計(jì)算機(jī)組成原理課件（第三版）第一章 概述

計(jì)算機(jī)組成原理 主編： 石磊 教授 鄭州大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)系 教材 石磊 ， 計(jì)算機(jī)組成原理 第 3版 , 清華大學(xué)出版社 ， 2011 參考書 白中英 ， 計(jì)算機(jī)組成原理 第 4版 ， 科學(xué)出版社 ，2010 薛勝軍 ,計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu) 第 3版 ,華中科技大學(xué)出版社 ， 2010 王誠 ， 計(jì)算機(jī)組成與設(shè)計(jì) 第 3版 , 清華大學(xué)出版社 ， 2008 第一章 概述 第二章 計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示 第三章 運(yùn)算方法和運(yùn)算器 第四章 存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)系統(tǒng) 第五章 指令系統(tǒng) 第六章 中央處理器 第七章 總線系統(tǒng) 第八章 輸入輸出系統(tǒng) 第九章 計(jì)算機(jī)外部設(shè)備 第十章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及發(fā)展 目錄 一 、 課程性質(zhì)與任務(wù) （ 課程在專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中的地位與課程教學(xué)目標(biāo) ） “計(jì)算機(jī)組成原理”屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，必修課。面向應(yīng)用、突出實(shí)踐、偏向硬件和理論。 計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)教學(xué)中的一門核心課程，是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)課程所要必修的主干課。通過教學(xué)，使學(xué)生對計(jì)算機(jī)的各主要部分（運(yùn)算期、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備）的構(gòu)成及工作原理有一個(gè)深刻的、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和理解，同時(shí)對計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢也有一個(gè)較為深入的了解。 主要講解簡單、單臺(tái)計(jì)算機(jī)的完整組成原理和內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制，包括運(yùn)算器部件、控制器部件、存儲(chǔ)器子系統(tǒng)、輸入 /輸出子系統(tǒng)與輸入 /輸出系統(tǒng)設(shè)備，圍繞各自的功能、組成、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、使用等知識(shí)進(jìn)行介紹；此外，該課程的工程性、實(shí)踐性、技術(shù)性比較強(qiáng)，還強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手動(dòng)腦能力、開創(chuàng)與創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能，這些要求更多的是通過作業(yè)、教學(xué)實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)完成，要求學(xué)生有意識(shí)地主動(dòng)加強(qiáng)這些方面的練習(xí)與鍛煉。 二 、 課程的基本要求 （ 課程教學(xué)應(yīng)使學(xué)生達(dá)到的基本要求 ） 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述、計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示、運(yùn)算方法和運(yùn)算器、指令系統(tǒng)、隨機(jī)邏輯和微程序控制原理、存儲(chǔ)系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)外設(shè)簡介，要求學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)的組成和工作原理。 通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)的組成原理及工作原理，以建立整機(jī)概念。本課程設(shè)有實(shí)驗(yàn)，以加深對課程內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。 三 、 課程與其他課程的聯(lián)系與分工 先修課：數(shù)字電路、模擬電路、匯編語言程序設(shè)計(jì) 后續(xù)課：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、微型 原理 ，關(guān)系密切的還有操作系統(tǒng)等課程。 四 、 課程總學(xué)時(shí)中各環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)分配 （ 講授 、 實(shí)驗(yàn) 、 上機(jī) 、 實(shí)踐等 ） 授課學(xué)時(shí) （參考） ： 72，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) （參考） ： 18 教學(xué)大綱 第一章 概述 第二章 計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示 第三章 運(yùn)算方法和運(yùn)算器 第四章 存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)系統(tǒng) 第五章 指令系統(tǒng) 第六章 中央處理器 第七章 總線系統(tǒng) 第八章 輸入輸出系統(tǒng) 第九章 計(jì)算機(jī)外部設(shè)備 第十章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及發(fā)展 目錄 1960年： 計(jì)算可能有一天將被組織為 公共事業(yè) 。 