計算機組成原理（課件）

計算機組成原理本課程籠統(tǒng)介紹計算機組成原理，從硬件、軟件等多個方面全面剖析計算機的構(gòu)成和發(fā)展歷程。計算機系統(tǒng)構(gòu)成與發(fā)展歷程電子元器件的發(fā)明第一個集成電路CI的發(fā)明1961年，從此計算機進入全新的電子時代。主機和終端的時代60年代到70年代是主機和終端的時代，人們通過終端連接主機來進行計算和處理工作。個人電腦的普及70年代后期至80年代，IBM推出PC，后來蘋果公司也推出了自己的電腦，個人電腦普及化進入新時代。移動計算時代進入21世紀后，智能手機的普及和發(fā)展，帶動了移動計算的新發(fā)展，計算機也隨之不斷更新和發(fā)展。計算機硬件體系結(jié)構(gòu)1CPU包括寄存器、ALU、CU等，完成計算機的數(shù)據(jù)處理和控制工作。2存儲器不同類型的存儲器按照層次結(jié)構(gòu)連接起來，構(gòu)成計算機的存儲單元。3I/O設(shè)備負責計算機與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，包括輸入和輸出。輸入輸出系統(tǒng)設(shè)計原理IO方式的分類根據(jù)信息的傳送方式可以分為程序查詢方式、中斷方式、DMA方式等。IO設(shè)備的控制方式獨立控制方式、存儲器映像方式、聯(lián)合控制方式等。IO接口的原理與結(jié)構(gòu)包括基本接口電路、標準接口電路、通用串行總線等組成的IO結(jié)構(gòu)體系。CPU結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)設(shè)計1CPU的寄存器包括通用寄存器、程序計數(shù)器、指令地址寄存器等。2指令的地址形式包括立即尋址、寄存器尋址、直接尋址、間接尋址等多種形式。3指令的執(zhí)行方式包括指令周期、指令周期計時、流水線技術(shù)等。程序設(shè)計與匯編語言匯編語言的基礎(chǔ)知識講解匯編語言的數(shù)據(jù)類型、寄存器組成、匯編指令的編寫規(guī)則等基礎(chǔ)知識。程序設(shè)計的基本知識講解程序設(shè)計的基本原理，介紹程序的設(shè)計與實現(xiàn)流程等。入門級匯編程序?qū)嵺`講解如何編寫最簡單的匯編程序，以便初學者能夠更加深入地了解匯編語言。數(shù)據(jù)格式和算術(shù)運算數(shù)據(jù)格式與編碼方式重點涉及定點數(shù)、浮點數(shù)和字符數(shù)據(jù)的編碼格式，以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和壓縮等技術(shù)。算術(shù)運算的實現(xiàn)講解各類算術(shù)運算的實現(xiàn)原理，如加減乘除、位運算等。數(shù)據(jù)尋址和跳轉(zhuǎn)指令介紹不同體系結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)尋址和跳轉(zhuǎn)指令的編寫規(guī)則。浮點數(shù)運算及異常處理浮點數(shù)表示方法按符號、階碼、尾數(shù)位數(shù)分成單、雙精度表示法。浮點數(shù)運算方法包括浮點數(shù)的加減乘除、浮點數(shù)轉(zhuǎn)換等運算方法。異常處理機制講解浮點數(shù)運算中的多種異常情況及其處理方法。計算機組成原理的發(fā)展趨勢分析1多核處理器技術(shù)將多個處理器核心集成到同一個處理器芯片上，提高處理速度。2并行計算技術(shù)利用多個CPU并行計