計算機組成原理1課件

《計算機組成原理》課程的內(nèi)容：本課程以典型微機為對象，剖析計算機硬件結(jié)構(gòu)中基本部件的功能和構(gòu)造，以及它們是如何組成一個完整的計算機系統(tǒng)的。1.課前作好預(yù)習(xí)。2.課堂認(rèn)真聽講（按時到課，帶著問題聽，記好課堂筆記）。3.課后獨立完成作業(yè)，不把問題帶到下周?！队嬎銠C組成原理》課程的學(xué)習(xí)：7/23/20231本課程考核辦法和記分標(biāo)準(zhǔn)：1.平時成績：40%=考勤+作業(yè)2.課程結(jié)束考試成績：60%a)每周交1次作業(yè)。缺作業(yè)一次，扣2分。b)缺課1次，扣2分。e-mail：ouym@姓名：歐陽宓電話：866845267/23/20232第一章微機系統(tǒng)基本組成問題（1）：1.什么是“存儲程序控制”？2.組成計算機系統(tǒng)的基本硬件有哪些？3.

CPU、主機各自包含哪些部件？4.

ROM,RAM的工作方式有何區(qū)別？各自的用途是什么？7/23/20233輸入設(shè)備存儲設(shè)備輸出設(shè)備控制器運算器諾依曼結(jié)構(gòu)框圖數(shù)據(jù)流控制流7/23/20234微型計算機的硬件微處理器主存儲器外圍設(shè)備運算器控制器寄存器陣列ROMRAM輸入設(shè)備輸出設(shè)備輔助存儲器微型計算機的硬件組成7/23/20235存儲器I/O設(shè)備I/O接口I/O設(shè)備I/O接口CPU··········

微型計算機的基本組成與連接數(shù)據(jù)總線DB地址總線AB控制總線CB7/23/20236第2章計算機運算基礎(chǔ)課本P.13~P.33本章的知識要點是：1）計算機內(nèi)部使用的不同進(jìn)制數(shù)的概念及相互轉(zhuǎn)換，要求熟練掌握各類計算和轉(zhuǎn)換過程。2）機器數(shù)的編碼方式與表達(dá)形式。7/23/20237問題（2）:（2.1,2.2節(jié))1.什么是進(jìn)制數(shù)的位權(quán)？2.進(jìn)制數(shù)的按權(quán)展開式的含義是什么？N=

×

R4.什么是機器數(shù)？如何求原碼、反碼和補碼？

5.什么是BCD碼？3.定點數(shù)與浮點數(shù)的不同表示方法7/23/20238N=

R×通用按權(quán)展開式：N:某進(jìn)制數(shù)n:數(shù)的整數(shù)位數(shù)(0,1,2···)m:數(shù)的小數(shù)位數(shù)K:某位數(shù)字(系數(shù)）

R:代表N是R進(jìn)制數(shù)（基數(shù)）7/23/20239ESE1

E2

···EmXsX1

X2

···Xn階碼階符數(shù)符尾數(shù)浮點數(shù)一般格式7/23/202310問題（3）:（2.3,2.4節(jié))1.如何使用ASCII碼表3.定點數(shù)補碼加減法運算的規(guī)則及變形補碼的作用是什么？2.什么是漢字外碼、內(nèi)碼？4.浮點數(shù)加減法的運算規(guī)則是什么？7/23/202311十進(jìn)制數(shù)8-4-2-1碼00000100012001030011十進(jìn)制數(shù)8-4-2-1碼401005010160110701118100091001100001000011000100011200010010130001001114000101001500010101········十進(jìn)制數(shù)與8-4-2-1BCD碼對應(yīng)關(guān)系7/23/2023120123456701234567“中”字8×8點陣的漢字編碼7/23/202313第4章存儲系統(tǒng)課本P.62~P.807/23/202314問題（4）:（4.1,4.2節(jié))1.幾個基本概念：a)三級存儲體系b)主存c)外存(輔存)d)高速緩存(Cache)2.存儲器的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？其容量與地址信息的位數(shù)是什么關(guān)系？4.靜態(tài)RAM與動態(tài)RAM存儲原理的區(qū)別？3.只讀存儲器(ROM)的種類？7/23/202315CPU片內(nèi)Cache

主存輔助存儲器片外Cache微型計算機的三級存儲體系7/23/202316雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器式的靜態(tài)RAM存儲單元I/O數(shù)據(jù)讀寫信號DX選擇Y選擇當(dāng)D=1（高）“1”當(dāng)D=0（低）“0”P.65圖4-2的簡化示意圖7/23/202317CCDDVV:開關(guān)三極管C:存儲電容D:數(shù)據(jù)線(位線）=“高”→“1”X選擇線（字線）動態(tài)RAM的存儲單元電路++電荷7/23/202318問題（5）:（4.3,4.4,4.5節(jié))3.Cache與主存的關(guān)系。4.虛擬存儲管理有哪三種方式？1.存儲芯片的邏輯組成、譯碼方式。2.

