【正文】 哈爾濱工業(yè)大學軟件學院 李東 教授 計算機組成原理 第 2章 電子計算機的基本結(jié)構(gòu) 2. 1 馮 諾依曼計算機模型 2. 2 電子計算機的組成結(jié)構(gòu) 2. 3 計算機系統(tǒng)的分類 2. 4 電子計算機的性能評價 2. 5 電子計算機的特點與發(fā)展趨勢 2022/2/16 作業(yè)：（ P36） 1， 2， 3， 10， 11， 21， 23， 26， 32。 哈爾濱工業(yè)大學軟件學院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 1 馮 諾依曼計算機模型 問題 / 研究目標 / 需求分析 / 自頂向下的設計 通用計算機 問題求解： 馮 諾依曼的解決方案： 存儲程序 (Stored Program) 您的 解決方案：？？？ 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學軟件學院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 1 馮 諾依曼計算機模型 馮 諾依曼計算機的基本組成 1. 計算機由 運算器 、 存儲器 、 輸入 /輸出設備 和控制器 組成。 2. “程序”是由一條一條的指令有序排列而成，而指令由操作碼和地址碼兩部分組成。 3. 指令和數(shù)據(jù)均采用二進制數(shù)表示，并以二進制數(shù)形式進行運算。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學軟件學院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 1 馮 諾依曼計算機模型 五個部件如何連接在一起，共同工作？ 馮 諾依曼設計的計算機模型 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學軟件學院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 1 馮 諾依曼計算機模型 馮 諾依曼計算機模型 的特點 1. 計算機由 運算器 、 存儲器 、 輸入 /輸出設備 和控制器 組成，并以運算器為中心連接在一起。 2. 存儲器由一組一維排列、線性編址的存儲單元組成，每個存儲單元的位數(shù)是相等且固定的，存儲單元按地址訪問。 3. “程序”是由一條一條的指令有序排列而成，而指令由操作碼和地址碼兩部分組成。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學軟件學院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 1 馮 諾依曼計算機模型 馮 諾依曼計算機模型 的特點（續(xù)） 4. 指令和數(shù)據(jù)均采用二進制數(shù)表示，并以二進制數(shù)形式進行運算 。 5. 程序（指令）與數(shù)據(jù)是同等地不加區(qū)分地存儲在同一個存儲器中 。 6. 設置“程序計數(shù)器 PC”來指示下一條將要執(zhí)行的指令的地址。每執(zhí)行完一條指令，程序計數(shù)器就自動加 1，指向下一條指令的存儲單元。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學軟件學院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 1 馮 諾依曼計算機模型 馮 諾依曼計算機模型 的改進： 以存儲器為中心連接在一起 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學軟件學院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 1 馮 諾依曼計算機模型 ? 大學，止于至善 ? Simple is beauty. ? Make everything as simple as possible, but not simpler. (Albert Einstein) ? Plato is dear to me, but dearer still is truth. （吾愛吾師，吾更愛真理） (Aristotle, Ancient Greek philosopher) 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學軟件學院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 2 電子計算機的組成結(jié)構(gòu) 2. 2. 1 電子計算機的基本組成 從組成的角度看，電子計算機由控制單元 CU、運算單元 ALU、存儲器、輸入單元和輸出單元組成。在具體實現(xiàn)時，通常將 CU和 ALU集成在一起，構(gòu)成 處理單元 （ Processing Unit， PU）。處理單元也稱 處理器 （ Processor）。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學軟件學院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 2 電子計算機的組成結(jié)構(gòu) ? 一臺計算機通常只擁有一個 PU，而這個 PU又是計算機的核心部件，所以這樣的處理單元又稱為“中央處理器 (Central Processing Unit, CPU)”。 ? 事實上，一臺計算機可以擁有多個 PU，這樣的計算機叫做“并行計算機 (Parallel Computer)”或“高性能計算機 (High Performance Computer)”。 ? 追求更高的計算性能，是科學研究的永恒主題。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學軟件學院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 2 電子計算機的組成結(jié)構(gòu) （ hardware） ——構(gòu)成計算機的物理實體 例如處理器、存儲器、輸入輸出控制器等芯片及其集成這些芯片的印刷線路板 ——主板(Mainboard)。其中，主板上的存儲器是可以被處理器直接訪問的，被稱為“主存儲器（ Main Memory，簡稱主存）”。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學軟件學院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 2 電子計算機的組成結(jié)構(gòu) （ hardware） 其它硬件還包括安裝在一個機箱內(nèi)部的機架上的軟盤驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器及聯(lián)系它們的線纜。 這個機箱及其中的硬件被統(tǒng)稱為主機。 主機之外的硬件設備主要是各種輸入 /輸出設備 (Input/Output Devices) 。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學軟件學院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 2 電子計算機的組成結(jié)構(gòu) ? 輔助存儲器（ Secondary Memory，簡稱輔存）是計算機系統(tǒng)不可或缺的存儲介質(zhì)。 ? 在計算機關(guān)機或斷電后，存儲在主存中的信息將消失。這樣的存儲器稱為“易失性存儲器(Volatile Memory)”。所以需要長久保存的程序和數(shù)據(jù)必須存儲在“非易失的存儲器 (Nonvolatile Memory)” ——輔存里。 ? 由于輔存位于機箱外部，又稱“外存 (External Memory)”。相應地，位于機箱內(nèi)部的主存也稱“內(nèi)存 (Internal Memory)”。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學軟件學院 李東