計算機硬件系統(tǒng)的基本組成.ppt

計算機硬件系統(tǒng)的基本組成 包括 運算器控制器高速緩存主存儲器外存設備輸入設備輸出設備等主要組成部分 它們通過總線和接口被連結在一起 構成一臺完整的計算機 如下圖所示 返回 馮 諾依曼結構計算機的核心思想 采用二進制代碼表示數(shù)據(jù)和指令采用存儲程序工作方式 即事先編制程序 實現(xiàn)存儲程序 自動連續(xù)地執(zhí)行程序 由存儲器 運算器 控制器 輸入設備 輸出設備等五大部件組成計算機硬件系統(tǒng) 輸入設備 輸出設備 入出接口和總線 外存設備 主存儲器 高速緩存 控制器 運算器 第5章 第6章 第4章 第3章 計算機硬件系統(tǒng)組成 返回 運算器 計算機硬件系統(tǒng)組成 運算器部件是計算機中進行數(shù)據(jù)加工的部件 其主要功能包括 1 執(zhí)行數(shù)值數(shù)據(jù)的加減乘除等算術運算 執(zhí)行邏輯數(shù)據(jù)的與或非等邏輯運算 由一個被稱為ALU的線路完成 2 暫時存放參加運算的數(shù)據(jù)和中間結果 由多個通用寄存器來承擔 3 支持快速乘除法運算的有移位功能的乘商寄存器運算器通常也是計算機CPU內部數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?返回 控制器 運算器 計算機硬件系統(tǒng)組成 控制器是計算機中控制執(zhí)行指令的部件 1 正確執(zhí)行每條指令 首先是取來一條指令 接著分析這條指令 再按指令格式和功能執(zhí)行這條指令2 保證指令按規(guī)定序列自動連續(xù)地執(zhí)行 3 對各種異常情況和請求及時響應和處理 說到底 控制器要向計算機各功能部件提供每一時刻協(xié)同運行所需要的控制信號 返回 外存設備 主存儲器 高速緩存 控制器 運算器 計算機硬件系統(tǒng)組成 由高速緩沖存儲器 主存儲器 輔助存儲器所組成的多級 層 存儲器系統(tǒng) 是計算機中用于存儲程序和數(shù)據(jù)的子系統(tǒng) 這三級存儲器所用的存儲介質的工作原理和特性各不相同 將作為三個部分分別講解 返回 輸入設備 外存設備 主存儲器 高速緩存 控制器 運算器 計算機硬件系統(tǒng)組成 輸入設備是向計算機中送入程序和數(shù)據(jù)的有一定獨立功能的設備 通過接口和總線與計算機主機連通 用于人 機交互聯(lián)系 例如計算機的鍵盤和鼠標等 返回 輸入設備 輸出設備 外存設備 主存儲器 高速緩存 控制器 運算器 計算機硬件系統(tǒng)組成 輸出設備是計算機中用于送出計算機內部信息的設備 例如打印機 顯示器等 返回 輸入設備 輸出設備 外存設備 主存儲器 高速緩存 控制器 運算器 計算機硬件系統(tǒng)組成 這些部件和設備通過總線和接口連接在一起 構成計算機整機硬件系統(tǒng) 協(xié)同運行 返回 教學內容組織 教學內容以計算機硬件知識為主 并按計算機組成 把課程分為如下四個單元 第一單元 由教材的第3章組成 以運算器的功能 組成與設計為主進行講解 其中數(shù)字化編碼 數(shù)據(jù)表示和數(shù)值數(shù)據(jù)的運算方法為本單元的基礎知識 運算器部件是目標 第二單元 由教材的第4章組成 以控制器的功能 組成與設計為主進行講解 其中的指令系統(tǒng) 指令格式 尋址方式等為本單元的基礎知識 控制器部件是目標 返回 教學內容組織 續(xù) 第三單元 由教材的第5章組成 即以多級存儲器的組成與運行原理 設計與實現(xiàn)方法為主進行講解 包括主存儲器 高速緩沖存儲器 外存儲器三部分 它們所用的存儲介質的特性和部件運行原理是本單元的基礎知識 三種存儲器部件是目標 第四單元 由教材的第6章組成 即圍繞常用的輸入 輸出方式 包括中斷方式和DMA方式 幾種常用的輸入 輸出設備的功能與組成 通用輸入 輸出接口與總線的構成和使用方法進行講解 返回 應用層 高級語言層 匯編語言層 操作系統(tǒng)層 指令系統(tǒng)層 微體系結構層 數(shù)字邏輯層 計算機系統(tǒng)的層次結構 計算機的系統(tǒng)結構 組成與實現(xiàn) 計算機系統(tǒng)結構 程序設計者所看到的計算機系統(tǒng)的屬性 是計算機的外特性 概念性結構和功能特性 研究計算機系統(tǒng)的硬 軟件的功能劃分和接口關系 計算機組成 計算機各功能部件的內部構造和相互之間的聯(lián)系 部件配置 相互連接和作用 強調各功能部件的性能參數(shù)相匹配 實現(xiàn)機器指令級的各種功能和特性 是計算機系統(tǒng)結構的邏輯實現(xiàn) 計算機實現(xiàn) 計算機組成的物理實現(xiàn) 即把一臺完成邏輯設計的計算機真正地制作出來 解決各部件的物理結構 器件選擇 電源供電 通風與冷卻 裝配與制造工藝等各個方面的問題 三者各自包括不同內容 彼此又有密切的聯(lián)