計算機(jī)系統(tǒng)概論ppt課件-文庫吧在線文庫
【正文】 的總線系統(tǒng)。 ?硬件：由有形的電子器件構(gòu)成 ,如運(yùn)算器、控制器、存儲器等 ?軟件：為了方便用戶使用計算機(jī)而編制的各種程序。 ?常用的單位和之間的換算關(guān)系 ? 位 — bit ?字節(jié) Byte 1Byte=8bit ? KB IKB=1024B (需要 10位表示 ) ? MB 1MB=1024KB（需要 20位表示） ? GB 1GB=1024MB（需要 30位表示） ? TB 1TB=1024GB （需要 40位表示） ⑦ PB 1PB=1024TB (需要 50位表示 ) 3)內(nèi)存儲器 (Memory) ?存儲器的結(jié)構(gòu)及訪問機(jī)制示意圖 ＣＰＵ＋存儲器 = ？ 主機(jī) 4)輸入和輸出設(shè)備 ?常用的 輸入設(shè)備： 鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、磁盤機(jī)、磁帶機(jī)等 ?常用的輸出設(shè)備： 顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、磁盤機(jī)、磁帶機(jī)等 ?提供人 機(jī)接口 5)系統(tǒng)總線計算機(jī)內(nèi)各大部件之間的連接部件。 ② ~ ⑤ 稱為 程序控制 ? 馮諾依曼計算機(jī)的 基本體系結(jié)構(gòu) 和 哈佛結(jié)構(gòu) ?馮諾依曼 體系結(jié)構(gòu) 計算機(jī) :Intel 80X86 ARM7 MIPS等。 ?第 1微程序設(shè)計級，用戶只能用微指令編寫程序，并由計算機(jī)硬件直接執(zhí)行。 高級語言級 匯編語言級 操作系統(tǒng)級 一般機(jī)器級 微程序設(shè)計級 5 4 3 2 1 編譯程序 匯編程序 操作系統(tǒng) 微 程序 各級之間的關(guān)系 ?高層是低層功能的擴(kuò)展和 虛擬化 ，低層是高層的基礎(chǔ)。 1)本來存在的事物，從某個角度去看卻好象不存在。 ?CPU時間的公式： CPU時間 = 程序中所有指令的時鐘周期數(shù)之和 ? 時鐘周期時間 =程序中所有指令的時鐘周期數(shù)之和 / 時鐘頻率 (回顧匯編語言課程中延時子程序的設(shè)計原理 ) (5)CPI (Clock cycles Per Instruction) ? 執(zhí)行一條指令所需要的平均時鐘周期數(shù) ?CPI =程序中 所有指令的時鐘周期數(shù)之和 / 指令條數(shù) =程序中 各類指令的 CPI?程序中該類指令的比例 ?考慮 CPI后的 CPU時間可表示為 : CPU時間 = 1()n iIiICC P I???? 時 鐘 周 期 時 間總 指 令 數(shù)ICi表示第 i條指令的條數(shù) (6)MIPS (Million Instructions Per Second) ?表示每秒執(zhí)行多少百萬條指令 ? MIPS 10 6 ? ? 指令條數(shù) 執(zhí)行時間 CPU時鐘周期總數(shù) ? 指令條數(shù) ? 10 6 /f f CPI = ? 10 6 MIPS 指令條數(shù) ? 10 6 ? 程序的執(zhí)行時間 Te = 2)應(yīng)用舉例 例 1 假設(shè)一臺計算機(jī)主頻為 1GHZ，在其上運(yùn)行 202200條指令的目標(biāo)代碼，程序主要由 4條指令組成，他們所占的比例和各自的 CPI如下表所示。 ?有些計算機(jī)內(nèi)部與外部數(shù)據(jù)總線寬度不一致： 808 8028 80386內(nèi)外數(shù)據(jù)總線等寬； 808 80386SX 外部總線寬度小于內(nèi)部總線寬度； Pentium外總線 64位，內(nèi)總線 32位（兩條 32位流水線） (3)主存儲器容量和帶寬 ?主存容量是指其包含的存儲單元總數(shù)量。即確定計算機(jī)的功能，哪些采用硬件實(shí)現(xiàn)、哪些采用軟件實(shí)現(xiàn)。 ?第 3級操作系統(tǒng)級，由操作系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。 ? 各種服務(wù)程序：診斷、排錯程序 ? 語言程序 ：匯編、 C、編譯等 ? 操作系統(tǒng) OS ? DBMS 三、計算機(jī)軟件 ?軟件的分類： ?未來軟件的發(fā)展趨勢：人 機(jī)界面不斷提升、智能化 四、計算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 五級結(jié)構(gòu)，不同的級面向不同的用戶對象， 采用不同的方法和不同的設(shè)計工具進(jìn)行各級程序設(shè)計。 (存儲程序 ) ① ② ③ ③ ③ ③ ④ ⑤ ② 控制器從主存中逐條取出程序的指令，并控制實(shí)現(xiàn)指令功能。另外還具有傳輸數(shù)據(jù)的功能。 一般了解常用 輸入輸出設(shè)備 的工作原理即可。 第 6章 講解計算機(jī)的控制器部件。 當(dāng)前計算機(jī)的存儲器系統(tǒng)由高速緩存、主存和虛存這樣３級結(jié)構(gòu)的、統(tǒng)一管理調(diào)度的系統(tǒng)組成，追求的目標(biāo)是盡可能快的 讀寫速度 (滿足 CPU的運(yùn)行需要 )，盡可能大的 存儲空間 （ 放得下最大的程序和數(shù)據(jù) ） ，盡可能低的 硬件成本 (計算機(jī)廠家和用戶都能接受 )。 計算機(jī)中都使用二進(jìn)制的信息編碼。 學(xué)生可以對自己提出主要學(xué)懂基本原理并能通過考試為 底線要求 ，和還有一定應(yīng)用能力的 正常要求 。總不該把計算機(jī)硬件系統(tǒng)看作為電視機(jī)一樣的產(chǎn)品，開一下電源選選臺能看節(jié)目了就行了。在我們系強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)計算機(jī)應(yīng)用型人才，是把這門課程作為計算機(jī)系統(tǒng)平臺的內(nèi)容之一來安排的。 學(xué)生應(yīng)該根據(jù)自己的實(shí)際水平和將來的工作要求，恰當(dāng)?shù)卮_定對自己學(xué)習(xí)這門課程的要求。 段 表 和 頁 表 的 組 成 （ 內(nèi) 容 ）和 地 址 變 換 過 程 ， 快 表 的 作 用 。 重點(diǎn)學(xué)習(xí) 定點(diǎn)運(yùn)算器 ，由完成算數(shù)與邏輯運(yùn)算的電路 ALU 和暫存運(yùn)算數(shù)據(jù)和中間結(jié)果的寄存器組 REGs 、保存結(jié)果特征狀態(tài)的 Flag 寄存器這３個主要部分組成。 了解影響指令字長的有關(guān)因素。 總線 是影響計算機(jī)系統(tǒng)性能的一個重要元素，涉及到的概念較多，有不同的總線標(biāo)準(zhǔn)，又與應(yīng)用聯(lián)系密切，多關(guān)注一些是必要的。 計算機(jī)的分類 (可從不同的角度進(jìn)行 ) ? 模擬計算機(jī) (analogue puter): 數(shù)據(jù)的表示和處理以模擬信號進(jìn)行。 2. 馮諾依曼計算機(jī)的體系結(jié)構(gòu) ?由五大部分組成 。 ? 哈佛結(jié)構(gòu) 計算機(jī)： Mot
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