計算機組成原理課件第2章課件

計算機組成原理課件第2章ppt課件contents目錄計算機組成原理概述數據表示與運算方法指令系統與匯編語言存儲系統與I/O系統中央處理器與控制單元01計算機組成原理概述總結詞計算機系統由硬件和軟件兩大部分組成，硬件是計算機的物理裝置，軟件是控制計算機運行程序的總稱。詳細描述計算機系統由硬件和軟件兩大部分組成。硬件是計算機的物理裝置，包括中央處理器、存儲器、輸入輸出設備等。軟件是控制計算機運行程序的總稱，包括系統軟件和應用軟件。計算機系統的基本構成VS計算機硬件由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部分組成。詳細描述計算機硬件由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部分組成。運算器是計算機進行算術運算和邏輯運算的部件，控制器是計算機的指揮中心，負責控制各部件協調工作，存儲器用于存儲數據和程序，輸入設備用于輸入數據和命令，輸出設備用于輸出數據和結果?？偨Y詞計算機硬件的基本組成計算機軟件由系統軟件和應用軟件兩大類組成。系統軟件是控制計算機運行的基礎軟件，應用軟件是專門為某一應用領域開發(fā)的軟件?？偨Y詞計算機軟件由系統軟件和應用軟件兩大類組成。系統軟件是控制計算機運行的基礎軟件，包括操作系統、語言處理程序、數據庫管理系統等。應用軟件是專門為某一應用領域開發(fā)的軟件，如辦公軟件、圖像處理軟件等。應用軟件通?；谙到y軟件運行，利用系統軟件提供的功能來實現各種應用。詳細描述計算機軟件的基本組成02數據表示與運算方法123二進制是計算機中常用的數據表示方式，因為它具有簡單、可靠和運算規(guī)則簡單的特點。二進制表示法十六進制也是計算機中常用的數據表示方式，它可以表示更多的信息，并且比二進制更容易閱讀和編寫。十六進制表示法八進制表示法也是一種常用的數據表示方式，它比二進制更容易進行人工計算和轉換。八進制表示法數據表示方式定點數是計算機中常用的數值型數據表示方式，它采用固定小數點位置的方式表示數值。浮點數是另一種常用的數值型數據表示方式，它采用科學計數法表示數值，能夠表示更大范圍的數值。數值型數據的表示浮點數表示法定點數表示法圖像編碼圖像編碼是計算機中非數值型數據的另一種表示方式，常見的圖像編碼有JPEG、PNG和BMP等。音頻編碼音頻編碼是計算機中非數值型數據的另一種表示方式，常見的音頻編碼有MP3、AAC和WAV等。字符編碼字符編碼是計算機中非數值型數據的一種表示方式，常見的字符編碼有ASCII碼和Unicode碼。非數值型數據的表示定點數運算是一種常用的運算方法，它采用固定小數點位置的方式進行數值計算。定點數運算浮點數運算是一種更復雜的運算方法，它采用科學計數法進行數值計算，能夠進行更精確和更大范圍的數值計算。浮點數運算邏輯運算是一種特殊的運算方法，它采用真值表和邏輯門電路實現邏輯函數。邏輯運算算術運算是一種基本的運算方法，它包括加、減、乘、除等基本運算。算術運算運算方法和運算器03指令系統與匯編語言指令系統的定義指令系統是計算機硬件能夠直接識別的指令集合，它是計算機的基本軟件和硬件之間的接口。指令系統的功能指令系統提供了對各種數據和指令的處理能力，包括算術運算、邏輯運算、控制流程等。指令系統的特點指令系統具有簡明、規(guī)范、易于理解的特點，同時它也反映了計算機體系結構的特性。指令系統的基本概念指令格式與尋址方式指令格式指令格式是指令系統中每條指令的格式，包括操作碼和地址碼兩部分。操作碼指定了指令的操作類型，地址碼則指定了操作數所在的位置。尋址方式尋址方式是指根據地址碼確定操作數所在位置的方式。常見的尋址方式有立即尋址、寄存器尋址、內存尋址等。