计算机组成原理（第5版）全套PPT课件.pptx

计算机组成原理(混合式教学)1/7

课程内容简介：第一章概论2学时第二章数据的表示、运算与校验8学时第三章CPU子系统22学时第四章存储子系统10学时第五章总线与输入输出子系统8学时第六章输入/输出设备及接口6学时实验课16学时(单独课程)2/7

一、课程主要内容重点讨论计算机单机系统的硬件组成。即五大功能部件的工作原理、逻辑实现、设计方法及相互连接构成整机的方法。3/7

强调两个层次的整机概念：CPU整机概念硬件系统整机概念紧紧抓住各部件之间的信息传送方式和传送途径。4/7

二、学习目的为培养同学们在分析、设计、开发计算机系统方面的能力打下坚实的基础。5/7

三、教学特点1、以主要部件为背景讨论基本原理，辐射MIPS32处理器。2、讨论硬件组成时，在寄存器级进行分析。3、遵照大纲，兼顾考研。6/74、小班研讨+线上线下混合式教学

四、教学安排（课堂56节，4节/周）教学思路：CPU主机计算机硬件系统五、成绩考核线上SPOC（30%）课堂表现(20%)卷面统考（50%）论坛交互5次单元测试研讨出勤答疑同大班25分75分20分50分7/7

8/13主要内容：计算机的基本概念计算机的诞生和发展系统硬件组成（主要部件、系统结构）计算机的性能指标第一章概论

9/13电子计算机——1.1计算机的基本概念是一种可以存储程序，并且通过执行程序指令，可以自动、高速、精确地对数字信息进行各种复杂处理，然后输出运算结果的高科技智能电子设备。

10/13运算器控制器存储器输出设备输入设备数据信息控制信号天蓝箭头线运算器和控制器，已集成在CPU中！黄色箭头线状态信息白色箭头线5个逻辑模块:指令信息绿色箭头线clock

11/131.1.1信息的数字化表示1.在计算机中用数字代码表示各种信息二进制代码例1用数字代码表示数据5-5表示为0101表示为1101

12/13例2用数字代码表示字符AB表示为表示为例3用数字代码表示命令、状态启动停止正在工作工作结束表示为00表示为01表示为10表示为11

13/13表示数字代码2.在物理机制上用数字信号数字型电信号例1用电平信号表示数字代码高电平1低电平高电平01例2用脉冲信号表示数字代码有脉冲无脉冲有脉冲101实现并行操作实现串行操作

14/133.信息数字化表示的优点（1）物理上易实现信息的表示与存储（2）抗干扰能力强，可靠性高（3）数值的表示范围大，精度高（4）可表示的信息类型广泛（5）能用数字逻辑技术进行处理因此，计算机中采用二进制形式表示信息

15/131.1.2存储程序工作方式1.编制程序3.自动、连续执行程序2.存储程序4.输出结果

16/13编写程序输入程序存储程序输出结果执行指令转换为指令序列※计算机的工作流程

1.1.3计算机的分类计算机从总体上来说分为两大类:模拟计算机和数字计算机。各自主要特点：模拟计算机：由模拟运算器件构成，处理在时间和数值上连续的模拟量（如：电压、电流等）；数字计算机：由数字逻辑器件构成，处理离散的数字量。

其中数字计算机又可分为:专用计算机和通用计算机。专用机——是以快速、经济和高集成度为主要指标的特殊计算机，它是针对特定任务设计的计算机，适应性较差（如：工控机、ATM等）。通用机——适应性较高，但是牺牲了效率、速度和经济性，如个人电脑。

19/13它们的系统规模和计算能力依次递减。随着超大规模集成电路技术的不断发展，类型的划分会动态变化。按照系统规模和计算能力，也可以分为：※巨型机（超算）、※大型机、※小型机、※微型机，等等

20/13微型机小型机大型机超级计算机（超算）体积功耗价格存储量计算能力简易性普及率※几种类型的计算机对比：高低低高

中文：约翰·冯·诺依曼外文：JohnVonNeumann国籍：美籍匈牙利人出生地：布达佩斯出生日期：1903年12月28日逝世日期：1957年2月8日毕业院校：苏黎世大学、布达佩斯大学称谓：计算机之父1.2计算机的诞生和发展21/6

冯·诺依曼思想的产生背景1944年加入了美国军方ENIAC计算机研制项目，1945年提出并发表了一个全新的“存储程序通用电