《計(jì)算機(jī)組成原理》教案

1、計(jì)算機(jī)組成原理教案計(jì)算機(jī)組成原理教案授課學(xué)時(shí):72學(xué)時(shí)計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)內(nèi)容:研究討論單臺(tái)計(jì)算機(jī)的完整硬件系統(tǒng)的基本組成原理與內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制。課程性質(zhì):計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程。課程的目的與任務(wù):用層次結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)并以信息的加工、處理為主線研究計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及工作原理;使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中各大部件的組成原理、邏輯實(shí)現(xiàn)、設(shè)計(jì)方法及互連構(gòu)成整機(jī)的技術(shù);培養(yǎng)學(xué)生對(duì)硬件系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)、使用與維護(hù)方面的能力,建立牢固的整機(jī)思想。課程特點(diǎn):內(nèi)容覆蓋面廣,基本概念多、抽象,難以建立計(jì)算機(jī)的整機(jī)概念。教學(xué)目標(biāo):盡可能清晰而完整地介紹當(dāng)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性質(zhì)與特征。具有挑戰(zhàn)性:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多樣

2、性:價(jià)格、體積、性能與應(yīng)用等。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展:低層的集成電路計(jì)算機(jī)與并行組織技術(shù)。課程內(nèi)容的工程性、技術(shù)性、實(shí)用性都比較強(qiáng),因此,在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)組成的原理性知識(shí)之外,還應(yīng)有較多的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。課程的教學(xué)基本要求:使學(xué)生學(xué)懂簡(jiǎn)單、完整的單臺(tái)計(jì)算機(jī)的基本部件與整機(jī)系統(tǒng)組成,以及計(jì)算機(jī)部件連接關(guān)系與運(yùn)行機(jī)理,了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的入門性知識(shí),掌握使用與簡(jiǎn)單維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本技能。教學(xué)方法與教學(xué)形式建議:本課程采用遠(yuǎn)程教學(xué)與面授輔導(dǎo)相結(jié)合的方式開展教學(xué)。遠(yuǎn)程教學(xué)包括要求學(xué)生收瞧電視錄像課、網(wǎng)上的流媒體(IP)課件、網(wǎng)上教學(xué)輔導(dǎo)、實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)答疑等多種教學(xué)形式;面授輔導(dǎo)應(yīng)考慮學(xué)生的在職與成人特

3、點(diǎn)與需求,在業(yè)余時(shí)間進(jìn)行有針對(duì)性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。平時(shí)作業(yè)既就是學(xué)生自我檢驗(yàn)學(xué)習(xí)水平的一種形式,也就是很重要的形成性考核手段,各級(jí)電大教學(xué)點(diǎn)應(yīng)配合面授輔導(dǎo)教師督促學(xué)生獨(dú)立完成并及時(shí)批改與反饋,必要時(shí)應(yīng)要求學(xué)生重做。小組討論課就是在教師引領(lǐng)下對(duì)預(yù)先布置的主題開展討論的一種教學(xué)活動(dòng)形式。這種教學(xué)活動(dòng)能夠很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,各級(jí)電大教學(xué)點(diǎn)應(yīng)配合面授輔導(dǎo)教師組織實(shí)施。同時(shí),小組討論課也就是一種形成性考核形式,教師應(yīng)注意把握“引領(lǐng)”、“提問(wèn)”與“點(diǎn)評(píng)”等多個(gè)教學(xué)指導(dǎo)環(huán)節(jié),并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)給予每個(gè)學(xué)生合理的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。課程教學(xué)要求的層次:1. 掌握:屬于課程中最重要的內(nèi)容。要求學(xué)生能夠熟練運(yùn)用這部分知識(shí)對(duì)相關(guān)問(wèn)題

4、做基本的分析、計(jì)算與處理,具有基本的應(yīng)用能力與舉一反三的能力。2. 理解:屬于課程中較重要的內(nèi)容。要求學(xué)生能夠運(yùn)用這部分知識(shí)對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析、判斷與說(shuō)明,具有區(qū)別或區(qū)分容易被混淆的概念的能力,以及讀懂原理框圖、流程圖、程序語(yǔ)句與簡(jiǎn)單邏輯電路圖的能力。3.了解：屬于課程中與上述“掌握”與“理解”部分相關(guān)的較復(fù)雜的內(nèi)容，作為提高或擴(kuò)大知識(shí)面的內(nèi)容。要求學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)能夠初步認(rèn)識(shí)、學(xué)會(huì)、記憶或簡(jiǎn)單理解，具有簡(jiǎn)要描述、敘述、說(shuō)明與舉例的能力。學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容課內(nèi)學(xué)時(shí)一、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述6二、數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算方法10三、運(yùn)算器部件8四、指令系統(tǒng)與匯編程序設(shè)計(jì)9五、控制器部件9六、存儲(chǔ)器系統(tǒng)12七、

5、計(jì)算機(jī)輸入/輸出設(shè)備與系統(tǒng)12八、并行計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)6合計(jì)72第一章節(jié)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述（6學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：1、 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成與它的層次結(jié)構(gòu)2、 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的5個(gè)功能部件及其功能計(jì)算機(jī)硬件的主要的技計(jì)算機(jī)組成原理教案術(shù)與性能指標(biāo)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、組成與實(shí)現(xiàn)概述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展、應(yīng)用與分類教學(xué)要求：1 .了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬軟件的組成與它們的層次關(guān)系；2 .理解計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的5大功能部件與各自的功能；3 .理解計(jì)算機(jī)部件的連接關(guān)系與整機(jī)運(yùn)行過(guò)程的入門性知識(shí)；4 .了解3個(gè)級(jí)別的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言；5 .理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要性能與技術(shù)指標(biāo)；6 .理解計(jì)算機(jī)“體系結(jié)構(gòu)”、“組成”與“實(shí)現(xiàn)”各自面

6、對(duì)的主要問(wèn)題7 .了解計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程與應(yīng)用領(lǐng)域；8 .了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分類。知識(shí)結(jié)構(gòu)圖計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成與它的卜次引稗處理器*內(nèi)成的算機(jī)1件與翎|的6個(gè)層次內(nèi)存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器5、局級(jí)語(yǔ)言界存儲(chǔ)與計(jì)算機(jī)硬件系4嗎卜稱怎於向匹而備篇-軟住音MLJ-4、工編心凡彳輸 CPU 計(jì)箕機(jī)王機(jī)計(jì)算機(jī)硬件椅主要的技未|與性觥鐮操作系統(tǒng)1、運(yùn)部g機(jī)字k系標(biāo)件部件 十一部件語(yǔ)言處鯉槿序部件 ；計(jì)心甯郵用j如7仰孝擰型萍瑞拜T兩七±間采用"逢二進(jìn)一”的規(guī)則處理，庵個(gè)數(shù)據(jù)或師席熟訕篇祥音標(biāo) ，* 3=51用槌隗航總一個(gè)關(guān)鍵術(shù)164位，這個(gè)位0、數(shù)字邏 凝我祜為計(jì)酬幾皆&二輯層E數(shù)據(jù)總路線

