[理学]计算机组成技术第2章

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1、第2章电子计算机的基本结构2.1冯·诺依曼计算机模型2.2电子计算机的组成结构2.3计算机系统的分类2.4电子计算机的性能评价2.5电子计算机的特点与发展趋势2021/9/10作业：（P36）1，2，3，10，11，21，23，26，32。2.1冯·诺依曼计算机模型问题/研究目标/需求分析/自顶向下的设计通用计算机问题求解：冯·诺依曼的解决方案：存储程序(StoredProgram)您的解决方案：？？？2021/9/102.1冯·诺依曼计算机模型冯·诺依曼计算机的基本组成计算机由运算器、存储器、输入/输出设备和控制器组成。“程序”是由

2、一条一条的指令有序排列而成，而指令由操作码和地址码两部分组成。指令和数据均采用二进制数表示，并以二进制数形式进行运算。2021/9/102.1冯·诺依曼计算机模型五个部件如何连接在一起，共同工作？冯·诺依曼设计的计算机模型2021/9/102.1冯·诺依曼计算机模型冯·诺依曼计算机模型的特点计算机由运算器、存储器、输入/输出设备和控制器组成，并以运算器为中心连接在一起。存储器由一组一维排列、线性编址的存储单元组成，每个存储单元的位数是相等且固定的，存储单元按地址访问。“程序”是由一条一条的指令有序排列而成，而指令由操作码和地址码两部分

3、组成。2021/9/102.1冯·诺依曼计算机模型冯·诺依曼计算机模型的特点（续）指令和数据均采用二进制数表示，并以二进制数形式进行运算。程序（指令）与数据是同等地不加区分地存储在同一个存储器中。设置“程序计数器PC”来指示下一条将要执行的指令的地址。每执行完一条指令，程序计数器就自动加1，指向下一条指令的存储单元。2021/9/102.1冯·诺依曼计算机模型冯·诺依曼计算机模型的改进：以存储器为中心连接在一起2021/9/102.1冯·诺依曼计算机模型大学，止于至善Simpleisbeauty.Makeeverythingassim

4、pleaspossible,butnotsimpler.(AlbertEinstein)Platoisdeartome,butdearerstillistruth.（吾爱吾师，吾更爱真理）(Aristotle,AncientGreekphilosopher)2021/9/102.2电子计算机的组成结构2.2.1电子计算机的基本组成1.概述从组成的角度看，电子计算机由控制单元CU、运算单元ALU、存储器、输入单元和输出单元组成。在具体实现时，通常将CU和ALU集成在一起，构成处理单元（ProcessingUnit，PU）。处理单元也称处

5、理器（Processor）。2021/9/102.2电子计算机的组成结构一台计算机通常只拥有一个PU，而这个PU又是计算机的核心部件，所以这样的处理单元又称为“中央处理器(CentralProcessingUnit,CPU)”。事实上，一台计算机可以拥有多个PU，这样的计算机叫做“并行计算机(ParallelComputer)”或“高性能计算机(HighPerformanceComputer)”。追求更高的计算性能，是科学研究的永恒主题。2021/9/102.2电子计算机的组成结构2.硬件（hardware）——构成计算机的物理实体例

6、如处理器、存储器、输入输出控制器等芯片及其集成这些芯片的印刷线路板——主板(Mainboard)。其中，主板上的存储器是可以被处理器直接访问的，被称为“主存储器（MainMemory，简称主存）”。2021/9/102.2电子计算机的组成结构2.硬件（hardware）其它硬件还包括安装在一个机箱内部的机架上的软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器及联系它们的线缆。这个机箱及其中的硬件被统称为主机。主机之外的硬件设备主要是各种输入/输出设备(Input/OutputDevices)。2021/9/102.2电子计算机的组成结构辅助存储器（

7、SecondaryMemory，简称辅存）是计算机系统不可或缺的存储介质。在计算机关机或断电后，存储在主存中的信息将消失。这样的存储器称为“易失性存储器(VolatileMemory)”。所以需要长久保存的程序和数据必须存储在“非易失的存储器(Non-volatileMemory)”——辅存里。由于辅存位于机箱外部，又称“外存(ExternalMemory)”。相应地，位于机箱内部的主存也称“内存(InternalMemory)”。2021/9/102.2电子计算机的组成结构常见的辅存有：硬盘(HardDisk,HD)、软盘(Flop

8、pyDisk,FD)、光盘(OpticalDiskMemory,ODM)、磁带等。辅存的容量比主存的容量要大得多，每位的平均价格也要低得多，但是它的访问速度却明显慢于主存。为了保证速度很快的处理器有较高的工作效率，计算机