计算机系统概述.ppt

1,计算机组成原理,第一讲,2020年7月10日,计算机系统概述,2,本讲主要内容,课程简介,计算机系统的层次结构,计算机系统的基本构成,计算机系统结构、组成及其实现,3,将回答,本课程重要吗,计算机硬件有哪些基本部件构成,计算机系统如何构成,本课程中探讨问题的前提,4,课程简介,课程性质与地位专业基础必修课程,承上启下,课程目的与任务建立计算机硬件系统的完整概念，以单机系统为研究对象，阐述计算机系统的硬件组成以及各部件的工作原理,5,课程主要内容,1、计算机系统概论,2、逻辑电路设计基础,3、信息编码和数据表示,4、计算机算法和算法逻辑实现,5、存储器,6、计算机指令构成和寻址方式,7、处理机设计,8、流水线处理机,9、存储系统,11、输入输出系统,10、输入输出设备,6,主要教学环节,课堂教学64学时,实验教学16学时,实验内容,运算器实验存储器实验微控制器实验基本模型机设计,考试笔试成绩实验成绩平时成绩,本课程重要吗,7,教材,郑纬民计算机组成和设计-硬件/软件接口（第二版）。清华大学出版社王爱英.计算机组成与结构.清华大学出版社.１９８９江义鹏.计算机组成原理.人民邮电出版社.１９８８俸远祯.计算机组成原理.电子工业出版社李亚民.计算机组成与系统结构.清华大学出版社.2000年袁开榜.计算机组成原理高等教育出版社白中英、韩兆轩编.计算机组成原理.科学出版社唐朔飞.电子数字计算机原理.哈尔滨工业大学出版社参考书邹海明.计算机组织与结构.电子工业出版社.１９９３年.版,Computerorganizationv[k]v[k1];v[k1]temp;,000010011100011010101111010110001010111101011000000010011100011011000110101011110101,高级语言程序,汇编语言程序,机器语言程序,控制信号描述,同一程序可以在不同复杂度级别进行表示,24,本讲主要内容,课程简介,计算机系统的层次结构,计算机系统的基本构成,计算机系统结构、组成及其实现,25,计算机系统结构、组成及其实现,计算机系统结构主要研究软硬件功能分配和对软硬件界面的确定,指令系统体系结构（ISA）,硬件,软件,26,计算机系统结构指令系统体系结构机器组成“计算机系统结构ComputerArchitecture”,27,外特性指令系统、数据表示、寻址方式、寄存器集,性能成本评价运算速度、存储容量、I/O带宽,系统结构的研究范围,新型系统结构设计并行性、数据流、推理机、神经网,界面设计确定硬件功能,28,确定数据通路的宽度确定各种操作对功能部件的共享程度确定专用的功能部件确定功能部件的并行度设计缓冲和排队策略设计控制机构确定采用何种可靠性技术,结构、组成和实现,计算机系统的组成是指计算机系统结构的逻辑实现，主要包括,29,处理机、主存储器等部件的物理结构器件的集成度和速度专用器件的设计器件、模块、插件、底版的划分与连接信号传输技术电源、冷却及装配技术，相关制造工艺及技术等,计算机实现是指计算机组成的物理实现，包括,30,相互关系,应用程序,操作系统,指令系统,组成,实现,编译,外特性设计,逻辑设计,器件，封装、机箱、电源、冷却设计,31,③实现指令集中所有指令功能的具体电路、器件的设计、装配技术等属于计算机实现。,系统结构、组成、实现三者之间的区别,②指令的实现，如取指令、取操作数、运算、送结果等具体操作及其排序方式属于计算机组成。,例①机器指令集的确定属于计算机系统结构。,32,③主存系统的物理实现，如存储器器件的选定、逻辑电路的设计、微组装技术的选定属于计算机实现。,例①主存容量与编址方式按位、按字节、按字访问等的确定属于计算机系统结构。,②为达到所定性能价格比，主存速度应多快，在逻辑结构上需采用什么措施如多体交叉存储等属于计算机组成。,33,②乘法指令是用专门的乘法器实现，还是经加法器用重复的相加和右移操作来实现，属于计算机组成。,例①确定是否有乘法指令属于计算机系统结构。,③乘法器、加法器的物理实现，如器件的选定器件集成度、类型、数量、价格及所用微组装技术等，属于计算机实现。,34,计算机系统结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念，但随着技术、器件和应用的发展，三者之间的界限越来越模糊。,计算机系统由软件、硬件和固件组成，在功能上是同等的。同一种功能可以用硬件实现，也可以用软件或固件实现。不同的组成只是性能和价格不同。,本课程中探讨问题的前提,35,小结,,计算机系统,硬件系统,软件系统,系统软件,应用软件,运算器,控制器,寄存器,存储器,输入/输出接口,I/O设备,CPU,,系统总线,,,,,主机,RAM,ROM,,,36,小结,计算机组织organization是指计算机的各个操作部件工作原理以及它们之间的相互联系，这些操作部件用来具体实现计算机结构的属性，如计算机内部的控制信号，存储技术，与外部设备的接口等。,