ch3系统软硬件构造.pptx

第3章系统软硬件构造;主要内容;一、基本逻辑运算和逻辑门;1. 关于逻辑;语句例： 2+3=5 3是偶数 明天上午有课吗？ 3不是偶数 小明既学习英语，也学习德语 从西安到北京经郑州走，或者经太原走;复合命题可以由简单命题通过“联结词”所表示的运算得到。 命题是逻辑的基本表现形式，所以，“联结词”所表示的运算就是逻辑运算。 “并非” “并且” “或者”;命题的“真”和“假”可以对应为 在物理上： 开关的“断开”和“闭合”，电平的“高”和“低”，…… 数学上： 二进制的“1”和“0” ;2. 逻辑代数;逻辑运算： 用符号来表示命题及其联结关系。 例如： “小明既学过英语，也学过德语” 以上命题可以符号化为： A and B;3. 逻辑运算与基本逻辑门;1）“与”逻辑;在电路中，与运算相当于开关的串联电路 仅当所有开关都闭合时，电路才通电。;与门（AND gate）;2）“或”运算;电路中，“或”运算相当于开关的并联电路 仅当所有开关都断开时，电路才无电流通过。 ;对多个逻辑变量执行“或”运算的门电路;“非”运算： 当决定事件结果的条件满足时，事件不发生。 非”属于单边运算，只有一个运算对象，运算符为一条上横线。 可以表示为： A=B;“非”运算电路的表示： 当开关断开时灯亮；开关闭合时灯灭。;19;由三种基本逻辑运算可以推导出各种其他的逻辑关系，由三种基本逻辑门可以组合出各种复杂的逻辑电路。 常见逻辑关系及其门电路有： 与非 或非 异或 同或;21;22;23;24;注：;例：;=A⊕B;异或门;29;同或门;思考问题;主要内容;一、触发器与加法器;逻辑电路;35;Q Q 1 0 0 1 X X -- --;RS触发器具有独立的逻辑功能，可作为独立部件存在 封装后用一个逻辑符号表示;D触发器 在RS触发器基础上增加两个与非门;在有电源情况下，触发器的输出端总是处于某种特定状态 保持为“1”或者为“0” 触发器可以在输出端存储一位0或1 触发器是具有记忆功能的逻辑器件。 ;40;2. 加法器;现代计算机体系结构中： 通过引入补码，减法运算可以转换为加法运算 乘运算可以转换为移位和加法运算 除运算可以转换为移位和减法运算，减法运算可以转换为加法运算 加法运算是最基本的运算;加法器;半加器 S=A ? B C=A∧B;全加器 用两个半加器再加上一个“或”门，可以构成一个全加器;另外一种全加器电路 全加器是具有完整功能的逻辑部件。;用N个1位加法器可以构成N位加法器;二、从逻辑门到运算器 ——抽象与构造;运算器;寄存器;实现定点数补码加减运算的逻辑电路;基本逻辑门;53;系统构造的基本思路;计算机内部的信息都以二进制表示;主要内容;为什么“电子计算机之父”的桂冠没有戴在象莫齐利、埃克特或阿坦那索夫等这样一些实际研究者头上，而是戴在了匈牙利数学家冯?诺依曼（J.Von Neumann）头上？;冯?诺依曼计算机结构特点;一、指令和程序;60;61;计算机的工作过程就是执行程序的过程 程序是指令的序列 计算机的工作过程就是执行指令的过程 在计算机中：;63;64;65;两种执行方式时间的比较;二、冯?诺依曼结构 ——微机硬件组成及基本原理;结构特点： 以运算器为核心，所有信息的输入和输出都需要通过运算器;69;70;71;内存单元地址;73;冯?诺依曼结构的局限性;哈佛结构;主要内容;操作系统;操作系统（Operating System，OS）;79;是计算机硬件上的第一层软件，是各种类型的计算机都必须配置的软件。 其它所有软件都运行于操作系统之上，依赖于它的支持。;作为用户和计算机硬件之间的接口。 隐藏硬件，使用户不必考虑不同硬件造成的差异； 为用户和计算机之间进行“交流”提供统一的界面。 ;82;操作系统具有五大基本功能：;操作系统的分类;对操作系统的学习要求;本章小结;逻辑电路;关于冯·诺依曼结构