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1、计算机组成原理西安邮电学院计算机系 系统结构教研室董梁本课程的地位及与其他课程关系4计算机组成原理从设计角度讲述计算机各组成部件的原理与实现方法5计算机系统结构从软、硬两方面讲述计算机系统的构成3微机接口技术1微型计算机原理2汇编语言程序设计解决主机与外设之间的协调工作问题从应用角度以一种CPU（Z80,8086/8088等）为主讲述微型计算机的工作原理及应用技术微处理器结构、工作原理及汇编语言程序设计教材及参考书《计算机组成原理》(第三版)科学出版社《计算机组成原理实验指导书》西安邮电学院《计算机组成原理》蒋本珊清华大学出版社《计算机组成原理》唐朔飞高等教育出版社《计算机组成原理》王闵电子
2、工业出版社《计算机组成与结构》王爱英清华大学出版社第一章计算机系统概论1.1计算机的分类和应用1.2计算机的硬件1.3计算机的软件1.4计算机系统的层次结构1.1计算机的分类和应用1.1.1计算机的分类电子计算机从总体上来说分为两大类:电子模拟计算机:电子模拟计算机的特点是数值由连续量来表示,运算过程也是连续的。电子数字计算机:电子数字计算机的主要特点是按位运算,并且不连续地跳动计算。电子数字计算机是以近似于人类的“思维过程”来进行工作的,所以有人把它叫做电脑。它的发明和发展是20世纪人类最伟大的科学技术成就之一,也是现代科学技术发展水平的重要标志。数字计算机又可分为专用计算机和通用计算机。
3、专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。专用机是最有效、最经济和最快速的计算机,它是针对某一任务设计的计算机,但是它的适应性很差。通用机适应性很大,但是牺牲了效率、速度和经济性。通用计算机又分巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类,见图所示。1.1.2计算机的应用计算机所以迅速发展,其生命力在于它的广泛应用。计算机的应用范围几乎涉及人类社会的所有领域。下面归纳成六个方面来叙述：★科学计算：科学研究和工程计术计算领域,是计算机应用最早的领域,也是应用得较广泛的领域。★自动控制和测量：自动控制是涉及面极广的一门学科,应用于工业、农业、科学技术、国防以至
4、我们日常生活等。★信息处理：计算机发展初期,仅仅用于数值计算。后来应用范围逐渐发展到非数值计算领域,可用来处理文字、表格、图象、声音等各类问题。★教育和卫生：计算机被誉为“教育史上的第四次革命”，较多的应用是CAI(计算机辅助教学)。★家用电器：21世纪,国际互联网络和计算机控制的设备将广泛应用于家庭。★人工智能：人工智能,又称“智能模拟”,简单地说,就是要使计算机能够模仿人的高级思维活动。1.2计算机的硬件1.2.1数字计算机的硬件组成数字计算机主要组成部分：1.运算器2.控制器3.存储器4.适配器与输入输出设备1.运算器：运算器能进行加、减、乘、除等算术运算，还可进行逻辑运算。考虑到电子
5、器件的特性，计算机中通常采用二进制数。这是因为二进制数的运算规律非常简单,在电子线路中比较容易实现,而且设备也最省,其示意图如下：2.存储器：存储器的功能:保存或“记忆”计算机的有关信息。存储器地址:存储器是由许多存储单元组成，每个存储单元的编号，称为地址。存储单元:由多个存储位构成一个存储单元，通常由8个存储位组成。存储位:存储的是0或1表示的二进制代码，通常由一个触发器构成。存储容量:存储器所有存储单元的总数。通常用单位“KB、MB”表示,如64KB,128KB。内存储器简称内存，是具有一定存储容量的半导体存储器。相对而言，计算机中配备的存储容量更大的磁盘存储器、光盘存储器等称为外存储器
6、。3.控制器控制器是计算机中发号施令的部件,它控制计算机的各部件有条不紊地进行工作。具体的讲,控制器的任务是从内存中取出操作指令加以分析,然后执行某种操作:(1)程序对于比较复杂的算题,计算机在运算前必须化成一步一步简单的加、减、乘、除等基本操作来做。每一个基本操作就叫做一条指令,而解算某一问题的一串指令序列,叫做该问题的计算程序,简称为程序。(2)指令的形式每条指令应当明确告诉控制器，从存储器的哪个单元取数，并进行何种操作。指令的内容由两部分组成，即操作的性质和操作的地址。前者称为操作码，后者称为地址码。操作码地址码操作码:指出指令所进行的操作,如加、减、乘、除、取数、存数等等；地址码:参
7、加运算的数据应从存储器的哪个单元取，运算的结果应存到哪个单元。指令操作码加法001减法010乘法011除法100取数101存数110打印111停机000(3)控制器的基本任务计算机进行计算时，指令必须是按一定的顺序一条接一条地进行。控制器的基本任务，就是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
