计算机组成原理ppt课件.pptx

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1、计算机组成原理SWPU1第一章概论计算机的诞生和发展1.1计算机系统的组织1.2计算机的特点与性能1.3计算机的基本概念1.41、信息如何表示，才能被计算机识别？2、采用什么工作方式，才能使计算机自动地对信息进行处理？3、采用什么部件，使计算机完成相应的功能？1.1计算机的基本概念计算机组成原理SWPU3计算机之父：冯•诺依曼美籍匈牙利人JohnvonNeumann1.1.1计算机与诺依曼体制冯·诺依曼体制计算机：按存储方式工作的计算机统称为冯·诺依曼体制计算机。1946年6月由冯·诺依曼等人首次

2、提出。计算机的体系结构发生了许多变化，但冯·诺依曼提出的二进制、程序存储和程序控制，依然是普遍遵循的原则。计算机组成原理SWPU41.1.1计算机与诺依曼体制冯·诺依曼体制的主要思想1.采用二进制代码表示数据和指令。2.采用存储程序工作方式（核心）。3.计算机硬件系统由五大部件构成。（运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备）计算机组成原理SWPU5将程序存储于计算机的存储器中事先编制程序运行时自动、连续地从存储器中依次取出指令并执行程序员存储器计算机1.1.2存储程序工作方式冯·诺依曼结构计算

3、机采用存储程序工作方式：任何要计算机完成的工作都要先被编写成程序，然后将程序和原始数据送入主存并启动执行。一旦程序被启动，计算机应能在不需操作人员干预下，自动完成逐条取出指令和执行指令的任务。冯·诺依曼结构是怎样的？应该有个主存，用来存放程序和数据应该有一个自动逐条取出指令的部件还应该有具体执行指令（即运算）的部件程序由指令构成指令描述如何对数据进行处理应该有将程序和原始数据输入计算机的部件应该有将运算结果输出计算机的部件你还能想出更多吗？IAS计算机结构西南石油大学SWPU冯·诺依曼计算机硬件框

4、图7算术运算逻辑运算存放数据和程序将信息转换成机器能识别的形式将结果转换成人们熟悉的形式控制程序运行存储器输入设备运算器控制器输出设备实线为数据线虚线为控制线和反馈线西南石油大学SWPU冯·诺依曼计算机的特点81.计算机由五大部件组成3.指令和数据用二进制表示4.指令由操作码和地址码组成6.以运算器为中心2.指令和数据以同等地位存于存储器可按地址寻访5.存储程序5.存储程序缺点：串行处理的工作机制（即逐条执行指令序列）计算机组成原理SWPU9控制信息计算机中的信息数据信息控制信息：控制信号（微命令

5、）序列，控制计算机的工作。数据信息：计算机加工处理的对象，分为数值型和非数值型。信息的数字化表示包含两层含义：用数字代码表示各种信息用数字信号表示数字代码1.1.3信息的数字化表示（P21.1.1）计算机组成原理SWPU10一、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00000101表示为100001011.1.2信息的数字化表示计算机组成原理SWPU11例2用数字代码表示字符(ASCII码）AB表示为100000141H表示为100001042H例3用数字代码表示命令、

6、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111.1.2信息的数字化表示12表示为011000131H表示为011001032H信息的数字化声音文字图像指令这些信息如何表示？计算机组成原理SWPU13二、在物理机制上用数字信号表示数字代码数字型电信号例1用电平信号表示数字代码高电平1低电平0并行传送信息1.1.2信息的数字化表示1011计算机组成原理SWPU14二、在物理机制上用数字信号表示数字代码数字型电信号例2用脉冲信号表示数字代码有脉冲无脉冲有脉冲101串行传送信息1.

7、1.2信息的数字化表示10110计算机组成原理SWPU15三.用数字化方法表示信息的主要优点（1）在物理上容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，表示精度高（4）表示的信息类型极其广泛（5）能用数字逻辑技术进行信息处理1.1.2信息的数字化表示计算机组成原理SWPU16第一章概论计算机的诞生和发展1.1计算机系统的组织1.2计算机的特点与性能1.3计算机的基本概念1.4计算机组成原理SWPU171.3.1计算机硬件系统1.3.2计算机软件系统1.3.3系统组成的

8、层次结构1.3.4硬件、软件的逻辑等价计算机系统的组织1.3计算机系统的组织计算机组成原理SWPU18计算机系统软件硬件硬件“看得见、摸得着”的物理载体软件程序及其配套的数据、文档等1.2计算机系统的组织计算机组成原理SWPU19ALU主存缓存Cache辅存CPU主机I/O硬件CU存储器输入设备运算器输出设备控制器ALUCPU主机I/OCU主存一、常见计算机硬件系统组成1.3.1硬件系统计算机组成原理SWPU20（1）以总线为基础的系统结构（单总线结构）总线：一组连接多个部件分时共