计算机组成原理系统概论课件.ppt

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1、程序员所见到的计算机系统的属性概念性的结构与功能特性计算机体系结构计算机组成实现计算机体系结构所体现的属性有无乘法指令如何实现乘法指令（指令系统、数据类型、寻址技术、I/O机理）（具体指令的实现）计算机体系结构和计算机组成《计算机组成与结构》课程简介专业中的地位计算机的硬件领域的骨干、核心课程。目的理论：形成整机系统化的概念；实践：动手熟悉各组成部分，最终使各部分协调工作完成简单指令序列。任务完成理论知识的学习，为考研作准备；与汇编语言相结合完成小型电路设计计算机系统简介计算机软、硬件的概念由具有各类特殊功能的信息（程序）组成计算机系统计

2、算机的实体如主机、外设等硬件软件按任务需要编制成的各种程序用来管理整个计算机系统系统软件应用软件语言处理程序操作系统服务性程序数据库管理系统网络软件软件计算机高级语言程序目标程序结果翻译运行.计算机的解题过程高级语言虚拟机器M3汇编语言虚拟机器M2操作系统虚拟机器机器语言实际机器M1微指令系统微程序机器M0计算机系统的层次结构用编译程序翻译成汇编语言程序用汇编程序翻译成机器语言程序用机器语言解释操作系统用微指令解释机器指令由硬件直接执行微指令软件硬件虚拟机器M4虚拟机器M3虚拟机器M2实际机器M1微程序机器M0计算机的基本组成冯.诺依曼计

3、算机的特点计算机的组成采用存储程序的方式数据二进制码表示指令由操作码、地址码组成指令在存储器中顺序存放，由PC指明要执行的指令单元。机器以运算器为中心。算术运算逻辑运算存放数据和程序将信息转换成机器能识别的形式将结果转换成人们熟悉的形式指挥程序运行冯·诺依曼计算机硬件框图存储器输入设备运算器控制器输出设备冯·诺依曼计算机硬件框图存储器输入设备运算器控制器输出设备二、计算机硬件框图1.以存储器为中心的计算机硬件框图程序存储器输出设备输入设备运算器控制器数据结果计算ALU主存辅存CPU主机I/O硬件CU2.现代计算机硬件框图存储器输入设备运算

4、器输出设备控制器ALUCPU主机I/OCU主存运算控制部件（CPU）存储器输入/输出输入/输出地址总线（AB）数据总线（DB）控制总线（CB）计算机硬件系统的工作过程1.上机前的准备建立数学模型-+-+-=!x9!x7!x5!x3xx9753sin…编制解题程序确定计算方法程序—运算的全部步骤0,1,2,)()(21nynxynx=+=√…指令—每一个步骤1.2三、计算机的工作步骤取x至运算器中乘以x在运算器中乘以a在运算器中存ax2在存储器中取b至运算器中乘以x在运算器中加ax2在运算器中加c在运算器中=(ax+b)x+c取x至运算器中

5、乘以a在运算器中加b在运算器中乘以x在运算器中加c在运算器中计算ax2+bx+c1.2编程举例0000010000001000打印停机取数α[α]ACC存数β[ACC]β加γ[ACC]+[γ]ACC乘δ[ACC]×[δ]ACC指令格式举例操作码地址码[]打印机指令和数据存于主存单元的地址指令注释操作码地址码00000010000001000取数x至ACC10001000000001001乘a得ax存于ACC中20000110000001010加b得ax+b,存于ACC中30001000000001000乘x得（ax+b)x,存于ACC

6、中40000110000001011加c得ax2+bx+c,存于ACC50000100000001100将ax2+bx+c存于主存单元60001010000001100打印7000110停机8x原始数据x9a原始数据a10b原始数据b11c原始数据c12存放结果计算ax2+bx+c程序清单计算机硬件的主要技术指标1、机器字长CPU一次能处理的数据位数。2、存储容量存储容量＝存储单元个数×存储字长3、运算速度单位时间执行指令的平均条数，MIPS一、根据物理器件，将电子计算机分为4代1、电子管计算机时代2、晶体管计算机时代3、集成电路计算机时

7、代4、大规模集成电路计算机时代1.4电子计算机的发展简史（1）科学计算（2）数据处理（3）计算机控制（4）计算机辅助设计/计算机辅助制造（5）人工智能小结：1、掌握计算机硬件系统的整体结构——P4图1.12、结合三种语言体会计算机系统的多层次结构——P6图1.43、了解计算机的发展历史和应用1.5计算机的应用课程结构内部互连ALUCU寄存器中央处理单元寄存器解码器控制单元排队逻辑控制存储器计算机I/O系统总线存储器CPU