陕西师范大学计算机组成原理课件ppt白中英第版chp.pptVIP

1.5计算机系统的层次结构 三、软件与硬件逻辑等价性 随着大规模集成电路技术的发展和软件硬化的趋势，计算机系统的软、硬件界限已经变得模糊了。 任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。 设计计算机系统时，应考虑各个方面的因素：价格、速度、可靠性、存储容量、变更周期 固件的概念（功能上是软件，形态上是硬件） 固件解释 固件(Firmware)就是写入EROM或EPROM(可编程只读存储器)中的程序，通俗的理解就是“固化的软件”。 手机固件升级 本章小结 计算机系统的基本概念 计算机的发展简史 计算机的硬件 计算机的软件 计算机的层次结构 作业 P15 4、7、11 * ，例如计算尺是用长度来标示数值；时钟是用指针在表盘上转动来表示时间；电表是用角度来反映电量大小，这些都是模拟计算装置。 * 专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。专用机是最有效、最经济和最快速的计算机,但是它的适应性很差。通用机适应性很大,但是牺牲了效率、速度和经济性。 * * 1.2计算机发展简史 三、微处理器的发展 1971年Intel公司开发出Intel 4004。这是第一个将CPU的所有元件都放入同一块芯片内的产品，于是，微处理器诞生了。 微处理器演变中的另一个主要进步是1972年出现的Intel 8008，这是第一个8位微处理器，它比4004复杂一倍。 1974年出现了Intel 8080。这是第一个通用微处理器，而4004和8008是为特殊用途而设计的。8080是为通用微机而设计的中央处理器。 20世纪70年代末才出现强大的通用16位微处理器，8086便是其中之一。 这一发展趋势中的另一阶段是在1981年，贝尔实验室和HP公司开发出了32位单片微处理器。 Intel于1985年推出了32位微处理器Intel 80386。 到现在的64位处理器和多核处理器 1.2计算机发展简史 386,486,586-Pentium CPU芯片主要生产商： Intel：奔腾、赛扬、至强、安腾！ AMD ： 速龙、闪龙、皓龙！ VIA ： C3、C7！ IBM和摩托罗拉：给苹果机用的 G4、G5 等 龙芯：龙芯3B是首款国产商用8核处理器，主频达到1GHz，具有很高的性能 1.2计算机发展简史 再聊聊“汉芯” 上海交通大学教授博导、上海交大微电子学院院长、上海硅知识产权交易中心实际负责人陈进，在2002年8月从美国买回10片MOTO-freescale “56800芯片”，将芯片表面的MOTO等字样用砂纸磨掉，然后加上了汉芯的标识 “汉芯一号”在问世3年时间内，向国家各部门成功申报项目40多次，累计骗取无偿拨款突破1亿元 1.2计算机发展简史 四、计算机的性能指标 处理机字长（机器字长）：CPU 一次能处理数据的位数，与 CPU 中的寄存器位数有关 主频：CPU工作时主时钟的固定频率 可表示为Fz 时钟周期：主频的倒数，主时钟震荡一次的耗时。 MIPS=指令条数(百万为单位) / (执行时间s×106) =(Fz× IPC)/106 =Fz/(CPI ×106) 1.2计算机发展简史 MIPS(Million Instructions Per Second)：每秒钟执行的百万条指令数。 CPI(Cycles Per Instruction):每条指令的执行所需的CPU时钟周期数 IPC(Instructions Per Cycle):CPI的倒数，每个时钟内执行的指令数 Consumer Price Index 消费物价指数 1.3计算机的硬件（类比讲解） 一、硬件组成要素 通过一个例子我们来了解数字计算机的主要组成和工作原理。 假设给一个算盘、一张带有横格的纸和一支笔，要求我们计算y=ax+b-c这样一个题目。 解题步骤和数据记录在横格纸上，请看过程。 手工模仿计算机工作（1） y=ax+b-c 教材P6表1.3 1.3计算机的硬件 二、数字计算机基本组成 运算器：算盘 控制器：人的大脑的操作控制 存储器：纸 输入设备：眼睛 输出设备：笔、嘴巴朗读 一、冯·诺依曼计算机 1. 计算机由五大部件组成 2. 程序存储。指令和数据以同等地位存于存储器， 可按地址寻访 3. 指令和数据用二进制表示 4. 指令由操作码和地址码（操作数）组成 5. 以运算器为中心 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 指挥程序 运行 冯·诺依曼计算机硬件框图 存储器 输入设备 运算器 控制器 输出设备 冯·诺依曼计算机硬件框图 存储器 输入设备 运算器 控制器 输出设备 数据线 控制与反馈 eg.计算器工作模式 eg.超级玛丽游戏过程