麥卡錫 “be as a “ of 1969 “As of in as up we 1984 “is 2008 U. C. “is of to as a to 2008 “is 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 第一章 概述 什么是計(jì)算機(jī) ？ 計(jì)算機(jī) （ 是一種以電子器件為基礎(chǔ)的 ， 不需人的直接干預(yù) ， 能夠?qū)Ω鞣N數(shù)字化信息 ， 進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算的快速工具 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用 計(jì)算機(jī)從總體上來說分為兩大類 : 模擬計(jì)算機(jī) 和 數(shù)字計(jì)算機(jī) 。 各自主要特點(diǎn) ： 模擬計(jì)算機(jī)由模擬運(yùn)算器件構(gòu)成 ， 其變量由連續(xù)量（ 如：電壓 、 電流等 ） 來表示 ， 運(yùn)算過程也是連續(xù)的 數(shù)字計(jì)算機(jī)則是由邏輯電子器件構(gòu)成 ， 其變量為開關(guān)量 （ 離散的數(shù)字量 ） ， 采用數(shù)字式按位運(yùn)算 ， 運(yùn)算模式是離散式的 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 數(shù)字計(jì)算機(jī)與模擬計(jì)算計(jì)的主要區(qū)別 比較內(nèi)容 數(shù)字計(jì)算機(jī) 模擬計(jì)算機(jī) 數(shù)據(jù)表示方式 數(shù)字 0和 1 電壓、電流等 計(jì)算方式 數(shù)字計(jì)算 電量組合和測量值 控制方式 程序控制 模擬信號組合控制 精度、抗干擾性 高、好 低、差 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量 大 小、幾乎無 邏輯判斷能力 強(qiáng) 無 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 1、 第一代計(jì)算機(jī) （ 1） 1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī) 50年代末 （ 2） 主要特征：電子管作為電子器件 （ 3） 軟件處于初始階段 ， 使用機(jī)器語言與符號語言編制程序 （ 4） 特點(diǎn)：體積大 ， 運(yùn)算速度低 ， 存儲(chǔ)容量小 ， 主要用于科學(xué)計(jì)算 。 算機(jī)的發(fā)展簡史 （ 1/5） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 2、 第二代計(jì)算機(jī) （ 1） 50年代末 60年代初 （ 2） 主要特征：晶體管作為電子器件 （ 3） 軟件開始使用計(jì)算機(jī)高級語言 （ 4） 特點(diǎn)：體積減小 ， 重量輕 、 壽命長 、 耗電少 、 運(yùn) 算 速 度 快 、 存 儲(chǔ) 容 量 比 較 大 等 優(yōu) 點(diǎn) 。 不僅 用于科學(xué)計(jì)算 ， 還用于數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理 ， 并逐漸用于工業(yè)控制 。 算機(jī)的發(fā)展簡史 （ 2/5） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 算機(jī)的發(fā)展簡史 （ 3/5） 3、 第三代計(jì)算機(jī) （ 1） 60年代中期 70年代初期 （ 2） 主要特征：中 、 小規(guī)模集成電路作為電子器件 （ 3） 操作系統(tǒng)出現(xiàn) （ 4） 特點(diǎn)：體積與功耗都得到進(jìn)一步減小 ， 可靠性和運(yùn)算速度進(jìn)一步提高 。 不僅用于科學(xué)計(jì)算 ，還用于文字處理 、 企業(yè)管理 、 自動(dòng)控制等領(lǐng)域 ， 出現(xiàn)了管理信息系統(tǒng) ， 可用于生產(chǎn)管理 、交通管理 、 情報(bào)檢索等領(lǐng)域 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 4、 第四代計(jì)算機(jī) （ 1） 1971年到 1990年 。 （ 2） 主要特征：用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路（ 作為電子器件 （ 3） 特點(diǎn)：軟件越來越豐富 ， 并且功能強(qiáng)大 （ 4 ） 代 表 產(chǎn) 品 ： 8028680386 80486 計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史 （ 4/5） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 算機(jī)的發(fā)展簡史 （ 5/5） 5、 第五代計(jì)算機(jī) （ 1） 1990至今 （ 2） 主要特征：用甚大規(guī)模集成電路 （ 作為電子器件 （ 3） 主要標(biāo)志：一個(gè)是單片集成電路規(guī)模達(dá) 100萬晶體管以上；另一個(gè)是超標(biāo)量技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用 。 未來的計(jì)算機(jī) 以超大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ) ， 未來的計(jì)算機(jī)將向巨型化 、 微型化 、 網(wǎng)絡(luò)化與智能化的方向發(fā)展 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 算機(jī)的特點(diǎn) 計(jì)算機(jī)是由硬件和軟件組成的復(fù)雜設(shè)備 計(jì)算機(jī)以電子器件為物質(zhì)基礎(chǔ) 計(jì)算機(jī)由程序控制其操作過程 計(jì)算機(jī)以離散的數(shù)字量形式進(jìn)行工作 計(jì)算機(jī)的基本運(yùn)算操作是算術(shù)和邏輯運(yùn)算 ， 運(yùn)算速度和計(jì)算精度極高 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 1、 科學(xué)計(jì)算 2、 過程檢測與控制 計(jì)算機(jī)檢測系統(tǒng)：利用計(jì)算機(jī)對工業(yè)生產(chǎn)過程中的某些信號自動(dòng)進(jìn)行檢測 ， 把檢測到的數(shù)據(jù)存入計(jì)算機(jī) ， 再根據(jù)需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 。 3、 信息管理 是指利用計(jì)算機(jī)來加工 、 管理與操作任何形式的數(shù)據(jù)資料 ， 如企業(yè)管理 、 物資管理 、 報(bào)表統(tǒng)計(jì) 、 信息情報(bào)檢索等 。 