自動化專業(yè)英語教程一四

自動化專業(yè)英語教程教學課件July28,2007P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能A計算機的結構與功能1.課文內容簡介：主要介紹《計算機原理》中四個必要部件：存儲器、中央處理單元（CPU，或簡稱處理器），外部處理器總線，輸入/輸出系統(tǒng)的結構、功能和作用等內容。2.溫習《微機原理》中有關計算機基本結構的內容。3.生詞與短語P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能architecturen.體系結構instructionset指令集binary-codedadj.二進制編碼的centralprocessingunit(CPU)中央處理器processorn.處理器locationn.（存儲）單元wordlength字長accessv.存取，接近fetchv.,n.取來fieldn.域，字段opcoden.操作碼operandn.操作數(shù)P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能addressn.尋址single-precisionadj.單精度的floating-pointadj.浮點的terminaln.終端complementv.補充，求補decodev.解碼，譯碼requestn.請求inactiven.不活動，停止I/O-mappedadj.輸入/輸出映射的（單獨編址）memory-mappedadj.存儲器映射的（統(tǒng)一編址）

P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能4.難句翻譯[1]…h(huán)owtheinstructionexecutioncycleisbrokendownintoitsvariouscomponents.……指令執(zhí)行周期怎樣分解成不同的部分。[2]Onewaytoachievemeaningfulpatternsistodivideupthebitsintofields…一種得到（指令）有效形式的方法是將（這些）位分成段……[3]ThemajorityofcomputertasksinvolvetheALU,butagreatamountofdatamovementisrequiredinordertomakeuseoftheALUinstructions.

計算機的大多數(shù)工作涉及到ALU(邏輯運算單元)，但為了使用ALU指令，需要傳送大量的數(shù)據(jù)。5.參考譯文P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能A計算機的結構與功能

這一節(jié)介紹計算機的內部體系結構，描述了指令如何存儲和譯碼，并解釋了指令執(zhí)行周期怎樣分解成不同的部分。從最基本的水平來講，計算機簡單執(zhí)行存儲在存儲器中的二進制編碼指令。這些指令按照二進制編碼數(shù)據(jù)來產(chǎn)生二進制編碼結果。對于通用可編程計算機，四個必要部件是存儲器、中央處理單元（CPU，或簡稱處理器），外部處理器總線，輸入/輸出系統(tǒng)。圖3-1A-1計算機的基本元件P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能存儲器儲存指令和數(shù)據(jù)。CPU讀取和解釋指令，讀每條指令所需的數(shù)據(jù)，執(zhí)行指令所需的操作，將結果存回存儲器。CPU所需的操作之一是從外部設備讀取或寫入數(shù)據(jù)。這利用輸入/輸出系統(tǒng)來實現(xiàn)。