chapter1计算机组成原理-概述.pptVIP

3 ．完整的计算机系统 一个完整的计算机系统包含硬件系统和软件系统两大部分。 硬件系统包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件。 软件系统分为系统软件和应用软件两大类。系统软件包括操作系统、诊断程序、计算 机语言处理程序等；应用程序包括厂家出售的通用软件和用户自己编写的应用程序。 这是一个简单的基本概念，但经常会有学生误认为计算机的硬件系统就是计算机系 统。应当强调指出硬件和软件是相辅相成的、不可分割的整体。软件是计算机系统的灵 魂，没有软件的硬件“裸机”将不能提供给用户使用，犹如一堆废铁。 * 早期较多采用“硬件软化”的技术策略。为了降低计算机的造价，只让硬件完成比较简单的指令操作，如传送、加法、减法、移位和基本逻辑运算，而乘法、除法、浮点运算等比 较复杂的功能则交给软件完成。 随着集成电路技术的飞速发展，“软件硬化”已成为常用 的技术策略。将原来依靠软件才能实现的一些功能改由大规模或超大规模集成电路直接 实现，如浮点运算、存储管理等 * 早期较多采用“硬件软化”的技术策略。为了降低计算机的造价，只让硬件完成比较简单的指令操作，如传送、加法、减法、移位和基本逻辑运算，而乘法、除法、浮点运算等比 较复杂的功能则交给软件完成。 随着集成电路技术的飞速发展，“软件硬化”已成为常用 的技术策略。将原来依靠软件才能实现的一些功能改由大规模或超大规模集成电路直接 实现，如浮点运算、存储管理等 * 程序员必须熟悉使用的计算机及其机器指令系统，编写难度大，操作过程易出错 * * * * 人们常提到的冯·诺依曼机与原始的以运算器为中心的冯·诺依曼机在结构上有很大的改进。现在已转向以存储器为中心的计算机组成方式。 * 运算器与控制器统称为中央处理机CPU ◎习惯将输入设备、输出设备统称为I/O设备 * 两个主要关键字：存放、访问 存是为了取，取数据的时候必须一个一个进行，按照指令的操作进行。程序是由指令构成的，必须一条一条的取出来。 * 地址拿来需要一个地方存放-地址寄存器MAR 地址寄存器可有可无，主要取决于地址给出的形式，若直接给出，则不需要译码器；若采用编码器，则需要译码器。例子：甲乙丙丁四个（2的n次方） 编码方式是最佳方案，需要译码器；由编码器就需要译码器 * 找到单元后，要进行数据读或写的操作，需要数据缓冲器；需要读写控制线路决定数据流动方向 * * ACC为累加器，ACCMQ为乘商寄存器 * * 微处理器芯片 存储器芯片 1971年 8位 16位 32位 64位 4位（4004） 1970年 256位 1K位 16K位 64K位 256K位 1M位 16M位 64M位 4K位 4M位 2.1 1.3.1 计算机的产生和发展 （2）微型计算机的出现和发展 Moore 定律 Intel 公司的缔造者之一Gordon Moore 提出 当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍 Intel 公司的典型微处理器产品 8080 8位 1974年 8086 16位 1979年 2.9 万个晶体管 80286 16位 1982年 13.4 万个晶体管 80386 32位 1985年 27.5 万个晶体管 80486 32位 1989年 120.0 万个晶体管 Pentium 64位（准） 1993年 310.0 万个晶体管 Pentium Pro 64位（准） 1995年 550.0 万个晶体管 Pentium Ⅱ 64位（准） 1997年 750.0 万个晶体管 Pentium Ⅲ 64位（准） 1999年 950.0 万个晶体管 Pentium Ⅳ 64位 2000年 4 200.0 万个晶体管 2.1 计算机的设计者必须不断平衡处理器、储存、I/O设备和互联结构之间的关系，使计算机的性能越来越好 通用微处理器的发展重点： 1）进一步提高复杂度来提高处理器性能； 2）通过线程/进程级并行性的开发来提高处