预先存入主存储器中，使计算机在工作时能

3、够连续、自动、高速地从存储器中取出一条条指令并且执行之。（存储程序概念）由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成计算机系统。三、计算机的基本组成第二部分：第1章计算机系统概论输入设备运算器控制器输出设备存储器图1冯·诺依曼型计算机的基本结构第二部分：第1章计算机系统概论（2）计算机的主要部件（一）输入设备：功能：向机器输入操作员提供的原始信息，并将这些信息变换为计算机能够识别的形式。（二）输出设备：功能：将计算机的处理结果，以人们容易接受的形式或为其他机器所能接受的形式输送出来。（三）存储器功能：存储程序和各种数据

4、信息。存储系统通常分为三级存储体系。三、计算机的基本组成（续）第二部分：第1章计算机系统概论存储系统的三级存储体系主存储器（内存储器）、辅助存储器（外存储器）、高速缓冲存储器。CPUcache主存外存三、计算机的基本组成（续）第二部分：第1章计算机系统概论（2）计算机的主要部件（续）（四）运算器功能：执行算术运算和逻辑运算的部件，对信息进行加工处理。（五）控制器功能：产生一系列控制信号以指挥整个计算机系统有条不紊的自动运行。（即决定做某种动作的时间和条件。）控制器的结构有两种类型：组合逻辑控制器和微程序控制器。三、计算机的基本组成（续

5、）第二部分：第1章计算机系统概论（1）总线四、计算机系统的硬件结构第二部分：第1章计算机系统概论总线：一组公共信息传输线路，能为多个部件服务，可分时地发送与接收各个部件的信息。总线的数据通路宽度：指能够一次并行传送的数据位数。总线按传送方向分为单向总线和双向总线。单向总线：挂在总线上的一些部件将信息有选择地传向另一些部件，却不能反向传送；（1）总线四、计算机系统的硬件结构（续）第二部分：第1章计算机系统概论双向总线：挂在总线上的任何一个部件或设备都可以从总线上有选择地接受其他部件或设备的信息，而且能通过总线有选择的向其他部件或设备发送

6、信息。总线传送信息的类别：数据总线：传送操作数或程序。地址总线：传送主存储器地址码或外围设备码。控制总线：传送各种控制信息。（2）小型机与微型机的典型结构（续）单总线结构四、计算机系统的硬件结构（续）第二部分：第1章计算机系统概论cpu主存公共接口接口接口I/OI/O（2）小型机与微型机的典型结构以CPU为中心的双总线结构cpu主存接口I/O接口接口I/OI/O四、计算机系统的硬件结构（续）第二部分：第1章计算机系统概论（2）小型机与微型机的典型结构（续）多总线系统结构四、计算机系统的硬件结构（续）第二部分：第1章计算机系统概论cpu

7、主存DMA接口接口I/OI/O监控程序计算机软件系统语言处理程序应用软件科学计算数据处理自动控制系统软件操作系统工程设计图2计算机的软件系统五、计算机软件系统第二部分：第1章计算机系统概论六、计算机的性能指标分析第二部分：第1章计算机系统概论一、计算机的主要特性（一）在程序控制下自动连续工作（二）运算速度快（三）精度高、通用性强二、计算机的主要指标（一）基本字长：参与计算机运算的操作数的基本位数。（二）主存储器容量以字(Word)为单位的计算机常用字数乘以字长来表示存储器容量。以字节(Byte=8bit)为单位的计算机则常以字节数表示

8、存储器容量。（三）外存容量：计算机系统中联机的外存储器容量。六、计算机的性能指标分析（续）第二部分：第1章计算机系统概论（四）运算速度：每秒钟平均执行的机器指令条数。（IPS）执行一条（机器）指令所需的时间。（五）外围设