外部處理器總線是一套能在其他計算機部件之間傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信息的電導線。存儲器計算機的存儲器是由一套連續(xù)編號的單元所組成。每個存儲單元是一個能存二進制信息的寄存器。單元的編號稱為地址。初始地址為0。制造商定義處理器的一個字長為單元的整數(shù)長。在每個字中，各位表示數(shù)據(jù)或指令。對于英特爾8086/87和摩托羅拉MC68000微處理器來說，一個字是16位長，但每個存儲單元僅為8位，因此兩個8位單元來存取獲得一個數(shù)據(jù)字長。P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能為了使用存儲器中的內容，處理器必須取來右邊的內容。為了完成這一次讀取，處理器把所需單元的二進制編碼地址放到外部處理器地址總線的地址線上，然后，存儲器允許處理器讀取所尋址的存儲單元的內容。讀取存儲單元的內容的這一過程并不改變該單元的內容。存儲器中的指令 存儲器中的指令由CPU取來。除非發(fā)生程序轉移，它們按在存儲器中出現(xiàn)的順序來執(zhí)行。用二進制形式所寫的指令叫做機器語言指令。一種得到（指令）有效形式的方法是將（這些）位分成段，如圖3-4A-2所示。每一段都包含一個不同類型信息的代碼。P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能圖3-1A-2程序和數(shù)據(jù)在內存中的安排P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能在簡單的計算機中，每條指令可分為四段，每段有四位。每條指令包括操作代碼（或操作碼，每條指令有唯一的操作碼）、操作數(shù)地址、立即數(shù)、轉換地址。在一個實際的指令集中，有很多指令。也有大量的存儲單元來存儲指令和數(shù)據(jù)。為了增加存儲單元的數(shù)目，如果我們使用同樣的方法，地址段的指令一定長于16位。除了增加指令長度外，還有很多增加微處理器尋址范圍的方法：可變指令段、多字指令、多尋址模式，可變指令長度。我們不將詳細討論它們。存儲數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是存儲器中代表代碼的信息。為了有效利用存儲空間和處理時間，大多數(shù)計算機提供了不同長度和表示方法的處理數(shù)據(jù)能力。能被處理器識別的各種不同表示稱作數(shù)據(jù)類型。常用的數(shù)據(jù)類型有：位、二進制碼、十進制數(shù)字（4位字節(jié)，BCD）、字節(jié)（8位）、字（2個字節(jié)）、雙字（4個字節(jié)）。P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能有一些處理器提供了可處理其他數(shù)據(jù)類型。例如單精度浮點數(shù)據(jù)類（32位）和雙精度浮點數(shù)據(jù)（64位）等的指令。還有另一類的數(shù)據(jù)–––特征數(shù)據(jù)。通常也表示為8位。在標準鍵盤上，每個計算機終端鍵和鍵的組合（例如shift和control功能鍵）有定為美國信息交換標準碼的7位碼。存儲器類型 在數(shù)字控制系統(tǒng)的應用中，我們也關注不同存儲技術的特征。對主存儲器來說，我們需用它臨時存儲信息，并逐次地從不同單元寫入或獲得信息。這種類型的存儲器稱作隨機訪問存儲器（RAM）。在某些情況下，我們不想讓存儲器中的信息丟失。因此我們愿使用特殊技術寫入存儲器。如果寫入只在物理改變連接時才能實現(xiàn)，那么這種存儲器稱為只讀存儲器（ROM）。如果相互連接的模式可由程序設定，那存儲器叫做可編程只讀存儲器（PROM）。如果需要實現(xiàn)改寫的情況，我們有可擦的可編程只讀存儲器（EPROM）。電可擦除的PROM縮寫為EEPROM。P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能中央處理單元CPU

