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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。
第5章输入输出系统5.1 概述5.2 外部设备5.3 I/O 接口555.4 程序查询方式56DMA 5.5 程序中断方式5.6 DMA 方式5.5 程序中断方式55一、中断的概念中断：计算机执行程序过程中，若出现异常情况或者特殊请求，则计算机转向对异常情况或者特殊请求的处理，处理结束后再返回继续执行原程序。
中断提高了计算机的效率和效能。
中断提高了计算机的效率和效能实现中断功能所需的软硬件技术统称为中断技术。
一、中断的概念…中断入口1K 服务K +1…程序1Q中断入口2Q +1…服务程序2二I/O 5.5二、I/O 中断的产生I/O设备与主机交换信息时，由于外设速度低于CPU，CPU启动设备后，需要等待一段时间后才能交换信息，在外设做准备时，CPU继续执行现行程序在外设准备就绪并提出中断请执行现行程序，在外设准备就绪并提出中断请求之后，再暂时中断现行程序，转入I/O服务程序这就产生了中断程序，这就产生了I/O中断。
二、I/O 中断的产生 5.5以打印机为例CPU 与打印机并行工作执行主程序继续执行主程序继续执行主程序响中响应中断中断返回应中断断返回CPU 启动打印机传送数据传送数据发准备发打印打印中断请求中断请求打印机空闲接收数据接收数据5.5采用中断机制原因•低速外设就绪后提出中断请求；•应付突发事件的需要；•实时控制中响应外来信号的需要；•软件中断指令引起的中断为了实现中断，计算机系统中必须配有相应的为了实现中断计算机系统中必须配有相应的中断系统或者中断机构。
为了处理I/O中断，在I/O接口电路中必须配置相应的硬件电路，包括中断请求触发器、屏蔽触发器、排队器、中断向量地址形成部件等。
三、程序中断方式的接口电路程序中断方式接路每台外设配置个中断请求触发器INTR，其值为1每台外设配置一个中断请求触发器INTR，其值为1时表示设备向CPU提出中断请求；只有设备就绪时才能提出中断请求，即完成触发器D状态为1。
