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1、大外软件学院 计算机组成原理 软件学院李林瑛大外软件学院0 学时实验学时 计算机组成原理 -课程基本信息授课学时总学时： 34 34学时上课安排授课时间上机时间周 2,17周无授课地点实验地点成绩计算 总成绩教师信息办公地点 软件学院 -10B221房间联系方式QQ群： 257120538笔试（ 70）平时成绩（ 30）课 程基本信息描述无大外软件学院计算机的基本构成计算机的工作原理课程重点参考教材.1. 计算机组成原理 李继民中国铁道出版社.2. 计算机组成原理 白中英科学出版社唐朔飞.3. 计算机组成 高等教育出版社学习线索内功大外软件学院目 录第 01章 计算机系统概论第 02章 系统总
2、线第 03章 存储器第 04章 外围设备第 05章 输入 /输出系统第 06章 信息的表示第 07章 运算方法和运算器第 08章 指令系统第 09章 CPU的结构和功能第 10章 控制器的功能与设计大外软件学院重点内容学习目标1.2 现代计算机结构1.3 计算机系统的层次结构1.4 计算机硬件的性能指标第 1章 -计算机系统概论大外软件学院冯 . 诺依曼， 美籍匈牙利科学家，参与了世界上第一台电子数字计算机“埃尼阿克”的设计工作。计算机由五大部件组成指令和数据用二进制表示指令由操作码和地址码组成以 运算器 为中心指令和数据以同等地位存于存储器， 可按地址寻访存储程序 机器能自动地执行程序使存储
3、程序及二进制原理，即冯 .诺依曼原理第 1章 计算机系统概述 1.2.1 冯 .诺依曼计算机的特点大外软件学院存储器输入设备 运算器控制器输出设备将信息转换成机器能识别的形式存放数据和程序算术运算逻辑运算指挥程序运行将结果转换成人们熟悉的形式大外软件学院1.运算器 和 控制器 在逻辑关系和电路结构上联系紧密，合起来称为 CPU2.输入设备 和 输出设备 合称为 输入 /输出设备（ I/O设备）主机系统总线存储器I/O接口I/O设备系统软件主 存M M运算器控制器CPU计算机系统计算机硬件系统应用软件计算机软件系统大外软件学院现代计算机结构 -以 存储器 为核心程序存储器 输出设备输入设备运算器
4、控制器数据结果计算第 1章 计算机系统概述 1.2.2 计算机硬件的组成大外软件学院大外软件学院大外软件学院主机完成一条指令的过程 以取数指令为例大外软件学院计算机的工作过程（动画演示，书上没有）用心体会！下面用动画形式演示如下指令的执行过程：1000： 10 MOV AL ， 2000H ； A0 00 201000： 103 ADD AL， 02H ； 04 021000： 105 HLT ； F4大外软件学院大外软件学院第 1章 计算机系统概述 1.3.1 虚拟机的概念虚拟机（ Virtual Machine）是一个抽象的计算机，它将提供给用户的功能抽象出来，使之脱离具体的物理机器，用户
5、可以不关心真实的计算机及其细节，它由软件实现，并与实际机器一样，都具有一个指令集并可以使用不同的存储区域。例如，一台机器上配有 C语言和 Pascal语言的编译程序，对 C语言用户来说，这台机器就是以 C语言为机器语言的虚拟机，对 Pascal用户来说，这台机器就是以 Pascal语言为机器语言的虚拟机。大外软件学院计 算机系统存在着层次结构，即计算机系统具有层次性；软件硬件用 编译程序 翻译 成 汇编语言 程序用 汇编程序 翻译成 机器语言 程序用 机器语言 解释 操作系统用 微指令 解释 机器指令由 硬件 直接执行 微指令虚拟机器 M4虚拟机器 M3虚拟机器 M2实际机器 M1微程序机器
6、M0高级语言机器汇编语言机器操作系统机器机器语言机器机器语言机器由 多级层次结构组成 ,从功能上看，现代计算机系统分为五个层次。第 1章 计算机系统概述 1.3.2 虚拟机的层次结构大外软件学院机器语言解释操作系统汇编语言源程序高级语言源程序高级语言机器汇编语言机器操作系统机器微程序机器机器语言机器翻译汇编 编译目标程序硬件执行微指令虚拟机器实际机器硬 核大外软件学院 硬 件和软件在逻辑上是等效的；昨天的硬件会变成今天的软件今天的软件会变成明天的硬件 由 于 LSI的工艺发展，有些软件功能由硬件完成，“软件硬化”形成固件 FirmWare。 计 算机系统的软件与硬件可互相转化，互为补充。软硬件
7、等效性原理既 有软件的灵活性， 又 有硬件的快速性 .开机设置功能科普第 1章 计算机系统概述 1.3.3 软件和硬件的逻辑等效性大外软件学院现 在用来描述硬盘大小，比如 80G硬盘现 在用的开始流行了过 去用来描述内存大小，比如 256M内存2. 存储容量：存放二进制信息的总数量。 包括 主存容量辅存容量表示方法 1：存储单元个数 存储字长主存容量表示方法 2：字节数 比如， 2KB辅存容量1.机器字长： CPU 一次能处理数据的位数（与 CPU 中的 寄存器位数 有关。）处理器内寄存器、运算器、内部数据总线等部件的宽度。一 个字节，等于 8个二进制比特位。大小固定不变。一 个二进制比特位。
8、 0或者 11b ：1B ：1K = 210 =1024 1000 = 1031M = 1K 1K = 2201G = 2301T = 240第 1章 计算机系统概述 1.4计算机的性能指标大外软件学院第 1章 计算机系统概论 MIPS： 每秒执行百万条指令（单位时间内执行指令的平均数）CPI： 执行一条指令所需时钟周期数FLOPS： 每秒浮点运算次数3、运算速度 主频 ： Intel(R) Celeron（ R） CPU 2.53GHZ，即计算机的时钟频率运算速度 吉普森法= ni =1fitiTM 运算精度、运算速度、存储容量另 外，计算机性能的优劣与系统结构、硬件组成、外设配置、软件种类等有关，对于用户而言着重考虑性价格比（相对指标）
