計(jì)算機(jī)組成原理白中英第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1、2022年6月2日19時(shí)53分計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理主講：鄧紹偉主講：鄧紹偉計(jì)算機(jī)核心專(zhuān)業(yè)課程2022年6月2日19時(shí)53分輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備外存設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器高速緩存高速緩存控控 制制 器器運(yùn)運(yùn) 算算 器器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)這些部件和設(shè)備通過(guò)總線和接口連接在這些部件和設(shè)備通過(guò)總線和接口連接在一起一起, 構(gòu)成計(jì)算機(jī)整機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成計(jì)算機(jī)整機(jī)系統(tǒng) ,協(xié)同運(yùn)行協(xié)同運(yùn)行.2022年6月2日19時(shí)53分目目 錄錄 第一章第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論 第二章第二章 運(yùn)算方法和運(yùn)算器運(yùn)算方法和運(yùn)算器 第三章第三章 存儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)

2、系統(tǒng) 第四章第四章 指令系統(tǒng)指令系統(tǒng) 第五章第五章 中央處理器中央處理器 第六章第六章 總線系統(tǒng)總線系統(tǒng) 第七章第七章 外圍設(shè)備外圍設(shè)備 第八章第八章 輸入輸出系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)2022年6月2日19時(shí)53分主要參考書(shū)主要參考書(shū)主教材：主教材： 計(jì)算機(jī)組成原理白中英計(jì)算機(jī)組成原理白中英 主編科學(xué)出版社主編科學(xué)出版社參考教材：參考教材： 1計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理（第（第2版）版）唐朔飛唐朔飛 高等教育出版社高等教育出版社 2計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)王愛(ài)英清華大學(xué)出版社計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)王愛(ài)英清華大學(xué)出版社 3. 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理 薛勝軍薛勝軍 華中科技大學(xué)出版社華中科技大學(xué)出版社本門(mén)課的考

3、核要求本門(mén)課的考核要求 一、平時(shí)成績(jī)（出勤+作業(yè)） 40% 二、期末筆試 60% 三、課堂表現(xiàn)積極,平時(shí)成績(jī)有額外加分2022年6月2日19時(shí)53分第一章第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2022年6月2日19時(shí)53分概概 述述計(jì)算機(jī)分類(lèi)：計(jì)算機(jī)分類(lèi)： 機(jī)械機(jī)械計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī) 電子電子模擬模擬計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)：數(shù)值由連續(xù)的量來(lái)表示。：數(shù)值由連續(xù)的量來(lái)表示。 電子數(shù)字計(jì)算機(jī)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)：計(jì)算機(jī)中的數(shù)值由不連續(xù)的數(shù)字來(lái)表示。：計(jì)算機(jī)中的數(shù)值由不連續(xù)的數(shù)字來(lái)表示。 專(zhuān)用機(jī)：經(jīng)濟(jì)，有效，快速，適應(yīng)性差專(zhuān)用機(jī)：經(jīng)濟(jì)，有效，快速，適應(yīng)性差 通用機(jī)：適應(yīng)性強(qiáng)通用機(jī)：適應(yīng)性強(qiáng) 巨型機(jī) 大型機(jī) 中型機(jī) 小型機(jī) 微

4、型機(jī) 單片機(jī) 低低 簡(jiǎn)易性簡(jiǎn)易性 高高 高高 體積，功耗，性能，價(jià)格體積，功耗，性能，價(jià)格 低低2022年6月2日19時(shí)53分按用途分類(lèi)通用機(jī)：通用性強(qiáng)，綜合能力強(qiáng)，解決各種問(wèn)題 專(zhuān)用機(jī)：特殊配置，功能單一，解決特定問(wèn)題 按綜合性能指標(biāo)分類(lèi)巨型機(jī)：速度最快、處理能力最強(qiáng) 已達(dá)十幾萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算 “銀河 ” 達(dá)每秒130億次 大型機(jī)：大型、通用、較快、較強(qiáng) 作“客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器”的服務(wù)器 作“終端/主機(jī)”的主機(jī) 小型機(jī)：規(guī)模小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)試制周期短 工藝先進(jìn)、使用維護(hù)簡(jiǎn)單 工作站：介于PC與小型機(jī)之間 高分辨率、大容量?jī)?nèi)外存，圖形功能較強(qiáng)微型計(jì)算機(jī)：小、巧、輕、使用方便、價(jià)格便宜中央處理器：一

