DJ2 第1章-概论.ppt

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1、主要内容：计算机的基本概念计算机系统的组织（硬件系统主要部件、软件系统、系统组成的层次结构）计算机的特点与性能指标第一章概论1第一节计算机的基本概念1.1.1计算机与冯·诺依曼思想在电子数字计算机出现之前，就已经有了机械式计算机和电子计算机。但它们的工作原理完全不同。1945年美籍匈牙利数学家冯.诺依曼提出了一个新的计算机设计方案－－EDVAC。这个设计思想奠定了现代计算机的基本结构。21.用二进制代码表示程序和数据；2.计算机采用存储程序的工作方式；3.计算机硬件由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备等五大部件组成。诺依曼体制的主要思想包括：3冯诺依

2、曼体系结构:输入设备控制器输出设备状态命令请求命令命令请求数据结果地址指令存储器运算器4工作过程如下:编程、并组织相应数据存储器执行程序程序和数据输入按地址取第一条指令指令译码发出操作命令根据操作结果设置状态位，如：5为01→Z为10→Z为正0→S为负1→S标志位指令结果为0指令noyes取下一条指令,重复上述过程操作结果6结合框图和工作过程—结论:从体系结构的角度:以存储器为中心的结构计算机工作原理的实质:从控制的角度:以控制器为中心的结构(符合冯诺依曼体系结构思想)(操作性质和时间关系)7信息以电信号形式的流动流动过程是受控的

3、受控的表现是:流动方向流动时机流动时间控制过程的实现:电子开关器件控制的依据:程序中的指令8Intel8086系统的典型结构Intel8086处理器Intel8087浮点数处理器地址锁存器数据收发器总线控制器器RAM存储器输入输出接口输入输出设备ROM存储器91.1.2信息的数字化表示信息的数字化表示包含了两层含义：用数字代码表示各种信息用数字信号表示数字代码101.1.2信息的数字化表示1.在计算机中用数字代码表示各种信息二进制代码例1用数字代码表示数值型数据5-5表示为0101表示为110111例2用数字代码表示字符AB表示为01000001表

4、示为01000010例3用数字代码表示指令指令代码的组成：操作码和地址码(1)操作码：用一段数字代码表示操作类型(2)地址码：用一段数字代码表示获取操作数的途径12例5用数字代码表示图像、声音例4用数字代码表示设备状态启动停止正在工作工作结束表示为00表示为01表示为10表示为11132.在物理机制上用数字信号表示数字代码数字型电信号例1用电平信号表示数字代码高电平1低电平高电平01例2用脉冲信号表示数字代码有脉冲无脉冲有脉冲101实现并行操作实现串行操作143.用数字化表示信息的主要优点(1)在物理上容易实现信息的表示与存储(3)数值的表示范围大，表示精度高

5、(2)抗干扰能力强，可靠性高(4)表示的信息类型极其广泛(5)能用数字逻辑技术进行信息处理151.1.3存储程序工作方式1.事先编制程序3.自动、连续地执行程序2.事先存储程序传统冯.诺依曼机串行执行指令。对传统诺依曼机的改造：增加并行处理功能。16第二节计算机系统的组织1.2.1硬件系统(1)CPU（中央处理器）1）功能：加工信息包括算术运算和逻辑运算。2）组成由运算器、寄存器组和控制器组成。（a）运算器运算器主要包括算术逻辑单元ALU和寄存器组。1.常见计算机硬件系统组成17移位器ALU选择器通用寄存器组选择器18移位器ALU选择器通用寄存器组选择器ALU

6、:通过加法器实现运算操作（由全加器求和、由进位链传递进位信号）。19移位器ALU选择器通用寄存器组选择器通用寄存器组：提供操作数，存放运算结果。20移位器ALU选择器通用寄存器组选择器选择器：选择操作数；选择控制条件，实现各种算法。21移位器ALU选择器通用寄存器组选择器移位器：直接或者移位送出运算结果。22（b）控制器1）功能：产生控制命令(微命令)，控制全机操作。2）组成：微命令发生器指令信息状态信息时序信号微命令序列23微命令产生方式(指令执行控制方式):3）进一步学习内容组合逻辑控制方式：微程序控制方式：由组合逻辑电路产生微命令由微指令产生微命令两种控

7、制器组成原理与控制机制；模型机的数据通路结构和指令执行过程。24存储体地址寄存器译码器读/写线路数据寄存器控制线路……………………(2)存储器1）功能:存储信息。2）组成(主存储器):25存储体地址寄存器译码器读/写线路数据寄存器控制线路……………………存储体:存放信息的实体寻址系统:对地址码译码,选择存储单元26读/写线路和数据寄存器:完成读/写操作，暂存读/写数据。存储体地址寄存器译码器读/写线路数据寄存器控制线路……………………控制线路:产生读/写时序,控制读/写操作。3）进一步学习内容存储单元读/写原理、存储器逻辑设计27(3)输入/输出设备1）功

8、能：转换信息。输入:原始信息代码，送入