电子计算机的基本结构.ppt

第2章 电子计算机的基本结构 2 . 1 冯·诺依曼计算机模型 2. 1 冯·诺依曼计算机模型 （最初的） 2 . 1 冯·诺依曼计算机模型 冯·诺依曼计算机模型 的特点 2 . 1 冯·诺依曼计算机模型 冯·诺依曼计算机模型 的特点（续） 2 . 1 冯·诺依曼计算机模型 冯·诺依曼计算机模型 的改进：（现代计算机） 以存储器为中心连接在一起 2 . 2 电子计算机的组成结构 2. 2. 1 电子计算机的基本组成 1.概述 从组成的角度看，电子计算机由控制单元、运算单元、存储器、输入单元和输出单元组成。在具体实现时，通常将控制单元和运算单元集成在一起，构成处理单元（Processing Unit，PU）。处理单元也称处理器（Processor）。 2 . 2 电子计算机的组成结构 2. 2. 1 电子计算机的基本组成 2.处理单元的组成 从逻辑上看，PU主要由算术逻辑单元ALU、控制单元CU以及一些暂存单元——寄存器组以及内部总线组成成。 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、移位电路和若干内部寄存器及相应的控制逻辑和组成。 2 . 2 电子计算机的组成结构 2. 2. 1 电子计算机的基本组成 2.处理单元的组成 CU是PU的指挥机构，由程序计数器PC、存放当前指令的指令寄存器IR、解释指令的指令译码器ID、发出各种命令信号的控制信号发生器及相应的控制逻辑组成。CU依据指令译码器产生的一系列操作命令/信号来指挥、协调PU乃至计算机系统中各个部件的工作。 2 . 2 电子计算机的组成结构 寄存器分为数据寄存器、地址寄存器和标志寄存器等。 最常用的数据寄存器是用于存放加法运算结果的累加寄存器ACC，8086中的累加寄存器命名为AX。 地址寄存器有基址寄存器、变址寄存器等。 标志寄存器FR常见的标志有进位标志CF、溢出标志OF、辅助进位标志AF、零标志ZF、符号标志SF和奇偶标志PF等，这些标志分别占据标志寄存器FR中的不同位。 2 . 2 电子计算机的组成结构 2. 2. 1 电子计算机的基本组成 3.硬件 硬件指构成电子计算机的物理实体，如处理器、存储器（内存）、输入/输出控制器（接口电路）等芯片及其集成这些芯片的印制线路板——主板，外设等。其中存储器包括：可以被处理器直接访问的主存储器（简称主存或内存）和不可被处理器直接访问的辅助存储器（简称辅存或外存） 。 2 . 2 电子计算机的组成结构 2. 2. 1 电子计算机的基本组成 4.软件 广义上，软件是“计算机程序、过程、规则及与这些程序、过程、规则有关的文档，以及从属于计算机系统运行的数据。” 狭义上，软件指发挥电子计算机功能的各种程序及相应的数据。 按照性质和功能的不同，软件分为系统软件、应用软件。 2 . 2 电子计算机的组成结构 2. 2. 1 电子计算机的基本组成 5.固件（软件硬件化） 对于那些不再需要改动而且经常被调用的软件，为了使其有更快的执行速度，可以将其存储在访问速度较快的只读存储器ROM芯片中,以硬件形式出现的软件称为“固件”。 ， 2 . 2 电子计算机的组成结构 2. 2. 2 计算机体系结构、 计算机体系结构是指程序员所看到的机器的属性，即机器的概念性结构和功能表现。 这里，程序员主要是指汇编程序员。 由于“计算机体系结构”概念的提出，又派生出两个新的重要概念计算机组成和计算机实现 计算机组成是计算机体系结构的逻辑实现。一种计算机体系结构可以有多种不同的计算机组成。 计算机实现是计算机组成的物理实现。一种计算机组成也可以有多种不同的计算机实现。 概念性的结构 功 能 特 性 2 . 2 电子计算机的组成结构 2. 2. 3 计算机系统的层次结构 2 . 2 电子计算机的组成结构 2. 2. 3 计算机系统的层次结构 透明性 (Transparency) 本来存在的事物或属性，从某种角度看似乎不存在。 2 . 3 计算机系统的分类 2. 3. 1 综述 1. 根据数据表示原理，电子计算机分为模拟式和数字式。 2. 依据性能的高低，计算机分为超级计算机、大型计算机、中型计算机、小型计算机