7、逃多少個(gè)二進(jìn)制位來(lái)表J地址總路線，例如16廝帶能版或者接口線路（輸入設(shè)備）接口線路（輸出設(shè)備）8VeI計(jì)端2、CPUS 度衡量CPU®度，通常有兩種方式。第一種方式使用CPUfe頻。第二種方式使用CP唬一秒鐘能執(zhí)彳f的指令條數(shù)，單位就是MIPS3、 存儲(chǔ)容量計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器通常包括內(nèi)存儲(chǔ)器與外存儲(chǔ)器兩大類。4、 算機(jī)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、組成與實(shí)現(xiàn)概述計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)通常就是指涉及機(jī)器語(yǔ)言或者匯編語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)人員所見(jiàn)到的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的屬性,更多說(shuō)的就是計(jì)算機(jī)的外特性,就是硬件子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)概念及其功能特性。2、 計(jì)算機(jī)組成就是在依據(jù)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)確定并且分配了硬件子系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)與功能特性的

8、基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)各部件的具體組成、它們之間的連接關(guān)系、實(shí)現(xiàn)機(jī)器指令級(jí)的各種功能與特性。3、 計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)就是計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)。5、 算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展、應(yīng)用與分類計(jì)算機(jī)發(fā)展:自計(jì)算機(jī)誕生以來(lái),大約每58年,計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度可提高10倍,可靠性可提高10倍,體積可縮小至原來(lái)的1/10,成本也降低為原來(lái)的1/10。自20世紀(jì)70年代以來(lái),計(jì)算機(jī)的產(chǎn)量以每年25的速度遞增。具體可分為五個(gè)發(fā)展階段:第一階段:電子管計(jì)算機(jī)(19461959)第二階段:晶體管計(jì)算機(jī)(19591964)第三階段:中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)(19641975)第四階段:大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)(19751990)第五階段:新一代計(jì)算

9、機(jī)(1990現(xiàn)在)計(jì)算機(jī)的分類按照功能劃分:通用計(jì)算機(jī):巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)、單片機(jī)專用計(jì)算機(jī):有效、經(jīng)濟(jì)、快速按照信息的形式與處理方法分:電子模擬計(jì)算機(jī)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)第六章:數(shù)據(jù)表示與運(yùn)算方法(10學(xué)時(shí))主要內(nèi)容:1、 、二進(jìn)制碼與不同進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換2、 定點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示與編碼3、 浮點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示4、 文字與多媒體信息的表示與編碼5、 數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼6、 二進(jìn)制數(shù)值數(shù)據(jù)的運(yùn)算算法教學(xué)要求:1. 掌握數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換的基本概念,熟練運(yùn)用各種進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換規(guī)則進(jìn)行手工轉(zhuǎn)換運(yùn)算;2 .掌握原碼、反碼與補(bǔ)碼的基本概念與定義，并能熟練完成定點(diǎn)數(shù)的原碼、反碼與補(bǔ)碼之間的轉(zhuǎn)換；

10、3 .理解常用二-十進(jìn)制數(shù)編碼的特點(diǎn)，能夠說(shuō)明各種不同編碼的實(shí)用意義；4 .理解浮點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示方法，能夠說(shuō)明階碼與尾數(shù)的位數(shù)與數(shù)值范圍與數(shù)彳1精度的關(guān)系；5 .了解浮點(diǎn)數(shù)的規(guī)格化與隱藏位的含義，會(huì)判斷浮點(diǎn)數(shù)的溢出；6 .掌握十進(jìn)制數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)間的轉(zhuǎn)換運(yùn)算；7 .了解文字與多媒體信息的表示的基本概念；8 .理解檢錯(cuò)糾錯(cuò)編碼的用途，能夠區(qū)分幾種常見(jiàn)的校驗(yàn)碼，能夠說(shuō)明奇偶校驗(yàn)碼白實(shí)現(xiàn)方法，能夠說(shuō)明海明碼及循環(huán)碼實(shí)現(xiàn)檢錯(cuò)與糾錯(cuò)的道理；9 .掌握運(yùn)用定點(diǎn)數(shù)的補(bǔ)碼加減法運(yùn)算規(guī)則進(jìn)行基本的運(yùn)算與溢出檢查的方法；10.了解定點(diǎn)數(shù)的原碼一位乘、除法的可行算法全口二口4士珈團(tuán)計(jì)算機(jī)組成原理教案2、 二進(jìn)制到

11、十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制到十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換通常按公式(2、2)對(duì)二進(jìn)制數(shù)各位的實(shí)際值累加求與完成。例:(10110)2=1x24+0X23+1X22+1x21+0X20=223、 八進(jìn)制到二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換因?yàn)?3=8,故1個(gè)八進(jìn)制位對(duì)應(yīng)3個(gè)二進(jìn)制位,可以把1個(gè)八進(jìn)制位數(shù)的整數(shù)部分與小數(shù)部分的每一位分別轉(zhuǎn)換成3個(gè)二進(jìn)制數(shù)。4、 二進(jìn)制到八進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換因?yàn)?3=8,故3個(gè)二進(jìn)制位對(duì)應(yīng)1個(gè)八進(jìn)制位,可以從小數(shù)點(diǎn)位置分別向左與向右把每3位二進(jìn)制數(shù)劃分為一組,并轉(zhuǎn)換成1位八進(jìn)制數(shù)。注意:小數(shù)部分分組時(shí)若低位不足3位時(shí)要用0補(bǔ)足,否則會(huì)出錯(cuò)。5、 十六進(jìn)制到二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換因?yàn)?4=16,故1個(gè)十六進(jìn)制位對(duì)應(yīng)4個(gè)二

