计算机组成原理--第1章 计算机概论.pptVIP

第1章 计算机系统概论 （时间：1次课，2学时） 第1章 计算机系统概论 计算机系统是由硬件和软件两大部分组成的，其功能是完成数据的输入、传送、存储、处理和输出。本章介绍计算机系统的基本组成、层次结构和体系结构，认识计算机体系结构、组成和实现三者之间的关系。 第1章 计算机系统概论 1.1 计算机系统的基本组成 1.2 计算机系统的层次结构 1.3 硬、软件界面与逻辑上的等价 1.4 计算机的体系结构、组成和实现 1.5 计算机系统中的信息活动 1.6 计算机的过去、现在和未来 1.1 计算机系统的基本组成 1.1.1 硬件组成 1.1.2 软件组成 1.1 计算机系统的基本组成 1.1.1 硬件组成 1.1.1 硬件组成 1.1.2 软件组成 1.1.2 软件组成 1.2 计算机系统的层次结构 1.2 计算机系统的层次结构 1.3 软、硬件界面与逻辑上的等价 1.3 软、硬件界面与逻辑上的等价 1.3 软、硬件界面与逻辑上的等价 1.4 计算机的体系结构、组成和实现 1.4 计算机的体系结构、组成和实现 1.5 计算机系统中的信息活动 本节介绍程序和数据进入计算机系统，在计算机系统中被传送、存储和加工，以及将信息通过输出设备输出的过程。信息的输入、输出，以及信息在计算机内的传送、存储和被加工，这些就是信息在计算机系统中的主要活动。 1.5 计算机系统中的信息活动 1.5.1 硬信息和软信息 1.5.2 信息进出计算机系统 1.5.2 信息进出计算机系统 1.5.3 信息在主机系统中的活动 1.5.3 信息在主机系统中的活动 1.5.4 计算机系统中信息传送的通路 1.5.4 计算机系统中信息传送的通路 1.5.5 CPU对三类信息的加工 1.6 计算机的过去、现在和未来 1.6.1 冯·诺依曼机的基本特点 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。 采用存储程序的方式，程序和数据放在同一个存储器中，指令和数据一样可以送到运算器运算，即由指令组成的程序是可以修改的。 数据以二进制码表示。 指令由操作码和地址码组成。 指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器(即程序计数器PC)指明要执行的指令所在的存储单元地址，一般按顺序递增，但可按运算结果或外界条件变化。 1.6.1 冯·诺依曼机的基本特点 1.6.2 计算机发展的四个阶段 1.6.3 计算机分类 1.6.3 计算机分类 1.6.3 计算机分类 1.6.3 计算机分类 1.6.4 计算机网络 1.6.4 计算机网络 1.6.4 计算机网络 1.6.4 计算机网络 机器以运算器为中心，输入/输出设备与存储器间 的数据传送都通过运算器。 五十多年来，随着技术的发展和新应用领域的开拓，对冯·诺依曼机作了许多改革，使计算机系统结构有了很大变化，如某些计算机程序与数据分开存放在不同的存储器中，程序不允许修改，机器不再以运算器为中心，而是以存储器为中心，等等。虽然有以上这些突破，但原则上变化不大。 根据电子计算机所采用的物理器件不同，将其发展分为四个阶段，相邻两代之间时间上有重叠。 第一代：电子管时代(从1946年第一台计算机ENIAC研制成功到20世纪50年代后期)。 第二代：晶体管时代(从20世纪50年代中期到60年代后期)。 第三代：集成电路时代(从20世纪60年代中期到70年代前期)。 第四代：大规模集成电路时代(20世纪70年代以后)。 目前计算机可以分为通用机、巨型机、小型机、微型机和工作站几个类型或等级。 1.通用机 通用机是计算机工业中价值比重最大的产品，其中以IBM 370影响最大。 2.巨型机 有很高的运算速度和很大的存储容量，适用于现代科学技术，尤其是国防技术发展的需要。其中名望最高的要算Cray-1巨型机，它的向量运算速度达每秒8000万次。1983年研制成功的Cray X-MP机，其向量运算速度达每秒4亿次。这些都是20世纪80年代初期水平最高的巨型机。然而这些成就依然不能满足一些复杂问题的需要。 3.小型机 规模小、结构简单，所以设计试制周期短，便于及时采用先进工艺，生产量大，硬件成本低；软件比大型机简单，所以软件成本也低。再加上容易操作、容易维护和可靠性高等特点，使得管理机器和编制程序都比较简单，因而得以迅速推广，掀起了一个计算机普及应用的浪潮。DEC公司的PDP-11系列是16位小型机的代表，到20世纪70年代中期32位高档小型机开始兴起，DEC公司的VAX11/780于1978年开始生产，应用极为广泛。VAX11系列与PDP-11系列是兼容的。 4.微型机