第一章计算机组成原理概论..pptxVIP

第一章 计算机组成原理概论;第一章 计算机组成原理系统概论;软、硬件的逻辑等价性： 计算机系统结构中，除最基本的功能必须由硬件实现外，其他层次的功能既可由硬件实现，也可由软件实现，其逻辑上是等价的。硬件实现特点：成本贵，速度快。软件实现特点：要求存储容量大，变更灵活。发展趋势：早期：硬件成本高，系统功能多由软件实现。 现在：软件硬化（部分软件功能由硬件直接实现） 软件固化（软件固化ROM中以加快运行速度） 趋势：硬件成本降低，软件越来越强大，硬件比例增大。;1.2 计算机硬件基本组成;存储程序机的特点：;;现代计算机（对冯罗伊曼机及进行了许多改进）： 以存储器为中心的计算机组成框图：;●注意：;输入设备;运 算 器;控 制 器;外存设备;输入设备;●现代计算机为总线结构; ;现代计算机组成层次示意图：;三、计算机的工作过程：;取x 至运算器中;指令格式：;停机;指令和数据存于主存单元的地址;2.计算机的解题过程：;运算器; 各寄存器存放的操作数含义;存 储 器;控制器;注意：;控制器工作过程演示;I/O接口与设备;ax2 + bx + c 程序的运行过程;四、运行程序：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;;程序运行过程：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;程序运行过程：程序清单见表1.2;●计算机工作过程;1.3 计算机硬件的主要技术指标;三种字长的关系：;机器字长指标的意义：;二、存储容量：（仅讨论主存）;常用容量缩写：;三、运算速度：;1.4 计算机系统的层次结构; 应用程序级 M5 面向应用环境，通过将应用程序 翻译成高级语言，逐层向下实 语言处理级 M4 经编译程序翻译成汇编语言或 机器语言，再向下执行 操作系统级 M3 用C编写，但最终还要由机器 语言解释作业控制语句执行 机器指令级 M2 用微指令程序解释机器 指令来实现 微程序设计级 M1 微指令直接由硬件执行 图1.1 计算机系统的多级层次结构; 应用程序级M5:是为了满足管理、人工智能、图像处理、辅助设计等专门的应用来设计的。使用面向某一种应用环境程序一般是经过应用程序包翻译成高级语言L4程序后，再逐级向下实现的。 语言处理级M4：使用高级语言或汇编语言编写程序。需要用编译程序或汇编程序翻译成机器语言程序在下一级（机器指令级）实际机器运行实现。 操作系统级M3：现在已用高级语言C书写的程序，直接和计算机硬件打交道，提供了用户使用和操作计算机的命令，是连接实际机器和虚拟机器用户的桥梁。 ; 机器指令系统级M2：采用组合逻辑电路控制，其指令可以直接用硬件来实现，也可以采用微程序控制。若采用微程序实现，则需要由下一级??程序设计级M1来解释实现。 微程序设计级M1：计算机最底层，用微程序实现上一级机器指令功能。微程序由微指令编写而成，微指令直接控制硬件电路的动作。;分层的优点：;2.实现技术： 各级机器的实现主要靠解释或翻译或是这两者的结合。 翻译：是先用转换程序将高一级机器级上的程 序整个地变成低一级机器级上可运行的等效程序，然后再在低一级机器级上去实现的技术。 解释：是在低一级机器级上用它的一串语句或 指令来仿真高一级机器级上的一条语句或指令的 功能，通过高一级机器语言程序中的每条语句或 指令逐条解释来实现的技术。 主要区别：有无产生目标程序。;本章总结：;●本节学习注意的概念：;课堂举例：;例2：设主存储器容量为64K×32位，并且指令字长、存储字长、机器字长三者相等。写出计算机中各寄存器的位数，并指出哪些存储器间有信息通路？;课后思考题：26页1.5,1.6，1.7,1.8,1.9,1.10