12、進(jìn)制位,可以把1個(gè)十六進(jìn)制數(shù)的整數(shù)的整數(shù)部分與小數(shù)部分的每一位分別轉(zhuǎn)換成4位二進(jìn)制數(shù)。6、 二進(jìn)制制到十六進(jìn)數(shù)的轉(zhuǎn)換因?yàn)?4=16,故4個(gè)二進(jìn)制位對(duì)應(yīng)1個(gè)十六進(jìn)制位,可以從小數(shù)點(diǎn)位置分別向左與向右把每4位二進(jìn)制數(shù)劃分為一組,并轉(zhuǎn)換成1位十六進(jìn)制數(shù)。注意:小數(shù)部分分組時(shí)若低位不足4位要用0補(bǔ)足,否則會(huì)出錯(cuò)。7、八、十六到十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換按照公式2、2的規(guī)定,用對(duì)各位實(shí)際值累加求與的方法完成。8、十到八、十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換可先將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制,再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的八、十六進(jìn)制數(shù);也可以將1個(gè)十進(jìn)制數(shù)直接轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制或十六進(jìn)制,例如對(duì)整數(shù),采用除8取余、高位在下的原則得到八進(jìn)制數(shù);或采用除16取余

13、、高位在下的原則得到十六進(jìn)制數(shù)。定點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示與轉(zhuǎn)換定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)就是指小數(shù)點(diǎn)固定在某個(gè)位置上的數(shù)據(jù),一般有小數(shù)與整數(shù)兩種表示形式。定點(diǎn)小數(shù)就是把小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)據(jù)數(shù)值部分的左邊,符號(hào)位的右邊;整數(shù)就是把小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)據(jù)數(shù)值部分的右邊。我們?cè)谇懊嬗懻摰臄?shù)據(jù)都就是定點(diǎn)數(shù)。原碼、反碼、補(bǔ)碼結(jié)束了各種進(jìn)制的轉(zhuǎn)換,我們來(lái)談?wù)劻硪粋€(gè)話題:原碼、反碼、補(bǔ)碼。我們已經(jīng)知道計(jì)算機(jī)中,所有數(shù)據(jù)最終都就是使用二進(jìn)制數(shù)表達(dá)。我們也已經(jīng)學(xué)會(huì)如何將一個(gè)10進(jìn)制數(shù)如何轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。不過(guò),我們?nèi)匀粵](méi)有學(xué)習(xí)一個(gè)負(fù)數(shù)如何用二進(jìn)制表達(dá)。比如,假設(shè)有一int類型的數(shù),值為5,那么,我們知道它在計(jì)算機(jī)中表示為:00000000

14、005轉(zhuǎn)換成二制就是101,不過(guò)int類型的數(shù)占用4字節(jié)（32位）,所以前面填了一堆0?，F(xiàn)在想知道,-5在計(jì)算機(jī)中如何表示？在計(jì)算機(jī)中,負(fù)數(shù)以其正值的補(bǔ)碼形式表達(dá)。什么叫補(bǔ)碼呢？這得從原碼,反碼說(shuō)起。原碼:一個(gè)整數(shù),按照絕對(duì)值大小轉(zhuǎn)換成的二進(jìn)制數(shù),稱為原碼。比如0000000000就是5的原碼。反碼:將二進(jìn)制數(shù)按位取反,所得的新二進(jìn)制數(shù)稱為原二進(jìn)制數(shù)的反碼。取反操作指:原為1,得0;原為0,得1。(1變0;0變1)比如:將0000000000每一位取反,得11111111111111111111111111111010。稱:111111111111111111111111111110就是100

15、000000000的反碼。反碼就是相互的,所以也可稱:111111111111111111111111111110與100000000000互為反碼。補(bǔ)碼:反碼加1稱為補(bǔ)碼。也就就是說(shuō),要得到一個(gè)數(shù)的補(bǔ)碼,先得到反碼,然后將反碼加上1,所得數(shù)稱為補(bǔ)碼。比如:0000000000的反碼就是:111111111111111111111111111110。1011111111 11111111那么,補(bǔ)碼為:11111111111111111111111111111010+11111111111111011所以,-5在計(jì)算機(jī)中表達(dá)為:111111111111111111111111111110。轉(zhuǎn)11

16、換為十六進(jìn)制:0xFFFFFFFB。三、浮點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)就是指小數(shù)點(diǎn)位置可浮動(dòng)的數(shù)據(jù),通常以下式表示:N=M*RE其中，N為浮點(diǎn)數(shù)，M(mantissa)為尾數(shù)，E(exponent)為階碼，R（radix）稱為階的基數(shù)（底）：而且R為一常數(shù)，一般為2、8或16。在一臺(tái)計(jì)算機(jī)中，所有數(shù)據(jù)的R都就是相同的，于就是不需要在每個(gè)數(shù)據(jù)中表不出來(lái)。因此，浮點(diǎn)數(shù)的機(jī)內(nèi)表示一般采用以下形式：MsEM1位打+1位相位Ms就是尾數(shù)的符號(hào)位，設(shè)置在最高位上。E為階碼，有n+1位，一般為整數(shù)，其中有一位符號(hào)位，設(shè)置在E的最高位上，用來(lái)表示正階或負(fù)階。M為尾數(shù)，有m位，由Ms與M組成一個(gè)定點(diǎn)小數(shù)。M

17、s=0,表示正號(hào)，Ms=1,表示負(fù)號(hào)。為了保證數(shù)據(jù)精度，尾數(shù)通常用規(guī)格化形式表示：當(dāng)R=2,且尾數(shù)彳1不為0時(shí)，其絕對(duì)值應(yīng)大于或等于（0、5）10。對(duì)非規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)，通過(guò)將尾數(shù)左移或右移，并修改階碼值使之滿足規(guī)格化要求。假設(shè)浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)為0、0011,階碼為0100（設(shè)定R=2），規(guī)格化時(shí),將尾數(shù)左移2位，而成為0.1100,階碼減去（10）2，修改成0010,浮點(diǎn)數(shù)的值保持不變。當(dāng)一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)為0（不論階碼就是何值）,或階碼的值比能在機(jī)器中表示的最小值還小時(shí)，計(jì)算機(jī)都把該浮點(diǎn)數(shù)瞧成零值，稱為機(jī)器零。根據(jù)IEEE754國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，常用的浮點(diǎn)數(shù)有兩種格式：（1）單精度浮點(diǎn)數(shù)（32位），階碼8位

18、,尾數(shù)24位（內(nèi)含1位符號(hào)位）。（2）雙精度浮點(diǎn)數(shù)（64位），階碼11位，尾數(shù)53位（內(nèi)含1位符號(hào)位）。在多數(shù)通用機(jī)中，浮點(diǎn)數(shù)的尾數(shù)用補(bǔ)碼表示，階碼用補(bǔ)碼或移碼表示。文字與多媒體信息的表本與編碼1、 西文字符的編碼西文就是由拉丁字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)及一些特殊的符號(hào)所組成的,它們統(tǒng)稱為“字符”(character)主要用于外部設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間的信息交換。所有字符的集合叫做“字符集”。2、 漢字的編碼漢字輸入碼、漢字內(nèi)碼、漢字字形碼(輸出碼)3、 多媒體信息的編碼圖的編碼表示:一幅圖在計(jì)算機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)表示方式:“圖像(image)”方式與“圖形(graphics)”方式聲音的編碼表示:計(jì)算機(jī)處理的