5、個(gè)芯片網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)：基于Java技術(shù)的瘦客戶(hù)機(jī)系統(tǒng) 2022年6月2日19時(shí)53分2022年6月2日19時(shí)53分計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展1642 Blaise Pascal 1822 1822 差分機(jī)差分機(jī)1833 1833 分析機(jī)分析機(jī)計(jì)算機(jī)發(fā)展史計(jì)算機(jī)發(fā)展史2022年6月2日19時(shí)53分簡(jiǎn)簡(jiǎn) 介介電子數(shù)字計(jì)算機(jī)是一種能夠自動(dòng)、快捷，準(zhǔn)確地電子數(shù)字計(jì)算機(jī)是一種能夠自動(dòng)、快捷，準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)信息存放數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理過(guò)程控制等多實(shí)現(xiàn)信息存放數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理過(guò)程控制等多種功能的電子機(jī)器，其基本功能是進(jìn)行數(shù)字化信種功能的電子機(jī)器，其基本功能是進(jìn)行數(shù)字化信息處理。息處理。世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)世界上第一臺(tái)計(jì)

6、算機(jī)ENIAC （Electronic Numerical Integrator And Calculator）誕生于）誕生于1946年年2月月15日，是美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)摩爾理日，是美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)摩爾理工學(xué)院的摩切利和埃卡特發(fā)明的。工學(xué)院的摩切利和埃卡特發(fā)明的。計(jì)算機(jī)應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制、實(shí)時(shí)控制、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、遠(yuǎn)程教育、電實(shí)時(shí)控制、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、遠(yuǎn)程教育、電子商務(wù)等多種領(lǐng)域。子商務(wù)等多種領(lǐng)域。2022年6月2日19時(shí)53分 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（ENIAC）計(jì)算機(jī)發(fā)展史計(jì)算機(jī)發(fā)展史

7、5000次加法次加法/秒秒體重體重28噸噸占地占地170M218800只電子管只電子管1500個(gè)繼電器個(gè)繼電器7000個(gè)電阻個(gè)電阻10000個(gè)電容個(gè)電容耗電耗電150KW2022年6月2日19時(shí)53分2022年6月2日19時(shí)53分計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展類(lèi)型時(shí)期主要器件 重 要 特 征第一代1946-1957電子管機(jī)器語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言速度低，體積大，價(jià)格昂貴可靠性差，用于科學(xué)計(jì)算。第二代1958-1964晶體管算法語(yǔ)言，操作系統(tǒng)體積縮小，可靠性提高從科學(xué)計(jì)算擴(kuò)大到數(shù)據(jù)處理。第三代1965-1971中、小規(guī)模集成電路體積小，可靠性大大提高，速度達(dá)幾百萬(wàn)IPS，軟件技術(shù)和外設(shè)發(fā)展迅速應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大

8、。第四代1972-中、大及超大規(guī)模集成電路速度提高至GIPS乃至TIPS水平多機(jī)并行處理和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展。2022年6月2日19時(shí)53分各時(shí)代各時(shí)代代表機(jī)型代表機(jī)型時(shí)代時(shí)代機(jī)型機(jī)型產(chǎn)地產(chǎn)地一一ENIAC 1946EDSAC 1949103 1953美美.賓州大學(xué)賓州大學(xué)英英.劍橋大學(xué)劍橋大學(xué)二二IBM 7090 1958DJS-21,108,X-2,441B IBM中國(guó)中國(guó)三三IBM360/370系列系列CDC6000/7600,STAR-100, NOVA,PDP-11DJS-130/200IBMCDC中國(guó)中國(guó)四四微型機(jī)微型機(jī) APPLE,IBM-PCVAX系列系列長(zhǎng)城長(zhǎng)城0520,.2

