第3章計(jì)算機(jī)組成

1、第第3章章 計(jì)算機(jī)組成計(jì)算機(jī)組成2本講內(nèi)容本講內(nèi)容3.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成（1）硬件系統(tǒng)）硬件系統(tǒng)（2）軟件系統(tǒng)）軟件系統(tǒng)（3）軟硬件系統(tǒng)的關(guān)系）軟硬件系統(tǒng)的關(guān)系3.2 計(jì)算機(jī)的工作原理計(jì)算機(jī)的工作原理（1）計(jì)算機(jī)指令）計(jì)算機(jī)指令（2）計(jì)算機(jī)的工作原理）計(jì)算機(jī)的工作原理3.3 計(jì)算機(jī)的性能評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)的性能評(píng)價(jià)23 1945 1945年年6 6月馮月馮諾依曼在一篇論文中第一次提出諾依曼在一篇論文中第一次提出了計(jì)算機(jī)三個(gè)主要思想：了計(jì)算機(jī)三個(gè)主要思想：l 計(jì)算機(jī)由四大部件組成計(jì)算機(jī)由四大部件組成l 程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)l 程序和數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制數(shù)表示程序和數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制數(shù)表示 目

2、前絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)仍建立在這個(gè)思想的基礎(chǔ)目前絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)仍建立在這個(gè)思想的基礎(chǔ)上，稱之上，稱之馮馮諾依曼型計(jì)算機(jī)。諾依曼型計(jì)算機(jī)。馮馮諾依曼模型諾依曼模型34馮馮諾依曼模型諾依曼模型 計(jì)算機(jī)是一個(gè)接計(jì)算機(jī)是一個(gè)接受輸入數(shù)據(jù)，處受輸入數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，產(chǎn)生輸理數(shù)據(jù)，產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)的黑盒子。出數(shù)據(jù)的黑盒子。輸入輸入數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸出輸出數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)程序程序 馮馮諾依曼（美籍匈牙利數(shù)學(xué)家科諾依曼（美籍匈牙利數(shù)學(xué)家科學(xué)家，計(jì)算機(jī)之父）提出的馮學(xué)家，計(jì)算機(jī)之父）提出的馮諾依曼諾依曼模型著眼于計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。模型著眼于計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。45 硬件硬件通常是指一切看得見，摸得到的設(shè)備實(shí)體；通常是指一切看得見，摸得到的設(shè)

3、備實(shí)體； 軟件軟件通常是泛指各類程序和文件，它們實(shí)際上是通常是泛指各類程序和文件，它們實(shí)際上是由一些算法以及其在計(jì)算機(jī)中的表示所構(gòu)成的。由一些算法以及其在計(jì)算機(jī)中的表示所構(gòu)成的。硬件 軟件 56圖圖3.1 計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成673.1.1計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)圖圖3.2 計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)框架計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)框架控制控制數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)78計(jì)算機(jī)基本組成部件計(jì)算機(jī)基本組成部件圖圖3.3 計(jì)算機(jī)的組成計(jì)算機(jī)的組成89硬件硬件 主機(jī)箱主機(jī)箱 主板（擴(kuò)展槽，適配器，接口，總線）主板（擴(kuò)展槽，適配器，接口，總線） 中央處理器中央處理器 存儲(chǔ)器（一組內(nèi)存、輔助存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)器（一組內(nèi)存、輔助存儲(chǔ)器）

4、 電源電源 輸入輸出設(shè)備輸入輸出設(shè)備910主機(jī)箱主機(jī)箱圖圖3.4 不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)機(jī)箱后側(cè)系統(tǒng)擴(kuò)展接口不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)機(jī)箱后側(cè)系統(tǒng)擴(kuò)展接口1011主機(jī)箱及主板主機(jī)箱及主板 圖圖3.5 主機(jī)箱內(nèi)部組成主機(jī)箱內(nèi)部組成圖圖3.6 主板主板12 主板也稱為主機(jī)板，它是一塊印刷電路板，集主板也稱為主機(jī)板，它是一塊印刷電路板，集中放置了微型機(jī)的主要部件，目前一些常用的接口中放置了微型機(jī)的主要部件，目前一些常用的接口電路也放在主板上。電路也放在主板上。主板的主要部件包括：主板的主要部件包括： 處理器芯片、芯片組、一組高速內(nèi)存儲(chǔ)器、基處理器芯片、芯片組、一組高速內(nèi)存儲(chǔ)器、基本輸入輸出接口、總線及總線接口、擴(kuò)展

5、槽、其它本輸入輸出接口、總線及總線接口、擴(kuò)展槽、其它一些支持電路。一些支持電路。1213硬盤接口硬盤接口總線擴(kuò)展槽總線擴(kuò)展槽CPU插座插座輸入輸出設(shè)備接口輸入輸出設(shè)備接口電源插口電源插口只讀存儲(chǔ)器電源只讀存儲(chǔ)器電源前面板接口前面板接口13n 基本輸入輸出接口基本輸入輸出接口例如：鍵盤、打印機(jī)接口等n 擴(kuò)展槽:是適配器與微機(jī)總線之間的物理連接裝置，其中可插入各類適配器。n 其它配套的支持電路其它配套的支持電路 擴(kuò)展槽擴(kuò)展槽配套電路配套電路鍵盤端口鍵盤端口n 總線及總線接口總線及總線接口 CPU內(nèi)存條內(nèi)存條配套芯片配套芯片1415l 中央處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括運(yùn)算中央處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括運(yùn)算部件（算

