计算机组成原理与汇编语言 第一章.pptVIP

* * 计算机组成原理与汇编语言程序设计 （第2版） 徐 洁 俸远桢 主编 第 1 章 主要内容： ? 计算机的基本概念 ? 计算机系统硬、软件组成 ? 层次结构模型 ? 计算机的工作过程 ? 计算机的性能指标 第 1 章 绪论 第1节 计算机的基本概念 ? 用二进制代码表示程序和数据； ? 计算机采用存储程序的工作方式； ? 计算机硬件由存储器、运算器、控制 器、输入设备和输出设备组成。 1.1.1存储程序工作方式 冯 · 诺依曼思想： 1.1.2 信息的数字化表示 1. 在计算机中用数字代码表示各种信息 二进制代码 例1 用数字代码表示数据 5 - 5 表示为 0 101 表示为 1 101 例2 用数字代码表示字符 A B 表示为 1000001 表示为 1000010 例3 用数字代码表示命令、状态 启动 停止 正在工作 工作结束 表示为 00 表示为 01 表示为 10 表示为 11 2. 在物理机制上用数字信号表示数字代码 数字型电信号 例1 用电平信号表示数字代码 高电平 1 低电平 高电平 0 1 例2 用脉冲信号表示数字代码 有脉冲 无脉冲 有脉冲 1 0 1 实现并行操作 实现串行操作 第 2 节 计算机系统的硬、软件组成 1.2.1 计算机硬件系统 单总线计算机硬件系统结构 CPU M I/O设备 I/O设备 系 统 总 线 I/O接口 I/O接口 1.2.2 计算机软件系统 按软件配置与功能分为 系统软件 应用软件 1、系统软件 操作系统、编译程序与解释程序、各种软件平台 2、应用软件 科学计算类、工程设计类、数据处理类、信息管 理类、自动控制类等 第 3 节 层次结构模型 1.3.1 从计算机系统组成角度划分层次结构 计算机系统以硬件为基础，通过配置软件扩充功能，形成一个相当复杂的系统。通常采用层次结构的观点去分析、设计和构建它。本节将列举两种典型的层次结果模型。 下面的图给出了构成计算机系统的硬件层和多个软件层，以及它们之间的关系。每层都在下一层的基础上增加功能。 右图是从计算机系统组成角度划分的一种层次结构模型。 面向问题语言层 第5层 翻译(编译器) 汇编语言层 第4层 翻译(汇编器) 操作系统层 第3层 部分解释(操作系统) 指令系统层 第2层 直接执行/解释(微程序) 微体系结构层 第1层 1、微体系结构层 微体系结构层是硬件层次，它主要是从寄存器级观察CPU的结构，分析CPU分步执行指令的详细过程。 微体系结构层可看作是第2层指令系统层指令的解释器。 从计算机系统组成角度划分的一种层次结构模型 面向问题语言层 第5层 翻译(编译器) 汇编语言层 第4层 翻译(汇编器) 操作系统层 第3层 部分解释(操作系统) 指令系统层 第2层 直接执行/解释(微程序) 微体系结构层 第1层 2、指令系统层 指令系统层及上层都是抽象层次。指令系统层定义了硬件与编译器的接口。 一方面，指令系统规定了由硬件实现的各种指令功能；另一方面，各种源程序必须通过编译器或解释器转换为硬件能识别与执行的指令序列。 从计算机系统组成角度划分的一种层次结构模型 面向问题语言层 第5层 翻译(编译器) 汇编语言层 第4层 翻译(汇编器) 操作系统层 第3层 部分解释(操作系统) 指令系统层 第2层 直接执行/解释(微程序) 微体系结构层 第1层 3、操作系统层 从系统程序员的观点来看，操作系统层指令集包括指令系统层的指令和新增的指令。 这些新指令称为系统调用。它们由操作系统解释，该层的其余指令(即与第2层指令相同的指令)由微体系结构层执行。 从计算机系统组成角度划分的一种层次结构模型 面向问题语言层 第5层 翻译(编译器) 汇编语言层 第4层 翻译(汇编器) 操作系统层 第3层 部分解释(操作系统) 指令系统层 第2层 直接执行/解释(微程序) 微体系结构层 第1层 4、汇编语言层 汇编语言层及上层是提供给解决应用问题的程序员使用的。 汇编语言程序通过汇编器翻译成机器语言程序，再由微体系结构层执行。 从计算机系统组成角度划分的一种层次结构模型 面向问题语言层 第5层 翻译(编译器) 汇编语言层 第4层 翻译(汇编器) 操作系统层 第3层 部分解释(操作系统) 指令系统层 第2层 直接执行/解释(微程序) 微体系结构层 第1层 5、面向问题语言层 这一层使用高级语言编程解决问题。 高级语言程序通常由编译器翻译