計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 07:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 機(jī) 器 語(yǔ) 言 ， 寫(xiě) 程 序 很 難機(jī) 器 語(yǔ) 言 符 號(hào) 化 并 擴(kuò) 展 得 到 匯 編 語(yǔ) 言 ， 寫(xiě) 程 序 容 易 些針 對(duì) 解 題 算 法 而 不 是 硬 件 本 身 提 供 高 級(jí) 語(yǔ) 言 ， 最 好 用 指 令 格 式 ： 操 作 碼 與 數(shù) 據(jù) 地 址 字 段 尋 址 方 式 形 式 地 址 與 實(shí) 際 ( 物 理 ) 地 址 的 概 念 及 其 相 互 關(guān) 系 基 本 尋 址 方 式 ： 寄 存 器 尋 址 ， 寄 存 器 間 接 尋 址 直 接 尋 址 ， 變 址 尋 址 ， 相 對(duì) 尋 址 ， 基 地 址 尋 址 堆 棧 尋 址 ， 間 接 尋 址 ， 立 即 數(shù) 尋 址 用 幾 種 基 本 尋 址 方 式 復(fù) 合 而 成 的 更 復(fù) 雜 的 尋 址 方 式第 3章 主要教學(xué)內(nèi)容 第 2章 講解數(shù)據(jù)表示和運(yùn)算方法，這是設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)運(yùn)算器部件的理論基礎(chǔ)。 計(jì)算機(jī)中都使用二進(jìn)制的信息編碼。 二進(jìn)制編碼和碼制轉(zhuǎn)換 是數(shù)據(jù)運(yùn)算的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。 整數(shù)的原碼、補(bǔ)碼 表示是為了簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)運(yùn)算的方案，可以簡(jiǎn)化用到的硬件線路，提高運(yùn)算速度。 數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)糾錯(cuò)編碼技術(shù)是提高硬件可靠性的有效措施。 第 3章 講解計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器部件，有定點(diǎn)運(yùn)算器和浮點(diǎn)運(yùn)算器２種類型，是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)算的執(zhí)行部件。 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(gè)主要部分組成。 一般了解浮點(diǎn)運(yùn)算器的組成和浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法即可。 10 第 4章 主要教學(xué)內(nèi)容 第 4章 講解計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)。 當(dāng)前計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)由高速緩存、主存和虛存這樣３級(jí)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(xiě)速度 (滿足 CPU的運(yùn)行需要 )，盡可能大的 存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)廠家和用戶都能接受 )。 學(xué)習(xí)存儲(chǔ)器分類和可用器件的存儲(chǔ)原理、讀寫(xiě)過(guò)程的基本知識(shí)；了解存儲(chǔ)器的性能指標(biāo) ； 學(xué)習(xí) 主存的構(gòu)建技術(shù)，與 CPU的連接方式和讀寫(xiě)時(shí)序關(guān)系 ；學(xué)習(xí) 高速緩存的構(gòu)建技術(shù)，運(yùn)行原理； 一般了解虛擬存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)方案和基本術(shù)語(yǔ)。 對(duì)磁盤(pán)、光盤(pán)的原理性組成和運(yùn)行原理有基本了解，理解 磁盤(pán)陣列技術(shù)的特點(diǎn)和對(duì)系統(tǒng)性能的影響 。 12 第５、６章 主要教學(xué)內(nèi)容 第５章 講解指令系統(tǒng)和匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。 指令是計(jì)算機(jī)最小的功能單位，是計(jì)算機(jī)硬、軟件聯(lián)系的紐帶，很重要。 了解影響指令字長(zhǎng)的有關(guān)因素。 指令格式 設(shè)計(jì)、 尋址方式選用是核心內(nèi)容。 瀏覽典型指令系統(tǒng)的概貌是必要的，需要比較具體地了解 TEC2022計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)，這是完成 簡(jiǎn)單的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 的 必要條件 。 