存儲芯片的容量指標(biāo)、擴(kuò)展方法。7/23/202319地址寄存器地址譯碼器數(shù)據(jù)寄存器時序控制電路存儲體地址總線數(shù)據(jù)總線存儲器的單譯碼結(jié)構(gòu)DB(雙向)AB(單向)7/23/202320數(shù)據(jù)寄存器地址寄存器地址寄存器行譯碼器列譯碼器時序控制器存儲體························ABDB存儲器的雙譯碼結(jié)構(gòu)7/23/202321VppA12A7A6A5A4A3A2A1A0O0O1O2GndVccPgmA13A8A9A11OEA10CEO7O6O5O4O3Intel27128引腳圖A0~A13:地址線O0~O7:數(shù)據(jù)線CS:片選信號7/23/2023221I/O8K×1I/O0234567I/OI/OI/OI/OI/OI/O···D7D0···A12A0···CPU位擴(kuò)展法組成的8K×8位存儲器7/23/202323WE16K×8CSWE16K×8CSWE16K×8CSWE16K×8CS2:4譯碼器A15A14A13A0WED0～D7CPU···············字?jǐn)U展法組成的64K×8位存儲器7/23/202324CS2CS1K×4D7~D01CS6D7~D0CS1K×45CS4CS1K×4D7~D03D7~D0CS8CS1K×472:4譯碼器(A11A10)11000110字位擴(kuò)展法組成4K×8位RAM示意圖A9~A07/23/202325第5章微型計算機的指令系統(tǒng)課本P.82~P.97問題（6）:（5.1,5.2節(jié))1.指令由哪兩部分組成？2.基本概念：a)尋址b)有效地址EA3.如何得到立即,直接,間接,變址4種尋址方式的EA？4.微機的指令大致有哪幾種類型？7/23/202326操作碼地址碼指令格式：尋址：尋找有效地址EA的過程。有效地址EA：操作數(shù)所在的存儲地址。尋址方式說明代碼X：地址碼中說明操作數(shù)尋址方式的代碼。第一操作數(shù)和第二操作數(shù)的尋址方式可以相同，也可以不同。7/23/2023271.立即尋址方式ADDAC100操作碼：ADD地址碼：AC100指令含義：(AC)+100→AC指令代碼本身給出操作數(shù),稱為立即(數(shù))尋址方式例：注：指定第二操作數(shù)是立即數(shù)尋址方式7/23/2023282.直接尋址方式(1)寄存器直接尋址(2)存儲器直接尋址ADDACR指令含義:(AC)+(R)→ACEA2=RADDAC100EA2=100指令含義:(AC)+(100)→AC注：指定第二操作數(shù)為直接尋址方式7/23/2023293.間接尋址方式(1)寄存器間接尋址(2)存儲器間接尋址ADDACR指令含義:(AC)+((R))→ACEA2=(R)ADDAC100EA2=(100)指令含義:(AC)+((100))→AC注：指定第二操作數(shù)為間接尋址方式7/23/2023304.基址變址尋址方式（以單操作數(shù)為例）操作碼基址寄存器位移量1)基址尋址方式EA=(基址寄存器)+位移量2)變址尋址方式操作碼變址寄存器位移量EA=(變址寄存器)+位移量7/23/2023313）基址變址尋址方式4）相對尋址方式操作碼基址寄存器變址寄存器位移量EA=(基址寄存器)+(變址寄存器)+位移量操作碼指令指針寄存器位移量EA=（指令指針寄存器）+位移量7/23/202332一般微機指令類型：1.數(shù)據(jù)傳送類指令2.運算類指令3.移位指令4.串操作指令5.控制轉(zhuǎn)移類指令6.處理器控制指令7/23/202333循環(huán)次數(shù)賦初值循環(huán)體循環(huán)次數(shù)減1循環(huán)次數(shù)=0？NY指定目標(biāo)地址下一條指令7/23/202334第6章總線與接口問題（7）:（6.1,6.2節(jié))1.什么是總線？總線上傳輸?shù)男畔⒖煞譃槟膸最悾?.為什么要進(jìn)行總線仲裁？仲裁的方式有哪幾種？2.什么是并行總線？什么是串行總線？3.同步通信和異步通信的最根本的區(qū)別是什么？7/23/202335····CPU內(nèi)存I/O設(shè)備I/O設(shè)備接口1接口n系統(tǒng)總線單總線結(jié)構(gòu)····BUS7/23/202336CPU內(nèi)存····I/O設(shè)備I/O設(shè)備接口1接口n內(nèi)存總線(系統(tǒng)總線)雙總線結(jié)構(gòu)IOPI/O總線系統(tǒng)（局部）總線I/O總線····7/23/202337CPU內(nèi)存磁盤打印機視頻顯示多總線結(jié)構(gòu)PCI總線控制ISA總線控制系統(tǒng)總線網(wǎng)絡(luò)磁帶MODEMIDEPCI總線ISA總線7/23/202338總線控制部件設(shè)備接口0設(shè)備接口n設(shè)備接口1BGBSBRDA鏈?zhǔn)讲樵兎绞健ぁぁS:總線忙BR:總線請求BG:總線同意7/23/202339總線控制部件設(shè)備接口0設(shè)備接口n設(shè)備接口1BSBRDA計數(shù)器定時查詢方式···設(shè)備地址BS:總線忙BR:總線請求7/23/202340總線控制部件設(shè)備接口0設(shè)備接口n設(shè)備接口1BG0BR0DA獨立請求控制方式···BGi:總線同意BRi:總線請求BGnBR1BG1BRn7/23/202341CPU高速緩存主存系統(tǒng)總線ISA總線PCI總線結(jié)構(gòu)PCI總線控制器視頻顯示磁盤控制器ISA總線控制器打印機調(diào)制解調(diào)器PCI總線7/23/202342550MHzIDE2PentiumIII北橋440BXAGP南橋PIIX4ECMOS&RTCUSB超級I/OIDE1COM1COM2LPT1550MHzL1CacheL2Cache處理機總線100MHz100MHzPCI總線33MHzPCI插槽ISA插槽ISA總線8MHz內(nèi)存條ROMBIOS顯示器硬盤光驅(qū)軟驅(qū)鍵盤鼠標(biāo)打印機MODEM66MHz顯卡7/23/202343ISA插槽PCI插槽AGP插槽北橋芯片組南橋芯片組內(nèi)存插槽CPU插槽IDE接口軟驅(qū)接口并口連接器串口連接器