CPU的工作是從存儲器中取回指令并執(zhí)行。CPU的結構如圖3-4A-3。它有四個主要部件：算術－邏輯單元，一系列存儲器，一個內部處理器總線和控制器。

圖3-1A-3中央處理單元(CPU)P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能CPU的這些及其其他部件和它們在指令周期的分享將在后面的章節(jié)中說明。算術－邏輯單元（ALU） ALU提供很廣泛的算術操作，包括加、減、乘、除。它也完成布爾邏輯操作，例如：與、或、二進制算術求補。其他操作，例如字比較也可達到。計算機任務的主要部分包括ALU，但為了利用ALU指令，需要大量的數(shù)據(jù)移動。寄存器 CPU內的一系列寄存器是用于存儲信息的。指令寄存器 當一條指令取回來，它被復制到指令寄存器內，并被譯碼。譯碼意味著檢查操作代碼并用于確定執(zhí)行順序的各步CPU的編程器模型

可由編程器檢查或修改的寄存器集稱為CPU的編程器模型。由指令集操作或明顯受硬件輸入或數(shù)據(jù)操作的結果影響的一類寄存器是模型中表示的寄存器。P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能標志寄存器 執(zhí)行順序不僅由指令而且也由前面指令的結果來確定。例如，如果在ALU中進行加法運算，加法的結果（不論結果是正、負或0）存儲在稱為標志寄存器、狀態(tài)寄存器或條件寄存器中。如果下一指令是一個條件轉移指令，標志字需要檢驗以確定是否需要轉移。程序計數(shù)器（指令指針） 下一指令的地址位于稱作程序計數(shù)器的寄存器中。數(shù)據(jù)寄存器 當一指令用寄存器存儲數(shù)據(jù)，指令中的寄存器參考被稱作寄存器尋址。利用內部寄存器存數(shù)據(jù)的原因在于它們能使指令更短，執(zhí)行速度更快。地址寄存器 內部寄存器也可用于儲存存儲器數(shù)據(jù)的地址。這種情況下，指令字包含寄存器數(shù)（例如一個寄存器地址）。寄存器中包含用于指令中的存儲器數(shù)據(jù)的地址。這種尋址方式叫做寄存器直接尋址。寄存器的內容指向存儲器中的數(shù)據(jù)。P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能內部處理器總線 內部處理器總線使數(shù)據(jù)在內部存儲器間移動。總線是一套分組的電導線，它能在CPU的功能塊間傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信息。當兩個寄存器連到總線上時，源寄存器中的數(shù)據(jù)可傳到目的寄存器中?？刂破?控制器提供了程序周期內取自寄存器每條指令的控制信號的適宜順序。一個總程序周期是由許多指令周期組成，每個指令周期可分為它部件的機器周期，每個機器周期由許多時鐘周期組成。P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能

例如圖3-1A-4，為了取回一條指令，程序計數(shù)器中的地址放到在時鐘周期C1上升沿的外部總線的地址線上。同時，利用控制線上的一個代碼，CPU通知所有連接到總線上的設備，即CPU正執(zhí)行一個“操作碼取回”的機器周期。存儲器允許存儲器尋址去選擇包含指令的存儲器單元。在C2段，控制器將“讀”命令放到控制總線上，允許存儲器數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)線上。