第一章 计算机组成原理.pptVIP

第1页，共39页，星期日，2025年，2月5日《计算机组成原理》是计算机类学科本科教学中的一门重要专业基础课。在专业教学计划中占有重要地位和作用。它主要阐述构成一台计算机的基本原理，包括计算机的结构组成、各个功能部件的作用、工作原理及设计方法。学习本课程旨在建立计算机系统的整体概念，对培养设计开发计算机系统的能力有重要作用。该课程为今后学习计算机体系结构、计算机网络、计算机容错技术、计算机并行处理、计算机分布式处理技术等课程打好基础。《计算机组成原理》的先修课程为信息论导论、数字逻辑设计；后继课程为微机系统与接口、单片机应用技术等系列课程。谭乐婷 2010年9月第2页，共39页，星期日，2025年，2月5日组成原理的地位和对象1.地位：核心课程（与系统结构、操作系统构成3门专业核心课程）2.对象：计算机专业（科学与技术、软件工程、网络工程）高年级课程第3页，共39页，星期日，2025年，2月5日概论知识结构计算机第4页，共39页，星期日，2025年，2月5日知识结构计算机系统的硬件结构计算机I/O系统总线存储器运算器控制器第5页，共39页，星期日，2025年，2月5日知识结构运算器内部互连ALU寄存器CPU计算机I/O系统总线存储器运算器控制器第6页，共39页，星期日，2025年，2月5日组成原理的主要内容1.计算机信息表示（数据、指令）2.运算器的算法3.存储器的结构及设计4.控制器的原理及设计5.I/O设备原理6.总线的原理与设计第7页，共39页，星期日，2025年，2月5日第１章概论1.1计算机的发展历史1.4计算机系统的组织结构1.3计算机的软件系统1.2计算机系统的硬件组成1.5计算机的特点和性能指标第8页，共39页，星期日，2025年，2月5日约翰·冯·诺依曼JohnVonNeuman（1903－1957）美藉匈牙利人开创了现代计算机理论，于1945年提出了“程序内存式”计算机的设计思想。这一卓越的思想为电子计算机的逻辑结构设计奠定了基础，已成为计算机设计的基本原则。1946年，冯·诺依曼开始研究程序编制问题，他是现代数值分析——计算数学的缔造者之一，他首先研究线性代数和算术的数值计算，冯·诺依曼逝世后，未完成的手稿于1958年以《计算机与人脑》为名出版．他的主要著作收集在六卷《冯·诺依曼全集》中，1961年出版．第9页，共39页，星期日，2025年，2月5日阿兰·麦席森·图灵AlanMathisonTuring（1912.6.23—1954.6.7）英国数学家、逻辑学家被视为计算机之父在他短暂的生涯中，图灵在量子力学、数理逻辑、生物学、化学方面都有深入的研究，在晚年还开创了一门新学科——非线性力学。24岁提出图灵机理论，31岁参与COLOSSUS的研制，33岁设想仿真系统，35岁提出自动程序设计概念，38岁设计“图灵测验”。这一朵朵灵感浪花无不闪耀着他在计算机发展史上的预见性。“图灵机”与“冯·诺伊曼机”齐名，被永远载入计算机的发展史中。为表彰他的贡献，专门设有一个一年一度的“图灵奖”，颁发给最优秀的电脑科学家。第10页，共39页，星期日，2025年，2月5日1.1计算机的发展史一、计算机的产生和发展1946年美国ENIAC1955年退役十进制运算180001500150301500多个电子管多个继电器千瓦吨平方英尺5000次加法／秒用手工搬动开关和拔插电缆来编程第11页，共39页，星期日，2025年，2月5日世界上第一台电子计算机ENIAC(1946)1.1第12页，共39页，星期日，2025年，2月5日硬件技术对计算机更新换代的影响100000000超大规模集成电路1978－现在五10000000大规模集成电路1972－19771000000中小规模集成电路1965－1971200000晶体管1958－196440000电子管