19、聲音可以分為3種:一種就是語(yǔ)音,即人的說(shuō)話聲;第二種就是音樂(lè);即各種樂(lè)器演奏出的聲音;第三種就是效果聲,如掌聲、打雷、爆炸等聲音。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部可以用波形法與合成法兩種方法表示聲音。所有的聲音都可以用波形法來(lái)表示,但更多用于語(yǔ)音與效果聲,對(duì)于音樂(lè)聲,則用合成法表示更好一些。視頻信息的編碼表示:視頻獲取設(shè)備將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)內(nèi)部表示的二進(jìn)制數(shù)字信息的過(guò)程被稱為視頻信息的“數(shù)字化”。視頻信息的數(shù)字化過(guò)程比聲音更復(fù)雜一些,它就是以一幅幅彩色畫面為單位進(jìn)行的。5、 數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼所謂校驗(yàn)碼,又稱檢錯(cuò)碼,就是指具有發(fā)現(xiàn)某些錯(cuò)誤或自動(dòng)改正錯(cuò)誤能力的一種數(shù)據(jù)編碼方法,用于檢查或糾正讀寫與傳送數(shù)據(jù)的過(guò)程中可能出

20、現(xiàn)的錯(cuò)誤。常見(jiàn)的校驗(yàn)碼有:奇偶校驗(yàn)碼,海明校驗(yàn)碼（漢明碼）,循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。6、 二進(jìn)制數(shù)值數(shù)據(jù)的運(yùn)算算法1、 補(bǔ)碼加法與減法運(yùn)算規(guī)則及電路實(shí)現(xiàn)運(yùn)算規(guī)則:加減法運(yùn)算就是計(jì)算機(jī)中最基本的運(yùn)算,通常選用補(bǔ)碼實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)的算法就是:X+Y補(bǔ)=X補(bǔ)+Y補(bǔ)（MOD2）X-Y補(bǔ)=X補(bǔ)+-Y補(bǔ)（MOD2）2、 原碼一位乘法與除法的運(yùn)算算法原碼一位乘法就是將符號(hào)位與數(shù)值位分開進(jìn)行運(yùn)算,乘積的符號(hào)就是兩個(gè)數(shù)符號(hào)的異或值,數(shù)值就是兩個(gè)數(shù)絕對(duì)值（原碼表示的數(shù)值位）的乘積。將部分積的一次總加改為分步累加;將部分積左移改為部分積右移;使部分積連同乘數(shù)一起右移,以便保存雙倍位數(shù)的乘積。原碼一位乘法的算法就是:用乘數(shù)寄存器的

21、最低位選擇求部分積的數(shù)據(jù)來(lái)源:被乘數(shù)或0值;相加求得部分積并使其右移一位,乘數(shù)也同時(shí)右移一位,此時(shí)高位部分積的最低位移入乘數(shù)寄存器的高位。用一個(gè)特定的寄存器控制相乘次數(shù)（決定于數(shù)據(jù)位的位數(shù)）。用乘數(shù)與被乘數(shù)符號(hào)位的異或值作為乘積的符號(hào)。原碼一位除法與原碼乘法一樣,符號(hào)位就是單獨(dú)處理的。實(shí)現(xiàn)除法操作時(shí),應(yīng)避免除數(shù)為0,否則屬非法操作。在計(jì)算機(jī)中，原碼一位除法就是采用加減交替法實(shí)現(xiàn)的。第三章節(jié)：計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器部件（8學(xué)時(shí)）主要內(nèi)容：1、 算術(shù)邏輯運(yùn)算部件的功能設(shè)計(jì)與線路實(shí)現(xiàn)2、 計(jì)算機(jī)的定點(diǎn)運(yùn)算器3、 浮點(diǎn)運(yùn)算與浮點(diǎn)運(yùn)算器教學(xué)要求：1 .掌握定點(diǎn)運(yùn)算器中ALU的功能；2 .了解定點(diǎn)運(yùn)算器中ALU的

22、線路與實(shí)現(xiàn)原理；3 .掌握定點(diǎn)運(yùn)算器的功能與組成，了解運(yùn)算器在整機(jī)系統(tǒng)中的地位；4 .理解MIPS計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器實(shí)例的組成特點(diǎn)；5 .了解定點(diǎn)運(yùn)算器Am2901芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，以及用該芯片構(gòu)建運(yùn)算器部件的方法；6 .理解浮點(diǎn)數(shù)的表示方式，會(huì)運(yùn)用浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算規(guī)則作簡(jiǎn)單計(jì)算；7 .了解浮點(diǎn)運(yùn)算器的功能與組成；8 .了解CPUS片內(nèi)的運(yùn)算器部件的一般組成。知識(shí)結(jié)構(gòu)圖ALU的線路實(shí)現(xiàn) 運(yùn)算器的絹成 運(yùn)算器的功能浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算熱則浮點(diǎn)運(yùn)算器的功能與絹成浮點(diǎn)運(yùn)算器實(shí)例運(yùn)算器的控制與使用主要完成對(duì)整數(shù)類型數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算、邏輯型數(shù)據(jù)的邏輯運(yùn)算功能。運(yùn)算器位數(shù)取決于機(jī)器字長(zhǎng),通常就是16位,32位或者64位,

23、它將關(guān)系到處理數(shù)據(jù)的能力;運(yùn)算器的組成直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力與運(yùn)行性能。二、浮點(diǎn)運(yùn)算與浮點(diǎn)運(yùn)算器1、浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算規(guī)則浮點(diǎn)數(shù)通常有兩種表示方式,一種表示方式用于運(yùn)算過(guò)程,出現(xiàn)在浮點(diǎn)運(yùn)算器內(nèi)部,另外一種表示表示用于浮點(diǎn)九的存儲(chǔ)過(guò)程。第四章節(jié):指令系統(tǒng)與匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（9學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容:1. 指令、計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)概述;2. 指令格式與尋址方式;3. 指令系統(tǒng)舉例,PentiumH、MIPS32與教學(xué)示例計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)；4. 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介。教學(xué)要求:1. 理解指令的功能、構(gòu)成格式、操作碼與操作數(shù)地址兩個(gè)字段的內(nèi)容與組織方式;2. 了解指令分類的方案與分類結(jié)果;3. 了解指令周期