第 6章 講解計(jì)算機(jī)的控制器部件。 控制器的功能是指揮控制計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)執(zhí)行程序， 它要依據(jù)指令內(nèi)容、指令的執(zhí)行步驟向每一個(gè)部件提供它們運(yùn)行需要的控制信號(hào) 。 計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)者的任務(wù)是把每條指令的功能細(xì)分為幾項(xiàng)操作 ,并將其劃分到 幾個(gè)步驟 、分配給 相應(yīng)部件 去完成。 控制器 分為組合邏輯（ 更易學(xué)易懂） 和微程序兩種類型。 11 第８章 主要教學(xué)內(nèi)容 第８章 講解計(jì)算機(jī)的總線系統(tǒng)。 總線 是影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的一個(gè)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。 13 第 9章 講解計(jì)算機(jī)的輸入輸出設(shè)備與系統(tǒng)。 輸入輸出設(shè)備 合稱外圍設(shè)備，通過(guò)接口電路連接到總線上，進(jìn)而與主機(jī)的 CPU、存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)連接，在通信協(xié)議的控制下，與主機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 信息輸入輸出 。 一般了解常用 輸入輸出設(shè)備 的工作原理即可。理解 程序查詢 、 程序中斷 和 直接存儲(chǔ)器訪問(wèn) 3種基本 輸入輸出方式 各自的特點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)思路、需要的硬件支持 。 各種不同類型的 接口 的功能、組成有很大差異，要了解它們組成中的 共性功能和共性組成 ，通過(guò)瀏覽一些具體的接口實(shí)例建立正確概念，了解使用方法。 第 9章 主要教學(xué)內(nèi)容 參考書(shū)目： 1.(美 )RANDAL ； DAVID O‘HALLARON. 深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（修訂版） .(08年度暢銷榜 TOP50) .中國(guó)電力出版社 . 2. (荷 )ANDREW （英文影印版）（第 5版） .人民郵電出版社 . 3.(美 )DAVID ； JOHN 設(shè)計(jì)硬件 /軟件接口 (原書(shū)第 3版 ).機(jī)械工業(yè)出版社 . Hamacher Zvonko Vranesic Safwat Zaky著 .計(jì)算機(jī)組成 . 機(jī)械工業(yè)出版社 . 5. 唐朔飛 . 計(jì)算機(jī)組成原理 (第 2版 ).高等教育出版社 ；戴志濤；周鍥；楊旭東；張杰 .計(jì)算機(jī)組成原理 .科學(xué)出版社 . 全書(shū)教學(xué)學(xué)時(shí)安排 第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 4學(xué)時(shí) 第二章 數(shù)據(jù)信息的表示 6學(xué)時(shí) 補(bǔ)充：基本數(shù)字邏輯部件及邏輯代數(shù) 4學(xué)時(shí) 第三章 運(yùn)算方法與運(yùn)算器 6學(xué)時(shí) 第四章 存儲(chǔ)系統(tǒng) 7學(xué)時(shí) 第五章 指令系統(tǒng) 6學(xué)時(shí) 第六章 中央處理器 8學(xué)時(shí) 第七章 流水線 （系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中學(xué)習(xí)） 第八章 系統(tǒng)總線 5學(xué)時(shí) 第九章 輸入 /輸出系統(tǒng) 8學(xué)時(shí) 共計(jì) 54學(xué)時(shí) 本章主要知識(shí)點(diǎn)： ?計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由哪幾部分構(gòu)成、各有何作用？ ?馮諾依曼計(jì)算機(jī)的工作原理 ?計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) ?透明性概念 ?固件 ?計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià) 第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論 一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成：硬件 +軟件構(gòu)成的復(fù)雜的自動(dòng)化設(shè)備，由多層次結(jié)構(gòu)構(gòu)成。 ?硬件：由有形的電子器件構(gòu)成 ,如運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器等 ?軟件：為了方便用戶使
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