计算机组成原理计算机组成原理课程教学要求一、课程主要内容主要内容：计算机的基本概念系统硬件组成（主要部件、系统结构）计算机的性能指标第一节计算机的基本概念计算机的分类计算机分类计算机分类计算机分类1.1.1冯·诺依曼思想2.计算机采用存储程序的工作方式；图计算机组成示意图编写程序1.1.2信息的数字化表示例2用数字代码表示字符2.在物理机制上用数字信号3.数字化方法表示信息的优点1.1.3存储程序工作方式第二节计算机系统的组织1.2.1计算机的硬件系统组成计算机的一般组成结构为：运算器+存储器+控制器+输入/输出设备。主要功能部件又称为算术逻辑单元ALU(ArithmeticLogicUnit)，用来进行算术或逻辑运算以及位移循环等操作，它是CPU的执行部件。ALU是一种以全加器为核心的具有多种运算功能的组合逻辑电路。在运算中,当数的位数越多时,计算的精度就越高,但是位数越多,所需的电子器件也越多。目前计算机的运算器长度一般是8位、16位、32位或64位移位器移位器移位器移位器（2）控制器1）功能：产生控制命令(微命令)，控制全机操作。2）组成：微命令产生方式（指令执行控制方式）：2.存储器1）功能:存储数据和数字化后的程序。存储容量:存储器所有存储单元的总数。存储容量越大,表示计算机记忆储存的信息就越多。通常用单位“KB、MB、GB”等表示。内存储器（主存）：存放直接为CPU提供服务的数据与程序的存储器。目前主要采用半导体型内存储器芯片。其特点为：工作速度较快，存储容量比外存小。外存储器(辅存）:为计算机配备的存储容量很大的辅助存储器。如：磁盘存储器、光盘存储器等，其主要特点是存储容量大，价格便宜，工作速度较慢。存储体存储体读/写线路和数据寄存器：完成读/写操作，暂存读/写数据。3.输入/输出设备1）功能：转换信息。4.总线（Bus）典型的硬件系统结构1.以总线为基础的系统结构总线：能为多个部件分时共享的一组信息传送线路。总线结构优点：①减少机器中信息传送线的根数，简化了系统结构，提高了机器的可靠性。②可以方便对系统进行扩充。分为三类：①传送信息的数据总线DB(DataBus)；②指示欲传信息的来源或目的地址的地址总线AB(AddressBus)；③管理总线上活动的控制总线CB(ControlBus)。系统总线总线（1）以CPU为中心的双总线结构（2）单总线结构（3）以M为中心的双总线结构（4）多级总线结构2.采用通道或IOP的大型系统结构（1）带通道的系统3.模型机系统结构1.2.2软件系统操作系统；数据库管理系统应用程序：用户利用计算机来解决某些问题所编制的程序,如工程设计程序、数据处理程序、自动控制程序、企业管理程序、情报检索程序、科学计算程序等等。1.2.3系统组成的层次结构系统的多级结构3.操作系统级由操作系统程序实现。这些操作系统由机器指令和广义指令组成，这些广义指令是操作系统定义和解释的软件指令，所以这一级也称为软硬件混合级。4.语言处理程序级给程序人员提供一种符号形式语言，以减少程序编写的复杂性。这一级由汇编程序支持和执行。如果应用程序采用汇编语言编写，则机器必须要有这一级的功能；如果应用程序不采用汇编语言编写，则这一级可以不要。1.2.4软件与硬件的逻辑等价性第三节计算机系统的性能指标表示为：字数×字长（按字编址）或字节数（按字节编址）总线位数×总线时钟频率8第一章小结3.目前大多数计算机为冯·诺依曼型结构，其特点为：根据存储程序、按地址顺序执行程序（指令），直至完成任务。4.计算机系统是一个由硬件、软件组成的多级层次结构系统，它通常由微程序级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成，每一级上都能进行程序设计，并且可得到下面各级的支持。第一章小结