6、術(shù)邏部件（算術(shù)邏輯單元）、控制部件（控制單元）、寄存器部件輯單元）、控制部件（控制單元）、寄存器部件（快速存儲(chǔ)單元）（快速存儲(chǔ)單元）。（1）運(yùn)算部件：）運(yùn)算部件：算術(shù)邏輯單元（算術(shù)邏輯單元（ALU），是計(jì)算機(jī)），是計(jì)算機(jī)中執(zhí)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算的部件。中執(zhí)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算的部件。（2）控制部件：）控制部件：通過發(fā)送到其他子系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行通過發(fā)送到其他子系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行各個(gè)子系統(tǒng)的控制操作。各個(gè)子系統(tǒng)的控制操作。（3）寄存器部件寄存器部件: 用來存放臨時(shí)數(shù)據(jù)的高速獨(dú)立的用來存放臨時(shí)數(shù)據(jù)的高速獨(dú)立的存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)單元。1516 圖圖3.7 CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)CPU 包括三部分：算術(shù)邏輯單

7、元包括三部分：算術(shù)邏輯單元 (ALU)、控制單元和寄存器。、控制單元和寄存器?？刂茊卧刂茊卧拇嫫骷拇嫫鞒绦蛴?jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器1617 算術(shù)邏輯單元（算術(shù)邏輯單元（ALU）& 執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。 算術(shù)運(yùn)算：包括算術(shù)運(yùn)算：包括 加法、減法、乘法和除法等。加法、減法、乘法和除法等。 邏輯運(yùn)算：包括邏輯運(yùn)算：包括“非非”、“與與”、“或或”和和“異或異或” 等。等。& 1718u 控制單元是整個(gè)計(jì)算機(jī)的指揮中心，被稱為計(jì)算機(jī)控制單元是整個(gè)計(jì)算機(jī)的指揮中心，被稱為計(jì)算機(jī)的大腦的大腦u控制通過線路的開（高電平）或關(guān)（低電平）實(shí)現(xiàn)控制通過線路的開（高電平）或關(guān)

8、（低電平）實(shí)現(xiàn)u控制單元的基本功能：控制單元的基本功能：u從主存中取出指令從主存中取出指令u對(duì)指令譯碼，產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào)對(duì)指令譯碼，產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào)u指揮并控制指揮并控制CPU、主存和輸入、主存和輸入/輸出設(shè)備之間的數(shù)輸出設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)據(jù)流動(dòng) 控制單元控制單元1819l寄存器是用來臨時(shí)存放數(shù)據(jù)的高速獨(dú)立的存儲(chǔ)單元。寄存器是用來臨時(shí)存放數(shù)據(jù)的高速獨(dú)立的存儲(chǔ)單元。lCPU的運(yùn)算需要多個(gè)寄存器的運(yùn)算需要多個(gè)寄存器l常見的寄存器常見的寄存器數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器指令寄存器指令寄存器程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器用來存放輸入數(shù)據(jù)，用來存放輸入數(shù)據(jù)，運(yùn)算中間結(jié)果和最運(yùn)算中間結(jié)果和最終結(jié)果。終結(jié)果。存放

9、從內(nèi)存中取出的存放從內(nèi)存中取出的指令，指令， 以便于稍后以便于稍后解釋和執(zhí)行它們。解釋和執(zhí)行它們。存放當(dāng)前指令的地存放當(dāng)前指令的地址。當(dāng)前指令執(zhí)行址。當(dāng)前指令執(zhí)行完后，程序計(jì)數(shù)器完后，程序計(jì)數(shù)器自動(dòng)加自動(dòng)加1，指向下一，指向下一條指令的地址條指令的地址。 寄存器寄存器1920CPU芯片芯片 圖圖3.8 CPU芯片芯片（a）lntel CORE（b）AMD CPU2021l 存儲(chǔ)器主要用于存儲(chǔ)程序和各種數(shù)據(jù)信息，其存儲(chǔ)器主要用于存儲(chǔ)程序和各種數(shù)據(jù)信息，其能在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中自動(dòng)、高速地完成程序或數(shù)能在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中自動(dòng)、高速地完成程序或數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。主要包括主存儲(chǔ)器（內(nèi)存儲(chǔ)器、內(nèi)存）據(jù)的存儲(chǔ)。主

10、要包括主存儲(chǔ)器（內(nèi)存儲(chǔ)器、內(nèi)存）和輔助存儲(chǔ)器（外存儲(chǔ)器、外存）。和輔助存儲(chǔ)器（外存儲(chǔ)器、外存）。2122主存儲(chǔ)器分為三種類型：主存儲(chǔ)器分為三種類型：l隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器 (RAM)l只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器 (ROM)l互補(bǔ)金屬氧化物存儲(chǔ)器互補(bǔ)金屬氧化物存儲(chǔ)器(CMOS)主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器 RAMROMCMOS主存儲(chǔ)器的種類主存儲(chǔ)器的種類2223&RAM的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：l 計(jì)算機(jī)中主存的主要組成部分。計(jì)算機(jī)中主存的主要組成部分。l 用戶既可以讀，又可以寫。用戶既可以讀，又可以寫。l 對(duì)所有存儲(chǔ)單元的讀寫時(shí)間均相同。對(duì)所有存儲(chǔ)單元的讀寫時(shí)間均相同。l 具有易失性。若斷電或關(guān)掉計(jì)算機(jī)，全部存儲(chǔ)

11、具有易失性。若斷電或關(guān)掉計(jì)算機(jī)，全部存儲(chǔ) 的信息將會(huì)丟失。的信息將會(huì)丟失。2324& 隨機(jī)存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM ）又分為兩大類：）又分為兩大類：l 靜態(tài)靜態(tài)RAM（SRAM） ：利用觸發(fā)器來存儲(chǔ)信利用觸發(fā)器來存儲(chǔ)信息，當(dāng)通電的時(shí)候信息始終存在，不需要刷新。息，當(dāng)通電的時(shí)候信息始終存在，不需要刷新。存取速度快，但容量較小，價(jià)格較高。存取速度快，但容量較小，價(jià)格較高。l 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM（DRAM）: 利用電容上的電荷存儲(chǔ)利用電容上的電荷存儲(chǔ)信息，電容上的電荷會(huì)泄漏，需要周期性的刷信息，電容上的電荷會(huì)泄漏，需要周期性的刷新。存取速度慢，但容量較大，價(jià)格較低。新。存取速度慢，但容量較大，

