计算机结构与逻辑设计(1绪论)big.ppt

计算机结构与逻辑设计 东南大学信息科学与工程学院 课程信息 课程名称：计算机结构与逻辑设计 课程目的：掌握 数字电路基础 + 计算机基本结构。 授课方式：讲授、自学、习题等（实验） 考试方式：平时10%(作业) + 期终90%(闭卷) 课程安排：1-15周：数制、逻辑门、组合、时序、算术、存储、总线控制。(书上划一下范围) 教师信息 陈立全 副教授 东南大学信息安全研究中心 电话：025810 E-mail: lqchen@seu.edu.cn 手机教材与参考书 教材： 黄正谨，计算机结构与逻辑设计，高等教育出版社 参考书： １）康华光，电子技术基础数字部分，高等教育出版社 ２）阎石，数字电子技术基础，高等教育出版社 ３）王毓银，脉冲数字电路.第三版，高等教育出版社 历史沿革 脉冲与数字电路 数字逻辑电路（数字电子技术） 计算机结构与逻辑设计 计算机组成原理 + 数字电子技术 以计算机结构作为典型实例讲授数字电子技术 　是学习计算机类课程必备的基础 东南大学电工电子基础教学平台 理论课： 计算机科学基础 电路基础 计算机结构与逻辑设计 电子电路基础 信号与系统 Ｔ 计算机发展 机械计算机—〉模拟计算机—〉数字计算机 1946年 ENIAC 模拟计算机 冯.诺依曼 架构 运算器，逻辑控制，存储器，输入，输出 电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路 计算机结构 计算机运行 编程序 C，BASIC if(a==0) b=110; 汇编语言 CLI Ａ; 机器语言 　　0111011011 R — 0 计算机与数字系统 冯.诺依曼体系： §0.5节 软件 和 硬件 数字信号与模拟信号 电子系统处理物理量的方法： 用某个电参量（电压、电流、频率、相位等）去描述它 自然界物理量的表现形式： 连续—— 离散—— 数字信号与模拟信号 数字电路的优点 1. 处理质量高，可靠性与稳定性好 数字电路的优点 2. 处理精度高 数字电路的优点 3. 便于计算技术控制和处理 计算技术的实质—— 将复杂的功能分解为许多简单的功能（指令）的组合，并通过软件（程序）来控制，从而可用简单的数字电路实现非常复杂的系统。 数字电路的优点 4. 处理结果可长期存储 光盘, 穿孔带, 打印 5. 集成化程度高 摩尔定律 6. 设计方便、自动化程度高 Xilinx，TI公司等的EDA工具 数字电路的缺点 频率低 功率低 输入信号有幅度要求 c 数字电路的学习方法 掌握布尔代数的基本原理（理论基础） 重视逻辑关系及其描述方法（思维方式） 熟练逻辑电路的基本分析方法与设计方法（基本训练） 重要的在于器件的使用（实践能力） 本课程的学习方法 注重自学能力培养，提前预习 注重方法分析总结，笔记 概念的清晰理解，背 综合整理消化，自我总结 * * 电磁场与电磁波 微机系统与接口 通信网络基础 控制技术基础 计算机结构数字电路的基本知识 电子计算机 计算机基本结构图 双总线结构图 单总线结构图 虚拟机器M4 (使用高级语言) 虚拟机器M3 (汇编或其他中间语言) 虚拟机器M2 (操作系统) 实际机器M1 (使用机器语言) 晶体管积分器 011101101001 ——电信号 ——连续和离散 在一定范围内有无穷多个取值可能 ?无法用数字准确表示 在一定的范围内只有某些特定取值 —〉可与数字相对应 0 1 2 3 4 0.8m 0.0m 0.2m 0.4m 0.6m 0.8m h=0.512734... 数字表示 u t 0 u t 0 0 1 0 0 1 1 0 1 模拟信号 数字信号 携带信息 波形 携带信息 数字 信息的载体——信号波形 通 道 有线 无线 t u 衰减 畸变 干扰 t u 采样 保持 量化 编码 信息载体数字化 然后传输， 结果如何？ 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 只要0和1 不混淆，信息就不会丢失。 模拟信号——波形的分辨率受噪声 的限制不可能很高，因而精确 度不高。 数字信号——其精确度与数字的位 数有关，其误差小于2-n， IC上的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也提升一倍。 Intel名誉董事长戈登·摩尔经过长期观察发现。 模拟电路不 可少！ 数字电路 模拟 电路 模拟 电路 传感器 执行元件 计算机 控制