3+第三章+计算机硬件体系结构

图1 OSI参考模型
最顶层
最底层
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应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
（A）
（P） （S） （T） （N）
（DL） （PH）
通信子网
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OSI中数据流动过程
用户看到的据流向
向实 际 数 据 流
向实 际 数 据 流
实际数据流向
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2.3 OSI-RM 各层主要功能概述
1、物理层
2.1 网络体系结构及协议概念
2.1.1 网络体系结构的概念
计算机网络体系结构与网络协议是计算机网络技术 中的关键。
计算机网络的实现需要解决很多复杂的技术问题。 例如：①支持多种通信介质；②支持多厂商和异种机互 联，其中包括软件的通信规定及硬件接口的规范；③支 持多种业务，如远程登录、数据库、分布式计算等；④ 支持高级人机接口。
服务数据单元是指（N）实体为完成（N） 服务用户请求的功能所设置的数据单元
.
2.4.3 、服务原语： 在OSI-RM中，上层使用下层的服务，必须通过下
层交换一些命令，这些命令称为服务原语。
请求：用户要求服务做某项工作
服务原语
指示：用户被告知某事件发生了 响应：用户表示对某事件的响应
确认：用户实体收到关于它的请求答复
● 数据链路层协议分为两类：
● 面向字符型的主要特点是利用已定义好的一组 控制字符完成数据链路控制功能。
● 面向比特型的数据链路层，其规程传送信息的单 位称为帧。帧分为控制帧和信息帧。
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1、数据链路层的功能
传输链路 传输链路是用于传输数据的通信信道，由双绞线、
光纤、 同轴电缆、微波、卫星通信等构成。 信道分为链路与通路两种：

计算机的硬件组成
指令与指令系统
– 在计算机中，操指作令是码能被计操算作机数识地别址或执行的二进制代码，
大多数情况下，指令由2个部分组成
指AB令操操的作作码数执：地指 址行出 ：过计 指算 出程机 该(应 指微执 令机行 所何 处的种 理操 的一作 数般据所工在作位置过程) – CPU的控制器从存储器读取一条指令并放入指令寄存器
• 系统总线是主板与各块适配卡之间的连线 ISA总线（AT总线）即工业标准体系总线 EISA总线即扩展的工业标准体系总线 PCI局部总线标准（高性能总线，用于传输数据） AGP总线（显卡接口总线） PCI-E总线：新一代的总线接口，主流应用
• 外部总线是PC与外设之间的连线分为：rs-232,usb,IEEE-1394
• 双击: 快速地连续两次单击
• 拖动: 按住鼠标左键同时移动 鼠标到新位置, 然后放开按键
注：从工作原理分：机械鼠标、光电鼠标、光机鼠标 从键数分：三键鼠标和二键鼠标 鼠标与计算机的串口相连，也可通过USB口相连
计算机的硬件组成
• 显示器：CRT和LCD
• 主要性能参数：尺寸，分辨率， 刷新率，颜色数目，辐射和环保
• 处理器还包含上百“寄存器”，用于临时数据的存放
• 控制器：计算机的指挥中心
• 运算器：ALU，实施算术运算和逻辑运算
• LSI使处理器的所有部分集中在一个半导体芯片上，称 为“微处理器”（microprocessor）
• 一台计算机可以包括多个微处理器，其中承担系统软 件和应用软件运行的处理器称为“中央处理器” （CPU）
计算机的硬件组成
• 外存储器
硬盘
平均等待时间：需读写的扇区转到磁 头下的平均时间(转速=60000ms/(平 均等待时间*2)) 平均寻道时间：磁头沿盘径移到需读 写磁道的平均时间

第三章 存储系统的层次结构
大纲内容
（待补充）
已考真题分布
（待补充）
3.1 存储器的分类 3.1.1 考点精析
1. 存储器的分类（★）
存储器种类繁多，可以从不同的角度对存储器进行分类。 （1）按在计算机中的作用（层次）分类 1）主存储器：简称主存，又称内存储器（内存），用来存放计算机运行期间所需的大 量程序和数据，CPU可以直接随机地对其进行访问，也可以和高速缓冲存储器（Cache）以 及辅助存储器交换数据。其特点是容量较小、存取速度较快、每位价格较高。 2）辅助存储器：简称辅存，又称外存储器（外存），是主存储器的后援存储器，用来 存放当前暂时不用的程序和数据，以及一些需要永久性保存的信息，它不能与 CPU 直接交 换信息。其特点是容量极大、存取速度较慢、单位成本低。 3）高速缓冲存储器：简称Cache，位于主存和CPU之间，用来存放正在执行的程序段和 数据，以便CPU能高速地使用它们。Cache的存取速度可以与CPU的速度相匹配，但存储容量 小、价格高。目前的高档微机通常将它们或它们的一部分制作在CPU芯片中。 （2）按存储介质分类 按存储介质可分为磁表面存储器（磁盘、磁带）、半导体存储器（MOS 型存储器、双 极型存储器）和光存储器。 （3）按存取方式分类 1）随机存储器（RAM）：存储器的任何一个存储单元的内容都可以随机存取，而且存 取时间与存储单元的物理位置无关。其优点是读写方便、使用灵活，主要用做主存或高速缓 冲存储器。 2）只读存储器（ROM）：存储器的内容只能随机读出而不能写入。信息一旦写入存储 器就固定不变了，即使断电，内容也不会丢失。因此，通常用它存放固定不变的程序、常数 和汉字字库，甚至用于操作系统的固化。它与随机存储器可共同作为主存的一部分，统一 构成主存的地址域。

ABCD
理解指令集体系结构、处 理器设计、存储系统、输 入输出系统的基本原理和 设计方法。
培养学生对计算机体系结 构领域的兴趣和热情，为 未来的学习和工作打下坚 实的基础。
CHAPTER
02
计算机体系结构概述
计算机体系结构定义
计算机体系结构是指计算机系统的整 体设计和组织结构，包括其硬件和软 件的交互方式。
CHAPTER
06
并行处理与多核处理器
并行处理概述
并行处理
指在同一时刻或同一时间间隔内 完成两个或两个以上工作的能力
。
并行处理的分类
时间并行、空间并行、数据并行和 流水并行。
并行处理的优势
提高计算速度、增强计算能力、提 高资源利用率。
多核处理器
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多核处理器
指在一个处理器上集成多个核心，每个核心可以 独立执行一条指令。
间接寻址
间接寻址是指操作数的有效地址通过寄存器间接给出，计算机先取出 寄存器中的地址，再通过该地址取出操作数进行操作。
CHAPTER
04
存储系统
存储系统概述
存储系统是计算机体系结构中 的重要组成部分，负责存储和 检索数据和指令。
存储系统通常由多个层次的存 储器组成，包括主存储器、外 存储器和高速缓存等。
《计算机体系结构》ppt 课件
CONTENTS
目录
• 引言 • 计算机体系结构概述 • 指令系统 • 存储系统 • 输入输出系统 • 并行处理与多核处理器 • 流水线技术 • 计算机体系结构优化技术
CHAPTER
01
引言
课程简介
计算机体系结构是计算机科学的一门核心课程，主要研究计算机系统的基本组成、组织结构、工作原 理及其设计方法。