《2009计算机组成原理-第一章概论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2009计算机组成原理-第一章概论（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、主要内容：计算机的基本概念系统硬件组成（主要部件、系统结构）计算机的性能指标第一章 概论 第一节 计算机的基本概念1.1.1 冯 诺依曼思想1. 用二进制代码表示程序和数据；2. 计算机采用存储程序的工作方式；3. 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。1.1.2 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
2、01 表示为 10 表示为 11 2. 在物理机制上用数字信号 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101表示数字代码 实现并行 操作实现串行 操作1.1.3 存储程序工作方式1.事先编制程序 3.自动、连续地执行程序 2.事先存储程序 传统诺依曼机串行执行指令。 对传统诺依曼机的改造：增加并 行处理功能。第二节 计算机系统的硬件组成1. 存储器1）功能: 存储信息。2）组成（主存储器）：1.2.1 主要功能部件存储体地址寄存器译码器读/写线路数据寄存器控制线路存储体: 存放信息的实体。寻址系统：对地
3、址码译码， 选择存储单元。读/写线路和数据寄存器：完成读/写 操作，暂存读/写数据。存储体地址寄存器译码器读/写线路数据寄存器控制线路控制线路：产生读/写时序，控制读/ 写操作。3）讨论存储单元读/写原理 存储器逻辑设计 2. CPU由运算器、控制器组成。（1） 运算器1）功能：加工信息。2）组成：移位器ALU选择器通用寄存器组选择器移位器ALU选择器通用寄存器组选择器ALU: 通过加法器实现运算 操作（由全加器求和、由进位 链传递进位信号）。移位器ALU选择器通用寄存器组选择器通用寄存器组：提供操作数 ，存放运算结果。移位器ALU选择器通用寄存器组选择器选择器：选择操作数；选择控 制条件，实
4、现各种算法。移位器ALU选择器通用寄存器组选择器移位器：直接或者移位 送出运算结果。3）讨论几种典型的运算器组成几种主要的运算方法（定、浮）（2）控制器1）功能：产生控制命令(微命令)， 控制全机操作。2）组成：微命令发生器指令信息状态信息时序信号微命令序列微命令产生方式（指令执行控制方式） ：3）讨论两种控制器组成原理与控制机制；模型机的数据通路结构和指令执行过程。组合逻辑控制方式：微程序控制方式：由组合逻辑电 路产生微命令 由微指令产生 微命令3. 输入/输出设备1）功能：转换信息。 输入：原始信息 代码，送入主机 输出：处理结果 人所能接受的形式 ，并输出（代码） 2）讨论显示器的工作原
5、理和信息转换 过程。1.2.2 硬件系统结构1. 以总线为基础的系统结构总线：能为多个部件分时共享的 一组信息传送线路。总 线部件部件部件总 线功能 内总线局部总线系统总线外总线信息 地址总线数据总线控制总线时序 同步总线异步总线格式 并行总线串行总线方向 单向总线双向总线（1）以CPU为中心的双总线结构CPUM接口接口I/OI/OI/O 总线M 总线 （2）单总线结构CPUM接口接口I/OI/O系 统 总 线（3）以M为中心的双总线结构CPUM接口接口I/OI/O系 统 总 线M 总线 （4）多级总线结构CPURAMROM公共接口总线控制逻辑M扩展板I/O接口板局部总线系统总线2. 采用通道
6、或IOP的大型系统结构（1）带通道的系统I/O控制器主机I/O通道（2）带IOP的系统CPUM接口I/OIOPLM接口I/O系统总线I/O总线3. 模型机系统结构系 统 总 线CPUM公共接口接口接口I/OI/O4. 讨论接口： 中断接口、DMA接口总线：分类、信号组成第三节 计算机系统的性能指标1. 基本字长指操作数的基本位数。它影响计算精度、指令功能。2. 存储容量（1）主存容量指存储单元个数位数。决定地址位数表明编址单位表示为：字数字长（按字编址）或字节数（按字节编址） （2）外存容量常表示为字节数。外存容量与地址码位数无关 。3. 运算速度（1）定点/浮点四则运算时间（2）每秒平均执行的指令条数（MIPS）（3）CPU时钟频率（MHz）总线位数总线时钟频率85. 处理功能（1）指令系统功能（寻址方式、指令类型）（2）系统软件配置总线带宽 =4. 数据传输率（B/S）
