计算机组成原理2ppt课件

2019/5/15,1,第一章 计算机系统概论,本章主要内容： 1.计算机的分类与应用 2.计算机硬件概述 3.计算机软件概述 4.计算机系统的层次结构 5.本课程要解决的问题,2019/5/15,2,第一章 计算机系统概论,1.1 计算机的分类与应用 一、分类 1. 按处理的信息分： （1）电子模拟计算机 （2）电子数字计算机 2. 按用途分： （1）专用计算机；（2）通用计算机,2019/5/15,3,第一章 计算机系统概论,3. 通用计算机按性能分： （1）超级计算机 （2）大型机 （3）服务器 （4）工作站 （5）微型机 （6）单片机,2019/5/15,4,第一章 计算机系统概论,二、应用 1. 科学计算：证明数学问题等。 2. 自动控制：控制机床。 3. 测量和测试：危险情况下的数据采集等。 4. 信息处理：商务处理；管理应用。 5. 教育和卫生：CAI，CT。 6. 家用电器：增加家电的功能。 7.人工智能：机器人，专家系统等。,2019/5/15,第一章 计算机系统概论,5,本章主要内容： 1.计算机的分类与应用 2.计算机硬件概述 3.计算机软件概述 4.计算机系统的层次结构 5.本课程要解决的问题,2019/5/15,6,第一章 计算机系统概论,一、硬件组成,2019/5/15,7,第一章 计算机系统概论,1. 运算器 功能：算术运算、逻辑运算。 处理的数据：二进制数（易实现） 运算器字长（一次运算能处理的位数）： 8位、16位、32位或64位。,2019/5/15,8,第一章 计算机系统概论,2. 控制器 功能：控制计算机的各个部件。 基本任务：按照指定的序列进行： 取指令、分析指令、执行指令 几个术语：取指周期、执行周期、 数据字（流）、指令字（流） 指令格式：,2019/5/15,第一章 计算机系统概论,9,3. 存储器 功能：保存数据。 组成：一个半导体触发器保存一个二进制位 存储单元： n个触发器组成一个存储单元 n为8，16，32或64. 地址：每个存储单元的编号，称为地址。,2019/5/15,第一章 计算机系统概论,10,存储容量：存储器所有存储单元的总数。 通常用单位“KB、MB、GB”等表示 分类：内存储器（主存）和外存储器(辅存） 几个与内存有关的词： bit Byte word 1Byte=8bit 1word =2Byte /4Byte /8Byte,2019/5/15,11,第一章 计算机系统概论,4. 适配器与输入输出设备 （1）输入设备：外部信息转换成机器 能识别的二进制信息。 （2）输出设备：把二进制信息转换成 人或其他机器能识别的信息。 （3）适配器（I/0接口）：负责主机与 外设之间数据转换等。 （4）总线：各部件间数据传输的通路。,2019/5/15,12,第一章 计算机系统概论,冯诺依曼计算机的基本思想 （1）采用二进制形式表示数据和指令。 （2）存储程序原理：程序和数据存放在存储器中， 计算机能自动地从存储器取出指令并加以执行。 （3）计算机五大基本部分组成： 运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。,2019/5/15,13,第一章 计算机系统概论,另一个需要记住的人 Tuning,2019/5/15,14,第一章 计算机系统概论,二、计算机发展史 1946年，美国宾夕法尼亚大学，研制成功了世界上第一台电子数字计算机ENIAC （Electronic Numerical Integrator And Calculator）,2019/5/15,15,第一章 计算机系统概论,5000次加法/秒 体重28吨 占地170M2 18,800只电子管 1500个继电器 耗电150KW,2019/5/15,16,第一章 计算机系统概论,对于一般办公环境，电脑的功率大致为：CPU50W+显卡20W+硬盘15W+主板20W+光驱 15W+内存等20W+电源5W+音箱30W+显示器100W=275W,2019/5/15,17,第一章 计算机系统概论,计算机的发展大致经历了五代： 1946年开始，第一代电子管计算机 1958年开始，第二代晶体管计算机 1965年开始，第三代中小规模集成电路计算机 1971年开始，第四代大规模集成电路计算机 1986年开始，第五代超大规模集成电路计算机,2019/5/15,18,第一章 计算机系统概论,摩尔定律 早在1964年，英特尔公司创始人戈登.摩尔就断言：每18个月，集成电路的性能将提高一倍，而其价格将降低一半。这就是著名的摩尔定律。作为迄今为止半导体发展史上意义最深远的定律，摩尔定律被集成电路近40多年的发展历史准确无误地验证着。,2019/5/15,19,第一章 计算机系统概论,三、微型计算机发展历程 微型计算机：以微处理器为核心的计算机。 （1）4位和低档8位微型计算机。,Intel4004和采用4004的计算器,2019/5/15,20,第一章 计算机系统概论,（2）中、高档8位微机,Apple-I,Apple-II,2019/5/15,21,第一章 计算机系统概论,（3）16位微机 8086808880286，IBM PC系列机,8088CPU,IBM PC机,IBM PC/AT机,IBM PC/XT机,2019/5/15,22,第一章 计算机系统概论,（4） 32位微机 8038680486PentiumPentium II Pentium III Pentium IV,80386,Pentium,Pentium 4,2019/5/15,23,第一章 计算机系统概论,（5）64位微机 Itanium（安腾）、64位RISC微处理器芯片 微机服务器、工程工作站、图形工作站,2019/5/15,第一章 计算机系统概论,24,本章主要内容： 1.计算机的分类与应用 2.计算机硬件概述 3.计算机软件概述 4.计算机系统的层次结构 5.本课程要解决的问题,2019/5/15,25,第一章 计算机系统概论,2019/5/15,26,第一章 计算机系统概论,计算机语言的演变： 机器语言-汇编语言-高级语言 几个术语： 源程序，目标程序，可执行程序 解释程序，编译程序 操作系统,2019/5/15,第一章 计算机系统概论,27,本章主要内容： 1.计算机的分类与应用 2.计算机硬件概述 3.计算机软件概述 4.计算机系统的层次结构 5.本课程要解决的问题,2019/5/15,28,第一章 计算机系统概论,一、计算机系统分级结构 1. 硬件组件 - 微程序设计级 硬件描述语言（Verilog,VHDL） 2. 计算机 - 机器语言级 机器语言（0，1开关） 3. 系统 操作系统级 - 汇编语言 4. 用户 用户软件级 - 高级语言级 二、分级的不唯一性 软件可固化，反之亦然（Firmware）,2019/5/15,29,第一章 计算机系统概论,本章主要内容： 1.计算机的分类与应用 2.计算机硬件概述 3.计算机软件概述 4.计算机系统的层次结构 5.本课程要解决的问题,2019/5/15,第一章 计算机系统概论,30,本课程要解决的问题,1、处理器是如何实现数据处理的，如何提高处理速度 2、如何加快存储系统的速度 3、如何规范用户对计算机的操作 4、如何设计实现处理器 5、如何实现处理器与外部的数据交换 6、如何让处理器或PC机实现与多个组件之间的交互,第二章 运