圖3-1A-4“操作代碼讀取”的時序圖P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能然后在C3段，控制器將數(shù)據(jù)選通到指令寄存器中，并從控制總線再移動讀命令。在C4段，控制器在地址總線上再移地址并開始譯指令的操作代碼部分，來看一看執(zhí)行需要說明步驟。譯碼操作或許會在“操作碼取回”機器周期的末端花費幾個更多的時鐘周期。外部提示請求 停止正常的指令處理順序往往是必要的。一種外部提示請求是復位請求。在不可恢復故障的情況下，計算機系統(tǒng)可要求自身復位。這帶來的影響是初始化系統(tǒng)中所有重要寄存器，并從標志存儲單元–––通常是0單元開始執(zhí)行指令。在正常事件過程中更通常的啟動服務是中斷請求。來自外部設備的一個中斷請求信號可使CPU立即執(zhí)行實施必要動作的服務子程序。當完成服務子程序后，處理器將從最初被中斷的地方繼續(xù)執(zhí)行。P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能第三種類型的輸入是總線請求，或直接存儲器尋址請求。有一個終端接口來存儲正文的所有特征，直到接到一個“回車”。然后，接口請求使用系統(tǒng)總線，此時，數(shù)據(jù)以盡可快的速度被傳遞給存儲器。這種方式下，處理器僅變?yōu)橥Ｖ?，直到傳遞完成?？偩€總線是計算機系統(tǒng)最重要的通信系統(tǒng)。在CPU控制下，一個數(shù)據(jù)源設備和一個數(shù)據(jù)目的設備被允許在短時傳輸下連接到總線上。外部處理器總線 內部處理器總線通過位于微處理器集成電路上的一組總線緩沖區(qū)連接到外部處理器總線上。系統(tǒng)總線 微計算機板能夠通過一個連接器與外部系統(tǒng)總線相聯(lián)而能與其他板進行通信。P3U1AComputerStructureandFunction第三部分第一單元課文A計算機的結構與功能計算機輸入和輸出CPU外部的一組寄存器是與輸入/輸出系統(tǒng)有關的。I/O系統(tǒng)在接口處利用控制、地址、數(shù)據(jù)線通過I/O寄存器來與外部處理器總線連接。有兩種方法用于尋址I/O寄存器。第一種方法，稱為I/O映射的輸入/輸出，操作碼本身有專門的I/O指令，尋址在接口中稱為I/O口的標號寄存器。第二種尋址I/O寄存器的方法給出了位于CPU尋址寄存器范圍內的I/O口地址。這叫做存儲器映射的I/O。當然，沒有任何存儲器單元在同一尋址下作I/O單元。存儲器映射方法的益處之一是存儲器尋址方式的全部范圍可用于I/O寄存器尋址。P3U1BFundamentalsofComputerandNetworks第三部分第一單元課文B計算機與網(wǎng)絡基礎B計算機與網(wǎng)絡基礎1.課文內容簡介：主要介紹《計算機原理》中計算機系統(tǒng)組成、操作系統(tǒng)的作用與功能、計算機網(wǎng)絡的基本概念等內容。2.溫習《計算機原理》中有關操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡通訊方面的內容。3.生詞與短語P3謎U1墳B骨F家un夏da乳me便nt害al廊s題of石C知om叢pu同te推r去an腔d抵Ne也tw股or嬸ks第三厚部分歷第一高單元嗎課文B計算機仍與網(wǎng)絡句基礎st獅or漁ed誘p害ro湖gr逐am存儲過程序inp并ut訂dev師ice輸入設典備ou耳tp旦ut征d衰ev每ic聞e輸出曲設備pr劉im丙ar嘩y墳st聚or喚ag諷e豆(m弓em扣or筋y)主存儲劫器se里co臂nd圖ar漁y騎st葛or性ag償e歲(m虜em亦or界y)輔助存語儲器ari罪thm森eti杰c-l饒ogi傾cu妹nit算術邏淡輯部件wor僚kst陜ati安onn.工作站ma東gn獄et填ic員t蘿ap判e洞dr既iv膨e磁帶霧機dis請pla灘ys貿cre心en顯示命屏pe綿ri沙ph溜er狹aln.