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第一章计算机组成与结构-概述资料
第三节 计算机系统的性能指标 1. 基本字长 指操作数的基本位数。 它影响计算精度、指令功能。 2. 存储容量 (1)主存容量 指存储单元个数×位数。 决定地址位数 表明编址单位 表示为:字数×字长(按字编址)或 字节数(按字节编址) (2)外存容量 常表示为字节数。 外存容量与地址码位数无关。 3. 运算速度 (1)定点/浮点四则运算时间 (2)每秒平均执行的指令条数(MIPS) (3)CPU时钟频率(MHz) 总线位数×总线时钟频率 8 5. 处理功能 (1)指令系统功能(寻址方式、指令 类型) (2)系统软件配置 总线带宽 = 4. 数据传输率 (B/S) * * * * * * * 计算机组成与结构 本课程主要内容 计算机单机系统的硬件组成(存储器,运算器,控制器,I/O设备) 计算机单机系统的硬件间结合结构,怎样把他们连结起来构成计算机系统(部件间的相互数据/信息流) 教学安排 概论 运算器与运算方法 指令系统(指令的格式与寻址方式) CPU(运算器与控制器) 存储器系统(逻辑设计) I/O设备(显示器) I/O系统(总线和接口interface,中断和DMA) 本节课程内容 计算机的基本概念与发展简史 系统硬件组成(主要部件与系统结构) 计算机系统的性能指标 构造/Constructing 计算机发展简史 公元2世纪,中国发明算盘 17世纪,法国人帕斯卡发明机械台式计算机(计算器中有一些互相联锁的齿轮,一个转过十位的齿轮会使另一个齿轮转过一位,人们可以像拨电话号码盘那样,把数字拨进去,计算结果就会出现在另一个窗口中,但是只能做加减计算。 ) 1694年,莱布尼兹在德国将其改进成可以进行乘除的计算。 计算机发展简史 1833年「电脑之父」--英国的科学家巴比奇构想出一部能够储存的机械式电脑,但直到他死时仍无法实现。 计算机发展简史 1945年6月,冯·诺伊曼與戈德斯坦、勃克斯等人,聯名發表了一篇長達101頁紙的報告,即計算機史上著名的「101頁報告」,是現代電腦科學發展里程碑式的文獻。明確規定用二進制替代十進制運算,並將計算機分成五大組件,这一卓越的思想为电子计算机的逻辑结构设计奠定了基础,已成为计算机设计的基本原则。1951年,EDVAC計算機宣告完成。由于他在计算机逻辑结构设计上的伟大贡献,他被誉为「计算机之父」。 第一部通用电脑是由美国人在1946年所制造的,名为恩尼爱克,体积庞大,温度又高,包含了19000个电子管,后来,人类发明了电晶体和微晶片后,电脑才得以缩小。 。 计算机-机器特点 在机器中数据,信息如何表示与交流; 计算机怎样自动、连续、快速工作; 提供什么样的硬件支持计算机的工作。 (冯·诺伊曼) 计算机体系的基本概念 1.1 冯.诺伊曼 用二进制表示数据(任何格式的数据都要表示为二进制) 计算机采用存储程序的工作方式。 规定了计算机的五大组成部分(存储器,运算器,控制器,I/O设备) 。 计算机体系的基本概念 1.2 信息的表示 人类的知识金子塔 用什么模型来从机器的角度放映人类世界的信息与知识 信息的物理表示。 计算机体系的基本概念 二进制 用二进制表示数据 5 0 101 -6 1 110 用二进制表示字符 A 000000001 B 000000011 用二进制表示命令与状态 计算机体系的基本概念 二进制 用二进制表示物理机制 怎样将二进制代码体现到物理信号上(数字型的电信号-模拟和数字的区别) 数字型的电信号分为:脉冲和电平 例一:用脉冲信号表示数字代码 例二:用电平信号表示数字代码 高电平1 低电平0 计算机体系的基本概念 1.3存储程序的工作方式 事先编制程序 存储程序(转化为指令) 程序的执行 计算机程序 机器指令序列 编译/解释 计算机系统的硬件组成 2.1 主要功能部件 存储器 功能存储信息 主存储器/内存储器 2.1 主要功能部件 存储器 存储体:存放信息的实体(一个存储单元可以方一个8位或16为数据) 地址:每个单元的编号 计算机系统的硬件组成 寻址系统:地址寄存器和地址译码器 读写线路和数据寄存器:暂存读写数据 控制线路 讨论(第五章): 存储单元的读、写原理 存储器逻辑设计 计算机系统的硬件组成 2.运算器 功能:对信息进行运算、加工、处理(逻辑,算术) 计算机系统的硬件组成 移位器 ALU 选择器 通用寄存器组 选择器 移位
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