第二章微机系统组成.ppt

计算机组成 主讲教师：邱莉榕 授课班级：计算机10级 2010－2011年度第一学期 对计算机专业研究方向的思考 普通的拳法在高手施展开来，也是虎虎生风。基于这个道理，选择任何一种技能，持之以恒地努力，练到一定的高度层次，普通的技能也能成为特长。 计算机专业包括：程序设计、网络工程、图形图像处理、数据库开发、电子商务、通信工程、多媒体技术、计算机管理与维修等方面。将来你毕业走出学校，你志向从事哪个方面的工作呢？ 请同学们根据自己的实际情况，仔细思考后，为自己的发展进行定位，这是学习计算机专业非常重要的一件事情，也是同学们将来毕业后从事职业生存的方式。不必急着回答，这个问题的答案需要仔细的思考，或许还有机会的出现才能感悟。 主要内容 计算机系统概述 运算方法和运算器 内部存储器 指令系统 中央处理机 第一章 计算机系统结构概述 本章的重点与难点：冯-诺依曼（Neumann）计算机体系结构（1）基本原理（2）组成（3）特点 一、Neumann计算机体系的确立 人类使用工具的进步机械工具－－棍子、机器（四肢）测试工具－－各种仪器声纳（五官）计算工具－－手指、石头、贝壳、算盘 计算机（电脑）。 计算器的发展手工时代－机械时代－电子时代思考：计算机又称为“电脑”，具有十分强大的能力，那“电脑”会像美国科幻大片里的情景，电脑取代人类统治世界吗？为什么？ 接上页 Neumann体系结构的基本原理美籍科学家冯·诺依曼提出以二进制原理和程序存储控制原理为核心的通用数字电子计算机体系结构原理。（一）二进制原理 （1）通常所见的是十进制原理。 （2）二进制在计算机中运用是因为电子元器件只有开（高电平）和关（低电平）两种状态，所以可以用1和0来表示。 接上页 （二）程序存储控制原理 基本思想：计算机要完成自动解题任务，必须把事先设计的，用以描述计算机解题过程的程序和数据记住，然后再按照程序规定的步骤控制计算机的工作过程。 注意：这两个基本原理是第一章非常重要的知识点。 正确评价冯·诺依曼的贡献 John Louis von Neumann （1903--1957） 冯·诺依曼是大名鼎鼎、成就卓著的科学家。他在现代数学、量子物理学、逻辑学、气象学、军事学、经济学、决策论、博弈论以及计算机等学科做出了重大贡献。 计算机的五大功能和特点 1、计算机的五大功能 （1)输入输出（I/O）功能 （2)记忆功能 （3)计算功能 （4)逻辑判断功能 （5)自我控制能力 2、Neumann计算机的特点计算过程自动化，有记忆功能，速度快，精确度高。 Neumann计算机的基本组成（重点） I/O设备包括：打印机、显示器、键盘鼠标、扫描仪、光电笔、触摸屏、条形码阅读器等。 中央处理部件（CPU）包括：运算器、控制器、寄存器 存储器包括：内存储器－小快贵，半导体器件 外存储器－大慢便宜，磁材料器件特点：（1）可擦写可覆盖；（2）线性地址 （3）容量、价格、存取速度三大指标。 体系结构图 Neumann计算机是以CPU为中心的体系结构。 特别提醒（重点） 问： Neumann计算机的基本原理？它由哪几部分组成？答（1）二进制原理和程序存储控制原理 。（2）Neumann计算机由五大部分组成，分别是运算器、控制器、输入设备、输出设备、存储器。 问： Neumann计算机各组成部分的基本特点？并画出其体系结构图。答（1）运算器是用来分析和处理数据的；控制器是用来协调控制软硬件资源的；输入输出设备是用来输入数据和输出结果的；存储器是用来存储数据和程序的。（2）体系结构图(略) 二、Neumann计算机工作过程 什么叫程序？什么叫指令？ a + | b | = 程序流程图的绘制，是学习计算机编程的基础功夫，但大多初学者偷懒，不愿画图，不能做好编程前重要的准备工作，因此，大多数的程序设计学习者都只能停留在水平比较低的入门阶段。 a + |b| = ? 的流程图 流程图的绘制是计算机编程的前期准备工作 三、计算机系统组成 计算机的软件和硬件硬件就是看得见摸得着的实体－－人的躯体软件就是摸不着，但必不可少，对硬件起支撑作用的部分。－－人的灵魂 所以，一个完整的计算机系统应当包括两个部分：硬件部分与软件部分。 计算机系统的组成结构图如下页所示： 计算机系统的基本结构 计算机的基本组成 运算器和控制器合起来统称为中央处理单元，简称 CPU 。 输入设备和输出设备统称为I/O设备输入设备：键盘、鼠标、扫描仪等输出设备：显示器、打印机等 存储器：包括内存储器和外存储器内存：即内存条，有DR和DDR两种外存：即硬