4、 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)用于輔助設(shè)計(jì) 、 輔助制造 、 輔助教學(xué)等方面 ， 統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng) 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 算機(jī)系統(tǒng)的組成 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件組成 。 計(jì)算機(jī)硬件 （ 是指構(gòu)成計(jì)算機(jī)的所有實(shí)體部件的集合 ， 通常這些部件由電路 （ 電子元件 ） 、 機(jī)械等物理部件組成 。 計(jì)算機(jī)軟件 （ 主要是一系列按照特定順序組織的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)和指令的集合 。 1983年 ， 件是計(jì)算機(jī)程序 、方法 、 規(guī)范及其相應(yīng)的文檔以及在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行是所必須的數(shù)據(jù) 。 軟件是相對于機(jī)器硬件而言的 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 算機(jī)的硬件系統(tǒng) 1、 存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器是用來存放數(shù)據(jù)和程序的部件 。 2、 運(yùn)算器：對信息進(jìn)行運(yùn)算處理的部件 。 主要功能是對二進(jìn)制數(shù)碼進(jìn)行算術(shù) （ 加減乘除 ） 和邏輯 （ 與或非 ） 運(yùn)算 。 3、 控制器：整個(gè)計(jì)算機(jī)的控制核心 。 主要功能是讀取指令 、 翻譯指令 、 并向計(jì)算機(jī)各部分發(fā)出控制信號 ， 以便執(zhí)行指令 。 4、 輸入設(shè)備：將數(shù)據(jù)和程序轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別和接受的信息 ， 并順序地把它們送入存儲(chǔ)器中 。 輸入設(shè)備有許多種 ， 例如鍵盤 、 鼠標(biāo) 、 掃描儀 、 光電輸入機(jī)等 。 5、 輸出設(shè)備：輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果以人們能接受的或其它機(jī)器能接受的形式送出 。 輸出設(shè)備有許多種類 ， 例如顯示器 、 打印機(jī) 、 繪圖儀等 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 算機(jī)的硬件系統(tǒng) 存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)流 控制流 運(yùn)算器 外存儲(chǔ)器 輸 出 設(shè) 備 內(nèi)存儲(chǔ)器 輸 入 設(shè) 備 控制器 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 1. 運(yùn)算器 算術(shù)運(yùn)算 邏輯運(yùn)算 采用二進(jìn)制數(shù) （ 容易實(shí)現(xiàn) ） 位數(shù)越多 ， 計(jì)算精度越高 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器長度： 8位 、 16位 、 32位或 64位 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 2. 存儲(chǔ)器 功能：保存或 “ 記憶 ” 數(shù)據(jù)和運(yùn)算過程 存儲(chǔ)的是 0或 1表示的二進(jìn)制代碼 主存采用半導(dǎo)體器件來作為存儲(chǔ)器 一個(gè)半導(dǎo)體觸發(fā)器記憶一個(gè)二進(jìn)制位 存儲(chǔ)單元 ： 在存儲(chǔ)器中保存一個(gè) 組成一個(gè)存儲(chǔ)單元 存儲(chǔ)器 地址 ： 存儲(chǔ)器是由許多存儲(chǔ)單元組成 ， 每個(gè)存儲(chǔ)單元的編號 ， 稱為地址 存儲(chǔ)容量 ： 存儲(chǔ)器所有存儲(chǔ)單元的總數(shù) 。 通常用單位“ 等表示 內(nèi)存儲(chǔ)器 （ 主存 ） 和 外存儲(chǔ)器 (輔存 ） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 表示參加運(yùn)算的數(shù)據(jù) 從存儲(chǔ)器的哪個(gè)單元取 運(yùn)算的結(jié)果應(yīng)存到哪個(gè)單元 3. 控制器 控制計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件有條不紊地進(jìn)行工作 指令 有兩部分：操作的性質(zhì)和操作的地址 操作碼 地址碼 指出指令所進(jìn)行的操作 加 、 減 、 乘 、 除 、 取數(shù) 、 存數(shù)等 指令 操作碼 加法 減法 乘法 除法 取數(shù) 存數(shù) 打印 停機(jī) 001 010 011 100 101 110 111 000 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 電子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想 存儲(chǔ)程序，程序控制 “存儲(chǔ)程序”，是把 指令 以代碼的形式事先輸入到計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器中，即用記憶數(shù)據(jù)的同 一裝置存儲(chǔ)執(zhí)行運(yùn)算的命令，這些指令按一定的規(guī)則組成 程序 “程序控制”，是當(dāng)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后，程序就會(huì)控制計(jì)算機(jī)按規(guī)定的順序逐條執(zhí)行指令，自動(dòng)完成預(yù)定的信息處理任務(wù) 馮 諾依曼型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想 存儲(chǔ)程序并按地址順序執(zhí)行 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 馮 諾依曼計(jì)算機(jī)的基本思想 采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。