12、價(jià)格較低。2425&RAM 的容量、速度：的容量、速度： 衡量衡量RAM容量的單位通常用字節(jié)數(shù)表示。每容量的單位通常用字節(jié)數(shù)表示。每1024個(gè)字節(jié)稱為個(gè)字節(jié)稱為1K字節(jié)（字節(jié)（210=1K），每），每1024K字字節(jié)稱為節(jié)稱為1M字節(jié)（字節(jié)（220=1M），每），每1024M字節(jié)稱為字節(jié)稱為1G字節(jié)（字節(jié)（230=1G）。）。 磁帶用兩個(gè)卷軸承接起來，當(dāng)磁帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁帶用兩個(gè)卷軸承接起來，當(dāng)磁帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以通過讀可以通過讀/寫磁頭來讀寫磁帶上的數(shù)據(jù)。寫磁頭來讀寫磁帶上的數(shù)據(jù)。 磁帶是順序訪問的，用戶要找一個(gè)文件，必磁帶是順序訪問的，用戶要找一個(gè)文件，必須從磁帶頭開始。須從磁帶頭開始。

13、磁帶磁帶3738利用激光技術(shù)來存儲(chǔ)和讀取數(shù)據(jù)利用激光技術(shù)來存儲(chǔ)和讀取數(shù)據(jù) 。光存儲(chǔ)設(shè)備有只讀光盤光存儲(chǔ)設(shè)備有只讀光盤(CD-ROM)、可刻錄光盤、可刻錄光盤 (CD-R)、可重寫光盤、可重寫光盤(CD-RW)、數(shù)字多功能光盤、數(shù)字多功能光盤(DVD)。光存儲(chǔ)器光存儲(chǔ)器38CD-ROM的內(nèi)容是由制造商寫入的。用戶不能刪除，的內(nèi)容是由制造商寫入的。用戶不能刪除，也不能寫入。也不能寫入。CD-ROM 盤所需的費(fèi)用是可調(diào)節(jié)的，尤其是大批盤所需的費(fèi)用是可調(diào)節(jié)的，尤其是大批量地生產(chǎn)，每個(gè)盤片的費(fèi)用會(huì)很便宜的。量地生產(chǎn)，每個(gè)盤片的費(fèi)用會(huì)很便宜的。CD-ROM 驅(qū)動(dòng)器被使用來讀驅(qū)動(dòng)器被使用來讀 CD-ROM

14、盤。盤。CD-ROM 驅(qū)動(dòng)器有不同的速度，如單倍速，多倍驅(qū)動(dòng)器有不同的速度，如單倍速，多倍速等。速等。39CD-ROM的制造需要先使用高能紅外激光來制作主的制造需要先使用高能紅外激光來制作主盤。激光在主盤上形成一系列的坑和紋間表面。盤。激光在主盤上形成一系列的坑和紋間表面。然后依照主盤，作成相應(yīng)的模盤。然后依照主盤，作成相應(yīng)的模盤。最后將溶解的聚碳酸酯樹脂注入模盤中制成光盤。最后將溶解的聚碳酸酯樹脂注入模盤中制成光盤。4041CD-R 制造時(shí)不需要主盤和模盤。制造時(shí)不需要主盤和模盤。CD-R盤上的坑和紋間表面是模擬出來的。盤上的坑和紋間表面是模擬出來的。CD-R 是讓用戶自己制作的光盤。用戶只

15、需要一是讓用戶自己制作的光盤。用戶只需要一次寫入信息，就可以多次讀出信息。次寫入信息，就可以多次讀出信息。4142CD-RW 技術(shù)又稱之為可擦寫光盤技術(shù)。技術(shù)又稱之為可擦寫光盤技術(shù)。CD-RW光盤可以寫入、擦除、重寫。光盤可以寫入、擦除、重寫。4243lDVD 采用與采用與CD類似的技術(shù)。兩種盤尺寸相同。類似的技術(shù)。兩種盤尺寸相同。lDVD 盤的存儲(chǔ)量遠(yuǎn)大于盤的存儲(chǔ)量遠(yuǎn)大于 CD-ROM盤（如單層盤（如單層DVD盤的容量為盤的容量為4,700 MB ，而，而 CD-ROM盤的盤的容量?jī)H為容量?jī)H為650 MB）。）。lDVD 盤更適用于多媒體對(duì)存儲(chǔ)大容量數(shù)據(jù)的盤更適用于多媒體對(duì)存儲(chǔ)大容量數(shù)據(jù)的需

16、要。需要。4344圖圖3.13 光驅(qū)結(jié)構(gòu)光驅(qū)結(jié)構(gòu)4445 圖圖3.9 內(nèi)存條內(nèi)存條 （a）U盤盤 （b）硬盤）硬盤 （c）光盤）光盤圖圖3.10 外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器認(rèn)識(shí)內(nèi)存和外存設(shè)備認(rèn)識(shí)內(nèi)存和外存設(shè)備45圖圖3.14 存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu) 存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)速度速度快快慢慢容量容量小小大大4647& 高速緩沖存儲(chǔ)器的存取速度比主存快，但比高速緩沖存儲(chǔ)器的存取速度比主存快，但比CPU內(nèi)部的寄存器慢內(nèi)部的寄存器慢 。& 高速緩沖存儲(chǔ)器容量較小，常置于高速緩沖存儲(chǔ)器容量較小，常置于CPU和主存和主存之間。之間。主存主存高速緩沖存儲(chǔ)器（高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）4

