计算机组成原理-白中英编第一章.ppt

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1、计算机组成原理任课教师：宋梅北航北海学院软件与信息工程学院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一、课程性质与任务（课程在专业教学计划中的地位与课程教学目标）“计算机组成原理”属于专业基础课，必修课。面向应用、突出实践、偏向硬件和理论。《计算机组成原理》是计算机教学中的一门核心课程，是学习计算机课程所要必修的主干课。通过教学，使学生对计算机的各主要部分（运算器、控制器、存储器、输入输出设备）的构成及工作原理有一个深刻的、系统的认识和理

2、解，同时对计算机的发展趋势也有一个较为深入的了解。主要讲解简单、单台计算机的完整组成原理和内部运行机制，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；此外，该课程的工程性、实践性、技术性比较强，还强调培养学生的动手动脑能力、开创与创新意识、实验技能，这些要求更多的是通过作业、教学实验等环节完成，要求学生有意识地主动加强这些方面的练习与锻炼。二、课程的基本要求（课程教学应使学生达到的基本要求）计算机系统概述、计算机中的数据表示、运算方法和运算器、指令系统、随机逻辑

3、和微程序控制原理、存储系统、输入输出系统、计算机外设简介，要求学生掌握计算机的组成和工作原理。通过学习，使学生了解计算机的组成原理及工作原理，以建立整机概念。本课程设有实验，以加深对课程内容的理解，培养学生的动手能力。三、课程总学时中各环节的学时分配授课学时：48教学大纲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.概念计算机（Computer）是一种以电子器件为基础的，不需人的直接干预，能够对各种数字化信息，进行算术

4、和逻辑运算的快速工具。（1）以电子器件为物质基础：电子数字计算机（DigitalComputer）（2）不需要人的直接干预：自动化（存储程序为基础）（3）数字化信息：二进制（计算机能够具有逻辑判断和处理能力的基础）（4）算逻运算：基本运算操作是算术和逻辑运算（5）快速工具：（A）电子器件（B）存储程序2、层次：（1）内部特征：（A）高速高集成度开关元件（B）数字化信息编码（C）逻辑判断和处理能力（D）存储程序（2）外部特征：（A）快速性（由（1）中（A）（D）决定）（B）准确性（由（1）中（B）（D）决定）（C）逻辑性（由（1）中（A）（C）（D）

5、决定）（D）通用性（由（1）中（A）（B）（C）（D）决定）3、特征：1.1.1计算机的分类计算机从总体上来说分为两大类:模拟计算机和数字计算机。各自主要特点：模拟计算机由模拟运算器件构成，其变量由连续量（如：电压、电流等）来表示，运算过程也是连续的数字计算机则是由逻辑电子器件构成，其变量为开关量（离散的数字量），采用数字式按位运算，运算模式是离散式的数字计算机与模拟计算计的主要区别比较内容数字计算机模拟计算机数据表示方式数字0和1电压、电流等计算方式数字计算电量组合和测量值控制方式程序控制模拟信号组合控制精度、抗干扰性高、好低、差数据存储量大小、

6、几乎无逻辑判断能力强无通用计算机类别巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机，它们的结构规模和性能指标依次递减随着超大规模集成电路的迅速发展,今天的小型机可能是明天的微型机,而今天的微型机可能是明天的单片机1.1.2计算机的应用计算机之所以迅速发展,其生命力在于它的广泛应用并协助人类取得了辉煌的成就。计算机的应用范围几乎涉及人类社会的所有领域。本书归纳成六个主要方面来叙述：科学计算自动控制和测量信息处理教育和卫生家用电器人工智能1.2.1计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)（

7、第二章）（第五章）（第三章）（第六章）（第七、八章）中央处理单元CPU1.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

8、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