計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論計(jì)算機(jī)組成原理白中英主編科學(xué)出版社計(jì)算機(jī)核心專(zhuān)業(yè)課程第2頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@1.課堂秩序2.實(shí)驗(yàn)安排（未定）3.答疑安排（網(wǎng)上進(jìn)行）

第3頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@計(jì)算機(jī)學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)綜合考試大綱考試性質(zhì)考查目標(biāo)考試形式及試卷結(jié)構(gòu)考查內(nèi)容第4頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@考查目標(biāo)

計(jì)算機(jī)學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)綜合考試涵蓋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。要求考生比較系統(tǒng)地掌握上述專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的基本概念、基本原理和基本方法，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的基本原理和基本方法分析、判斷和解決有關(guān)理論問(wèn)題和實(shí)際問(wèn)題。第5頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@考試形式及試卷結(jié)構(gòu)

150分/180分鐘；閉卷，筆試；數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（45分），計(jì)算機(jī)組成原理（45分）操作系統(tǒng)（35分），計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（25分）；單選題（80分），綜合應(yīng)用題（70分）。第6頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@計(jì)算機(jī)組成原理考查目標(biāo)1.理解單處理器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件的內(nèi)部工作原理、組成結(jié)構(gòu)以及相互連接方式，具有完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整機(jī)概念。2.理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次化結(jié)構(gòu)概念，熟悉硬件與軟件之間的界面，掌握指令集體系結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)和基本實(shí)現(xiàn)方法。3.能夠綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成的基本原理和基本方法，對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的理論和實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算、分析，并能對(duì)一些基本部件進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。第7頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@主要參考書(shū)主教材：計(jì)算機(jī)組成原理白中英主編科學(xué)出版社參考教材：1．計(jì)算機(jī)組成原理（第2版）唐朔飛高等教育出版社2．計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)王愛(ài)英清華大學(xué)出版社第8頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@目錄

第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論第二章運(yùn)算方法和運(yùn)算器

第三章存儲(chǔ)系統(tǒng)

第四章指令系統(tǒng)

第五章中央處理器

第六章

總線系統(tǒng)

第七章外圍設(shè)備

第八章輸入輸出系統(tǒng)第9頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@第一部分概論內(nèi)部互連ALUCU寄存器中央處理單元寄存器解碼器控制單元排隊(duì)邏輯控制存儲(chǔ)器第二部分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)第三部分CPU第四部分CU計(jì)算機(jī)I/O系統(tǒng)總線存儲(chǔ)器CPU第10頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@學(xué)習(xí)過(guò)程中的要求以及考察方式課堂學(xué)習(xí)：認(rèn)真聽(tīng)講，積極地參與到課堂教學(xué)中；課外：在課余時(shí)間盡量地抽出時(shí)間看書(shū)，以便幫助消化吸收課堂內(nèi)容；考察方式：一般為閉卷考試的形式。第11頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述計(jì)算機(jī)的分類(lèi)計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)第12頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述1.計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程2.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)硬件的基本組成

計(jì)算機(jī)軟件的分類(lèi)

計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程3.計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)

吞吐量、響應(yīng)時(shí)間、CPU時(shí)鐘周期、主頻、CPI、CPU執(zhí)行時(shí)間、MIPS、MFLOPS第13頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@概述計(jì)算機(jī)分類(lèi)：

機(jī)械計(jì)算機(jī)電子模擬計(jì)算機(jī)：數(shù)值由連續(xù)的量來(lái)表示。

電子數(shù)字計(jì)算機(jī)：計(jì)算機(jī)中的數(shù)值由不連續(xù)的數(shù)字來(lái)表示。專(zhuān)用機(jī)：經(jīng)濟(jì)，有效，快速，適應(yīng)性差通用機(jī)：適應(yīng)性強(qiáng)

巨型機(jī)大型機(jī)中型機(jī)小型機(jī)微型機(jī)單片機(jī)低簡(jiǎn)易性高

高體積，功耗，性能，價(jià)格低第14頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@按用途分類(lèi)通用機(jī)：通用性強(qiáng)，綜合能力強(qiáng)，解決各種問(wèn)題專(zhuān)用機(jī)：特殊配置，功能單一，解決特定問(wèn)題按綜合性能指標(biāo)分類(lèi)巨型機(jī)：速度最快、處理能力最強(qiáng) 已達(dá)十幾萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算