17、7nCache用來存放主存中一部分內(nèi)容的副本（拷貝），用來存放主存中一部分內(nèi)容的副本（拷貝），即當(dāng)前正在執(zhí)行的程序中的活躍部分。即當(dāng)前正在執(zhí)行的程序中的活躍部分。nCPU可以直接訪問可以直接訪問cache ，以便快速地向，以便快速地向CPU提供提供指令和數(shù)據(jù)。指令和數(shù)據(jù)。n當(dāng)當(dāng)CPU需要程序和數(shù)據(jù)時(shí)，首先檢索內(nèi)部需要程序和數(shù)據(jù)時(shí)，首先檢索內(nèi)部cache ，然后檢索外部然后檢索外部cache ，再往后是，再往后是RAM。只有前者中。只有前者中找不到所需內(nèi)容時(shí)才繼續(xù)檢索后者。找不到所需內(nèi)容時(shí)才繼續(xù)檢索后者。48494950l 輸入設(shè)備和輸出設(shè)備統(tǒng)稱為外部設(shè)備，簡(jiǎn)稱輸入設(shè)備和輸出設(shè)備統(tǒng)稱為外部設(shè)備，

18、簡(jiǎn)稱I/O設(shè)備，是計(jì)算機(jī)與人或外部事務(wù)進(jìn)行交互的部件。設(shè)備，是計(jì)算機(jī)與人或外部事務(wù)進(jìn)行交互的部件。l（1）輸入設(shè)備主要用來向計(jì)算機(jī)輸入各種原始數(shù)）輸入設(shè)備主要用來向計(jì)算機(jī)輸入各種原始數(shù)據(jù)和指令。據(jù)和指令。l（2）輸出設(shè)備主要用于數(shù)據(jù)的輸出，即把計(jì)算機(jī)）輸出設(shè)備主要用于數(shù)據(jù)的輸出，即把計(jì)算機(jī)加工處理的結(jié)果（數(shù)字形式的編碼）變換成人或其加工處理的結(jié)果（數(shù)字形式的編碼）變換成人或其他設(shè)備所能接受或識(shí)別的信息形式，如數(shù)字、文字、他設(shè)備所能接受或識(shí)別的信息形式，如數(shù)字、文字、圖形、聲音或電壓等。圖形、聲音或電壓等。504 輸入輸入/輸出子系統(tǒng)中的設(shè)備可以分為兩大類：輸出子系統(tǒng)中的設(shè)備可以分為兩大類：非存

19、儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備。非存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備。存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備非存儲(chǔ)設(shè)備非存儲(chǔ)設(shè)備輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備磁介質(zhì)存儲(chǔ)設(shè)備磁介質(zhì)存儲(chǔ)設(shè)備光存儲(chǔ)設(shè)備光存儲(chǔ)設(shè)備其他存儲(chǔ)設(shè)備其他存儲(chǔ)設(shè)備51輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備 鍵盤輸入設(shè)備鍵盤輸入設(shè)備 掃描儀掃描儀 音頻輸入設(shè)備音頻輸入設(shè)備 視頻輸入設(shè)備視頻輸入設(shè)備 其他其他 顯示器顯示器 打印機(jī)打印機(jī) 其他其他5253圖圖3.15 常用的輸入設(shè)備常用的輸入設(shè)備常用輸入設(shè)備常用輸入設(shè)備游游戲戲桿桿觸觸摸摸屏屏5354圖圖3.16 常用的輸出設(shè)備常用的輸出設(shè)備常用輸出設(shè)備常用輸出設(shè)備陰陰極極射射線線管管 顯顯示示器器投投影影儀儀54半導(dǎo)體存儲(chǔ)器半導(dǎo)體存儲(chǔ)

20、器磁表面存儲(chǔ)器磁表面存儲(chǔ)器& 存儲(chǔ)設(shè)備又稱為輔助存儲(chǔ)器。用來存放暫時(shí)不存儲(chǔ)設(shè)備又稱為輔助存儲(chǔ)器。用來存放暫時(shí)不參與運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)。參與運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)。CPU不能直接訪問輔助存不能直接訪問輔助存儲(chǔ)器，需要時(shí)將信息先傳送到主存。儲(chǔ)器，需要時(shí)將信息先傳送到主存。輔助存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器光存儲(chǔ)器光存儲(chǔ)器55l 計(jì)算機(jī)的五大部件在計(jì)算機(jī)中是采用總線進(jìn)行計(jì)算機(jī)的五大部件在計(jì)算機(jī)中是采用總線進(jìn)行連接的?？偩€是計(jì)算機(jī)中信息和數(shù)據(jù)傳輸或交換的連接的。總線是計(jì)算機(jī)中信息和數(shù)據(jù)傳輸或交換的通道。頻率被用于衡量總線傳輸速率，單位為通道。頻率被用于衡量總線傳輸速率，單位為Hz。根據(jù)連接的不同，總線可以分為系統(tǒng)總

21、線、內(nèi)部總根據(jù)連接的不同，總線可以分為系統(tǒng)總線、內(nèi)部總線（同一部件內(nèi)部連接的總線）和外部總線（主機(jī)線（同一部件內(nèi)部連接的總線）和外部總線（主機(jī)和外部設(shè)備之間連接的總線）。和外部設(shè)備之間連接的總線）。56l 系統(tǒng)總線又稱為內(nèi)總線或板級(jí)總線。系統(tǒng)總線又稱為內(nèi)總線或板級(jí)總線。CPU和主和主存之間通常通過系統(tǒng)總線連接，包括數(shù)據(jù)總線、地存之間通常通過系統(tǒng)總線連接，包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線三組線路。址總線和控制總線三組線路。圖圖3.17 CPU和內(nèi)存之間的總線和內(nèi)存之間的總線主存主存數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線地址總線地址總線控制總線控制總線57582數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 ：由雙方向的多根信號(hào)線組成，由雙方向的多

