计算机组成原理唐朔飞

计算机组成原理第2版

唐朔飞高 等 教 育 出 版 社 高等教育电子音像出版社

第1章 计算机系统概论 第2章 计算机的发展及应用 第3章 系统总线 第4章 存储器 第5章 输入输出系统 第6章 计算机的运算方法 第7章 指令系统 第8章 CPU 的结构和功能 第9章 控制单元的功能 第10章 控制单元的设计 章

第1章 计算机系统概论1.1 计算机系统简介 1.2 计算机的基本组成 1.3 计算机硬件的主要技术指标 1.4 本书结构

1.1 计算机系统简介计算机1. 计算机系统计 算 机 系 统 计算机 机

1.1系统软件 用来管理整个计算机系统语言处理程序 操作系统

软 件

服务性程序 数据库管理系统 网络软件

应用软件 按任务需要编制成的各种程序

2. 计算机的解题过程

1.1

高级语 言程序

目标

结果

翻译程序

运行

计算机

二、计算机系统的层次结构高级语言 汇编语言 操作系统 机器语言 微指令系统虚拟机器 M3 虚拟机器 M2 虚拟机器 实际机器 M1 微程序机器 M0

1.1

1.1虚拟机器 M4用编译程序翻译 成汇编语言程序 用汇编程序翻译 成机器语言程序

虚拟机器 M3

软 件 硬 件

虚拟机器 M2

用机器语言解释操作系统

实际机器 M1

用微指令解释机器指令

微程序机器 M0

由硬件直接执行微指令

三、计算机体系结构和计算机组成 1.1有无乘法指令

计算机 程序员所见到的计算机系统的属性 体系结构 概念性的结构与功能特性(指令系统、数据类型、寻址技术、I/O机理) 指令系统、数据类型、寻址技术、I/O机理) 机理

计算机 组成

实现计算机体系结构所体现的属性(具体指令的实现) 具体指令的实现)

如何实现乘法指令

1.2 计算机的基本组成一、冯·诺依曼计算机的特点 冯 诺依曼计算机的特点1. 计算机由五大部件组成 2. 指令和数据以同等地位存于存储器， 指令和数据以同等地位存于存储器， 可按地址寻访 3. 指令和数据用二进制表示 4. 指令由操作码和地址码组成 5. 存储程序 6. 以运算器为中心

冯·诺依曼计算机硬件框图 诺依曼计算机硬件框图存放数据 将信息转换成机 和程序 器能识别的形式

1.2将结果转换成 算术运算 逻辑运算 人们熟悉的形式

存储器

输入设备

运算器

输出设备

控制器 指挥程序 运行

冯·诺依曼计算机硬件框图 诺依曼计算机硬件框图

1.2

存储器

输入设备

运算器

输出设备

控制器

二、计算机硬件框图1. 以存储器为中心的计算机硬件框图控制器

1.2

数据 输入设备 程序 存储器 输出设备

计算 结果

运算器

2.现代计算机硬件框图 .运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备主机 CPU

1.2

ALU

CU 主存 辅存

CPU 主机 硬

件 I/O设备 设备

主 存

ALU CU

I/O设备

三、计算机的工作步骤1.上机前的准备 . 建立数学模型 确定计算方法 x3 x5 x7 x9 … sin x = x + + 3! 5! 7! 9! 1 ( y x ) ( n = 0, 1, 2, … ) x √ = 2 n + yn 编制解题程序程序 —— 运算的 全部步骤 指令 —— 每 一个步骤

1.2

编程举例计算取x

1.2ax2 + bx + c = (ax + b)x + c )至运算器中 取x 加b 加c 至运算器中 乘以a 在运算器中 在运算器中 乘以x 在运算器中 在运算器中

乘以x 在运算器中 乘以a 在运算器中 存ax2 在存储器中 取b 至运算器中 乘以x 在运算器中 加ax2 在运算器中 加c 在运算器中