清华大学《电子信息科学与技术导引》第5讲程序与处理器.pdfVIP

清华大学电子工程系 电子信息科学与技术导引 程序与处理器 马洪兵 电子信息科学与技术知识体系 2 电子信息科学与技术知识体系 “程序与处理器”定位： 联系硬件与软件的桥梁 硬件 软件 3 什么是程序？ ① 行事的先后次序；有序的 步骤。如：工作程序；司 法程序；医疗程序。 ② 为使电子计算机执行一个 或多个操作，或执行某一 任务，按序设计的计算机 指令的集合。 4 什么是处理器？ • 计算机系统中能独立执行程序，完成对数据和指 令进行加工与处理的部分。是计算机系统的核心 设备。由数据处理部件（运算器）、指令处理部 件（指令部件）以及存储控制器组成。用于控制 和执行计算机基本指令系统的处理器，称“中央 处理器”。 5 大纲 1 从算盘到ENIAC 2 通用计算机模型 3 指令集体系结构 4 程序和程序设计语言 5 处理器的工作原理 6 性能问题 7 小结 6 人类早期的计算工具 上珠 梁 下珠 档 框 • 处理器——算盘 – 其形长方，周为木框，内贯直柱，俗称“档”。 一般从九档至十五档，档中横以梁，梁上两珠， 每珠作数五，梁下五珠，每珠作数一，运算时 定位后拨珠计算，可以做加减乘除等算法 7 人类早期的计算工具 • 程序——储存在人的 大脑中 8 人类早期的计算工具 加法机(1642) Blaise Pascal(1623-1662) • 由一系列齿轮组成的纯机械设备。采用十进制运算，能完 成8位十进制数的加法和减法运算 • 计算程序体现在设备的机械结构中 • 意义：揭示出用机器代替人类进行计算，完全可以做到 9 人类早期的计算工具 Pascal加法机的工作原理 进位问题：采用了一种 小爪子式的棘轮装置， 当个位齿轮朝9转动时， 棘爪便逐渐升高，一旦 齿轮