22、根信號(hào)線組成， CPU可以沿這可以沿這些線從主存或外設(shè)讀入數(shù)據(jù)，也可以沿這些線向主存或外些線從主存或外設(shè)讀入數(shù)據(jù)，也可以沿這些線向主存或外設(shè)送出數(shù)據(jù)。通常數(shù)據(jù)總線的位數(shù)取決于字的寬度。如果設(shè)送出數(shù)據(jù)。通常數(shù)據(jù)總線的位數(shù)取決于字的寬度。如果計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)是計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)是32位，就需要位，就需要32位寬度的數(shù)據(jù)總線，以便位寬度的數(shù)據(jù)總線，以便同一時(shí)刻能夠同時(shí)傳送同一時(shí)刻能夠同時(shí)傳送32位的數(shù)據(jù)。位的數(shù)據(jù)。2地址總線：地址總線：由單方向的多根信號(hào)線組成，用于由單方向的多根信號(hào)線組成，用于CPU向主存、向主存、外設(shè)傳輸?shù)刂沸畔?。地址總線的位數(shù)取決于存儲(chǔ)空間的大外設(shè)傳輸?shù)刂沸畔ⅰ５刂房偩€的位數(shù)取決于存儲(chǔ)空

23、間的大小。如果存儲(chǔ)容量為小。如果存儲(chǔ)容量為2n個(gè)字，那么地址總線需要個(gè)字，那么地址總線需要n位。位。5859n控制總線：控制總線：傳輸?shù)氖强刂菩畔?，包括傳輸?shù)氖强刂菩畔?，包括CPU送出的控制命令送出的控制命令和主存和主存/外設(shè)反饋給外設(shè)反饋給CPU的狀態(tài)信號(hào)?？刂瓶偩€的位數(shù)取決的狀態(tài)信號(hào)。控制總線的位數(shù)取決于計(jì)算機(jī)所需要的控制命令的總數(shù)。如果計(jì)算機(jī)有于計(jì)算機(jī)所需要的控制命令的總數(shù)。如果計(jì)算機(jī)有2m條控條控制命令，那么控制總線需要制命令，那么控制總線需要m位。位。59l CPU通過系統(tǒng)總線對(duì)存儲(chǔ)器的內(nèi)容進(jìn)行讀寫，同樣通過通過系統(tǒng)總線對(duì)存儲(chǔ)器的內(nèi)容進(jìn)行讀寫，同樣通過總線，實(shí)現(xiàn)將總線，實(shí)現(xiàn)將CPU內(nèi)

24、數(shù)據(jù)寫入外設(shè)，或由外設(shè)讀入內(nèi)數(shù)據(jù)寫入外設(shè)，或由外設(shè)讀入CPU。l 與與CPU和內(nèi)存的本質(zhì)不同，輸入和內(nèi)存的本質(zhì)不同，輸入/輸出設(shè)備都是機(jī)電、磁輸出設(shè)備都是機(jī)電、磁性或者光學(xué)設(shè)備，因此不能直接與連接性或者光學(xué)設(shè)備，因此不能直接與連接CPU和內(nèi)存的總線相和內(nèi)存的總線相連。與連。與CPU和內(nèi)存相比，輸入和內(nèi)存相比，輸入/輸出設(shè)備的操作速度要慢得多，輸出設(shè)備的操作速度要慢得多，它是通過一種被稱為輸入它是通過一種被稱為輸入/輸出控制器或接口的器件連接到總輸出控制器或接口的器件連接到總線上的。控制器或者接口，消除了輸入線上的?？刂破骰蛘呓涌?，消除了輸入/輸出設(shè)備與輸出設(shè)備與CPU及內(nèi)及內(nèi)存在本質(zhì)上的障礙。

25、存在本質(zhì)上的障礙。60612輸入輸出設(shè)備不能直接與輸入輸出設(shè)備不能直接與CPU和主存的總線相連。因?yàn)檩敽椭鞔娴目偩€相連。因?yàn)檩斎胼敵鲈O(shè)備往往都是機(jī)電、磁性或光學(xué)設(shè)備，比入輸出設(shè)備往往都是機(jī)電、磁性或光學(xué)設(shè)備，比CPU和主和主存的速度慢得多。必須要有存的速度慢得多。必須要有“中介中介”來處理速度上的差異，來處理速度上的差異，這個(gè)中介被稱為設(shè)備控制器或接口。這個(gè)中介被稱為設(shè)備控制器或接口。鍵盤控鍵盤控制器制器監(jiān)視器監(jiān)視器控制器控制器打印機(jī)打印機(jī)控制器控制器磁盤控磁盤控制器制器圖圖3.18 I/O設(shè)備與總線的連接設(shè)備與總線的連接6162設(shè)備控制器有兩種設(shè)備控制器有兩種2串行控制器：串行控制器：只有一

26、根數(shù)據(jù)線連接到設(shè)備上。只有一根數(shù)據(jù)線連接到設(shè)備上。2并行控制器：并行控制器：數(shù)根數(shù)據(jù)線連接到設(shè)備上。數(shù)根數(shù)據(jù)線連接到設(shè)備上。6263計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)l 軟件是用戶與硬件之間的接口界面，它不僅是軟件是用戶與硬件之間的接口界面，它不僅是指程序，還是計(jì)算機(jī)中程序、數(shù)據(jù)、有關(guān)文檔及它指程序，還是計(jì)算機(jī)中程序、數(shù)據(jù)、有關(guān)文檔及它們之間的聯(lián)系所表現(xiàn)出來的信息的總稱，是運(yùn)行在們之間的聯(lián)系所表現(xiàn)出來的信息的總稱，是運(yùn)行在硬件設(shè)備上的各種程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)資料。軟件是硬件設(shè)備上的各種程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)資料。軟件是計(jì)算機(jī)必不可少的組成部分，計(jì)算機(jī)的每一步操作計(jì)算機(jī)必不可少的組成部分，計(jì)算機(jī)的每一步操作都是

