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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,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 0
2、1,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,1,0,1,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,1.2.1 主要功能部件,1.CPU由运算器、控制器、寄存器组成。,（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,
3、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。,（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：,微命令序列,微命令产生方式（指令执行控制方式）：,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,2.存
4、储器 1）功能:存储信息。2）组成（主存储器）：,存储体:存放信息的实体。,寻址系统：对地址码译码，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。,控制线路：产生读/写时序，控制读/写操作。,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）,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,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
5、总线 双向总线,（1）以CPU为中心的双总线结构,CPU,M,接口,接口,I/O,I/O,I/O 总线,M 总线,（2）单总线结构,CPU,M,接口,接口,I/O,I/O,系 统 总 线,（3）以M为中心的双总线结构,CPU,M,接口,接口,I/O,I/O,系 统 总 线,M 总线,（4）多级总线结构,CPU,RAM,ROM,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,CPU,M,接口,I/O,IOP,LM,接口,I/O,系统总线,I/O总线,3.模型机系统结构
6、,系 统 总 线,CPU,M,公共接口,接口,接口,I/O,I/O,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 8,5.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）,
