第1章 计算机系统概论85741.ppt

1.4 本书结构 第２篇 计算机系统的硬件结构 计算机 I/O 系统总线 存储器 CPU 1.4 本书结构 CPU 内部互连 ALU CU 寄存器 中央处理器 第３篇 CPU 计算机 I/O 系统总线 存储器 CPU 1.4 本书结构 CPU 内部互连 ALU CU 寄存器 中央处理器 寄存器 和解码器 控制单元 排队 逻辑 控制 存储器 第４篇 CU 计算机 I/O 系统总线 存储器 CPU 第１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 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 1.1 计算机 高级语 言程序 目标 程序 结果 翻译 运行 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 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 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 1.1 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 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） 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 2. 指令和数据以同等地位存于存储器， 可按地址寻访 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 存储器 输入设备 运算器 控制器 输出设备 1.2 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 1.2 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设备 硬件 CU 2.现代计算机硬件框图 存储器 输入设备 运算器 输出设备 控制器 1.2 ALU CPU 主机 I/O 设备 CU 主 存 1.上机前的准备 建立数学模型 - + - + - = ! x9 ! x7 ! x5 ! x3 x x 9 7 5 3 sin … 编制解题程序 确定计算方法 程序 —— 运算的 全部步骤 0, 1, 2, ) ( ) ( 2 1 n yn x yn x = + = √ … 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 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 α [α] ACC 存数 β [ACC] β 加 γ [ACC]+[γ] ACC 乘 δ [ACC]×[δ] ACC 指令格式举例 1.2 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 0 000001 0000001000 取数x至ACC 1 000100 0000001001 乘a得ax ,存于ACC中 2 000011 0000001010 加b得ax+b ,存于ACC中 3 000100 0000001000 乘x得（ax+b)x,存于ACC中 4 000011