计算机组成原理(白中英)第1章_XiaohuaQian

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1、计算机组成原理数字媒体技术系钱晓华课程性质考试课课程安排理论32学时+实验16学时考核形式出勤、作业20%；实验20%期末考试60%附则：1：缺勤超过1/3取消考试资格2：作业及实验报告缺少和不合格超1/3取消考试资格第一章计算机系统概论第二章运算方法和运算器第三章存储系统第四章指令系统第五章中央处理器第六章总线系统第七章外围设备第八章输入输出系统目录第一章计算机系统概论第二章运算方法和运算器第三章存储系统第四章指令系统第五章中央处理器第六章总线系统第七章外围设备第八章输入输出系统第九章操作系统支持目录第一章计算机系统概论1.1计算机的产生历史2计

2、算机的硬件系统组成运算器控制器主存储器输入设备输出设备总线和输入输出接口高速缓存虚拟存储器(磁盘设备)（第二章）（第五章）（第三章）（第六章）（第七、八章）中央处理单元CPU2.1.运算器算术运算逻辑运算采用二进制数（容易实现）位数越多，计算精度越高计算机的运算器长度：8位、16位、32位或64位2.存储器功能：保存或“记忆”数据和运算过程存储的是0或1表示的二进制代码主存采用半导体器件来作为存储器一个半导体触发器记忆一个二进制位存储单元：在存储器中保存一个n位二进制数的n个触发器，组成一个存储单元存储器地址：存储器是由许多存储单元组成，每个存储单

3、元的编号，称为地址存储容量：存储器所有存储单元的总数。通常用单位“KB、MB、GB”等表示内存储器（主存）和外存储器(辅存）表示参加运算的数据从存储器的哪个单元取运算的结果应存到哪个单元3.控制器控制计算机的各个部件有条不紊地进行工作指令有两部分：操作的性质和操作的地址操作码地址码指出指令所进行的操作加、减、乘、除、取数、存数等指令操作码加法减法乘法除法取数存数打印停机001010011100101110111000电子计算机的设计思想存储程序，程序控制“存储程序”，是把指令以代码的形式事先输入到计算机的主存储器中，即用记忆数据的同一装置存储执行

4、运算的命令，这些指令按一定的规则组成程序“程序控制”，是当计算机启动后，程序就会控制计算机按规定的顺序逐条执行指令，自动完成预定的信息处理任务冯·诺依曼型计算机的设计思想存储程序并按地址顺序执行冯·诺依曼计算机的基本思想采用二进制形式表示数据和指令。指令由操作码和地址码组成；将程序和数据存放在存储器中，使计算机在工作时从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务。这就是“存储程序”和“程序控制”（简称存储程序控制）的概念；指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现。计算机由存储器、运算器、控制器、输入和输出设备

5、五大基本部件组成，规定了5部分的基本功能控制器的基本任务按照计算程序所排的指令序列，先从存储器取出一条指令放到控制器中，对该指令的操作码由译码器进行分析判别，然后根据指令性质，执行这条指令，进行相应的操作。接着从存储器取出第二条指令，再执行第二条指令，依次类推取指令的一段时间叫做取指周期执行指令的一段时间叫做执行周期执行完成指令的时间，称为指令周期指令字和数据字，指令流和数据流某字为一条指令，则称为指令字某字代表要处理的数据，称为数据字在取指周期中从内存读出的信息是指令流，它流向控制器而执行周期中从内存读出的信息流是数据流，它由内存流向运算器时间上

6、：在取指周期中，CPU从内存读出的信息一定是指令；而执行周期中从内存读出或写入的信息一定是数据。空间上：指令一定流向控制器；而数据则是在内存（或寄存器）与运算器之间流动适配器与输入输出设备输入设备把人们所熟悉的某种形式的信息变换为机器内部所能接收和识别的二进制信息形式输出设备把计算机处理的结果变换为人或其它机器所能接收和识别的信息形式I/O设备通常统称为外围设备适配器(I/O接口)相当于一个转换器,它可以保证外围设备用计算机所要求的形式发送或接受信息系统总线构成计算机系统的信息链接,是多个系统部件之间进行数据传送的公共通路计算机是由运算器、存储器、

7、控制器、适配器、总线和输入/输出设备组成的。都是由元件构成的有形物体，因而称为硬件或硬设备。硬件是计算机系统中实际物理装置的总称计算程序，因为它是无形的东西，称为软件或软设备。软件是指在硬件上运行的程序和相关的数据及文档硬件是软件的工作基础，软件是硬件功能的扩充和完善。两者相互依存，相互促进。软件与硬件的结合，构成完整的计算机系统计算机系统＝硬件系统＋软件系统计算机软件＝程序＋数据＋文档软件分类操作系统语言处理程序服务性程序应用软件办公软件包数据库管理系统浏览器实时控制软件诊断、排错程序反病毒程序备份程序文件压缩程序卸载程序图形图像处理软件其它应用

8、软件系统软件软件的发展演变目的程序→汇编语言→算法语言→操作系统→数据库管理系统目的程序早期计算机中，人们直接用机器语言编