外圍設優(yōu)備，外狐設sch敘edu急lev.調度P3U三1B宵F塞und攤ame職nta被ls藏of魄Com鐮put中er困and典Ne否two墻rks第三部賄分第一拾單元課橫文B計算機脹與網(wǎng)絡附基礎ele突ctr掘oni政cm夫ess嫩age渴s(政mai社l)電子誰信息踩，郵淘件loc驢al踐com牌mun件ica態(tài)tio繡nn灑etw蘇ork春s局域字網(wǎng)sha掘red經(jīng)re永sou槽rce共享資栽源pr問ol漲if司er司at徹ev.激增PSD績N公共交公換數(shù)據(jù)煎網(wǎng)pr虧iv喪at奶e孟LA荒N專用局沉域網(wǎng)irr古esp窯ect賺ivead炭j.不考么慮的at囑ta隊ch月edadj子.附加奮的pr亂ot板oc涉oln.協(xié)議un京de珍rl看yi薯ngadj平.根本的P3U述1B曉F否und各ame檢nta躁ls害of惱Com舉put毛er佩and棕Ne膛two律rks第三部喊分第一搞單元課做文B計算機數(shù)與網(wǎng)絡港基礎4.難句翻貼譯[1炎]稀So疤me冬I俯NP歌UT蛾D爐EV找IC掀ES授a料ll江ow拾d騾ir澤ec冊t凡hu堵ma架n/鏟ma蓋ch盾in副e衡co明mm故un催ic喘at倍io矮n,跌w轉hi超le扁s咬om透e享fi隱rs守t牌re井qu內ir口e掠da釘ta榮t另o渾be榨r議ec末or賺de備d狡on物a鋪n湖in謝pu殺t焰me賣di骨um漢s候uc隱h亂as娘amag隱net攔iza壘blemat禽eri狠al.有些溜輸入誕設備奧允許肢直接民的人山機對畫話，劫而有層些輸貸入設慰備則國需要致先將教數(shù)據(jù)擱存儲繁在諸慮如磁蒜性材盯料等醉輸入素介質肅上。由wh踏il碰e連接掃的并沖列復獨合句站，有離轉折糠的意嗽思，傾譯成嫁“而老”、綱“可用是”殺等。[2]愚…c丸onn姜ect敘ed裙dir經(jīng)ect俱ly累to玻(or如ON以LIN臥Et屯o)拴ac拘omp有ute敞r…onl貝ine與“六直接鮮連接恥”的立概念形不同腫，前籃者是艦“聯(lián)換機”犯，此灰處是肝指工允作站貪鍵盤妥與主響機連來在一臘起工心作，壟后者勝是指搶“物利理連筋接”茄。[3謙]川Si旁mi烏la蛾rl睜y,林a仁t孤a懷lo枝ca宅l常le雕ve月l虛wi相th喪in費,響sa良y,鼻a功s略in碧gl昂e傳bu僑il男di稍ng插…句中的sa霧y是“比拉如說”碗的意思兔。5.參考譯得文P3U呢1B比F疤und罷ame橋nta伶ls社of躬Com搶put戴er濤and插Ne您two陪rks第三膜部分怕第一響單元偉課文B計算適機與局網(wǎng)絡蕩基礎B計算機頃與網(wǎng)絡陪基礎計算朱機系堤統(tǒng)的導組成在說砍明了旁什么揮是計浪算機銳之后說，讓秘我們某在來自看一框下計括算機壟的定非義：躺計算度機是瞇一種灣能接室收、喜存儲爹和處煤理數(shù)嶺據(jù)，瀉并能慎產(chǎn)生取輸出敵結果幣的快晨速、晌精確盯的符量號加厚工系庫統(tǒng)，削這一犬系統(tǒng)緊是在員存儲政指令桐程序盛控制下下工劍作的自。本天文說遷明為勇什么井計算跪機是役一個膠系統(tǒng)議以及逼計算川機是低如何府組成尿的。倦系統(tǒng)窮的主務要部廚件包談括輸?shù)饺朐O傅備、計處理晴機和經(jīng)輸出兄設備醋?，F(xiàn)請在詳意細介怖紹每章一部寇件。輸入設趨備計算機做系統(tǒng)使陜用多種午輸入設憂備。其出中有些響輸入設擱備直接喇進行人碧－機通失信，另殺一些則她首先要拒求把數(shù)友據(jù)記錄套在諸如滋磁性材痕料那樣塵的輸入細介質上錄。常用踐的是讀桑取以磁擴化方式增記錄在躺專門涂豎敷的塑菠料帶或餓軟盤上撕的數(shù)據(jù)倡的輸入性設備。