9、022年6月2日19時(shí)53分計(jì)算機(jī)總體發(fā)展計(jì)算機(jī)總體發(fā)展 年 代 邏輯元件 主 存 輔 存 語(yǔ)言處理 速 度 代表機(jī)種 第一代 1946 - 1957 電子管 磁芯、磁鼓 磁帶 機(jī)器語(yǔ)言 匯編語(yǔ)言 1萬(wàn)次 /秒 ENICA 、IBM650 IBM709 第二代 1958 - 1964 晶體管 磁芯、磁鼓 磁帶、磁盤(pán) 高級(jí)語(yǔ)言 編譯語(yǔ)言 操作系統(tǒng) 幾萬(wàn)次 幾百萬(wàn)次/秒 IBM7094 DTS -121 X-2 第三代 1965 - 1971 集成電路和大規(guī)模集成電路 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 磁帶、磁盤(pán) 多道程序?qū)崟r(shí)處理 百萬(wàn)次千萬(wàn)次 IBM360 DJS-100 第四代 1972 - 超大規(guī)模集成電路 半

10、導(dǎo)體存儲(chǔ)器 高速磁盤(pán) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 千萬(wàn)次 1億次 /秒 VAX -11 INTEL系列 2022年6月2日19時(shí)53分微電子與計(jì)算機(jī)年 份型 號(hào)管 數(shù)年 份型 號(hào)管 數(shù)1971400423001993PENTIUM310萬(wàn)1972800835001995P-PRO550萬(wàn)1974808060001997P-MMX450萬(wàn)19788086290001997P-II750萬(wàn)19828028613萬(wàn)1998 Celeron750萬(wàn)1985386DX27.5萬(wàn)1999P-III950萬(wàn)1989486DX120萬(wàn)1999.10P-III-COP2800萬(wàn)2022年6月2日19時(shí)53分計(jì)算機(jī)的應(yīng)

11、用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用類(lèi)型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用類(lèi)型1. 科學(xué)計(jì)算2. 過(guò)程控制3. CAD/CAM/CAT4. 數(shù)據(jù)處理5. 電子商務(wù)6. 多媒體技術(shù) 7. 人工智能 計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域1. 工商：電子商務(wù)、CAD/CAM2. 教育：多媒體教育、遠(yuǎn)程教育3. 醫(yī)藥：CAT、MRI、遠(yuǎn)程醫(yī)療4. 政府：電子政府5. 娛樂(lè)：虛擬現(xiàn)實(shí)、電影特技 6. 科研：數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析7. 家庭：家庭信息化 2022年6月2日19時(shí)53分計(jì)算機(jī)的技術(shù)指標(biāo)計(jì)算機(jī)的技術(shù)指標(biāo) 字長(zhǎng)：字長(zhǎng)：參與運(yùn)算的基本位數(shù)，它決定了寄存器、加參與運(yùn)算的基本位數(shù)，它決定了寄存器、加法器、存儲(chǔ)單元和數(shù)據(jù)總線的位數(shù)。

12、它標(biāo)志著計(jì)算法器、存儲(chǔ)單元和數(shù)據(jù)總線的位數(shù)。它標(biāo)志著計(jì)算精度。精度。 主存容量：主存容量：存儲(chǔ)器可以容納的二進(jìn)制信息量。存儲(chǔ)器可以容納的二進(jìn)制信息量。 運(yùn)算速度：運(yùn)算速度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)執(zhí)行指令的平均條數(shù)。單位時(shí)間內(nèi)執(zhí)行指令的平均條數(shù)。 軟、硬件配置：軟、硬件配置：外部設(shè)備的配備和功能強(qiáng)大的操作外部設(shè)備的配備和功能強(qiáng)大的操作系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。 性能價(jià)格比：性能價(jià)格比：性能和價(jià)格之比是衡量計(jì)算機(jī)的綜合性能和價(jià)格之比是衡量計(jì)算機(jī)的綜合指標(biāo)。指標(biāo)。2022年6月2日19時(shí)53分計(jì)算機(jī)的技術(shù)指標(biāo)計(jì)算機(jī)的技術(shù)指標(biāo) 以性能以性能/價(jià)格比為核心價(jià)格比為核心 性能的衡量標(biāo)準(zhǔn)性能的衡量標(biāo)準(zhǔn) 時(shí)