27、在軟件的控制下執(zhí)行的，計(jì)算機(jī)的所有功能都都是在軟件的控制下執(zhí)行的，計(jì)算機(jī)的所有功能都要通過軟件來實(shí)現(xiàn)。不裝任何軟件的計(jì)算機(jī)被稱為要通過軟件來實(shí)現(xiàn)。不裝任何軟件的計(jì)算機(jī)被稱為裸機(jī)，裸機(jī)幾乎不能完成任何功能。裸機(jī)，裸機(jī)幾乎不能完成任何功能。6364l 軟件是計(jì)算機(jī)的靈魂，包含程序和文檔兩部分。軟件是計(jì)算機(jī)的靈魂，包含程序和文檔兩部分。l （1）程序是一系列按照特定順序組織的計(jì)算機(jī)數(shù)）程序是一系列按照特定順序組織的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)和指令的集合。程序應(yīng)具有據(jù)和指令的集合。程序應(yīng)具有3個(gè)方面的特征：一個(gè)方面的特征：一是目的性；二是可執(zhí)行性；三是程序是代碼化的指是目的性；二是可執(zhí)行性；三是程序是代碼化的指令序列

28、。令序列。l （2）文檔是了解程序所需的闡述性資料。它是指）文檔是了解程序所需的闡述性資料。它是指用自然語(yǔ)言或形式化語(yǔ)言所編寫的用來描述程序的用自然語(yǔ)言或形式化語(yǔ)言所編寫的用來描述程序的內(nèi)容、組成、設(shè)計(jì)、功能規(guī)格、開發(fā)情況、測(cè)試結(jié)內(nèi)容、組成、設(shè)計(jì)、功能規(guī)格、開發(fā)情況、測(cè)試結(jié)構(gòu)和使用方法的文字資料和圖標(biāo)，如程序設(shè)計(jì)說明構(gòu)和使用方法的文字資料和圖標(biāo)，如程序設(shè)計(jì)說明書、流程圖、用戶手冊(cè)等。書、流程圖、用戶手冊(cè)等。6465l 程序和文檔是軟件系統(tǒng)不可分割的兩個(gè)方面。程序和文檔是軟件系統(tǒng)不可分割的兩個(gè)方面。為了開發(fā)程序，設(shè)計(jì)者需要用文檔來描述程序的功為了開發(fā)程序，設(shè)計(jì)者需要用文檔來描述程序的功能和如何設(shè)

29、計(jì)開發(fā)等，這些信息用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)者編能和如何設(shè)計(jì)開發(fā)等，這些信息用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)者編制程序。當(dāng)程序編制好后，還要為程序的運(yùn)行和使制程序。當(dāng)程序編制好后，還要為程序的運(yùn)行和使用提供相應(yīng)的使用說明等相關(guān)文檔，以便其他人員用提供相應(yīng)的使用說明等相關(guān)文檔，以便其他人員使用。使用。6566l 計(jì)算機(jī)的軟件可以分為兩大類：系統(tǒng)軟件和應(yīng)計(jì)算機(jī)的軟件可以分為兩大類：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。用軟件。l （1）系統(tǒng)軟件是指用于控制與協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)本身及）系統(tǒng)軟件是指用于控制與協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)本身及其外部設(shè)備的一類軟件，它相當(dāng)于構(gòu)建了一個(gè)平臺(tái)，其外部設(shè)備的一類軟件，它相當(dāng)于構(gòu)建了一個(gè)平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上，可以通過調(diào)動(dòng)硬件資源的方式，滿在

30、這個(gè)平臺(tái)上，可以通過調(diào)動(dòng)硬件資源的方式，滿足平臺(tái)本身及其他應(yīng)用軟件的工作需求。足平臺(tái)本身及其他應(yīng)用軟件的工作需求。l （2）應(yīng)用軟件是為滿足用戶不同領(lǐng)域、不同問題）應(yīng)用軟件是為滿足用戶不同領(lǐng)域、不同問題的應(yīng)用需求而提供的軟件。的應(yīng)用需求而提供的軟件。6667l 系統(tǒng)軟件與具體的領(lǐng)域無關(guān)，僅在系統(tǒng)一級(jí)提系統(tǒng)軟件與具體的領(lǐng)域無關(guān)，僅在系統(tǒng)一級(jí)提供服務(wù)。其他軟件都要通過系統(tǒng)軟件發(fā)揮作用，因供服務(wù)。其他軟件都要通過系統(tǒng)軟件發(fā)揮作用，因此，系統(tǒng)軟件是軟件系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)軟件包括操此，系統(tǒng)軟件是軟件系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和工具系作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和

31、工具系統(tǒng)等。統(tǒng)等。l （1）操作系統(tǒng)）操作系統(tǒng)l （2）語(yǔ)言處理軟件）語(yǔ)言處理軟件l （3）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)l （4）工具軟件）工具軟件6768l 操作系統(tǒng)是通用型計(jì)算機(jī)必備軟件，是直接運(yùn)行于操作系統(tǒng)是通用型計(jì)算機(jī)必備軟件，是直接運(yùn)行于“裸裸機(jī)機(jī)”上的系統(tǒng)軟件，為用戶提供友好、方便、有效的人機(jī)操上的系統(tǒng)軟件，為用戶提供友好、方便、有效的人機(jī)操作界面。它主要用于進(jìn)行軟硬件資源的控制和管理，調(diào)度、作界面。它主要用于進(jìn)行軟硬件資源的控制和管理，調(diào)度、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各個(gè)硬件之間的監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各個(gè)硬件之間的協(xié)調(diào)工作。當(dāng)多個(gè)軟件同時(shí)運(yùn)行時(shí)，操