指令集結構指令集結構是指令系統的組織結構，包括指令集的規(guī)模、指令的編碼方式、尋址方式等。指令分類根據功能和操作類型的不同，可以將指令分為不同的類型，如算術運算指令、邏輯運算指令、控制流程指令等。指令集結構與指令分類匯編語言是一種低級語言，它使用助記符來表示機器指令，使得編程更加方便。匯編語言的定義匯編語言的語法包括操作碼、操作數和注釋等部分。操作碼指定了要執(zhí)行的操作類型，操作數指定了操作數的值或地址，注釋用于說明代碼的含義。匯編語言的語法匯編語言具有可讀性強、可移植性高、易于編寫和理解等優(yōu)點，因此在嵌入式系統、操作系統等領域的開發(fā)中得到了廣泛應用。匯編語言的優(yōu)點匯編語言的基本概念與語法04存儲系統與I/O系統存儲系統的定義存儲器的分類存儲器的層次結構存儲系統的基本概念存儲系統是計算機中用于存儲數據和指令的硬件和軟件的集合。根據存儲器的不同特性，可以分為隨機存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、高速緩存（Cache）等。存儲器從上到下可以分為寄存器、高速緩存、主存儲器、輔助存儲器等層次，每個層次都有不同的訪問速度和容量。主存儲器的組成主存儲器由大量存儲單元組成，每個單元都有一個唯一的地址。內存管理內存管理是操作系統對主存儲器的管理，包括內存分配、內存保護、內存擴充等。虛擬內存虛擬內存是一種內存管理技術，通過將部分硬盤空間映射到內存中，實現大內存的假象。主存儲器與內存管理01外存儲器包括硬盤、固態(tài)硬盤（SSD）、光盤、U盤等。外存儲器的分類02文件系統是操作系統中負責管理文件和目錄的軟件。文件系統的基本概念03文件系統通常采用樹形結構，根目錄是最頂層目錄，其他目錄作為根目錄的子目錄。文件系統的組織結構外存儲器與文件系統I/O系統的組成I/O系統由輸入輸出設備和相關軟件組成。I/O系統的性能指標I/O系統的性能指標包括數據傳輸速率、數據傳輸延遲、數據傳輸可靠性等。輸入輸出設備的分類輸入輸出設備包括鍵盤、鼠標、顯示器、打印機等。I/O系統與輸入輸出設備05中央處理器與控制單元總結詞CPU是計算機的核心部件，負責執(zhí)行指令和處理數據。要點一要點二詳細描述CPU的基本組成包括運算器、控制器和寄存器。運算器負責進行算術和邏輯運算，控制器負責控制指令的執(zhí)行順序，寄存器用于存儲數據和指令。CPU的主要功能是讀取并執(zhí)行指令，處理數據，控制輸入/輸出設備。CPU的基本組成與功能指令執(zhí)行過程與控制方式指令執(zhí)行過程包括取指、解碼、執(zhí)行和寫回四個階段，控制方式分為硬布線控制和微程序控制。總結詞指令執(zhí)行過程包括從內存中取出指令并存儲在寄存器中，對指令進行解碼以確定要執(zhí)行的操作和操作數，執(zhí)行相應的運算或操作，最后將結果寫回到寄存器或內存中?？刂品绞椒譃橛膊季€控制和微程序控制。硬布線控制通過邏輯電路實現控制信號的生成，微程序控制通過微指令實現控制信號的生成。詳細描述控制單元是CPU的重要組成部分，負責生成并輸出控制信號，控制指令的執(zhí)行順序?？偨Y詞控制單元的基本組成包括時序系統、控制信號產生器和微程序控制器。時序系統負責產生定時信號，控制指令的執(zhí)行順序；控制信號產生器根據指令和時序信號生成控制信號；微程序控制器通過執(zhí)行微程序來產生控制信號?？刂茊卧墓δ苁前凑罩噶顖?zhí)行流程，依次輸出控制信號，控制運算器、內存和輸入/輸出設備等部件的工作。詳細描述控制單元的基本組成與功能總結詞控制單元的設計方法包括功能設計、邏輯設計和微程序設計，實現方式可以采用硬件描述語言或直接用硬件電路實現。詳細描述功能設計是確定控制單元應具備的功能，邏輯設