24、對(duì)計(jì)算機(jī)性能與硬件結(jié)構(gòu)的影響;4. 理解并記憶指令中的形式地址與物理地址的概念;5. 理解并敘述幾種常用的尋址方式的用法及其編碼表示;6. 了解幾種常用指令系統(tǒng)的組成概貌;7. 理解3個(gè)級(jí)別的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言之間的關(guān)鍵區(qū)別與各自的應(yīng)用場(chǎng)合8. 了解程序中常用到的幾種流程結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的指令或語(yǔ)句；9. 初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的匯編語(yǔ)言程序及其調(diào)試方法。知識(shí)結(jié)構(gòu)圖2、指令格式通常情況下，一條指令要由如下兩部分內(nèi)容組成：第一部分就是指令操作碼，第二部分就是指令的操作數(shù)地址。操作碼的組織與編碼1、 定長(zhǎng)的操作碼的組織方案在當(dāng)多數(shù)的計(jì)算機(jī)中，一般都在指令字的最高位部分分配固定的若干位（定長(zhǎng)）用于表示操作碼，例如8位

25、，它有256個(gè)編碼狀態(tài)，故最多可以表示256條指令。2、 變長(zhǎng)的操作碼的組織方案當(dāng)計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)與指令長(zhǎng)度為16位或8位時(shí)，單獨(dú)為操作碼劃分出固定的多位后，留給表示操作數(shù)地址的位數(shù)就會(huì)嚴(yán)重不足。為此不得不對(duì)一個(gè)指令字的每一個(gè)二進(jìn)制位的使用精打細(xì)算,使一些位(bit)在不同的指令中有不同的作用。三、有關(guān)操作數(shù)的類型、個(gè)數(shù)、來(lái)源、去向與地址安排1、 用操作數(shù)個(gè)數(shù)區(qū)分指令從用到的操作數(shù)個(gè)數(shù)區(qū)分,可能有如下4種情況:無(wú)操作數(shù)指令單制作數(shù)指令雙制作數(shù)指令多制作數(shù)指令2、 操作數(shù)的來(lái)源、去向及其指令字中的地址安排操作數(shù)的第1個(gè)來(lái)源、去向，可以就是CPLW部的通用寄存器；操作數(shù)的第2個(gè)來(lái)源、去向,可以就是外圍

26、設(shè)備(接口)中的一個(gè)寄存器;操作數(shù)的第3個(gè)來(lái)源、去向,可以就是內(nèi)存儲(chǔ)器中的一個(gè)存儲(chǔ)單元;在指令字中直接給出一個(gè)操作數(shù),被稱為立即數(shù)。指令中使用的基本數(shù)據(jù)類型,通常包括邏輯類型,整數(shù)類型與浮點(diǎn)數(shù)類型。尋址方式概述計(jì)算機(jī)中常用的基本尋址方式有如下多種:1、 、立即數(shù)尋址:操作數(shù)直接給出在指令字中,即指令字中直接給出的不再就是操作數(shù)地址,而就是操作數(shù)本身。2、 直接尋址:直接尋址就是在指令中直接給出操作數(shù)存儲(chǔ)器中的地址,這就是計(jì)算機(jī)中常用的尋址方式之一。3、 寄存器尋址、寄存器間接尋址:寄存器尋址,就是在指令字中給出通用寄存器的編號(hào)（名字、地址）,用于訪問(wèn)運(yùn)算器部件的寄存器組中的寄存器。4、 變址尋

27、址:變址尋址,就是把在指令字中給出的一個(gè)數(shù)值（稱為變址偏移量）與一個(gè)被稱為變址寄存器的內(nèi)容相加之與作為操作的地址,用于讀寫存儲(chǔ)器。5、 相對(duì)尋址：就是指把在指令字中給出的一個(gè)數(shù)值與程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容相加之與作為操作數(shù)的地址或轉(zhuǎn)移指令的轉(zhuǎn)移地址。6、 基地址尋址:就是指把在程序中所用的地址與一個(gè)特定的廳存器的內(nèi)容相加之與作為操作數(shù)的地址或指令的地址。7、 間接尋址:在指令字中給出的不就是一個(gè)操作數(shù)的地址,而就是一個(gè)操作數(shù)地址的地址,或一條指令地址的地址。8、 堆棧尋址:堆棧就是存儲(chǔ)器中一塊特定的按“后進(jìn)先出”原則管理的存儲(chǔ)區(qū),該存儲(chǔ)區(qū)中被讀寫單元的地址就是用一個(gè)特定的寄存器給出的,該寄存器被稱

28、為堆棧指針。指令系統(tǒng)舉例計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)有RISCT與CISC兩種類型。RISC就是精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的英語(yǔ)縮寫，它執(zhí)行同樣處理功能的程序所占用的時(shí)間要比CISC計(jì)算機(jī)更短。RISC機(jī)器的運(yùn)行性能可能要比CISC機(jī)器高2-5倍。計(jì)算機(jī)組成原理教案PentiumII機(jī)的指令系統(tǒng)屬于CISC結(jié)構(gòu);MIPS機(jī)的指令系統(tǒng)屬于RISC結(jié)構(gòu)。第五章節(jié):控制器部件（9學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容:1. 控制器的功能與組成概述;2. 硬連線控制器的組成與運(yùn)行原理;3. 微程序控制器組成與運(yùn)行原理;4. 指令流水線的概念與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。教學(xué)要求:1. 理解并記憶計(jì)算機(jī)控制器的功能與基本組成,體會(huì)控制器在計(jì)算機(jī)整機(jī)中的地位;2.

29、理解并記憶硬連線控制器部件的實(shí)際組成及其各子部件的功能;3. 了解MIPS32計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其控制器部件的運(yùn)行原理；4. 了解控制器部件的設(shè)計(jì)過(guò)程與基礎(chǔ)技術(shù);5. 理解并記憶微程序控制器的一般組成與基本運(yùn)行原理;6. 理解并敘述微指令中的下地地址字段、微命令字段的內(nèi)容及其控制功能;7. 了解微程序控制器與硬連線控制器在組成與性能方面的異同之處;8. 理解并記憶指令流水線的概念,關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo);9. 了解指令流水線的實(shí)現(xiàn)思路,3類相關(guān)問(wèn)題及其解決方案;10. 了解指令級(jí)并行技術(shù)的概念。知識(shí)結(jié)構(gòu)圖三種不同的指令周期控制器部件的功能與組成i-r以用如下幾句話去把握整控制器的組成控制物制器的運(yùn)行原理的PU

