《计算机系统概论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机系统概论（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、计算机组成原理 王诚 主编（第3版）,主讲：刘伟学邮箱：电话：13354763160,参考书,计算机组成原理（第三版）白中英编 科学出版社 计算机组成原理（修订版）俸远帧编 电子工业出版社 计算机组成与设计 王诚 刘卫东 清华大学出版社 计算机组成原理 唐朔飞 高等教育,成绩评定,理论部分：1.平时成绩（20）2.期末成绩（80） 实验部分：1.实验报告（30）2.平时成绩（10）3.考试成绩（60）,考研知识点,理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念。理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基
2、本知识和基本实现方法。 能够运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行简单设计。,考研知识点,课程安排,学习内容,第一部分 计算机系统概述（1） 第二部分 运算方法和运算器（10） 第三部分 指令系统与控制器（10） 第四部分 存储器系统（8） 第五部分 输入输出设备与输入输出系统（6）,第一章 概述,计算机的发展与应用 计算机系统的基本组成与特点 计算机系统的层次结构 计算机硬件系统的组织,1.计算机的发展与应用,计算机的发展 世界上第一台电子计算机ENIAC是1946年研制成功的（以元器件来划分）。 第一代电子管计算机（
3、1946-1957） 第二代晶体管计算机（1958-1964） 第三代集成电路计算机（1965-1969） 第四代大规模、超大规模集成电路计算机 （1970-至今） 第五代新一代计算机（巨型化，微型化，网 络化，智能化，多媒体化）,介绍：重达30吨占地170平方米内装18000个电子计算速度5000次/秒 不足：存储容量小 20个字长10位非自动采用线路连接来编程 Von Neumann 在此基础上提出了现代计算机的模型,计算机发展趋势 硬件方面：VLSI 新型高速器件 8、16、32、64、128、CISC RISC高速网络 ATMRAM 光盘 磁盘阵列 高速缓存超立方体计算机 神经网络计算
4、机 光计算机,IBM System360,世界上较快的五台超级计算机,1.IBM: Seaborg,6 080个 CPU 最大平均速度 7.304 TF (1012),2.IBM: ASCI White,8 192个 CPU 最大平均速度 7.304 TF (1012),3.Linux NetworX : MCR Linux Cluster,2 304个 CPU 最大平均速度 7.634 TF (1012),4. HP : ASCI Q,4 096个 CPU 最大平均速度 13.88 TF (1012),5.NEC: Earth Simulator,5 120个 CPU 最大平均速度 35.8
5、6 TF (1012),软件方面：40年代：手工编程时代50年代：高级语言时代60年代：OS80年代：软件开发环境 随之出现了计算机辅助工程、面相对象技术、诊断测试程序、开发工具 由设计思想和解决思路计算机自动编程,计算机应用：科学计算信息处理计算机自动控制计算机辅助设计办公自动化（OA）,2.计算机系统的基本组成与特点,计算机功能组成 功能定义（data）Input save/operation、 disposaloutput机械计算机（computer）电子模拟计算机电子数字计算机,组成定义：,运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备,CPU,计算机外围设备,CPU和存储器通过电子线路来
6、实现 外围设备通过精密机械装置和电子线路实现BUS,DB,AB,CB,冯诺依曼体制特点： 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。 采用存储程序的方式，程序和数据放在同一存储器中，由指令组成的程序可以修改。 数据以二进制码表示 指令由操作码和地址码组成。 指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序替增。 机器以运算器为中心，数据传送都经过运算器。,计算机的特点：运算速度快计算精度高“记忆”能力强具有逻辑判断能力自动执行程序的能力,3.计算机系统的层次结构,从硬件组成角度来分析,从硬件组成（从看的见、摸得着的物质的层面理解）的角度来
7、看，计算机硬件系统是一种高度复杂的由多种电子线路、精密机械装置等构成的能自动并且高速完成数据计算的装置或者工具。依照如下的层次观点（计算机系统是由多个不同层次的内容组成的）来认识计算机硬件系统的组成。 第1个层次是数字逻辑层。 第2个层次是微体系结构层。 第3个层次是指令系统层。,从软件角度来分析,软件组成（从程序和数据这些非物质的层面理解）的角度来看，计算机软件系统由完成计算机资源管理、方便用户使用的软件（系统软件，厂家提供）和完成用户对数据的预期处理功能（用户设计，自己使用）的程序两大部分构成。计算机软件也可以划分为以下几个不同的层次。 (1)建立在硬件之上的第1层软件，是操作系统层。 (
8、2)建立在操作系统之上的是计算机的汇编语言层。 (3)在汇编语言层次之上，是高级语言层，高级语言有称算法语言。 (4)在高级语言层之上，还可以有应用层。,4.计算机硬件系统的组织,计算机体系结构,计算机组成,计算机实现,计算机的体系结构计算机的体系结构（computer architecture），通常是指涉及机器语言或汇编语言的程序设计人员所见到的计算机系统的属性，更多情况下是指计算机的外特性，是硬件子系统的结构概念及其功能特性。直接与计算机的指令系统有关（字长、数据类型、寄存器的数量） 主要研究：硬件和软件功能的划分，确定硬件和软件的界面。,计算机组成计算机组成（computer organization）, 是依据计算机体系结构，在确定并且分配了硬件子系统的概念结构和功能特性的基础上，设计计算机各部分的具体组成及它们之间的连接关系，实现机器指令级的各种功能和特性。计算机组成是计算机体系结构的逻辑实现。解决的问题：合理的性价比内部的数据流和控制流合理的匹配各个部件的功能参数,计算机实现计算机实现（computer implementation），是计算机组成的物理实现，包括中央处理机、主存储器、输入输出接口和设备的物理结构。总之，就是把完成逻辑设计的计算机组成方案转换为真实的计算机，也就是把满足设计的运行、价格等各项要求的计算机系统真正地制作并调试出来。,