指令由操作碼和地址碼組成； 將程序和數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)器中，使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)從存儲(chǔ)器取出指令加以執(zhí)行，自動(dòng)完成計(jì)算任務(wù)。這就是“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”（簡稱存儲(chǔ)程序控制）的概念； 指令的執(zhí)行是順序的，即一般按照指令在存儲(chǔ)器中存放的順序執(zhí)行，程序分支由轉(zhuǎn)移指令實(shí)現(xiàn)。 計(jì)算機(jī)由存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、輸入和輸出設(shè)備五大基本部件組成，規(guī)定了 5部分的基本功能 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 控制器的基本任務(wù) 按照計(jì)算程序所排的指令序列 ， 先從存儲(chǔ)器取出一條指令放到控制器中 ， 對該指令的操作碼由譯碼器進(jìn)行分析判別 ， 然后根據(jù)指令性質(zhì) ， 執(zhí)行這條指令 ， 進(jìn)行相應(yīng)的操作 。 接著從存儲(chǔ)器取出第二條指令 ， 再執(zhí)行第二條指令 ， 依次類推 取指令的一段時(shí)間叫做 取指周期 執(zhí)行指令的一段時(shí)間叫做 執(zhí)行周期 執(zhí)行完成指令的時(shí)間 ， 稱為 指令周期 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 指令字和數(shù)據(jù)字，指令流和數(shù)據(jù)流 某字為一條指令 ， 則稱為 指令字 某字代表要處理的數(shù)據(jù) ， 稱為 數(shù)據(jù)字 在取指周期中從內(nèi)存讀出的信息是 指令流 ， 它流向控制器 而執(zhí)行周期中從內(nèi)存讀出的信息流是 數(shù)據(jù)流 ， 它由內(nèi)存流向運(yùn)算器 時(shí)間上 ：在取指周期中 ， 令 ；而執(zhí)行周期中從內(nèi)存讀出或?qū)懭氲男畔⒁欢ㄊ?數(shù)據(jù) 。 空間上 ： 指令 一定流向控制器；而 數(shù)據(jù) 則是在內(nèi)存（ 或寄存器 ） 與運(yùn)算器之間流動(dòng) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 算機(jī)的硬件系統(tǒng) 總線 （ ：是計(jì)算機(jī)中用于傳送信息的公用通道 ， 是為多個(gè)部件服務(wù)的一組信息傳送連接線 。 總線的分類： （ 1） 按傳送信息的屬性分： 數(shù)據(jù)總線 （ 在各部件之間傳送數(shù)據(jù)信息 地址總線 （ 傳送各部件相互訪問的地址信息 控制總線 （ 傳送控制各部件操作的控制信息 （ 2） 按信息傳送的方向分： 單向總線 雙向總線 （ 3） 按連接對象和完成的功能分： I/O 用于外設(shè)與主機(jī)的信息交換 。 用于 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 按總線連接方式 ， 計(jì)算機(jī)組成結(jié)構(gòu)分為三類 1、 單總線結(jié)構(gòu) ：把各功能部件連接在單總線上 ， 所有部件間的信息交換都經(jīng)由單總線進(jìn)行 。 （ 1） 元化總線： 2） 總線： 、 雙總線結(jié)構(gòu) （ 1） 兩種總線：存儲(chǔ)總線和 I/（ 2） 三種形式： （ A） 以 （ B） 以存儲(chǔ)器為中心的雙總線結(jié)構(gòu) （ C） 采用通道或輸入輸出處理機(jī)處理輸入輸出 3、 多總線結(jié)構(gòu)： 在高速外設(shè)與主存儲(chǔ)器之間可以增設(shè)直接存儲(chǔ)器訪問方式的高速 I/ 。 算機(jī)的硬件系統(tǒng) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（ 5000次加法 /秒 體重 28噸 占地 1708,800只電子管 1500個(gè)繼電器 耗電 150統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 2004) 曙光 4000A 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 2006) 統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 2008) 統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 2008) 曙光 5000A 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 2009) 統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 2010) 天河一號 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 摩爾定律 早在 1964年 ， 英特爾公司創(chuàng)始人戈登 在一篇很短的論文里斷言：每 18個(gè)月 ， 集成電路的性能將提高一倍 ， 而其價(jià)格將降低一半 。 這就是著名的 摩爾定律 。作為迄今為止半導(dǎo)體發(fā)展史上意義最深遠(yuǎn)的定律 ， 摩爾定律被集成電路近 40年的發(fā)展歷史準(zhǔn)確無誤地驗(yàn)證著 。 計(jì)算機(jī)組成原理 38 什么是微型計(jì)算機(jī) 微型計(jì)算機(jī) （ 采用微處理器為核心構(gòu)造的計(jì)算機(jī) 微處理器 （ 一塊大規(guī)模集成電路芯片 微型機(jī)的運(yùn)算和控制核心 中央處理單元 （ 相對來說 ， 微機(jī)性能 、 價(jià)格 、 體積較小 工作學(xué)習(xí)中使用的個(gè)人微機(jī) 生產(chǎn)生活中運(yùn)用的各種智能化電子設(shè)備 計(jì)算機(jī)組成原理 39 微處理器的基本性能指標(biāo) 字長 微處理器每個(gè)時(shí)間單位處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位數(shù) 例如一次進(jìn)行運(yùn)算 、 傳輸?shù)奈粩?shù) 時(shí)鐘頻率 微處理器的處理速度 反映微處理器的基本時(shí)間單位 集成度 表明微處理器的生產(chǎn)工藝水平 常用芯片上集成的晶體管數(shù)量來表達(dá) 計(jì)算機(jī)組成原理 40 通用微處理器 4位微處理器 1971年 ， 004， 第一個(gè)微處理器 8位微處理器 080/8085 16位微處理器 