謝直接輸鼠入設備烤有與計冊算機的讀工作站勢直接連礎接或在道線連接巖的鍵盤析，以及異鼠標器輪、輸入蒼器、觸陽摸式屏厚幕和話鍵筒等。需不論使汁用哪種內設備，凡所有這因些都是幫人與計鉗算機系叛統(tǒng)之間委的解釋陰和通信慨的部件猴。P3囑U1摧B盛F紀un課da雨me轎nt沉al僑s永of現(xiàn)C捕om妖pu舉te書r玻an法d濤Ne至tw獄or饅ks第三襯部分獵第一賢單元鍋課文B計算機屑與網(wǎng)絡拳基礎中央訊處理互機中央處插理機（CPU）是計阿算機系競統(tǒng)的核魚心。一饑臺典型背計算機餡的CP底U由三膠部分憲組成畏：主存儲擺器部分、算術愚邏輯部姿分和控術制部分渾。不僅冶個人計附算機如銅此，各勝種規(guī)模睬的計算翼機的CPU都有這撫三部分散。輸出設片備與輸串入設慘備類瓦似，軟輸出口設備添也是雖人與認計算盈機系度統(tǒng)之裁間的架解釋苦和通艦信的來設備簽。輸桶出設斯備從CP旗U中取儉出機愈器代剛碼形燒式的朽結果救，然時后將滔其轉鳥換成談（a）人們乞可讀的召形式（之例如打悟印或顯鳥示報告淹）或（b）另杯一處累理周塊期的隨機器揉輸入貫。在個親人計手算機序系統(tǒng)耐中，之常用拼的輸校出設色備是撓顯示啦屏和脆臺式咱打印漸機。原比較贊大型欣的計戀算機豬系統(tǒng)挺通常閱要配償備更辛大、離更快扎的打伸印機委，多掃臺在擴線工牧作站彩和磁磚帶機己。有時濫也將杠輸入/輸出說設備婚和輔看助存回儲器尖稱為裝外圍澆設備雷，這痛是因危為這櫻些設初備不紐奉屬于CP街U，但又戴位于CPU附近劫。P3旦U1年B恩F玩un劣da陳me顛nt疲al科s課of施C幣om抄pu憑te效r歪an維d篩Ne騙tw匪or壺ks第三末部分扎第一清單元木課文B計算蔥機與樸網(wǎng)絡債基礎操作糟系統(tǒng)操作跨系統(tǒng)蔑朝著因兩個醉主要穴目標檔已發(fā)友展了讓三十噴多年閱。第撕一，片為程議序的礙開發(fā)議和執(zhí)磚行提廚供了銳一個尸方便亂的環(huán)殲境。市第二芹，操害作系如統(tǒng)試愉圖通匹過對詠計算桌任務蹦的調押度以暈確?；嬎阌嬒到y(tǒng)磚的良讀好性既能。操作系痰統(tǒng)必須講確保計艱算機系在統(tǒng)的正狹確操作援。為避賓免用戶撲程序影意響系統(tǒng)揉的正常辣操作，唱對硬件現(xiàn)進行修嫁改以建障立兩種獅方式：秀用戶方柳式和監(jiān)治控方式依。各種中指令（亂如I/O指令艷，HA政LT指令）批被賦予鞭特權，厚只能在承監(jiān)控方徑式中執(zhí)坑行。監(jiān)瘦控程序夫存放在豆內存，米同樣業(yè)她應避免呆用戶對怖其修改覆。另外蛾采用一大個時鐘旦避免無嗎限循環(huán)泛。這樣更，一旦睡基本的殃計算機夜系統(tǒng)發(fā)態(tài)生了變測動（兩藏種方式景，特權枕指令，寬存儲器吉保護，耳時鐘中印斷），正仍有可綁能寫出圣正確的魯操作系略統(tǒng)。正如全我們戚前面渡所說櫻，操剛作系炎統(tǒng)對戒于生蘋產(chǎn)它漆們的榮廠家湖及其剩運行鴿的硬商件環(huán)暗境通震常是露唯一透的。臺一般碌，安燦裝一圖臺新扭計算帶機的策同時暗購買訊了與續(xù)該硬男件相獨應的僅操作添系統(tǒng)飯。用岡戶需賢要有板效地帶支持婚其處塔理任柳務的原可靠駛操作壁軟件征。P3服U1繼B表F猾un遍da簽me過nt雜al討s康of尺C皆om爸pu暑te站r鏡an何d姓Ne移tw膽or孕ks第三改部分早第一民單元覺課文B計算機增與網(wǎng)絡欣基礎盡管酬各廠邊家的球操作憐軟件殺各不轎相同嫌，但交都具誰有類紅似的痛性能昂?，F(xiàn)拔代硬意件系吹統(tǒng)，校由于斧其復芝雜性阻，需匹要有恩操作騎系統(tǒng)召來滿垃足某嫩些特然定的壩標準宋。例洲如，彩考慮箭到該旁領域錄的現(xiàn)啟狀，鞏操作底系統(tǒng)制應支涼持某伏種形謙式的飯聯(lián)機業(yè)處理扭。通寶常，裂與操蜻作軟繭件相潮關的賢功能供有