13、間、基準(zhǔn)程序、硬件測(cè)量工具時(shí)間、基準(zhǔn)程序、硬件測(cè)量工具 價(jià)格的因素價(jià)格的因素 集成電路的工藝、產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程、銷(xiāo)售過(guò)程集成電路的工藝、產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程、銷(xiāo)售過(guò)程 性能價(jià)格設(shè)計(jì)的一些原則性能價(jià)格設(shè)計(jì)的一些原則2022年6月2日19時(shí)53分計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和組織計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和組織 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)概念的實(shí)質(zhì)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中軟硬件界面的確定，其界面之上的是軟件的功能，界面之下的是硬件和固件的功能。指令集（instruction set）軟件硬件2022年6月2日19時(shí)53分電子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想電子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想 存儲(chǔ)程序控制存儲(chǔ)程序控制 “存儲(chǔ)程序存儲(chǔ)程序”是把指令以代碼的形式事先輸入是把指令以代碼的形

14、式事先輸入到計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器中，即用記憶數(shù)據(jù)的同到計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器中，即用記憶數(shù)據(jù)的同 一一裝置存儲(chǔ)執(zhí)行運(yùn)算的命令，這些指令按一定的裝置存儲(chǔ)執(zhí)行運(yùn)算的命令，這些指令按一定的規(guī)則組成程序；規(guī)則組成程序； “程序控制程序控制”是當(dāng)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后，程序就會(huì)控是當(dāng)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后，程序就會(huì)控制計(jì)算機(jī)按規(guī)定的順序逐條執(zhí)行指令，自動(dòng)完制計(jì)算機(jī)按規(guī)定的順序逐條執(zhí)行指令，自動(dòng)完成預(yù)定的信息處理任務(wù)。成預(yù)定的信息處理任務(wù)。 馮馮 諾依曼型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想：諾依曼型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想：存儲(chǔ)程序并存儲(chǔ)程序并按地址順序執(zhí)行。按地址順序執(zhí)行。2022年6月2日19時(shí)53分一一.硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng) 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器 運(yùn)算器運(yùn)算器 控制

15、器控制器 輸入設(shè)備輸入設(shè)備 輸出設(shè)備輸出設(shè)備 二二.軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件：OS，語(yǔ)言處理，服務(wù)程序，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，語(yǔ)言處理，服務(wù)程序，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 用來(lái)提高使用效率，發(fā)揮和擴(kuò)大計(jì)算機(jī)功能和用途的用來(lái)提高使用效率，發(fā)揮和擴(kuò)大計(jì)算機(jī)功能和用途的程序程序。 應(yīng)用軟件：工程設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)處理，自動(dòng)控制，企業(yè)管理應(yīng)用軟件：工程設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)處理，自動(dòng)控制，企業(yè)管理 用戶(hù)用來(lái)解決某些問(wèn)題而編制的程序。用戶(hù)用來(lái)解決某些問(wèn)題而編制的程序。接口接口設(shè)備設(shè)備運(yùn)算器控制器內(nèi)存系統(tǒng)總線2022年6月2日19時(shí)53分 運(yùn)算器：運(yùn)算器：計(jì)算機(jī)中進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的部件。計(jì)算機(jī)中進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的部件

16、。 存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器：存放程序和數(shù)據(jù)的部件（存放程序和數(shù)據(jù)的部件（R/W）。）。 控制器：控制器：控制計(jì)算機(jī)有條不紊地執(zhí)行程序的部件?？刂朴?jì)算機(jī)有條不紊地執(zhí)行程序的部件。 程序控制程序控制 輸入設(shè)備：輸入設(shè)備：能將人們所熟悉的信息形式變換為計(jì)算機(jī)能將人們所熟悉的信息形式變換為計(jì)算機(jī)內(nèi)部能接收和識(shí)別的二進(jìn)制信息的設(shè)備。內(nèi)部能接收和識(shí)別的二進(jìn)制信息的設(shè)備。 輸出設(shè)備：輸出設(shè)備：把計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果變換為人或其它設(shè)備把計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果變換為人或其它設(shè)備所能接收和識(shí)別的信息形式的設(shè)備。所能接收和識(shí)別的信息形式的設(shè)備。2022年6月2日19時(shí)53分輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備輸入輸出接口和總線輸入輸出接

