计算机组成原理课件第1章计算机系统概述幻灯片.pptVIP

计算机组成原理 －讲授：胡东华 第1章 计算机系统概述 本章内容： 计算机的分类和应用 数字计算机的硬件构成 计算机软件的组成和分类 计算机系统的层次结构 1.1 计算机系统的分类与应用 计算机的分类 电子计算机 电子模拟计算机 电子数字计算机 专用计算机 通用计算机 巨型机 大型机 服务器 工作站 微型机 单片机 计算机的应用 － 科学计算：数学定理证明，天气预报 － 自动控制：数控机床，城市交通控制 － 测量测试：地震预报，弹道计算 － 信息处理：电子邮件，人事管理 － 教育卫生：计算机辅助教学，CT设备 － 家用电器：电视自动选台，空调控制器 － 人工智能：机器人，博弈游戏 1.2 计算机的硬件组成 引例：计算y=ax+b-c这个题目 － 使用的工具：一个算盘、一支笔、一张纸 － 约定： 1）将横格纸每一行从1顺序编号 2）计算中用到的四个数a、b、c、x写到横格纸的第9、 10、11、12行上，每行只写一个。 3）详细的写出解题步骤，每行只写一步。 数据 y 数据 x 数据 c 数据 b 数据 a ? ? 运算完毕,暂停 停止 把算盘上的y值写出给人看 输出 算盘上的y值记到第13行 存数 y→13 完成ax+b-c,结果在算盘上 减法 (11)→算盘 完成ax+b,结果在算盘上 加法 (10)→算盘 完成a*x,结果在算盘上 乘法 (12)→算盘 (9)表示第9行的数a,下同 取数 (9)→算盘 说 明 解题步骤和数据 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 行数 算盘计算中用到了：　 1)纸:存储解题的原始信息 2)算盘:对数据进行算术运算 3)笔:记录数据或写出结果 4)人:控制解题步骤。 计算机相应部件: 存储器 运算器 输入输出设备 控制器 计算机的硬件结构又运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大组成部分构成。这一结构又称为冯·诺依曼机型，该结构是所有的计算机共同遵守的结构标准。 冯.诺依曼机型 运算器 控制器 存储器 系统总线 微处理器 输入设备 输出设备 I/O接口 I/O接口 运算器 　　运算器就好比一个由电子线路构成的算盘，能进行加、减、乘、除等算术运算，还可进行逻辑运算。由于二进制运算规则简单，在电子元件中易实现，所以计算机中通常采用二进制数。 存储器 保存或“记忆”解题的原始数据和解题步骤。在运算前把参加运算的数据和解体步骤通过输入输出设备送到存储器中保存起来。不论是数据,还是解题步骤，存储器存储的全是0或1表示的二进制代码。 存储器的容量 利用电子元件存储二进制数0和1非常方便 例如： 电容充电表示1 电容放电表示0 二极管导通表示1 二极管截止表示0 现代计算机中用半导体触发器的两个状态表示1和0，一个半导体触发器可以保存一个二进制数，称为一个bit(位)，8个触发器可以保存八个二进制数，称为一个BYTE（字节）。 1B(字节)=8b(位) 1KB=1024B 1MB=1024KB=1024*1024B 1GB=1024MB=1024*1024*1024B 存储器的结构 在计算机中将16个触发器组成一组存储单元，保存八位二进制数据，每个存储单元都有唯一的一个编号，称为地址，向存储器存数或者从存储器取数都是按照地址选取存储单元。 存储单元 m 。。。 7 6 5 4 3 2 1 0 地址 8bit 控制器 控制器控制计算机的个部件有条不紊地进行工作。具体的讲, 任务是从内存中取出指令加以分析并执行某种操作。 结果y存放在13单元 y 数据x存放在12单元 x 数据c存放在11单元 c 数据b存放在10单元 b 数据a存放在9单元 a ? 运算完毕,机器暂停工作 停止 将结果打印出来 打印 运算器结果送13号单元 存数 13 完成ax+b-c,结果保留在运算器上 减法 11 完成ax+b,结果保留在运算器上 加法 10 完成a*x,结果保留在运算器上 乘法 12 存储器9号地址的数送运算器 取数 9 说 明 指令 13 12 11 10 9 数据地址 7 6 5 4 3 2 1 指令地址 数据 操作码 地址码 指令的形式 指令的内容由两部分组成，即进行何种操作和从存储器的那个单元取数；前者称为操作码，后者称为地址码。所以指令的一般格式为： 　 操作码 　　地址码