计算机组成原理第四版第一章

1、 1. 计算机系统组成计算机系统组成 由具有各类特殊功能 的信息（程序）组成 计算机系统 计算机的实体， 如主机、外设等 硬件 软件 按任务需要编制成的各种程序 用来管理整个计算机系统： 系统软件 应用软件 语言处理程序 操作系统 服务性程序 数据库管理系统 网络软件 软 件 计算机 高级语 言程序 目标 程序 结果 翻译运行 2. 计算机的解题过程计算机的解题过程 1. 计算机的分类计算机的分类 1）从总体上分从总体上分：电子模拟计算机和电子数字计算机。 2）按基本电路的主要元器件主要元器件分为：电子管、晶体管、集成 电路、大规模和超大规模集成电路计算机。 3）按用途分按用途分：专用计算机和

2、通用计算机。 4）通用机又分通用机又分：超级计算机、大型机、服务器、PC机、 单片机和多核机。 2. 计算机的主要应用计算机的主要应用 1）科学计算 2）数据处理 3）过程控制 4）计算机辅助设计/辅助制造 5）人工智能 计算机简单组成框图计算机简单组成框图 运算器运算器 输出设备输出设备存储器存储器 控制器控制器 输入设备输入设备 请求信号请求信号 控制信号控制信号 操作操作 命令命令 反馈反馈 信息信息 数数 据据 结结 果果 地地 址址 指指 令令 请求信号请求信号 控制信号控制信号 ALU CPU 主机 I/O 设备 CU 主 存 计算机简单组成框图计算机简单组成框图 运算器：运算器：

3、 功能是进行加减乘除等运算，除此以外功能是进行加减乘除等运算，除此以外 还可以进行逻辑运算，逻辑测试等。还可以进行逻辑运算，逻辑测试等。 控制器：控制器： 功能是按照人们预先确定的操作步骤，功能是按照人们预先确定的操作步骤， 控制整机各部件步调一致的自动工作。控制整机各部件步调一致的自动工作。 基本概念的理解：基本概念的理解：指令指令 指令格式指令格式 程序程序 指令指令 周期周期 指令流指令流 数据流数据流 指令系统指令系统 存储器：存储器： 功能是保存或功能是保存或“记忆记忆”解解 题的原始数据和解题步骤。题的原始数据和解题步骤。 冯冯 .诺依曼机器诺依曼机器 的设计思想：的设计思想：存存

4、 储程序并按地址顺序执行。储程序并按地址顺序执行。 输入设备：输入设备： 输入设备的作用是把人们所熟悉输入设备的作用是把人们所熟悉 的某种信息形式变换为机器内部所能的某种信息形式变换为机器内部所能 接收、识别的二进信息形式。常见的接收、识别的二进信息形式。常见的 有：键盘、鼠标、光笔等。有：键盘、鼠标、光笔等。 输出设备： 输出设备作用是把计算机所能输出设备作用是把计算机所能 识别的信息形式转换成人或其他机识别的信息形式转换成人或其他机 器所能识别的信息形式。常见的有：器所能识别的信息形式。常见的有： 显示器、打印机、绘图仪等。显示器、打印机、绘图仪等。 软件的定义软件的定义 软件分类软件分类

5、 系统程序系统程序 应用程序应用程序 软件的发展演变软件的发展演变 软件软件是计算机系统结构的重要组成部分，也是计算机系统结构的重要组成部分，也 是计算机不同于一般电子设备的本质所在。是计算机不同于一般电子设备的本质所在。 是指为运行、维护、管理及应用计算机所编是指为运行、维护、管理及应用计算机所编 制的各种各样的程序及其文档资料的总和。制的各种各样的程序及其文档资料的总和。 程序设计语言、系统软件和应用软件等。程序设计语言、系统软件和应用软件等。 系统程序：系统程序： 用来简化程序设计，简化使用用来简化程序设计，简化使用 方法，提高计算机的使用效率，发方法，提高计算机的使用效率，发 挥和扩大

6、计算机的功能及用途。它挥和扩大计算机的功能及用途。它 包括各种服务性程序、语言程序、包括各种服务性程序、语言程序、 操作系统、数据库管理系统等。操作系统、数据库管理系统等。 应用程序：应用程序： 是用户利用计算机来解决某些问是用户利用计算机来解决某些问 题而编制的程序，如工程设计程序、题而编制的程序，如工程设计程序、 数据处理程序、自动控制程序、企业数据处理程序、自动控制程序、企业 管理程序、情报检索程序、科学计算管理程序、情报检索程序、科学计算 程序等等。程序等等。 编译程序编译程序 操作系统操作系统 高级语言级高级语言级 汇编语言级汇编语言级 操作系统级操作系统级 一般机器级一般机器级 微

7、程序设计级微程序设计级 汇编程序汇编程序 微程序直接由硬件执行微程序直接由硬件执行 五级五级 四级四级 三级三级 二级二级 一级一级 微程序微程序 计算机系统的层次结构示意图 第一级第一级是微程序设计级。这是一个是微程序设计级。这是一个 实在的硬件级，它由机器硬件直接实在的硬件级，它由机器硬件直接 执行微指令。执行微指令。 第二级第二级是一般机器级，也称为是一般机器级，也称为 机器语言级。它由微程序解释机器语言级。它由微程序解释 机器指令系统。机器指令系统。 这一级也是硬件级。这一级也是硬件级。 第三级第三级是操作系统级，它由操作是操作系统级，它由操作 系统程序实现。这些操作系统由系统程序实现。这些操作系统由 机器指令和广义指令组成。混合机器指令和广义指令组成。混合 级。级。 第四级第四级是汇编语言级，它给程是汇编语言级，它给程 序人员提供一种符号形式语言序人员提供一种符号形式语言 以减少程序编写的复杂性。软以减少程序编写的复杂性。软 件级。件级。 第五级第五级是高级语言级，它是面向是高级语言级，