第周计算机系统初步.ppt

平时成绩考核要求 作业要求： 作业在小课上交，时间一周，习题课或复习课上讲评。 实验要求： 遵守实验室制度，爱护实验设备，实验前必须完成实验预习报告，并在实验前检查打分。实验当堂完成，当堂打分登记。课后补交不超过7分。 1.2 计算机系统组成、工作原理 计算机硬件系统指构成计算机的所有实体部件的集合。 计算机软件：软件是相对于硬件而言的，它是指在计算机上运行的程序及其数据和维护文档的总和。 其中程序和数据是软件的主体， 数据指的是程序运行过程中处理的对象和必须使用的一些参数， 而文档则指的是与程序开发、维护及操作有关的一些资料（如设计报告、维护手册和使用指南等） 1.2.2计算机工作原理 1.通过输入设备将任务（或解题）所需的程序和数据送入主存，形成目标程序； 2.CPU控制器根据程序中指令的序列从主存中逐条取出指令，并控制实现指令功能； 3.在指令功能实现过程中，由CPU运算器完成对数据的运算处理； 4.运算器将运算结果送回主存； 5.最后通过输出设备将程序的运行结果进行反馈(显示器)。 1.3数据存储 主存（内存条） 1.3数据存储 主存结构： 按位存储， 按字节寻址 1.3数据存储 程序和数据都存放在存储器中； 以二进制（0和1）的形式存放在存储器中 一个0或一个1就成为1位(bit) 8位看作一个存储单元,称一个字节(Byte) 1.3数据存储 一个存储单元可存放一条指令或一个数据 每个存储单元给一个二进制的编号，这个编号称为存储单元的地址。 存储单元的地址是固定不变的，但存储单元的数据可以更换。后存入的信息会覆盖原来的数据。 1.3数据存储 操作有两种：读操作和写操作。这两种操作称为访问存储器。 如何读写？ 1.3数据存储 一般存储器每次只能对一个存储单元进行访问，对哪个单元进行访问由地址决定。 要访问的地址送入地址译码器，译码器选中对应的存储单元，读操作时，将信息反映到数据线上；写操作时，将数据线上信息写进存储器。 读写操作由读写控制电路决定。 数据线为访问存储器传送数据信息。 扩展1：CPU读写存储器过程 扩展1：CPU读写存储器过程 读写过程： CPU给出要操作的某存储单元地址，该地址通过地址总线AB送到存储器中的地址译码器，从256个单元中找到相应于该地址码的那个存储单元，然后再对这个单元进行读出或写入操作。 扩展2：程序存储控制 把程序和处理问题所需的数据以二进制编码的形式预先按一定顺序放到计算机的存储器中。 计算机运行时，CPU依次从存储器中逐条取出指令执行。这个过程称为程序存储控制 实现了计算机的自动控制。 硬件组成 存储器结构 扩展1：CPU读写存储器过程 读操作： 把06H号存储单元的内容读出到数据总线上，那么首先要求CPU的地址寄存器(AR)给出地址编码06H，通过地址总线送到存储器，存储器中地址译码器对它进行译码，找到06H号单元。这时CPU再发出读操作命令，将06H号单元的内容（84H）经数据总线送到数据寄存器DR中 。 写操作： 要把数据寄存器(DR)中的内容26H写入到10H号存储单元中，则CPU的地址寄存器AR先给出地址10H，并通过地址总线AB送到存储器，经存储器地址译码器译码后找到10H号单元；然后把数据寄存器DR中的内容26H放到数据总线DB上；CPU发出写操作命令，数据总线上内容26H就写入到10H单元 。 (1)图灵和图灵机 图灵对现代计算机的主要贡献有两个： 1.建立图灵机（Turing machine）理论模型； 2.提出定义机器智能的图灵测试(Turing test）。 1936年发表论文：《论可计算的数及其在密码问题的应用》，首次提出逻辑机的通用模型。现在人们就把这个模型机称为图灵机，缩写为TM。TM由一个处理器P、一个读写头W/R和一条存储带M组成。 (2)冯·诺依曼 提出“程序存储”和“二进制运算”的通用计算机方案。 计算机由：存储器，运算器，控制器，输入设备，输出设备五部分组成。 通常认为计算机时代是从第一台电子计算机开始的。 计算机时代的两个主要标志： 1. 计算机从实验室走向社会，作为商品交付客户使用； 2. 计算机从单纯军事用途的计算进入公众领域的数据处理。 从第一台诞生到现在，计算机发展经历了4个阶段，习惯上成为4代。 3. 第一代计算机 第一代计算机（1946—1958）的特点是： ⑴ 采用电子管代替机械齿轮或电磁继电器作开关元件； ⑵ 采用二进制代替十进制，即所有指令与数据都用“1”与“0”表示，分别对应于电子器件