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计算机组成原理全ppt课件
CATALOGUE目录计算机系统概述数字逻辑基础存储器层次结构与技术指标指令系统设计与寻址方式选择中央处理器(CPU)组成与功能实现
CATALOGUE目录总线系统及其数据传输方式选择输入输出(I/O)系统组织结构和设备接口技术计算机组成原理实验项目指导
01计算机系统概述
从机械计算到电子计算,再到智能计算;从巨型机到微型机,再到量子计算机。按照用途、规模、处理数据类型等多种方式进行分类,如通用计算机和专用计算机、巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站和服务器等。计算机发展历程与分类分类方式发展历程
计算机系统组成结构硬件系统包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出设备等,是计算机系统的物质基础。软件系统包括系统软件和应用软件,是计算机系统的灵魂,负责管理和控制硬件资源,提供用户界面等。
性能指标包括字长、运算速度、存储容量、外部设备配置及扩展能力等,是衡量计算机性能的重要标准。评价体系综合考虑计算机的性价比、可靠性、可维护性、兼容性、可扩展性等因素,对计算机进行综合评价。计算机性能指标及评价体系
应用领域计算机已广泛应用于科学计算、数据处理、自动控制、计算机辅助设计、人工智能等领域。发展趋势未来计算机将朝着高性能、智能化、网络化、多媒体化等方向发展,同时量子计算机、生物计算机等新型计算机也将逐渐崭露头角。计算机应用领域与发展趋势
02数字逻辑基础
数制的基本概念介绍二进制、十进制、十六进制等数制的基本概念及相互转换方法。编码原理阐述编码的基本概念,包括原码、反码、补码等编码方式,以及它们在计算机中的应用。奇偶校验码介绍奇偶校验码的原理及实现方法,用于检测数据传输过程中的错误。数制与编码原理030201
逻辑代数的基本概念阐述逻辑代数中的基本运算符号,如与、或、非等,以及它们所代表的逻辑关系。逻辑代数的运算规则介绍逻辑代数中的基本运算规则,如代入规则、反演规则、对偶规则等。逻辑函数的化简讨论如何运用逻辑代数的性质对逻辑函数进行化简,包括公式化简法和卡诺图化简法。逻辑代数运算规则及性质
123阐述组合逻辑电路的特点、分类及分析方法。组合逻辑电路的基本概念介绍组合逻辑电路的分析步骤,包括写出输入与输出的逻辑关系式、列出真值表、画出逻辑图等。组合逻辑电路的分析讨论如何根据实际需求设计组合逻辑电路,包括确定输入与输出的逻辑关系、选择适当的逻辑门电路实现等。组合逻辑电路的设计组合逻辑电路分析与设计
时序逻辑电路的基本概念阐述时序逻辑电路的特点、分类及分析方法,包括同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路。时序逻辑电路的分析介绍时序逻辑电路的分析步骤,包括写出输入与输出的逻辑关系式、列出状态转换表或状态转换图、确定电路的逻辑功能等。时序逻辑电路的设计讨论如何根据实际需求设计时序逻辑电路,包括确定输入与输出的逻辑关系、选择适当的触发器类型及数量、设计状态转换表或状态转换图等。同时,还需考虑电路的可靠性、稳定性及可维护性等因素。时序逻辑电路分析与设计
03存储器层次结构与技术指标
0102按存储介质分类半导体存储器、磁表面存储器、光表面存储器按存取方式分类随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、顺序存取存储器(SAM)、直接存取存储器(DAM)按在计算机中的作用分类主存储器、辅助存储器、缓冲存储器按存储器的读写功能分类只读存储器(ROM)、随机读写存储器(RAM)按信息的可保存性分类非永久记忆的存储器、永久记忆性存储器030405存储器分类及特点介绍
存储体、地址寄存器(MAR)、数据寄存器(MDR)、地址译码电路、读写控制电路主存的基本组成主存通过数据总线、地址总线和控制总线与CPU连接,进行数据交换主存和CPU的联系通常将主存空间划分为若干个区域,每个区域分配给不同的程序或数据使用主存中存储单元的地址分配CPU通过向地址寄存器发送地址信息,选择存储体中的某个存储单元进行读写操作,数据通过数据总线进行传主存的读写操作主存储器组织结构和操作方式
Cache的基本概念位于CPU和主存之间的高速小容量存储器,用于存放CPU最近期需用信息的副本Cache的组成由高速的SRAM组成,其容量较小,但速度接近于CPU的速度Cache的工作原理当CPU要访问主存时,首先查看Cache中是否有需要的数据,若有(命中),则直接从Cache中读取;若没有(未命中),则再到主存中查找,同时将查找的数据所在的主存块调入Cache中Cache的应用提高CPU访问主存的速度,减少CPU的等待时间,从而提高整个计算机系统的性速缓冲存储器(Cache)原理及应用
请求分段存储管理在分段系统的基础上,增加了请求调段和分段置换功能。当要访问的段不在内存时,产生缺段中断,系统将外存中的段调入内存虚拟存储器的概念是一种内存管理技
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