30、司綱要能指標(biāo) 單指令何期CPU-多指令周期CPU指令流水線控制器，管控制取指、分析、再執(zhí)行，兩種類型的控制器PG IR判別中斷并響應(yīng)，指令步驟瞧節(jié)拍，硬連線控制器微程序嘿壽存放微程序下址續(xù)讀微指令。一、控制器的功能與組成概述控制器的作用就是向整機(jī)系統(tǒng)的每個(gè)部件（包括控制器部件本身）提供它們協(xié)同運(yùn)行所需要的控制信號(hào)。執(zhí)行一條指令，通?？偩褪且?jīng)過(guò)讀取指令，分析指令與執(zhí)行指令所規(guī)定的處理功能3個(gè)階段才能完成，這就是在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)的，控制器還要保證計(jì)算機(jī)能按程序中設(shè)定的指令運(yùn)行次序，自動(dòng)地連續(xù)執(zhí)行指令序列。啟?？?，CE控制忌線 法 AB i幽:總線DB數(shù)據(jù)忌其篇件控帶惜號(hào)步繇標(biāo)記控制信號(hào)產(chǎn)生部

31、件條件輸入設(shè)備V *輸出設(shè)備.內(nèi)存儲(chǔ)器+1運(yùn)算器ZVS）組成控制器的4個(gè)子部件:執(zhí)行一條指令,要經(jīng)過(guò)讀取指令、分析指令、執(zhí)行指令所規(guī)定的處理功能三個(gè)階段完成,控制器還要保證能按程序中設(shè)定的指令運(yùn)行次序,自動(dòng)地連續(xù)執(zhí)行指令序列。為此,控制器組成中,必須有一個(gè)能提供指令在內(nèi)存中的地址的部件,通稱程序計(jì)數(shù)器(PC),服務(wù)于讀取指令,并接收下條要執(zhí)行的指令的地址。還要有一個(gè)能保存讀來(lái)的指令內(nèi)容的部件,通稱指令寄存器(IR),以提供本指令執(zhí)行的整個(gè)過(guò)程中要用到的指令本身的主要信息?？刂破鞯牡谌齻€(gè)組成成分,就是脈沖源、啟?？刂七壿?指令執(zhí)行的步驟標(biāo)記線路,它標(biāo)記出每條指令的各執(zhí)行步驟的相對(duì)次序關(guān)系?？刂破?/p>

32、的第四個(gè),也就是控制器設(shè)計(jì)中最費(fèi)力的一個(gè)組成成分,就是全部時(shí)序控制信號(hào)的產(chǎn)生部件,它依據(jù)指令內(nèi)容、指令的執(zhí)行步驟(時(shí)刻),也許還有些別的什么條件信號(hào),來(lái)形成并提供出當(dāng)前各部件時(shí)刻要用到的控制信號(hào)。計(jì)算機(jī)整機(jī)各硬件系統(tǒng),正就是在這些信號(hào)控制下協(xié)同運(yùn)行,產(chǎn)生予期的執(zhí)行結(jié)果,也就就是執(zhí)行一條又一條的指令。依據(jù)前述控制器的最后兩個(gè)組成成分的具體組成與運(yùn)行原理的不同,通常把控制器區(qū)分為微程序的控制器與組合邏輯(硬布線)的控制器兩大類。二、硬連線控制器部件硬連線控制器又稱為組合邏輯控制器,與微程序控制器共同構(gòu)成計(jì)算機(jī)通用的兩大類控制器。1、 硬連線控制器的組成與運(yùn)行原理簡(jiǎn)介采用邏輯電路直接提供全部控制信號(hào)

33、?輸入-操作碼-指令狀態(tài)字-指令步驟編碼（節(jié)拍）-外部信號(hào)（Reset等）?輸出-全部控制信號(hào)?主要解決的問(wèn)題-節(jié)拍轉(zhuǎn)換-控制信號(hào)生成（ 1） 組合邏輯控制器用節(jié)拍發(fā)生器（Timing,幾個(gè)觸發(fā)器構(gòu)成的時(shí)序邏輯電路）不同的狀態(tài)組合來(lái)區(qū)分一條指令不同的執(zhí)行步驟,指令執(zhí)行步驟的接續(xù)就是通過(guò)變換節(jié)拍發(fā)生器的狀態(tài)組合完成的,不同于微程序控制器中通過(guò)下地址部件給出不同的微指令地址來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里用節(jié)拍發(fā)生器取代了原來(lái)的下地址部件。（ 2） 組合邏輯控制器就是通過(guò)由“與或”兩級(jí)邏輯關(guān)系構(gòu)成的時(shí)序控制信號(hào)產(chǎn)生部件來(lái)直接給出全部的時(shí)序控制信號(hào)。送到第一級(jí)各“與門”的輸入信號(hào)就是指令操作碼與節(jié)拍發(fā)生器的節(jié)拍狀態(tài)（可

34、能還有控制條件）,每個(gè)與門產(chǎn)生一個(gè)與項(xiàng)輸出,相關(guān)的與項(xiàng)輸出信號(hào)送到第二級(jí)的“或門”,每個(gè)或門輸出的就就是一個(gè)時(shí)序控制信號(hào)。全部的時(shí)序控制信號(hào)由許多個(gè)“與或”邏輯門給出。與計(jì)算機(jī)組成原理教案用控制存儲(chǔ)器存放全部控制信號(hào)的微程序控制方案不同，這里用時(shí)序控制信號(hào)產(chǎn)生部件取代了原來(lái)的控制存儲(chǔ)器，還取消了那里的微指令寄存器線路，把控制信號(hào)直接送到被控制的部件。組合邏輯控制器特點(diǎn)?直接用邏輯電路實(shí)現(xiàn)，用節(jié)拍標(biāo)記指令步驟，性能良好?可擴(kuò)展性差，兼容性不好?適合實(shí)現(xiàn)比較精簡(jiǎn)的指令系統(tǒng)?較容易實(shí)現(xiàn)并行?常用于實(shí)現(xiàn)RISC三、微程序控制器部件指令寄存器IR1、微程序控施燔的基本組成與運(yùn)行原理映射?每條指令一個(gè)執(zhí)行

