计算机组成原理电子教案第1章.ppt

计算机组成原理电子教案第1章.ppt第一章计算机系统概述
计算机组成原理电子教案陆遥
计算机组成的任务
计算机的硬件系统构成
计算机的基本硬件组成
计算机的主要性能指标
计算机的软件系统构成
计算机的语言
计算机的软件
计算机系统的层次结构特征
电子计算机的发展简史
计算机组成的任务
计算机硬件子系统从设计到实现,需要经过计算机系统结构设计、计算机组成和计算机实现三个阶段的工作。
计算机系统结构主要研究计算机系统硬件、软件功能的分配,确定硬件和软件的界面,并研究提高计算机系统性能的方法。
计算机组成是按照计算机系统结构分配给硬件子系统的功能以及确定的概念结构,研究硬件子系统各组成部分的内部构造和相互联系,以实现机器指令级的各种功能和特性。也可以说,计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。
计算机实现是计算机组成的物理实现,即按计算机组成制定的方案,制作出实际的计算机系统。
计算机的硬件系统构成
计算机的基本硬件组成
通用电子数字计算机普遍采用的是冯·诺依曼系统结构。冯·诺依曼计算机也称为存储程序计算机。
冯·诺依曼结构计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备这5大部件组成,相互间以总线相连接。
运算器是计算机的数据处理中心,完成各种算术运算、逻辑运算、移位操作等。
存储器是计算机的记忆装置,按其在计算机工作过程中的作用不同,可分为主(内部)存储器和辅助(外部)存储器。
主存储器(简称主存)中存放的是计算机正在执行的程序和正在处理的数据。
辅助存储器(简称辅存)中则以文件的形式存储了大量等待执行的程序和等待处理的数据。
控制器是计算机的控制中心,它按严格的时间关系发出各种控制信号,控制计算机中其他部件协调工作,完成各种操作任务。

控制器是按人所编写的解题程序的要求来实施控制的,而程序则是由指令编排而成的。一台计算机拥有的所有指令构成一台计算机的指令系统。
控制器的基本任务,就是按照程序指令在存储器中的存放顺序,依次对各条指令进行读取、分析和控制执行,直至程序结束。
输入输出设备是计算机的外围设备,是计算机系统与其使用者——人进行交流必不可少的设备。
系统总线将计算机的各个组成部分连接在一起,实现各部分之间的信息传递。
系统总线是一组信号线的集合,其中包含有传递数据信息的数据总线、传递地址信息的地址总线和传递控制或状态信息的控制总线。

外围设备需要通过专门的适配器(接口电路)与系统总线相连。适配器的作用就是进行速度缓冲、信息格式及信号转换等。
计算机的主要性能指标
吞吐量:指一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量。
响应时间:指从输入有效到系统产生响应之间的时间度量。
利用率:指在给定的时间间隔内,系统被实际使用的时间所占的比率。
处理机字长:指处理机运算器中一次能够完成二进制运算的位数。
总线宽度:一般指CPU中运算器与存储器之间进行互连的内部总线二进制位数。