计算机组成原理第2版课件
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《计算机组成原理》ppt课件目录•计算机系统概述•数字逻辑基础•计算机各部件的功能和组成•指令系统•CPU的结构和功能•存储器的层次结构•计算机组成原理的应用和发展01计算机系统概述Part计算机的发展历程第一代计算机(1946-1957)电子管时代,采用电子管作为基本元件,体积大、功耗高、可靠性差。
第二代计算机(1958-1964)晶体管时代,采用晶体管作为基本元件,体积减小、功耗降低、可靠性提高。
第三代计算机(1965-1970)集成电路时代,采用中小规模集成电路,使得计算机体积更小、功耗更低、可靠性更高。
第四代计算机(1971年至今)大规模和超大规模集成电路时代,计算机性能得到极大提升,应用领域不断扩展。
计算机系统的层次结构微程序机器级微指令由硬件直接执行,微程序由微指令构成,用于描述机器指令。
高级语言级用高级语言编写程序,通过编译或解释程序翻译成机器语言程序或汇编语言程序。
传统机器级用微程序解释机器指令系统,提供传统机器级虚拟机器。
汇编语言级用汇编语言编写程序,通过汇编程序翻译成机器语言程序。
操作系统级通过系统调用实现操作系统功能,提供扩展机器。
计算机的性能指标机器字长指CPU一次能处理数据的位数,通常与CPU的寄存器位数有关。
字长越长,数的表示范围越大,精度也越高。
存储容量包括主存容量和辅存容量。
主存容量通常以字节为单位,辅存容量通常以位为单位。
存储容量越大,系统能存储的信息就越多。
运算速度用每秒钟所能执行的指令条数来表示,单位通常用MIPS(百万条指令/秒)。
运算速度越快,系统处理任务的能力越强。
02数字逻辑基础Part数制与编码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转换方法。
编码方式详细阐述原码、反码、补码等编码方式及其在计算机中的应用。
数的定点与浮点表示解释定点数与浮点数的表示方法,包括整数和实数的表示。
1 2 3引入逻辑变量和逻辑函数的概念,为后续的逻辑运算打下基础。
计算机组成原理第二版
计算机的基本组成部分可以分为五个主要部分:中央处理器(CPU)、存储器、输入设备、输出设备和控制器。
这些组件共同协作,实现计算机的功能。
首先,中央处理器(CPU)是计算机的核心。
它包含算术逻辑单元(ALU)和控制单元(CU)。
ALU负责执行算术和逻辑
运算,而CU则负责控制和协调各个组件的工作。
其次,存储器在计算机中起到存储数据和指令的作用。
它分为主存储器和辅助存储器两部分。
主存储器包括随机访问存储器(RAM)和只读存储器(ROM),用于存储正在运行的程序
和数据。
辅助存储器则包括硬盘、光盘等,用于长期存储数据。
输入设备用于将外部信息输入到计算机中。
常见的输入设备包括键盘、鼠标和扫描仪等。
通过这些设备,用户可以向计算机输入数据和指令。
输出设备则用于将计算机处理后的结果显示给用户。
常见的输出设备有显示器、打印机和喇叭等。
通过这些设备,计算机可以将处理后的数据和信息以可读的形式呈现给用户。
最后,控制器起到协调各个组件工作的作用。
它通过时序信号和控制信号,控制中央处理器、存储器、输入输出设备等之间的数据传输和操作。
在计算机的运行过程中,中央处理器会读取存储器中的指令,
并对其进行解析和执行。
它还负责处理输入设备传来的数据,并将结果输出到输出设备。
总之,计算机的组成原理是一个复杂而庞大的系统。
了解这些基本组件的功能和工作原理,有助于我们更深入地理解计算机的运行过程。