35、步驟用到的全體控制信號(hào)組成1微盾令?用多條微指令解釋每條?全部微指令的集合叫做彳?執(zhí)行一條微掛令所用的時(shí)間被稱為一1控制1 存儲(chǔ)SS、微周期。?微指令的格式與內(nèi)容：下地址字段命令字段?!?無(wú)條件轉(zhuǎn)移到某條微指下地址 -至螭命微操譯碼?根據(jù)微指令的某一狀態(tài)結(jié)果 下期和財(cái)執(zhí)行或禁向臬匚地址?微子程序調(diào)用，要使用到微堆棧?多路轉(zhuǎn)移?根據(jù)指令操作碼,轉(zhuǎn)移到指令的入口地址組合邏輯與微程序控制器比較?相同點(diǎn)-完成相同的功能-控制信號(hào)基本相同?不同點(diǎn)-控制信號(hào)生成部件的組成與實(shí)現(xiàn)方式不同-步驟標(biāo)記實(shí)現(xiàn)方式不同-性能不同第六章節(jié):存儲(chǔ)器系統(tǒng)（12學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容:1. 多級(jí)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)綜述;2. 半導(dǎo)體存儲(chǔ)

36、器芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與記憶信息的原理;3. 主存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)、基本組成及運(yùn)行原理;4. 輔助存儲(chǔ)器的種類及指標(biāo)要求,硬盤存儲(chǔ)器與磁盤陣列的組成與工作原理;5. 光盤機(jī)的組成與運(yùn)行原理簡(jiǎn)介;6. Cache存儲(chǔ)器的功能、運(yùn)行原理及基本結(jié)構(gòu),Cache的地址映像方式;7. 虛擬存儲(chǔ)器的概念與實(shí)現(xiàn);8. Pentium計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器系統(tǒng)。教學(xué)要求:1 .了解存儲(chǔ)器的分類及各類存儲(chǔ)器的特點(diǎn)2 .理解并記憶存儲(chǔ)器系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)及原則3 .了解半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)記憶的原理4 .掌握主存儲(chǔ)器的組成、技術(shù)指標(biāo)與運(yùn)行原理5 .理解并記憶硬盤存儲(chǔ)器的基本組成與讀寫過(guò)程6 .了解磁盤陣列技術(shù)的相關(guān)概念

37、；7 .了解光盤存儲(chǔ)器的組成與運(yùn)行原理；8 .掌握并描述Cache的功能及工作原理；9 .理解Cache的3種地址映像方式；10 .了解Cache的基本結(jié)構(gòu)；11 .了解虛擬存儲(chǔ)器的基本概念與實(shí)現(xiàn)方法。知識(shí)結(jié)構(gòu)圖虛擬存儲(chǔ)器存儲(chǔ)段邛述、概述而存儲(chǔ)器的分類 一口存儲(chǔ)器的用次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的分類2、存儲(chǔ)系統(tǒng)的平僦儲(chǔ),RGM 系統(tǒng)靜態(tài)輔助存儲(chǔ)器高&虛擬存儲(chǔ)器的功能 實(shí)現(xiàn)與管理方式二、半導(dǎo)土存儲(chǔ)器CPU存儲(chǔ)器,局速緩存：cache快ROM小J只讀存儲(chǔ)器光盤存儲(chǔ)器存 禱 使用重儲(chǔ)t指標(biāo)峰使金部丟大主存儲(chǔ)器的技7按存取方式r步二存幽住(RAM);光盤存取w高速緩沖存儲(chǔ)器建活；缺點(diǎn)：易失性,號(hào)Cache的

38、功能與結(jié)構(gòu)地址映像方式替換算法%找:、光盤計(jì)算機(jī)組成原理教案2、只讀存儲(chǔ)器（ROM）優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,位密度比RAMS儲(chǔ)器高；具有非易失性,可靠性更高,只能讀出,不能寫入。按存儲(chǔ)原理分:1、 靜態(tài)存儲(chǔ)器（SRAM）:優(yōu)缺點(diǎn)：晶體管多、們?nèi)萘可伲谋容^大；而其主要優(yōu)點(diǎn)就是不需要進(jìn)行刷新,因此簡(jiǎn)化了外部電路。2、 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器（DRAM）:用較少的晶體管構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)單元，提高芯片單位面積上的容量,同時(shí)也降低了每位價(jià)格與功耗。按信息傳送方式分:1 、并行存儲(chǔ)器2 、串行存儲(chǔ)器3、 主存儲(chǔ)器1、 、主存儲(chǔ)器的基本組成主存儲(chǔ)器由存儲(chǔ)體、地址譯碼器與讀寫電路及控制電路組成。2、 主存儲(chǔ)器的基本操作主存儲(chǔ)器

39、的基本操作就是讀操作與寫操作。3、 存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展擴(kuò)展方法根據(jù)需要有位擴(kuò)展、字?jǐn)U展與字位同時(shí)擴(kuò)展。4、 提高存儲(chǔ)器系統(tǒng)性能的途徑:相聯(lián)訪問(wèn),并行訪問(wèn)4、 輔助存儲(chǔ)器1、 、輔助存儲(chǔ)器的種類及技術(shù)指標(biāo)種類有:硬磁盤、軟磁盤、磁帶與光盤主要技術(shù)指標(biāo):存儲(chǔ)密度、存儲(chǔ)容量與尋址時(shí)間硬盤存儲(chǔ)器2、硬盤由硬盤驅(qū)動(dòng)器（HDD）W硬盤才$制器（HDC）®成3、 磁盤陳列技術(shù)就是指把多塊獨(dú)立的硬盤（物理硬盤）按某種方式組織起來(lái)形成一個(gè)硬盤組（邏輯硬盤）,從而提供比單個(gè)硬盤更高的存儲(chǔ)性能與提供數(shù)據(jù)備份的技術(shù)。4、 光存儲(chǔ)系統(tǒng)的組成與運(yùn)行原理光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)由光盤片、光盤驅(qū)動(dòng)器、控制器與光盤驅(qū)動(dòng)軟件組成。光驅(qū)

40、在訪問(wèn)時(shí)有恒定線速度與恒定角速度兩種方式。當(dāng)單位距離的光道上所存儲(chǔ)的信息容量相等時(shí),即內(nèi)、外光道的數(shù)據(jù)記錄密度相同,則采用恒定線速度,這樣可以充分利用盤片的空間。5、 速緩沖存儲(chǔ)器1 、cache的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理cache的功能：它的作用在于緩解主存速度慢、跟不上CPU賣寫速度要求的矛盾。cache的結(jié)構(gòu)與工作原理程序的局部性原理cache可能很好的發(fā)揮作用就是基于程序訪問(wèn)的局部性原理。cache的替換算法隨機(jī)算法,先進(jìn)先出算法,近期最少使用算法2 、cache的3種地址映像方式全相聯(lián)映像、直接映像與組相聯(lián)映像六、虛擬存儲(chǔ)器1、 、虛擬存儲(chǔ)器的功能與特點(diǎn)2、 頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器3、 段式虛擬存儲(chǔ)器

