第一篇 概 论

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1、空教学目的空Ø本课程是计算机专业本科生核心硬件必修课程。Ø本课程教授简单，完整的计算机硬件系统的基本组成原理与内部运行机制。Ø本课程是进一步学习本专业后继课程和进行与硬件相关的技术工作的基础。主要内容空基本要求：使学生掌握计算机各子系统的组成原理及实现技术，建立计算机系统的整体概念，学习计算机设计中的入门性知识，掌握维护、使用计算机的基本技能。主要内容：包括运算器部件、控制器部件、存储器子系统、输入/输出子系统（总线与接口等）与输入/输出系统设备，围绕各自的功能、组成、设计、实现、使用等知识进行介绍。

2、空第一篇概述第一章计算机系统概论空讲述内容Ø计算机系统简介Ø计算机的基本组成Ø计算机硬件的主要技术指标计算机的软硬件概念空Ø计算机系统由“硬件”和“软件”两大部分组成。所谓“硬件”即指计算机的实体部份，它由看得见摸得着的各种电子元器件、各类光、电、机设备的实物组成，如主机、外设等等。所谓“软件”，它是看不见摸不着的，由人们事先编制成具有各类特殊功能的信息组成。通常把这些信息，诸如各类程序寄寓于各类媒体中，如RAM、ROM、磁带、磁盘、光盘、甚至纸带等。它们通常被作为计算机的主存或辅存的内容。。计算机的

3、软硬件概念空系统软件包括；标准程序库、语言系统软件包括；标准程序库、语言Ø计算机处理程序的处理程序软件通((如将汇编语言翻译成机器如将汇编语言翻译成机器常又可以分为两大类：系统软件语言的汇编程序；将高级语言翻译和语言的汇编程序；将高级语言翻译应用软件。系统软件成机器语言的编译程序成机器语言的编译程序又称为系统程))、操作系统、操作系统序，主要用来管((如批处理系统、分时系统、实时系如批处理系统、分时系统、实时系理整个统计统))、服务性程序算机、服务性程序系统，((如如监诊诊视断程序、调试断程序、调试服

4、务，使系统资源得到合程序、连接程序等程序、连接程序等理调度，确保))、数据库管理系、数据库管理系高效运行。应用软件统、网络软件等等。统、网络软件等等。又称为应用程应用软件如科学计算程应用软件如科学计算程序，它是用户根据任务需要所编制的各序，数据处理程序，过种序，数据处理程序，过程序。如科学计程控制程序，事务管理程控制程序，事务管理算程序，数据处理程序程序等等。，过程控制程序，程序等等。事务管理程序等等。计算机系统的层次结构空计算机的解题过程虚拟机器M4用编译程序翻译成汇编空(高级语言机器)语言程序虚拟

5、机器M3用汇编程序翻译成机器(汇编语言机器)语言程序虚拟机器M2用机器语言解释操作系统(操作系统机器)传统机器M1用微程序解释机器指令(机器语言机器)微程序机器M0由硬件直接执行微指令(微指令系统)计算机组成和计算机体系结构空Ø计算机体系结构：是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，即概念性的结构与功能特性，通常是指用机器语言编程的程序员(也包括汇编语言程序设计考和汇编程序设计者)所看到的传统机器的属性，包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O机理等等，大都属于抽象的属性。计算机组成和计算机

6、体系结构空Ø计算机组成：是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，它包含了许多对程序员来说是透明的(即程序员不知道的)硬件细节。第一章计算机系统概论空讲述内容Ø计算机系统简介Ø计算机的基本组成Ø计算机硬件的主要技术指标冯·诺依曼计算机的特点空Ø计算机由运算器、存储器、控制器各输入输出设备五大部件组成。Ø指令和数据以同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访。Ø指令和数据均用二进制码表示。Ø指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，表示操作数所在存储器中的位置。Ø指令在存储器内按顺序存放。通常，指令

7、是顺序执行的，在特定条件下、可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。Ø机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器的数据传送通过运算器。计算机的硬件框图空典型的冯·诺依曼计算机结构图计算机的硬件框图空以存储器为中心的计算机结构框图计算机的硬件框图空图中各部件的功能是：Ø运算器用来完成算术运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器内；Ø存储器用来存放数据和程序：Ø控制器用来控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果；Ø输入设备用来将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式，常见的有键盘、鼠

8、标等。Ø输出设备可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式，如打印机输出、显示器输出等。计算机的硬件框图空Ø由于运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上联系十分紧密，尤其在大规模集成电路制作工艺出现后，这两大部件往往制作在同一芯片上，因此，通常将它们合起来统称为中央处理器(CentralProcessingUnit)，简称CPU。Ø把输入设备与输出设备简称为I/O设备(Input/Outputequipment)。计算机的硬件框图空Ø现代计算机可认为由三大部分