086/8088 16位個(gè)人計(jì)算機(jī) （ 32位微處理器 80386， 80486， 32位 64位微處理器 計(jì)算機(jī)組成原理 41 專用微處理器 單片機(jī) （ 微控制器 ， 嵌入式控制器 ， 8系列 愛特梅爾 （ 公司的 與 ， 基于 數(shù)字信號處理器 （ 專注于數(shù)字信號的高速處理 美國德州儀器 主要應(yīng)用于通信 、 消費(fèi)類電子產(chǎn)品和計(jì)算機(jī) 主要應(yīng)用形式：嵌入式系統(tǒng) 芯片級結(jié)構(gòu) ， 模塊級結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)組成原理 42 8086 16位結(jié)構(gòu)的微處理器：數(shù)據(jù)總線為 16位 主存容量 1址總線為 20位 時(shí)鐘頻率 5 準(zhǔn) 16位微處理器 8088：外部數(shù)據(jù)總線為 8位 C/088 處理器總線 （ 微處理器的對外引腳 （ 數(shù)據(jù) 、 地址和控制三組信號 電源和地線 計(jì)算機(jī)組成原理 43 處理器總線 數(shù)據(jù)總線 （ 處理器與存儲(chǔ)器或外設(shè)交換信息的通道 個(gè)數(shù) （ 條數(shù) ） 是一次能夠傳送數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位數(shù) 地址總線 （ 指定存儲(chǔ)器或外設(shè)的具體單元 個(gè)數(shù)反映訪問的主存儲(chǔ)器容量或外設(shè)范圍 控制總線 （ 控制處理器數(shù)據(jù)傳送等操作 一個(gè)信號兩種狀態(tài)（高或低）兩種編碼（ 1或 0） N： 2N 計(jì)算機(jī)組成原理 44 80286 16位數(shù)據(jù)總線 ， 24位地址總線 （ 16 實(shí)方式 （ 與 8086工作方式一樣 保護(hù)方式 （ 提供存儲(chǔ)管理 、 保護(hù)機(jī)制和多任務(wù)管理的硬件支持 C/0286 210 B 1024 B 1220 B 1024 230 B 1024 0： 220 24： 224 32： 232 計(jì)算機(jī)組成原理 45 80386 32位結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)總線 32位 ， 地址總線 32位 ， 可尋址 4 虛擬 8086方式 （ 086 保護(hù)方式下的 8086工作方式 系統(tǒng)管理方式 （ 低功耗節(jié)能狀態(tài) 英特爾 32位結(jié)構(gòu)： 80386， 80486， 計(jì)算機(jī)組成原理 46 80486 80486 80386 80387 8 浮點(diǎn)處理單元 8086/8088： 8087， 80286： 80287， 80386： 80387 高速緩沖存儲(chǔ)器 微處理器與主存之間速度很快但容量較小的存儲(chǔ)器 用于提高整個(gè)存儲(chǔ)器系統(tǒng)的存取速度 復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī) 例如：指令流水線 指令執(zhí)行劃分成多個(gè)步驟在多個(gè)部件中獨(dú)立地進(jìn)行 多條指令可以在不同的執(zhí)行階段同時(shí)進(jìn)行 計(jì)算機(jī)組成原理 47 俗稱的 80586微處理器 ， 奔騰微處理器 32位結(jié)構(gòu) ， 連接主存的外部數(shù)據(jù)總線卻是 64位 超標(biāo)量 （ 技術(shù) 具有可以并行工作的 2條整數(shù)處理流水線 ， 可以達(dá)到每個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行 2條指令 雙路高速緩沖結(jié)構(gòu) 88計(jì)算機(jī)組成原理 48 原稱 中文名稱為 “ 高能奔騰 ” 兩個(gè)芯片組成 級 （ 8 二級 （ 25612 擴(kuò)展的超標(biāo)量技術(shù) 12級指令流水線 能同時(shí)執(zhí)行 3條指令 動(dòng)態(tài)執(zhí)行技術(shù) 分支預(yù)測 、 數(shù)據(jù)流分析和推測執(zhí)行 計(jì)算機(jī)組成原理 49 I 多媒體擴(kuò)展指令 （ 整數(shù)運(yùn)算多媒體指令 對圖像 、 音頻 、 視頻和通信方面的程序進(jìn)行優(yōu)化 提升微機(jī)對多媒體的處理能力 多能奔騰 ） ： I： 算機(jī)組成原理 50 數(shù)據(jù)流 浮點(diǎn)單精度多媒體運(yùn)算指令 提高浮點(diǎn) 3 D 令 I 單指令多數(shù)據(jù) 表示一條指令具有同時(shí)處理多組數(shù)據(jù)的能力 計(jì)算機(jī)組成原理 51 指令級并行 進(jìn)一步發(fā)掘指令之間可以同時(shí)執(zhí)行的能力 超線程 線程級并行 發(fā)掘程序中的并行性 一個(gè)物理處理器形成兩個(gè)邏輯處理器 增強(qiáng)浮點(diǎn)雙精度多媒體運(yùn)算能力 增強(qiáng)和完善 計(jì)算機(jī)組成原理 52 0 賽揚(yáng) ） 微處理器 面向低端 （ 低價(jià)位 ） 至強(qiáng) ） 微處理器 面向高端服務(wù)器 、 工作站 雙核微處理器 單芯片多處理器 ：單芯片雙 核心 64位微處理器 8核心：兼容 4位微處理器 擴(kuò)展 64位技術(shù) ） ： 4位擴(kuò)展 計(jì)算機(jī)組成原理 53 微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu) 1. 微處理器 2. 存儲(chǔ)器 3. I/ 微機(jī)的核心 、 控制中心 ， 中央處理器 大規(guī)模集成電路 集成 控制器 運(yùn)算器 （ 整數(shù)運(yùn)算器 ） 寄存器 （ 高速存儲(chǔ)單元 ） 高性能微處理器內(nèi)部還有 浮點(diǎn)處理單元甚至多媒體數(shù)據(jù)運(yùn)算單元 存儲(chǔ)管理單元 、 代碼保護(hù)機(jī)制 計(jì)算機(jī)組成原理 55 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器 （ 是存放程序和數(shù)據(jù)的部件 高性能微機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng) 微處理器內(nèi)部的寄存器 （ 高速緩沖存儲(chǔ)器 （ 主板上的主存儲(chǔ)器 以外設(shè)形式出現(xiàn)的輔助存儲(chǔ)器 主存儲(chǔ)器 （ 主存 、 內(nèi)存 ） 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片組成 相對造價(jià)高 、 速度快 、 但容量小 輔助存儲(chǔ)器 （ 簡稱輔存或外存 ） 磁盤 、 光盤存儲(chǔ)器等構(gòu)成 相對造價(jià)低 、 容量大 、 信息可長期保存 ， 但速度慢 算機(jī)組成原理 56 I/ I/ ：用戶與微機(jī)交互 輸入 （ 設(shè)備 ， 如標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備：鍵盤 輸出 （ 設(shè)備 ， 如標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備：顯示器 I/ ：外設(shè)和主機(jī)間的橋梁 完成信號變換 、 數(shù)據(jù)緩沖 、 聯(lián)絡(luò)控制等工作 較簡單的 I/較復(fù)雜的 I/ 接口卡 計(jì)算機(jī)組成原理 57 系統(tǒng)總線 總線 （ ：傳遞信息的一組公用導(dǎo)線 、 信息通道 系統(tǒng)總線 （ ：微機(jī)系統(tǒng)中信息交換的主要公共通道 地址總線：單向輸出主存單元或 I/ 數(shù)據(jù)總線：讀 （ 操作數(shù)據(jù)輸入微處理器；寫（ 操作數(shù)據(jù)輸出到外界 （ 主存或外設(shè) ） 控制總線：有些控制信號或狀態(tài)信號輸出；有些請求或聯(lián)絡(luò)信號輸入 微機(jī)系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu) ， 總線連接使得微機(jī)組合靈活 、擴(kuò)展方便 計(jì)算機(jī)組成原理 58 個(gè)人微機(jī) 8位時(shí)代： 中華學(xué)習(xí)機(jī) 16位時(shí)代： 1981年 ， 088， 1982年 ， C/ 1984年 ， C/ C/ 32位時(shí)代： 32位 64位時(shí)代： 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 計(jì)算機(jī)是由運(yùn)算器 、 存儲(chǔ)器 、 控制器 、 適配器 、總線和輸入 /輸出設(shè)備組成的 。 都是由元件構(gòu)成的有形物體 ， 因而稱為 硬件 或硬設(shè)備 。 硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中實(shí)際物理裝置的總稱 計(jì)算程序 ， 因?yàn)樗菬o形的東西 ， 稱為 軟件 或軟設(shè)備 。 軟件是指在硬件上運(yùn)行的程序和相關(guān)的數(shù)據(jù)及文檔 硬件是軟件的工作基礎(chǔ) ， 軟件是硬件功能的擴(kuò)充和完善 。 兩者相互依存 ， 相互促進(jìn) 。 軟件與硬件的結(jié)合 ， 構(gòu)成完整的 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 硬件 系統(tǒng) 軟件 系統(tǒng) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 軟件 （ ：指能使計(jì)算機(jī)工作的程序和程序運(yùn)行時(shí)所需要的數(shù)據(jù) ， 以及與這些程序和數(shù)據(jù)有關(guān)的文字說明和圖表資料 ， 其中文字說明和圖表資料又稱為文檔 。 軟件的分類： （ 1） 系統(tǒng)軟件：指管理 、 監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)資源的軟件 。 操作系統(tǒng)： 語言處理程序：機(jī)器語言 、 匯編語言和高級語言 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫和管理數(shù)據(jù)庫的軟件 服務(wù)程序：例如編輯程序 、 診斷程序 、 排錯(cuò)程序等 （ 2） 應(yīng)用軟件：除了系統(tǒng)軟件以外的所有軟件 ， 是用戶利用計(jì)算機(jī)及其提供的系統(tǒng)軟件為解決各種實(shí)際問題而編制的計(jì)算機(jī)程序 。 算機(jī)的軟件系統(tǒng) 軟件程序 +數(shù)據(jù) +文檔 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 計(jì)算機(jī)軟件程序數(shù)據(jù)文檔 軟件分類 操作系統(tǒng) 語言處理程序 服務(wù)性程序 應(yīng)用軟件 辦公軟件包 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 瀏覽器 實(shí)時(shí)控制軟件 診斷、排錯(cuò)程序 反病毒程序 備份程序 文件壓縮程序 卸載程序 圖形圖像處理軟件 其它應(yīng)用軟件 系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 目的程序 早期計(jì)算機(jī)中 ， 人們直接用 機(jī)器語言 編寫程序 ，計(jì)算機(jī)完全可以 “ 識(shí)別 ” 并能執(zhí)行 ， 所以又叫做目的程序 用機(jī)器語言編寫程序很繁瑣 ， 又耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間 ， 容易出錯(cuò) ， 出錯(cuò)后尋找錯(cuò)誤也相當(dāng)費(fèi)事 ， 大大限制了計(jì)算機(jī)的使用 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 匯編程序 為了編寫程序方便翻譯和提高機(jī)器的使用效率 ， 人們發(fā)明了 匯編語言 借助于匯編程序 ， 計(jì)算機(jī)本身自動(dòng)地把符號語言表示的程序 （ 稱為 匯編源程序 ） 翻譯成用機(jī)器語言表示的目的程序 用約定的文字、符號和數(shù)字（ 助記符 ） 按規(guī)定 的格式來表示各種不同的指令 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 高級語言 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)程序自動(dòng)化和便于程序交流 ， 使不熟悉具體計(jì)算機(jī)的人也能很方便地使用計(jì)算機(jī) ， 人們又創(chuàng)造了各種接近于數(shù)學(xué)語言的 算法語言 （ 高級程序設(shè)計(jì)語言 ） 算法語言是指按實(shí)際需要規(guī)定好的一套基本符號以及由這套基本符號構(gòu)成程序的規(guī)則 。 