41、4、 段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器第七章節(jié):計(jì)算機(jī)輸入/輸出系統(tǒng)（12學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容:1. 輸入/輸出設(shè)備綜述;2. 常用設(shè)備的功能與基本工作原理簡(jiǎn)介;3. 輸入/輸出接口綜述、端口的編址方式、幾種標(biāo)準(zhǔn)接口的特點(diǎn);4. 常用輸入/輸出方式的控制原理;5. 中斷的基本類型、優(yōu)先級(jí)別、完整的中斷過(guò)程;6. DMA的基本概念及傳送過(guò)程；7. 總線的功能、組成,總線仲裁與數(shù)據(jù)傳送控制;8. 總線標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介9. Pentium計(jì)算機(jī)中的總線系統(tǒng)簡(jiǎn)介。教學(xué)要求:1、了解幾種常用輸入/輸出設(shè)備的功能與基本工作原理,區(qū)分它們的不同種類;2 .理解接口的含義、信息交換的過(guò)程、具有的功能與類型;3 .了解接口電路的兩種端口編址

42、方式的特點(diǎn);4 .理解并區(qū)別幾種標(biāo)準(zhǔn)接口的不同特點(diǎn);5 .理解并區(qū)別幾種輸入/輸出方式的不同特點(diǎn)；6 .理解與中斷與DM目關(guān)的一些重要的基本概念；7 .理解并能解釋中斷全過(guò)程中涉及到的一些重要名詞與結(jié)論8 .掌握DMA空制器的功能、組成、數(shù)據(jù)傳送方法與過(guò)程；9 .理解與總線相關(guān)的一些重要的基本概念；10 .掌握總線仲裁與數(shù)據(jù)傳送控制等基本的工作原理；11 .了解幾種常用的總線標(biāo)準(zhǔn)與Pentium計(jì)算機(jī)的總線系統(tǒng)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖輸入/輸出設(shè)備與系統(tǒng)輸入/輸出設(shè)備輸油、/輸出設(shè)備、出設(shè)1、輸輸入/輸出接口程序查詢方式 程序中斷方式 DMA方式 通道控制方式 外圍處理機(jī)方式輸入/輸出設(shè)備分類工作特點(diǎn)幾種常

43、用的輸入/輸5依據(jù)1目息流向的不同，輸入/輸出設(shè)備可以分成輸入設(shè)住線的j輸湖（成稀b與輸入1接口的拿本組成_總線仲裁與數(shù)據(jù)傳送控制總線技術(shù)常用輸入/輸出方式系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)舉例按與件肆柳剜翔秘的用寸象不同pentium計(jì)算機(jī)的總線系統(tǒng)輸入/輸出設(shè)備還可以分成人機(jī)交互設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)交互設(shè)備。特點(diǎn)：異步性、實(shí)時(shí)性、多樣性。3、幾種常用的輸入/輸出設(shè)備簡(jiǎn)介鍵盤：就是應(yīng)用最普遍的輸入設(shè)備，由一組排列成矩陣形式的按鍵開關(guān)與相應(yīng)的鍵盤控制器組成。從按鍵的數(shù)量上瞧，有83鍵至109鍵等多種；從按鍵的開關(guān)的結(jié)構(gòu)瞧，可分為接觸式與非接觸式兩種。從鍵盤提供給主機(jī)的電信號(hào)類型瞧，鍵盤又可分為編碼鍵盤

44、與非編碼鍵盤兩種。計(jì)算機(jī)組成原理教案鼠標(biāo)器:按鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)不同主要有機(jī)械式鼠標(biāo)與光電鼠標(biāo)。掃描儀:就是把實(shí)物形式的圖像信息通過(guò)掃描的方式轉(zhuǎn)換成電信號(hào),并輸入到計(jì)算機(jī)中的專門設(shè)備,就是一種功能極強(qiáng)的輸入設(shè)備。掃描儀就是利用自然界反射光的原理來(lái)完成對(duì)被掃描圖片或文字稿件的讀取的,其內(nèi)部主要由光學(xué)成像部分、光電轉(zhuǎn)換部分與機(jī)械傳動(dòng)部分組成。目前主要有光電耦合器件（CCD）,接觸式圖像傳感器（LIDE）與光電倍增管（PMT）為光電轉(zhuǎn)換元件的3種掃描方式。顯示器:就是以可見(jiàn)光形式、用屏幕顯示信息的計(jì)算機(jī)輸出設(shè)備。按顯示器主要部件的不同,可分為陰極射線管顯示器（CRT）,液晶顯示器（LCD）,等離子顯示器（P

45、DP）與場(chǎng)致發(fā)光顯示器。打印機(jī):就是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的很常用的輸出設(shè)備,從印字原理的不同來(lái)區(qū)分,有針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、熱敏打印機(jī)與激光打印機(jī)很多種類,這些打印機(jī)按打印的實(shí)現(xiàn)方法又可分為擊打式與非擊打式兩大類。二、輸入/輸出接口1 、接口的基本組成、功能與類型按通用性分類:有通用按口、專用接口。按外設(shè)與接口間的數(shù)據(jù)傳送方式:有串行接口、并行接口。按主機(jī)訪問(wèn)外設(shè)的控制方式：程序查詢式接口、程序中斷接口、DMA®口。按功能的靈活性:編程接口、不可編程接口。按輸入/輸出的信號(hào)類型不同:數(shù)字接口、模擬接口。2、端口的編址與尋址計(jì)算機(jī)組成原理教案常用的編址方式主要有兩種,一種就是I/O端口與主存儲(chǔ)

46、器統(tǒng)一的編址方式,另一種就是I/O端口與主存儲(chǔ)器彼此獨(dú)立的編址方式。3、 幾種標(biāo)準(zhǔn)外部接口串行接口：串行接口又稱之為通信口或CO端口，主要用于需要與系統(tǒng)進(jìn)行雙向通信的設(shè)備。并行接口:USB:三、輸入/輸出方式1 、程序查詢方式:就是一種用于控制主機(jī)與外設(shè)間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的最簡(jiǎn)單方式,它直接通過(guò)程序來(lái)控制主機(jī)與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送,又稱程序直接控制方式。2、 程序中斷方式中斷的基本概念中斷的幾種基本的類型:內(nèi)中斷與外中斷、硬件中斷與軟件中斷、可屏蔽中斷與不可屏蔽中斷。中斷的優(yōu)先級(jí)別問(wèn)題:中斷過(guò)程:一次完整的中斷過(guò)程由中斷請(qǐng)求、中斷響應(yīng)、中斷處理與中斷返回四個(gè)階段組成。3、 直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)（DMA）方式DM防式的基本概念：DMA送過(guò)程:一次DMA送過(guò)程由傳送前的預(yù)處理、