32、作系統(tǒng)負(fù)責(zé)分配和優(yōu)協(xié)調(diào)工作。當(dāng)多個(gè)軟件同時(shí)運(yùn)行時(shí)，操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)分配和優(yōu)化系統(tǒng)資源，并控制程序的運(yùn)行。其基本功能主要包括：處化系統(tǒng)資源，并控制程序的運(yùn)行。其基本功能主要包括：處理機(jī)管理、設(shè)備管理、存儲(chǔ)管理、文件管理和作業(yè)管理理機(jī)管理、設(shè)備管理、存儲(chǔ)管理、文件管理和作業(yè)管理5項(xiàng)。項(xiàng)。根據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域可分為：桌面操作系統(tǒng)、服務(wù)器操作系統(tǒng)和根據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域可分為：桌面操作系統(tǒng)、服務(wù)器操作系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)。6869l 常見的應(yīng)用軟件有：常見的應(yīng)用軟件有：l （1）辦公軟件，包括文字處理軟件、表格處理軟）辦公軟件，包括文字處理軟件、表格處理軟件、演示文稿處理軟件等。件、演示文稿處理軟件等。

33、l （2）媒體處理軟件，包括聲音處理軟件、圖形圖）媒體處理軟件，包括聲音處理軟件、圖形圖像處理軟件、三維及效果圖處理軟件、用于網(wǎng)頁(yè)和像處理軟件、三維及效果圖處理軟件、用于網(wǎng)頁(yè)和動(dòng)畫處理軟件等。動(dòng)畫處理軟件等。l （3）統(tǒng)計(jì)軟件，包括）統(tǒng)計(jì)軟件，包括SPSS、SAS、BMDP等。等。l （4）網(wǎng)絡(luò)通信軟件，包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽器、下載工具、）網(wǎng)絡(luò)通信軟件，包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽器、下載工具、遠(yuǎn)程管理、電子郵件工具、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)制作工具。遠(yuǎn)程管理、電子郵件工具、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)制作工具。6970圖圖3.19 軟件系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)軟件系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)l 不同軟件在計(jì)算機(jī)中所處的層次不同。不同軟件在計(jì)算機(jī)中所處的層次不同。70713.1.

34、3 軟硬件系統(tǒng)之間的關(guān)系軟硬件系統(tǒng)之間的關(guān)系l 計(jì)算機(jī)硬件是計(jì)算機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)任務(wù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，具計(jì)算機(jī)硬件是計(jì)算機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)任務(wù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，具有原子特性；計(jì)算機(jī)軟件是指計(jì)算機(jī)所需的各種程有原子特性；計(jì)算機(jī)軟件是指計(jì)算機(jī)所需的各種程序及有關(guān)資料，是計(jì)算機(jī)的靈魂。計(jì)算機(jī)的硬件和序及有關(guān)資料，是計(jì)算機(jī)的靈魂。計(jì)算機(jī)的硬件和軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中互相依存的兩大部分，它們的軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中互相依存的兩大部分，它們的關(guān)系主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：關(guān)系主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：l （1）硬件和軟件互相依存。）硬件和軟件互相依存。l （2）硬件和軟件無嚴(yán)格界限。）硬件和軟件無嚴(yán)格界限。l （3）硬件和軟件協(xié)同發(fā)展。）硬件

35、和軟件協(xié)同發(fā)展。7172 計(jì)算機(jī)工作的一般過程包括輸入（接收來自輸入計(jì)算機(jī)工作的一般過程包括輸入（接收來自輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)和信息）、處理（對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處設(shè)備的數(shù)據(jù)和信息）、處理（對(duì)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理）、輸出（由輸出設(shè)備顯示處理結(jié)果）和存儲(chǔ)（將理）、輸出（由輸出設(shè)備顯示處理結(jié)果）和存儲(chǔ)（將處理結(jié)果進(jìn)行保存）四個(gè)階段。處理結(jié)果進(jìn)行保存）四個(gè)階段。 計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別并執(zhí)行的操作命令稱為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別并執(zhí)行的操作命令稱為“機(jī)機(jī)器指器指令令”，這些機(jī)器指令按照一定順序排列就組成了，這些機(jī)器指令按照一定順序排列就組成了“程程序序”，計(jì)算機(jī)按照程序規(guī)定的流程依次執(zhí)行，最終完，計(jì)算機(jī)按照程序規(guī)定的流程依次執(zhí)行

36、，最終完成要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。成要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。72731. 指令和指令集指令和指令集2. 指令的組成指令的組成3. 指令的類型指令的類型4. 指令的執(zhí)行過程指令的執(zhí)行過程7374指令：指令：指揮計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種基本操作的命令稱為指令，指揮計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種基本操作的命令稱為指令，是使計(jì)算機(jī)完成操作的依據(jù)。指令規(guī)定了計(jì)算機(jī)執(zhí)行是使計(jì)算機(jī)完成操作的依據(jù)。指令規(guī)定了計(jì)算機(jī)執(zhí)行操作的類型和操作數(shù)，是能被計(jì)算機(jī)識(shí)別并執(zhí)行的二操作的類型和操作數(shù)，是能被計(jì)算機(jī)識(shí)別并執(zhí)行的二進(jìn)制碼。一條指令規(guī)定一種操作，指令是由一個(gè)字節(jié)進(jìn)制碼。一條指令規(guī)定一種操作，指令是由一個(gè)字節(jié)或多個(gè)字節(jié)組成的。或多個(gè)字節(jié)組成的。 指令集：指令集：C

37、PU能執(zhí)行的各種不同指令的集合稱為能執(zhí)行的各種不同指令的集合稱為CPU的指令集。的指令集。CPU可完成的各類功能也都反映在可完成的各類功能也都反映在CPU所所支持的各類指令集中。支持的各類指令集中。指令和指令集指令和指令集7475 指令通常由操作碼和地址碼兩部分組成。指令通常由操作碼和地址碼兩部分組成。操作碼操作碼指明計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種操作的性質(zhì)和功能，是指明計(jì)算機(jī)指明計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種操作的性質(zhì)和功能，是指明計(jì)算機(jī)要執(zhí)行操作的二進(jìn)制編碼；要執(zhí)行操作的二進(jìn)制編碼；地址碼地址碼，指出該指令源操作，指出該指令源操作數(shù)的地址、運(yùn)算結(jié)果的地址及下一條要執(zhí)行的指令地址。數(shù)的地址、運(yùn)算結(jié)果的地址及下一條要執(zhí)行的指