比較接近數(shù)學(xué)語言 ， 直觀通用 ， 與具體機(jī)器無關(guān) ， 只要稍加學(xué)習(xí)就能掌握 ， 便于推廣使用計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 編譯程序 用程序設(shè)計(jì)語言編寫的程序稱為 源程序 ， 這種源程序不能由機(jī)器直接識(shí)別和執(zhí)行 ， 必須給計(jì)算機(jī)配備一個(gè)即懂算法語言又懂機(jī)器語言的 “ 翻譯 ” ，才能把源程序翻譯為機(jī)器語言 通常采用下面兩種方法： 編譯系統(tǒng)： 用 編譯程序 將源程序編譯成機(jī)器語言形式的目的程序 ， 然后在目標(biāo)系統(tǒng)運(yùn)行 解釋系統(tǒng) ： 逐個(gè)解釋并立即執(zhí)行源程序的語句 ，它不是編出目的程序后再執(zhí)行 ， 而是直接逐一解釋語句并得出計(jì)算結(jié)果 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 軟件與硬件的邏輯等價(jià)性 隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展和軟件硬化的趨勢 ，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟 、 硬件界限已經(jīng)變得模糊了 任何操作可以由軟件來實(shí)現(xiàn) ， 也可以由硬件來實(shí)現(xiàn)；任何指令的執(zhí)行可以由硬件完成 ， 也可以由軟件來完成 對于某一功能采用硬件方案還是軟件方案 ， 取決于 器件價(jià)格 、 速度 、 可靠性 、 存儲(chǔ)容量 、 變更周期 等 軟件的特點(diǎn) 易于實(shí)現(xiàn)各種邏輯和運(yùn)算功能，但是常受到速度指標(biāo)和軟件容量的制約； 硬件的特點(diǎn) 可以高速實(shí)現(xiàn)邏輯和運(yùn)算功能，但是難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能或計(jì)算，受到控制復(fù)雜性指標(biāo)的制約。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) （ 1/3） 硬件和軟件的邏輯等價(jià) 1、 含義： （ 1） 任何一個(gè)由軟件完成的操作可以由硬件實(shí)現(xiàn) （ 2） 任何一條由硬件執(zhí)行的指令能用軟件完成 2、 固件 （ ： 是一種界于傳統(tǒng)的軟件和硬件之間的實(shí)體 ， 功能上類似軟件 ， 但形態(tài)上又是硬件 。 微程序是計(jì)算機(jī)硬件和軟件相結(jié)合的重要形式 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 第 5層 編譯程序 高級語言層 第 4層 匯編程序 匯編語言層 第 3層 操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)層 第 2層 微程序 機(jī)器語言層 第 1層 微指令直接由硬件執(zhí)行 微程序設(shè)計(jì)層 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)（ 2/3） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 1、 系列機(jī)： 一組同屬一個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ， 在性能上由低檔到高檔形成一個(gè)系列的計(jì)算機(jī) ， 組成一個(gè)計(jì)算機(jī)系列 （ 。 系列機(jī)中的每個(gè)機(jī)型都具有：相同的基本指令系統(tǒng) ， 相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ， 相同的基本輸入輸出操作 ， 支持相同的基本系統(tǒng)軟件等 。 2、 兼容性：包括軟件兼容 、 硬件兼容 、 系統(tǒng)兼容等 。 （ 1） 軟件兼容是指一個(gè)軟件不經(jīng)修改就能在不同機(jī)型上正確運(yùn)行 。 （ 2） 軟件兼容存在以下兩種情況： 軟件的向上兼容性 指某檔機(jī)原開發(fā)的軟件可以不加修改便能在它的高檔機(jī)上正確運(yùn)行使用 。 軟件的向下兼容性 指某檔機(jī)的軟件可以不加修改便能在它的低檔機(jī)上正確運(yùn)行使用 。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)（ 3/3） 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 系列機(jī)和兼容機(jī) 系列機(jī)描述 在一個(gè)廠家內(nèi)生產(chǎn)的具有相同的體系結(jié)構(gòu) ， 具有不同組成和實(shí)現(xiàn)的一系列不同型號的機(jī)器 兼容機(jī)描述 不同廠家生產(chǎn)的具有相同體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī) C/系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 軟件兼容 軟件兼容： 同一個(gè)軟件可以不加修改地運(yùn)行于體系結(jié)構(gòu)相同的各檔機(jī)器 ， 結(jié)果一樣 ，運(yùn)行時(shí)間不同 。 當(dāng)前機(jī)器 時(shí)間 機(jī) 器 檔 次 向上兼容 向下兼容 向前兼容 向后兼容 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 模擬和仿真 模擬 （ 用一臺(tái)機(jī)器的指令系統(tǒng) ， 去解釋另一臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同的機(jī)器的指令系統(tǒng) ， 以實(shí)現(xiàn)軟件的移植 實(shí)現(xiàn)容易 、 速度較慢 仿真 （ 直接用微程序去解釋另一臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同的機(jī)器的指令系統(tǒng) ， 以實(shí)現(xiàn)軟件的移植 微程序編寫困難 、 實(shí)現(xiàn)速度較快 模擬與仿真可實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)機(jī)器之間的軟件移植 對于使用頻率較高的指令，盡可能用仿真方法以提高運(yùn)算速度，而對使用頻率低且難于用仿真實(shí)現(xiàn)的指令則用模擬方法加以實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 微程序機(jī)器級 高級語言級 匯編語言級 操作系統(tǒng)級 傳統(tǒng)機(jī)器級 高級語言級 操作系統(tǒng)級 傳統(tǒng)機(jī)器級 模擬和仿真 模擬 仿真 宿主機(jī) 虛擬機(jī) 目標(biāo)機(jī) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成與實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ( 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件與硬件的界面指令系統(tǒng) 程序員所看到的計(jì)算機(jī)屬性外特性 計(jì)算機(jī)組成 (組織 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) ( 計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ， 組成 ， 實(shí)現(xiàn)是三個(gè)完全不同的概念 ， 相互間有著十分密切的依賴關(guān)系和相互的影響 。 