第1章计算机组成原理与系统结构.ppt

* 计算机运行程序的过程 C语言程序： Int i,a[100],sum=0; For （i=0;i=99;i++） sum+=a[i]; 汇编语言程序： .data a DD 1,2,3…;100个数据 sum DD 0 .code mov cx,99 L:add sum,a[cx] Loop L add sum,a[0] 机器语言程序：…… …… 编译、链接 汇编、链接 CPU（硬件） 执行 中间代码生成 * 四、计算机系统的层次结构 应用程序 语言处理程序 及其它系统软件 操作系统级 机器指令系统 微程序设计级（硬件） * 1 2 3 4 5 使用计算机解题的过程 使用计算机解题的过程 提出问题和任务 建立模型，用适合于程序设计的方式描述算法过程 用某种语言编制程序 编译为机器语言程序 在硬件上执行程序，实现任务 * 本章小结 电子计算机的历史分为以下几个阶段： 1946年～1959年 第一代，电子管计算机 1956年～1964年 第二代，晶体管计算机 1964年～1975年 第三代，中、小规模集成电路计算机 1975年～1990年 第四代，大规模、超大规集成电路（LSI，VLSI）计算机，第一、第二代微处理器 1990年～至今 第五代，甚大规模集成电路（ULSI）计算机，第三、四、五、六代及多核微处理器 计算机的应用领域。 * 本章小结 计算机的分类有多种方法。 决定计算机系统的性能有许多因素，其中计算机的硬件性能指标包括机器字长、存储器容量、运算速度和配置外设等。 计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。冯·诺伊曼（Von Neumann）计算机体系结构。软件系统包括系统软件和应用软件。系统软件以操作系统为核心。计算机系统的层次结构从底层向上层分别为：微程序级（硬件）、机器指令级（与硬件紧密相关）、操作系统级、语言处理程序及其他系统软件、应用软件。计算机组成原理课程所要讨论的主要是最底二层。 * 一、按计算机的系统结构分类 Michael Flynn分类法： 计算机在执行程序过程中，有2种信息在流动: 一种是计算机指令，它从存储器流入控制器，并变成整个计算机系统的控制信号。 另一种是数据，从输入设备流入存储器，再流入执行部件如运算器，运算结果流入存储器或输出设备。 Flynn称前一种信息为“指令流”，后一种信息为“数据流”。因此根据指令流与数据流的不同组合，计算机系统结构分为以下4类。 * 一、按计算机的系统结构分类 CU：控制部件 PU：处理部件 MM：存储部件 本课程讨论的对象 × 向量机 并行计算机 * 二、按计算机的用途分类 通用计算机 通用计算机是指为解决各种问题，具有较强的通用性而设计的计算机。该机适用于一般的科学计算、学术研究、工程设计和数据处理等广泛用途，这类机器本身有较大的适用面。 专用计算机 专用计算机是指为适应某种特殊应用而设计的计算机，具有运行效率高、速度快、精度高等特点。一般用在过程控制中，如智能仪表、飞机的自动控制、导弹的导航系统等。 * 三、按计算机的使用方式分类 桌上型计算机 桌上型计算机包括PC机、工作站和笔记本型计算机，为用户提供良好的计算性能和较低成本的工作环境。桌上型计算机是成本低、应用广的计算机类型 服务器型计算机 服务器型计算机是指在网络环境或具有客户—服务器结构的分布式计算环境中，为客户请求提供服务的节点计算机。 * 三、按计算机的使用方式分类 嵌入式计算机 嵌入式计算机是将计算机作为一个部件，成为某个设备的一部分，嵌入式计算机成本更低，用途更广。它的结构一般是面向特定应用。不同的嵌入式应用有不同的要求，需要根据不同的应用进行专门的开发设计。 * 四、按计算机的规模分类 巨型计算机 运算速度快、存储容量大，价格相当昂贵，主要用于复杂、尖端的科学研究领域，特别是军事科学计算。 大/中型计算机 通用性能好、外部设备负载能力强、处理速度快。它有完善的指令系统，丰富的外部设备和功能齐全的软件系统，并允许多个用户同时使用。主要用于科学计算、数据处理或做网络服务器。 * 四、按计算机的规模分类 小型计算机 具有规模较小、结构简单、成本较低、操作简单、易于维护、与外部设备连接容易等特点。 微型计算机：简称微机 以运算器和控制器为核心，加上由大规模集成电路制作的存储器、输入/输出接口和系统总线，构成了体积小、结构紧凑、价格低但又具有一定功能的计算机。 * 将运算器、控制器、存储器和输入/输出接口集成在一块芯片中 所有器件制作在一块印刷线路板上 以微机为核心，再配以相应的外部设备、电源、辅助电路和控制微机工作的软件 单板机 单片机 微型计算 机系统 四、按计算机的规模分类 目前，