计算机组成原理与汇编语言计算机组成原理与汇编语言北京工业大学计算机学院系统结构系内容†第一章绪论†第二章数据信息表示†第三章数值运算及运算器†第四章指令系统†第五章中央处理器（CPU）†第六章存储系统†第七章输入输出系统及外围设备†第八章汇编语言第一章绪论参考教材《计算机组成原理》（第2版）唐朔飞高等教育出版社2008年《计算机组成原理》蒋本珊清华大学出版社2004年《计算机组成原理与汇编语言程序设计》俸远祯等电子工业出版社1999年《计算机组成和设计硬件/软件接口》（第2版）DavidA.Patterson等著清华大学出版社2003年《计算机组成与体系结构》（第3版网络版）白中英科学出版社2006年第一章绪论第一章绪论第一节计算机的分类和应用第二节计算机的基本组成第三节计算机系统的硬件结构第四节计算机系统的软件第五节计算机系统的层次结构第六节计算机性能指标分析第七节计算机系统组织和结构的发展第一章绪论第一节计算机的分类和应用一、计算机的分类•电子模拟计算机的主要特点：参与运算的数值由不间断的连续量表示，其运算过程是连续的。•电子数字计算机的主要特点：参与运算的数值用断续的数字量表示，其运算过程按数字位进行。第一章绪论数字计算机分类数字计算机按用途分为：专用计算机和通用计算机。‡专用计算机：为解决某类问题而设计。‡通用计算机：适应性很强，可以解决各类应用。专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。通用计算机按其规模、速度和功能等又可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机以及单片机。第一章绪论第一节计算机的分类和应用二、计算机的应用（一）科学计算——数值计算（二）计算机控制——A/D、D/A（三）信息处理——非数值计算（四）教育和卫生（五）家用电器（六）人工智能第一章绪论第二节计算机的基本组成一、存储程序的概念‡采用二进制形式表示计算机中的数据和指令。‡把编好的程序和原始数据预先存入主存储器中，使计算机在工作时能够连续、自动、高速地从存储器中取出一条条指令并且执行之。（存储程序概念）‡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计算机系统。第一章绪论冯·诺依曼计算机硬件框图存放数据算术运算和程序存储器逻辑运算输入设备运算器输出设备将信息转换成机将结果转换成器能识别的形式控制器人们熟悉的形式指挥程序第一章绪论运行y=ax+b-c行数解题步骤和数据说明1取数(9)→算盘(9)表示第9行的数a,下同2乘法(12)→算盘完成a*x,结果在算盘上3加法(10)→算盘完成ax+b,结果在算盘上4减法(11)→算盘完成ax+b-c,结果在算盘上5存数y→13算盘上的y值记到第13行6输出把算盘上的y值写出给人看7停止运算完毕,暂停89a数据10b数据11c数据12x数据13y数据计算机的基本组成框图状态运算器命令数据结果程序结果输入设备存储器输出设备请求命令地址指令命令请求控制器第一章绪论第二节计算机的基本组成二、计算机的主要部件（一）输入设备：†功能：向机器输入操作员提供的原始信息，并将这些信息变换为计算机能够识别的形式。（二）输出设备：†功能：将计算机的处理结果，以人们容易接受的形式或为其他机器所能接受的形式输送出来。（三）存储器†功能：存储程序和各种数据信息。†存储系统通常分为三级存储体系。第一章绪论存储系统的三级存储体系主存储器（内存储器）、辅助存储器（外存储器）、高速缓冲存储器。CPUcache主存外存第一章绪论第二节计算机的基本组成（四）运算器†功能：执行算术运算和逻辑运算的部件，对信息进行加工处理。（五）控制器†功能：产生一系列控制信号以指挥整个计算机系统有条不紊的自动运行。（即决定做某种动作的时间和条件。）†控制器的结构有两种类型：即组合逻辑控制器和微程序控制器。第一章绪论第三节计算机系统的硬件结构一、总线总线：一组公共信息传输线路，能为多个部件服务，可分时地发送与接收各个部件的信息。‡总线的数据通路宽度：指能够一次并行传送的数据位数。‡总线分为单向总线和双向总线。单向总线：挂在总线上的一些部件将信息有选择地传向另一些部件，却不能反向传送；第一章绪论总线的概念双向总线：挂在总线上的任何一个部件或设备都可以从总线上有选择地接受其他部件或设备的信息，而且能通过总线