计算机组成原理计算机组成原理
547页1、计算机组成原理,唐朔飞,第版,高等教育出版社 高等教育电子音像出版社,为配合由高等教育出版社出版的面向21世纪课程教材计算机组成原理教学和自学的需要,随书出版了计算机组成原理配套课件。为了配合该教材的第版,本课件在保留原课件特色的基础上,做了相应的补充和修改。该课件与计算机组成原理第版教材在体系上完全一致,它以课堂教学为依托,帮助读者边阅读边思考,通过点击鼠标,逐行显示精练的文字和简明的图表,既可从文稿中对教材的重点和难点加深理解,又可从视图中看到动画演示效果,形象地理解各种电路的工作原理和设计思路。新版课件提供了章目录和节目录。操作上除了顺序播放外,还可任选一章、任选一节播放,并可从任意一页幻灯片返回到上一级目录。具体功能如下。,1. 进入章目录后,可点击任一章播放。2. 进入节目录后,可点击任一节播放。3. 每一节播放结束时,可继续播放,也可点击本节最后一页幻灯片右下角的按钮,回到上一级目录,再点击节目录幻灯片右下角的按钮,即可回到章目录。4. 点击任一页幻灯片右下角的按钮,均可回到上一级目录。在修改课件过程中,哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院张丽杰、罗丹彦为课件的录入、排版、绘
2、图、动画演示做了大量工作,在此表示衷心感谢。由于时间仓促,难免有不妥之处,敬请读者和专家批评指正。唐朔飞2007年12月,第章 计算机系统概论,第章 系统总线,第章 存储器,第章 输入输出系统,第章 计算机的运算方法,第章 指令系统,第章 CPU 的结构和功能,第章 控制单元的功能,第10章 控制单元的设计,第章 计算机的发展及应用,第章 计算机系统概论,1.1 计算机系统简介,1.4 本书结构,1.3 计算机硬件的主要技术指标,1.2 计算机的基本组成,1.1 计算机系统简介,由具有各类特殊功能 的信息(程序)组成,1. 计算机系统,计算机系统,计算机的实体, 如主机、外设等,一、 计算机的软硬件概念,按任务需要编制成的各种程序,用来管理整个计算机系统,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,1.1,1.1,2. 计算机的解题过程,二、计算机系统的层次结构,高级语言,虚拟机器 M3,汇编语言,虚拟机器 M2,机器语言,实际机器 M1,微指令系统,微程序机器 M0,1.1,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
3、统,用微指令解释机器指令,由硬件直接执行微指令,1.1,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,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),1.1,三、计算机体系结构和计算机组成,1.2 计算机的基本组成,1. 计算机由五大部件组成,3. 指令和数据用二进制表示,4. 指令由操作码和地址码组成,6. 以运算器为中心,5. 存储程序,一、冯诺依曼计算机的特点,5. 存储程序,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,1.2,冯诺依曼计算机硬件框图,1.2,冯诺依曼计算机硬件框图,二、计算机硬件框图,1.2,1. 以存储器为中心的计算机硬件框图,ALU,主存 辅存,CPU,主机,I/O设备,硬件,CU,2.现代计算机硬件框图,1.2,1.上机前的准备,建立数学模型,编制解题程序,确定计算方法,程序 运算的 全部步骤,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
4、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,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 + c,1.2,编程举例,000001 0000001000,打印 ,停机,取数 ,存数 ,加 ,乘 ,指令格式举例,1.2,1.2,计算 ax2 + bx + c 程序清单,存储体,大楼,存储单元 存放一串二进制代码,存储字 存储单元中二进制代码的组合,存储字长 存储单元中二进制代码的位数,每个存储单元赋予一个地址号,按地址寻访, 存储单元, 存储元件,(0/1), 房间, 床位,(无人/ 有人),(1)存储器的基本组成,1.2,2.计算机的解题过程,MAR,MDR,1.2,存储器地址寄存器 反映存储单元的个数,存储器数据寄存器 反映存储字长,(1)存储器的基本组成,(2)运算器的基本组成及操作过程,1.2,被加数,被减数,被除数,乘数,商,加数,减数,被乘数,除数,加法,减法,乘法,除法,和,差,余数, 加法操作过程,1.2,1.
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