17、口和總線外存設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器高速緩存高速緩存控控 制制 器器運(yùn)運(yùn) 算算 器器第三單元第三單元第四單元第四單元第二單元第二單元第一單元第一單元計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)2022年6月2日19時(shí)53分運(yùn)運(yùn) 算算 器器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)2022年6月2日19時(shí)53分運(yùn)運(yùn) 算算 器器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 運(yùn)算器部件是計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)加工的部件，運(yùn)算器部件是計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)加工的部件，其主要功能包括：其主要功能包括：1. 執(zhí)行數(shù)值數(shù)據(jù)的算術(shù)加減乘除等運(yùn)算，執(zhí)行數(shù)值數(shù)據(jù)的算術(shù)加減

18、乘除等運(yùn)算， 執(zhí)行邏輯數(shù)據(jù)的與或非等邏輯運(yùn)算，執(zhí)行邏輯數(shù)據(jù)的與或非等邏輯運(yùn)算， 由一個(gè)被稱(chēng)為由一個(gè)被稱(chēng)為 ALU 的線路完成。的線路完成。 2. 暫時(shí)存放參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)和中間結(jié)果，暫時(shí)存放參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)和中間結(jié)果， 由多個(gè)通用寄存器來(lái)承擔(dān)。由多個(gè)通用寄存器來(lái)承擔(dān)。 3. 運(yùn)算器通常也是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐愤\(yùn)算器通常也是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?。 2022年6月2日19時(shí)53分控控 制制 器器運(yùn)運(yùn) 算算 器器計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 2022年6月2日19時(shí)53分控控 制制 器器運(yùn)運(yùn) 算算 器器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 控制器是計(jì)算機(jī)中控制執(zhí)行指令的部件：控制器是計(jì)算機(jī)

19、中控制執(zhí)行指令的部件：一、一、正確執(zhí)行每條指令正確執(zhí)行每條指令 1. 首先是取來(lái)一條指令，首先是取來(lái)一條指令， 2. 接著分析這條指令，接著分析這條指令， 3. 再按指令格式和功能執(zhí)行這條指令再按指令格式和功能執(zhí)行這條指令二、二、 保證指令按規(guī)定序列自動(dòng)連續(xù)地執(zhí)行。保證指令按規(guī)定序列自動(dòng)連續(xù)地執(zhí)行。三、三、 對(duì)各種異常情況和請(qǐng)求及時(shí)響應(yīng)和處理。對(duì)各種異常情況和請(qǐng)求及時(shí)響應(yīng)和處理。說(shuō)到底，說(shuō)到底，控制器要向計(jì)算機(jī)各功能部件提供控制器要向計(jì)算機(jī)各功能部件提供 每一時(shí)刻協(xié)同運(yùn)行所需要的控制信號(hào)每一時(shí)刻協(xié)同運(yùn)行所需要的控制信號(hào)2022年6月2日19時(shí)53分外存設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器高速緩存高速緩

20、存控控 制制 器器運(yùn)運(yùn) 算算 器器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 2022年6月2日19時(shí)53分外存設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器高速緩存高速緩存控控 制制 器器運(yùn)運(yùn) 算算 器器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 由高速緩沖存儲(chǔ)器，主存儲(chǔ)器，由高速緩沖存儲(chǔ)器，主存儲(chǔ)器，外存儲(chǔ)器所組成的多級(jí)（層）存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器所組成的多級(jí)（層）存儲(chǔ)器系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)中用于存儲(chǔ)程序和數(shù)系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)中用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的子系統(tǒng)。據(jù)的子系統(tǒng)。 這三級(jí)存儲(chǔ)器所用的這三級(jí)存儲(chǔ)器所用的存儲(chǔ)介質(zhì)的工作原理和特性各不相同。存儲(chǔ)介質(zhì)的工作原理和特性各不相同。將作為三個(gè)部分分別

