计算机组成原理教师：王练E-mail：wanglian@cqupt.edu.cn学习指南本课程的地位本课程在计算机学科中处于承上启下的地位，要求先修的课程有：计算机科学导论数字电路学习指南学习指南学习指南第1章第1章电子计算机是一种不需要人工直接干预，能够自动、高速、准确的对各种信息进行处理和存储的电子设备。可以有非电子计算机（如：光计算机、量子计算机、超导计算机等）。可以有非数字计算机（如：模拟计算机）。1.1.1电子计算机的发展世界上第一台电子数字计算机是1946年2月问世的ENIAC。ENIAC的设计开始于1943年,该机一直使用到1955年。1.1电子计算机与存储程序控制1.1.2存储程序概念美籍匈牙利数学家冯·诺依曼等人在1946年6月提出存储程序概念。存储程序概念：⑴计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成；⑵计算机内部采用二进制来表示指令和数据；⑶将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作，这就是存储程序的基本含义。1.1电子计算机与存储程序控制中央处理器（CPU）CPU=运算器+控制器主机主机=中央处理器+主存储器外部设备除去主机以外的硬件装置（如输入设备、输出设备、辅助存储器等）1.2计算机的硬件组成1.2计算机的硬件组成1.2计算机的硬件组成1.2计算机的硬件组成1.2计算机的硬件组成1.2计算机的硬件组成1.2计算机的硬件组成1.2计算机的硬件组成1.2计算机的硬件组成1.2计算机的硬件组成1.2计算机的硬件组成1.2计算机的硬件组成1.2计算机的硬件组成2.总线电路(1)三态门具有三种逻辑状态的门电路。这三种状态是：“0”状态“1”状态浮空状态1.2计算机的硬件组成(2)单向和双向总线单向总线上的信息只能向一个方向传送，如地址总线。双向总线上的信息可以向两个方向上传送，如数据总线。1.2计算机的硬件组成第四级1.2计算机的硬件组成1.2计算机的硬件组成1.2计算机的硬件组成1.2.5冯·诺依曼结构和哈佛结构的存储器设计思想1.冯·诺伊曼结构冯·诺依曼结构也称普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置。使用冯·诺伊曼结构的中央处理器有很多。如Intel公司的80X86、ARM公司的ARM7、MIPS公司的MIPS等都采用了冯·诺伊曼结构。1.2计算机的硬件组成2.哈佛结构哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。CPU首先到指令存储器中读取指令内容，译码后得到数据地址，再到相应的数据存储器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）。哈佛结构的处理器通常具有较高的执行效率。其指令和数据分开组织和存储的，执行时可以预先读取下一条指令。目前使用哈佛结构的中央处理器也有很多，如MOTOROLA公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列和ARM公司的ARM9、ARM10和ARM11等。哈佛结构的存储器设计1.3计算机系统1.3计算机系统1.3计算机系统1.3计算机系统1.3计算机系统1.3计算机系统1.3计算机系统1.3计算机系统1.4计算机的工作过程和主要性能指标0000000000000000001.4计算机的工作过程和主要性能指标1.4计算机的工作过程和主要性能指标1.4计算机的工作过程和主要性能指标1.4计算机的工作过程和主要性能指标第1章小结第1章小结