廣義的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)即包括經(jīng)典的指令集結(jié)構(gòu) ， 也包括計(jì)算機(jī)組成和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 結(jié)構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn) 一種體系結(jié)構(gòu)可以有多種組成 一種組成可以有多種物理實(shí)現(xiàn) 是否設(shè)置 乘方 /開方指令 邏輯設(shè)計(jì) 1 (硬聯(lián)電路 ) 實(shí)現(xiàn)方案 1 (1,邏輯設(shè)計(jì) 3 (微程序 ) 邏輯設(shè)計(jì) 2 ( 實(shí)現(xiàn)方案 2 (2,實(shí)現(xiàn)方案 3 (3,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)組成 計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) 是 否 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 算機(jī)的工作特點(diǎn)和性能指標(biāo) 算機(jī)的工作特點(diǎn) 運(yùn)算速度快 計(jì)算精度高 存儲(chǔ)容量大 具有邏輯判斷功能 自動(dòng)化程度高 ， 通用性強(qiáng) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 主頻 很大程度上決定計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度 ， 單位兆赫茲 。 字長 決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度 、 指令字長度 、 存儲(chǔ)單元長度等 ， 可以是 8/16/32/64位 。 運(yùn)算速度 早期方法是每秒執(zhí)行加法指令的次數(shù) 用等效速度衡量 。 等效速度由各種指令平均執(zhí)行時(shí)間以及對應(yīng)的執(zhí)令運(yùn)行比例計(jì)算得出 。 單位是每秒百萬指令 利用 “ 標(biāo)準(zhǔn)程序 ” 在不同的機(jī)器上運(yùn)行得到的實(shí)測速度 。 存儲(chǔ)容量 字?jǐn)?shù) 字長 1K： 1024B（ 210） 1M： 1024K（ 220） 1G： 1024M（ 230） 1T： 1024G（ 240） 1P： 1024T（ 250） 算機(jī)的性能指標(biāo) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 可靠性 常用平均無故障時(shí)間 （ 衡量 。 平均無故障時(shí)間 (是指兩次故障之間能正常工作時(shí)間的平均值 。 假設(shè) 表示單位時(shí)間內(nèi)失效的元件數(shù)與元件總數(shù)的比例即失效率 ， 則 。 例如 =h ， 則 可維護(hù)性 可用平均修復(fù)時(shí)間 （ 表示 ， 指從故障發(fā)生到機(jī)器修復(fù)平均所需要的時(shí)間 。 字典縮略 ） o 微軟計(jì)算機(jī)辭典 ） 可用性 是指計(jì)算機(jī)的使用效率 。 A=可靠性 R、 可維護(hù)性 ， 稱為 兼容性 指設(shè)備或程序可以用于多種系統(tǒng)中的性能 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 根據(jù)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍 ， 將計(jì)算機(jī)分為 專用計(jì)算機(jī)：為特定應(yīng)用問題而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī) ， 具有經(jīng)濟(jì) 、 有效和快速等特點(diǎn) ， 但它的使用面較窄 通用計(jì)算機(jī)：使用面廣 ， 通用性強(qiáng) ， 操作相對簡單 ， 是我們經(jīng)常使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 。 根據(jù)計(jì)算機(jī)的規(guī)模 ， 將計(jì)算機(jī)分為 巨型機(jī)：主要用于科學(xué)計(jì)算 ， 運(yùn)算速度最快 、 性能極高 ，結(jié)構(gòu)復(fù)雜 、 體積龐大 、 價(jià)格昂貴 。 大型機(jī) 中型機(jī) 小型機(jī) 微型機(jī)：體積小 、 功耗低 、 價(jià)格低 、 結(jié)構(gòu)簡單 、 易操作 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 媒體技術(shù) 媒體也稱為信息的表現(xiàn)形式或傳播形式 ， 是信息的載體 。 信息化社會(huì)中 ， 信息的表現(xiàn)形式是多種多樣的 ， 信息可以用文字 、 聲音 、 圖形和圖像等媒體表示 ， 它包含信息的存儲(chǔ)和信息的傳遞兩個(gè)方面 。 信息可以以多種媒體傳輸 ， 多媒體技術(shù)是指能夠同時(shí)獲取 、 處理 、 編輯 、 存儲(chǔ)和展示兩個(gè)以上不同信息類型媒體的技術(shù) 。 在 20世紀(jì) 50年代 ， 計(jì)算機(jī)用于處理數(shù)字 ， 應(yīng)用領(lǐng)域限制在解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題 。 到了 20世紀(jì) 60年代 ， 計(jì)算機(jī)與字符處理 、文本處理相結(jié)合 ， 產(chǎn)生 計(jì)算機(jī)與照相和圖片相結(jié)合 ，產(chǎn)生了靜態(tài)圖像處理 。 計(jì)算機(jī)與聲音 ， 活動(dòng)圖像相結(jié)合 ， 形成了多媒體技術(shù)應(yīng)用新領(lǐng)域 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 基本概念 媒體技術(shù) 多媒體技術(shù)