21、講解將作為三個(gè)部分分別講解。2022年6月2日19時(shí)53分輸入設(shè)備輸入設(shè)備外存設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器高速緩存高速緩存控控 制制 器器運(yùn)運(yùn) 算算 器器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)2022年6月2日19時(shí)53分輸入設(shè)備是向計(jì)算機(jī)中送入程序和數(shù)輸入設(shè)備是向計(jì)算機(jī)中送入程序和數(shù)據(jù)的有一定獨(dú)立功能的設(shè)備，通過(guò)接據(jù)的有一定獨(dú)立功能的設(shè)備，通過(guò)接口和總線與計(jì)算機(jī)主機(jī)連通，用于口和總線與計(jì)算機(jī)主機(jī)連通，用于人人機(jī)交互聯(lián)系機(jī)交互聯(lián)系,如計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)和鼠標(biāo)如計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)和鼠標(biāo)等等。輸入設(shè)備輸入設(shè)備外存設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器高速緩存高速緩存控控 制制 器器運(yùn)運(yùn) 算算 器器計(jì)算

22、機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)2022年6月2日19時(shí)53分輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備外存設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器高速緩存高速緩存控控 制制 器器運(yùn)運(yùn) 算算 器器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)2022年6月2日19時(shí)53分輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備外存設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器高速緩存高速緩存控控 制制 器器運(yùn)運(yùn) 算算 器器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)中用于送出計(jì)算機(jī)輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)中用于送出計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息的設(shè)備內(nèi)部信息的設(shè)備,例如打印機(jī)例如打印機(jī), 顯示器等。顯示器等。

23、2022年6月2日19時(shí)53分輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備外存設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器高速緩存高速緩存控控 制制 器器運(yùn)運(yùn) 算算 器器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)這些部件和設(shè)備通過(guò)總線和接口連接在這些部件和設(shè)備通過(guò)總線和接口連接在一起一起, 構(gòu)成計(jì)算機(jī)整機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成計(jì)算機(jī)整機(jī)系統(tǒng) ,協(xié)同運(yùn)行協(xié)同運(yùn)行.2022年6月2日19時(shí)53分輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備輸入出接口和總線輸入出接口和總線外存設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器高速緩存高速緩存控控 制制 器器運(yùn)運(yùn) 算算 器器第三單元第三單元第四單元第四單元第二單元第二單元第一單元第一單元計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)

24、的硬件結(jié)構(gòu)2022年6月2日19時(shí)53分計(jì)算機(jī)基本工作原理計(jì)算機(jī)基本工作原理 1. 指令指令:讓計(jì)算機(jī)完成某個(gè)操作發(fā)出的命令。（用二進(jìn)制讓計(jì)算機(jī)完成某個(gè)操作發(fā)出的命令。（用二進(jìn)制代碼來(lái)表示）代碼來(lái)表示）3. 指令的執(zhí)行指令的執(zhí)行有序的指令集合。有序的指令集合。2. 程序程序內(nèi)存內(nèi)存指令指令取指周期：取指周期：執(zhí)行周期：執(zhí)行周期：控制信號(hào)控制信號(hào)有關(guān)部件動(dòng)作有關(guān)部件動(dòng)作CPU譯碼譯碼CPU4. 程序的執(zhí)行程序的執(zhí)行CPU不斷地取指令，執(zhí)行指令。不斷地取指令，執(zhí)行指令。操作碼操作碼操作數(shù)操作數(shù)2022年6月2日19時(shí)53分2、計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)軟件軟件軟件 = 程序程序 + 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)+文檔文檔軟件

