哈工大威海计算机学院计算机组成原理课件绪论.PPTVIP

微指令基本格式 1.3 计算机的组成结构 * 1.3.1 计算机的基本组成 1.3.2 计算机体系结构、计算机组成与计算机实现 1.3.3计算机系统的层次结构 为什么要分层？ 只有把一门艺术转变成一项工程，才能做到其产品生产的“多快好省”。软件开发技术，从编制程序发展到软件工程，也说明了相同的道理。 为了提高生产率，工程的一个最重要的思想就是引入“分工与协作”。 * 第5级：应用语言虚拟机 第4级：高级语言虚拟机 第3级：汇编语言虚拟机 第2级：操作系统虚拟机 第1级：机器语言机器 第0级：微程序机器 计算机系统的层次结构 102 +1 103 10 6 6 100 100 执行LAD指令 103 10 100 +1 104 。 120 10 100 执行ADD指令 104 10 100 120 +1 105 。 30 120 30 120 执行STO指令 105 10 100 120 120 30 JMP 101 +1 106 。 101 执行JMP指令 1.2 冯·诺依曼计算机模型 * 第1章 绪论 1. 1 计算机的产生与发展 1. 2 冯·诺依曼计算机模型 1. 3 计算机的组成结构 1. 4 计算机系统的分类 1. 5 计算机的性能评价 1. 6 微处理器与微型计算机 1. 7 中国计算机事业的发展历程 1. 8 计算机的特点及应用 1. 9 计算机的发展 * 1.3 计算机的组成结构 * 1.3.1计算机的基本组成 1. 概述 从组成的角度看，电子计算机由控制单元CU、运算单元ALU、存储器、输入单元和输出单元组成。在具体实现时，通常将CU和ALU集成在一起，构成处理单元（Processing Unit，PU）。处理单元也称处理器（Processor）。 1.3 计算机的组成结构 * 一台计算机通常只拥有一个PU，而这个PU又是计算机的核心部件，所以这样的处理单元又称为“中央处理器(Central Processing Unit, CPU)”。 事实上，一台计算机可以拥有多个PU，这样的计算机叫做“并行计算机(Parallel Computer)”或“高性能计算机(High Performance Computer)”。 1.3 计算机的组成结构 * 2.硬件 指构成计算机的物理实体。 例如处理器、存储器、输入输出控制器等芯片及其集成这些芯片的印刷线路板——主板(Mainboard)。其中，主板上的存储器是可以被处理器直接访问的，被称为“主存储器（Main Memory，简称主存）”。 1.3 计算机的组成结构 * 2.硬件 其它硬件还包括安装在一个机箱内部的机架上的软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器及联系它们的线缆。 这个机箱及其中的硬件被统称为主机。 主机之外的硬件设备主要是各种输入/输出设备(Input/Output Devices) 。 1.3 计算机的组成结构 * 辅助存储器（Secondary Memory，简称辅存）是计算机系统不可或缺的存储介质。 在计算机关机或断电后，存储在主存中的信息将消失。这样的存储器称为“易失性存储器(Volatile Memory)”。所以需要长久保存的程序和数据必须存储在“非易失的存储器(Non-volatile Memory)”——辅存里。 由于辅存位于机箱外部，又称“外存(External Memory)”。相应地，位于机箱内部的主存也称“内存(Internal Memory)”。 1.3 计算机的组成结构 * 常见的辅存有：硬盘(Hard Disk, HD)、软盘(Floppy Disk, FD)、光盘(Optical Disk Memory, ODM)、磁带等。辅存的容量比主存的容量要大得多，每位的平均价格也要低得多，但是它的访问速度却明显慢于主存。 为了保证速度很快的处理器有较高的工作效率，计算机的设计者规定处理器只与速度较快的主存交换信息，而不直接访问辅存，辅存中的信息要装入到主存后才能供处理器使用。 1.3 计算机的组成结构 * 3.处理单元PU的组成 算术逻辑单元ALU、控制单元CU以及一些暂存单元——寄存器(Register)。 ALU是计算机的运算装置，它能够完成“加、减、乘、除”等算术运算和“与、或、非、异或”等逻辑运算。一个基本的ALU由加法器、逻辑运算器、移位器(Shifter)和求补器(Complementer)组成。 1.3