38、令地址。指令的組成指令的組成7576計(jì)算機(jī)的指令集是硬件和軟件之間的接口。計(jì)算機(jī)的指令集是硬件和軟件之間的接口。（1）數(shù)據(jù)傳送指令）數(shù)據(jù)傳送指令（2）算術(shù)指令）算術(shù)指令（3）邏輯指令）邏輯指令（4）移位指令）移位指令（5）轉(zhuǎn)移指令）轉(zhuǎn)移指令（6）I/O指令指令（7）其他指令）其他指令指令的類型指令的類型7677 計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令一般分為兩個(gè)階段：計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令一般分為兩個(gè)階段：第一階段，第一階段，將要執(zhí)行的指令從內(nèi)存中取到將要執(zhí)行的指令從內(nèi)存中取到CPU內(nèi)（內(nèi)（取指周期取指周期）；）；第二階段，第二階段，將將CPU取入的指令進(jìn)行分析譯碼，判斷取入的指令進(jìn)行分析譯碼，判斷該條指令要完成的操作，然后

39、向各部件發(fā)出完成該該條指令要完成的操作，然后向各部件發(fā)出完成該操作的控制性好，完成該指令的功能（操作的控制性好，完成該指令的功能（執(zhí)行周期執(zhí)行周期）。）。指令的執(zhí)行過程指令的執(zhí)行過程7778 CPU從內(nèi)存讀出一條指令到從內(nèi)存讀出一條指令到CPU內(nèi)執(zhí)行，執(zhí)行內(nèi)執(zhí)行，執(zhí)行完畢后再?gòu)膬?nèi)存讀出下一條指令到完畢后再?gòu)膬?nèi)存讀出下一條指令到CPU內(nèi)執(zhí)行。內(nèi)執(zhí)行。CPU不斷地取指令并執(zhí)行指令，就是程序的執(zhí)行過程。不斷地取指令并執(zhí)行指令，就是程序的執(zhí)行過程。 在計(jì)算機(jī)中，程序與數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)，在計(jì)算機(jī)中，程序與數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)，根據(jù)程序編排的順序，一步一步地取出指令，自動(dòng)完根據(jù)程序編排的順序，一步

40、一步地取出指令，自動(dòng)完成指令規(guī)定的操作是計(jì)算機(jī)最基本的工作原理。即成指令規(guī)定的操作是計(jì)算機(jī)最基本的工作原理。即CPU是利用重復(fù)的是利用重復(fù)的機(jī)器周期機(jī)器周期來執(zhí)行程序中的指令。來執(zhí)行程序中的指令。7879圖圖3.20 機(jī)器周期的步驟機(jī)器周期的步驟機(jī)器周期機(jī)器周期 CPU利用重復(fù)的機(jī)器周期來執(zhí)行指令。簡(jiǎn)化的周利用重復(fù)的機(jī)器周期來執(zhí)行指令。簡(jiǎn)化的周期包括期包括3步：步：7980 取指令取指令 在取指令階段，控制單元命令系統(tǒng)取出一條指在取指令階段，控制單元命令系統(tǒng)取出一條指令放在指令寄存器令放在指令寄存器I中，程序計(jì)數(shù)器中，程序計(jì)數(shù)器PC加加1。 譯碼譯碼 把指令置于指令寄存器后進(jìn)行譯碼，以確定這把

41、指令置于指令寄存器后進(jìn)行譯碼，以確定這是一條什么樣的指令。是一條什么樣的指令。 執(zhí)行執(zhí)行 譯碼完畢后，控制單元發(fā)送命令到譯碼完畢后，控制單元發(fā)送命令到CPU的某個(gè)的某個(gè)部件，完成指令所確定的功能。部件，完成指令所確定的功能。機(jī)器周期機(jī)器周期80計(jì)算機(jī)工作，即通用計(jì)算機(jī)通過執(zhí)行程序來計(jì)算機(jī)工作，即通用計(jì)算機(jī)通過執(zhí)行程序來處理數(shù)據(jù)。處理數(shù)據(jù)。程序是指令的有序集合。程序是指令的有序集合。程序和數(shù)據(jù)都放在主存中。程序和數(shù)據(jù)都放在主存中。程序執(zhí)行程序執(zhí)行8182一條指令由操作碼和地址碼兩部分組成。一條指令由操作碼和地址碼兩部分組成。1程序執(zhí)行的實(shí)例程序執(zhí)行的實(shí)例828307007107207320020

42、1202074主存主存Load 200 R1Load 200 R1 Halt HaltLoad 201 R2Load 201 R2Add R1 R2 R3Add R1 R2 R3Store 202 R3Store 202 R3+14-10R1R2R3IPC070執(zhí)行前主存和寄存器中的內(nèi)容執(zhí)行前主存和寄存器中的內(nèi)容8384070071072073200201202074主存主存Load 200 R1Load 200 R1 Halt HaltLoad 201 R2Load 201 R2Add R1 R2 R3Add R1 R2 R3Store 202 R3Store 202 R3+14-10Load 200 R1Load 200 R1取數(shù)指令取數(shù)指令R1R2R3IPC070Load 200 R1Load 200 R1071+14第一條指令執(zhí)行后第一條指令執(zhí)行后n每一個(gè)存儲(chǔ)單元都有惟一的標(biāo)識(shí)符每一個(gè)存儲(chǔ)單元都有惟一的標(biāo)識(shí)符地址地址84070071