計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本組成.ppt

計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本組成 包括 運(yùn)算器控制器高速緩存主存儲器外存設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備等主要組成部分 它們通過總線和接口被連結(jié)在一起 構(gòu)成一臺完整的計(jì)算機(jī) 如下圖所示 返回 馮 諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的核心思想 采用二進(jìn)制代碼表示數(shù)據(jù)和指令采用存儲程序工作方式 即事先編制程序 實(shí)現(xiàn)存儲程序 自動連續(xù)地執(zhí)行程序 由存儲器 運(yùn)算器 控制器 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備等五大部件組成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備 入出接口和總線 外存設(shè)備 主存儲器 高速緩存 控制器 運(yùn)算器 第5章 第6章 第4章 第3章 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成 返回 運(yùn)算器 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成 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 1 執(zhí)行數(shù)值數(shù)據(jù)的加減乘除等算術(shù)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)被稱為ALU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 由多個(gè)通用寄存器來承擔(dān) 3 支持快速乘除法運(yùn)算的有移位功能的乘商寄存器運(yùn)算器通常也是計(jì)算機(jī)CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?返回 控制器 運(yùn)算器 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成 控制器是計(jì)算機(jī)中控制執(zhí)行指令的部件 1 正確執(zhí)行每條指令 首先是取來一條指令 接著分析這條指令 再按指令格式和功能執(zhí)行這條指令2 保證指令按規(guī)定序列自動連續(xù)地執(zhí)行 3 對各種異常情況和請求及時(shí)響應(yīng)和處理 說到底 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 返回 外存設(shè)備 主存儲器 高速緩存 控制器 運(yùn)算器 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成 由高速緩沖存儲器 主存儲器 輔助存儲器所組成的多級 層 存儲器系統(tǒng) 是計(jì)算機(jī)中用于存儲程序和數(shù)據(jù)的子系統(tǒng) 這三級存儲器所用的存儲介質(zhì)的工作原理和特性各不相同 將作為三個(gè)部分分別講解 返回 輸入設(shè)備 外存設(shè)備 主存儲器 高速緩存 控制器 運(yùn)算器 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成 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 通過接口和總線與計(jì)算機(jī)主機(jī)連通 用于人 機(jī)交互聯(lián)系 例如計(jì)算機(jī)的鍵盤和鼠標(biāo)等 返回 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備 外存設(shè)備 主存儲器 高速緩存 控制器 運(yùn)算器 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成 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 例如打印機(jī) 顯示器等 返回 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備 外存設(shè)備 主存儲器 高速緩存 控制器 運(yùn)算器 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成 這些部件和設(shè)備通過總線和接口連接在一起 構(gòu)成計(jì)算機(jī)整機(jī)硬件系統(tǒng) 協(xié)同運(yùn)行 返回 教學(xué)內(nèi)容組織 教學(xué)內(nèi)容以計(jì)算機(jī)硬件知識為主 并按計(jì)算機(jī)組成 把課程分為如下四個(gè)單元 第一單元 由教材的第3章組成 以運(yùn)算器的功能 組成與設(shè)計(jì)為主進(jìn)行講解 其中數(shù)字化編碼 數(shù)據(jù)表示和數(shù)值數(shù)據(jù)的運(yùn)算方法為本單元的基礎(chǔ)知識 運(yùn)算器部件是目標(biāo) 第二單元 由教材的第4章組成 以控制器的功能 組成與設(shè)計(jì)為主進(jìn)行講解 其中的指令系統(tǒng) 指令格式 尋址方式等為本單元的基礎(chǔ)知識 控制器部件是目標(biāo) 返回 教學(xué)內(nèi)容組織 續(xù) 第三單元 由教材的第5章組成 即以多級存儲器的組成與運(yùn)行原理 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法為主進(jìn)行講解 包括主存儲器 高速緩沖存儲器 外存儲器三部分 它們所用的存儲介質(zhì)的特性和部件運(yùn)行原理是本單元的基礎(chǔ)知識 三種存儲器部件是目標(biāo) 第四單元 由教材的第6章組成 即圍繞常用的輸入 輸出方式 包括中斷方式和DMA方式 幾種常用的輸入 輸出設(shè)備的功能與組成 通用輸入 輸出接口與總線的構(gòu)成和使用方法進(jìn)行講解 返回 應(yīng)用層 高級語言層 匯編語言層 操作系統(tǒng)層 指令系統(tǒng)層 微體系結(jié)構(gòu)層 數(shù)字邏輯層 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 組成與實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 程序設(shè)計(jì)者所看到的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的屬性 是計(jì)算機(jī)的外特性 概念性結(jié)構(gòu)和功能特性 研究計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬 軟件的功能劃分和接口關(guān)系 計(jì)算機(jī)組成 計(jì)算機(jī)各功能部件的內(nèi)部構(gòu)造和相互之間的聯(lián)系 部件配置 相互連接和作用 強(qiáng)調(diào)各功能部件的性能參數(shù)相匹配 實(shí)現(xiàn)機(jī)器指令級的各種功能和特性 是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn) 即把一臺完成邏輯設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)真正地制作出來 解決各部件的物理結(jié)構(gòu) 器件選擇 電源供電 通風(fēng)與冷卻 裝配與制造工藝等各個(gè)方面的問題 三者各自包括不同內(nèi)容 彼此又有密切的聯(lián)