25、分類(lèi)軟件分類(lèi)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 語(yǔ)言處理程序語(yǔ)言處理程序?qū)嵱贸绦驅(qū)嵱贸绦驊?yīng)用軟件應(yīng)用軟件辦公軟件包辦公軟件包數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)時(shí)控制軟件實(shí)時(shí)控制軟件診斷程序診斷程序反病毒程序反病毒程序備份程序備份程序文件壓縮程序文件壓縮程序卸載程序卸載程序圖形圖像處理軟件圖形圖像處理軟件其它應(yīng)用軟件其它應(yīng)用軟件2022年6月2日19時(shí)53分 (1) 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有資源管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有資源( (包包括硬件和軟件括硬件和軟件) ) 裸機(jī)裸機(jī)+ +操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)= =虛擬機(jī)虛擬機(jī)統(tǒng)一管理和調(diào)度資源，提高使用效統(tǒng)一管理和調(diào)度資源，提高

26、使用效率和經(jīng)濟(jì)效益率和經(jīng)濟(jì)效益 不需了解軟硬件細(xì)節(jié)，提高工作效率不需了解軟硬件細(xì)節(jié)，提高工作效率目的目的2022年6月2日19時(shí)53分 (2) 實(shí)用程序?qū)嵱贸绦蛟\斷程序：診斷程序：SCANDISKSCANDISK反病毒程序：反病毒程序：KV 300KV 300、金山毒霸、金山毒霸 備份程序：備份程序：Windows 2000Windows 2000中的備份程序中的備份程序文件壓縮程序文件壓縮程序:ARJ WinZip:ARJ WinZip卸載程序：卸載程序：WindowsWindows中的添加中的添加/ /刪除程序刪除程序 操作系統(tǒng)自己帶一些操作系統(tǒng)自己帶一些第三方開(kāi)發(fā)第三方開(kāi)發(fā)2022年6月

27、2日19時(shí)53分 (3) 語(yǔ)言處理程序語(yǔ)言處理程序源程序源程序可執(zhí)行程可執(zhí)行程序序目標(biāo)程序目標(biāo)程序編輯程序編輯程序匯編或編譯程序匯編或編譯程序聯(lián)接程序聯(lián)接程序機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言匯編語(yǔ)言匯編語(yǔ)言面向過(guò)程：面向過(guò)程：BASIC、Pascal、 FORTRAN、C等等面向?qū)ο螅好嫦驅(qū)ο螅篊+ 、 Java、Visual Basic等等面向問(wèn)題的語(yǔ)言面向問(wèn)題的語(yǔ)言2022年6月2日19時(shí)53分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)第第1層層 微程序設(shè)計(jì)層微程序設(shè)計(jì)層第第2層層 一般機(jī)器層一般機(jī)器層第第3層層 操作系統(tǒng)層操作系統(tǒng)層第第4層層 匯編語(yǔ)言層匯編語(yǔ)言層第第5層層 高級(jí)語(yǔ)言層高級(jí)

28、語(yǔ)言層高級(jí)語(yǔ)言級(jí)高級(jí)語(yǔ)言級(jí)匯編語(yǔ)言級(jí)匯編語(yǔ)言級(jí)操作系統(tǒng)級(jí)操作系統(tǒng)級(jí)一般機(jī)器級(jí)一般機(jī)器級(jí)微程序設(shè)計(jì)級(jí)微程序設(shè)計(jì)級(jí)2022年6月2日19時(shí)53分計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu) 第一層：微程序設(shè)計(jì)級(jí)第一層：微程序設(shè)計(jì)級(jí) 硬件級(jí)，由機(jī)器硬件直接執(zhí)行微指令。硬件級(jí)，由機(jī)器硬件直接執(zhí)行微指令。 它由機(jī)器硬件直接執(zhí)行微指令。如果某它由機(jī)器硬件直接執(zhí)行微指令。如果某一應(yīng)用程序直接用微指令來(lái)編寫(xiě)，那么一應(yīng)用程序直接用微指令來(lái)編寫(xiě)，那么可在這一級(jí)上運(yùn)行應(yīng)用程序。可在這一級(jí)上運(yùn)行應(yīng)用程序。2022年6月2日19時(shí)53分計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu) 第二層：一般機(jī)器級(jí)，也稱(chēng)機(jī)器語(yǔ)言級(jí)，第二層：一般機(jī)器級(jí)，也稱(chēng)機(jī)器語(yǔ)言級(jí)，它由微程序解釋機(jī)