“銀河Ⅲ”

達(dá)每秒130億次大型機(jī)：大型、通用、較快、較強(qiáng)

作“客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器”的服務(wù)器 作“終端/主機(jī)”的主機(jī)小型機(jī)：規(guī)模小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)試制周期短 工藝先進(jìn)、使用維護(hù)簡(jiǎn)單

工作站：介于PC與小型機(jī)之間

高分辨率、大容量?jī)?nèi)外存，圖形功能較強(qiáng)微型計(jì)算機(jī)：小、巧、輕、使用方便、價(jià)格便宜

中央處理器：一個(gè)芯片網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)：基于Java技術(shù)的瘦客戶(hù)機(jī)系統(tǒng)第15頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@第16頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@計(jì)算機(jī)的發(fā)展1642BlaisePascal加法器CharlesBabbage1822差分機(jī)1833分析機(jī)MARKIENIAC計(jì)算機(jī)發(fā)展史第17頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@簡(jiǎn)介電子數(shù)字計(jì)算機(jī)是一種能夠自動(dòng)、快捷，準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)信息存放數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理過(guò)程控制等多種功能的電子機(jī)器，其基本功能是進(jìn)行數(shù)字化信息處理。世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）誕生于1946年2月15日，是美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)摩爾理工學(xué)院的摩切利和?？ㄌ匕l(fā)明的。計(jì)算機(jī)應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制、實(shí)時(shí)控制、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、遠(yuǎn)程教育、電子商務(wù)等多種領(lǐng)域。第18頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@

計(jì)算機(jī)的發(fā)展——第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（ENIAC）計(jì)算機(jī)發(fā)展史5000次加法/秒體重28噸占地170M218800只電子管1500個(gè)繼電器7000個(gè)電阻10000個(gè)電容耗電150KW第19頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@第20頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@計(jì)算機(jī)的發(fā)展類(lèi)型時(shí)期主要器件

重要特征第一代1946-1957電子管機(jī)器語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言速度低，體積大，價(jià)格昂貴可靠性差，用于科學(xué)計(jì)算。第二代1958-1964晶體管算法語(yǔ)言，操作系統(tǒng)體積縮小，可靠性提高從科學(xué)計(jì)算擴(kuò)大到數(shù)據(jù)處理。第三代1965-1971中、小規(guī)模集成電路體積小，可靠性大大提高，速度達(dá)幾百萬(wàn)IPS，軟件技術(shù)和外設(shè)發(fā)展迅速應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。第四代1972-中、大及超大規(guī)模集成電路速度提高至GIPS乃至TIPS水平多機(jī)并行處理和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展。第21頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@各時(shí)代代表機(jī)型時(shí)代機(jī)型產(chǎn)地一ENIAC1946EDSAC19491031953美.賓州大學(xué)英.劍橋大學(xué)二IBM70901958DJS-21,108,X-2,441BIBM中國(guó)三IBM360/370系列CDC6000/7600,STAR-100,NOVA,PDP-11DJS-130/200IBMCDC中國(guó)四微型機(jī)APPLE,IBM-PCVAX系列長(zhǎng)城0520,…………….第22頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@計(jì)算機(jī)總體發(fā)展

年

代

邏輯元件

主

存

輔

存

語(yǔ)言處理

速

度

代表機(jī)種

第一代

1946-1957

電子管

磁芯、磁鼓

磁帶

機(jī)器語(yǔ)言

匯編語(yǔ)言

1萬(wàn)次/秒

ENICA、IBM650

IBM709

第二代

1958-

1964

晶體管

磁芯、磁鼓

磁帶、磁盤(pán)

高級(jí)語(yǔ)言

編譯語(yǔ)言

操作系統(tǒng)

幾萬(wàn)次

幾百萬(wàn)次/秒

IBM7094

DTS-121

X-2

第三代

1965-

1971

集成電路和大規(guī)模集成電路

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

磁帶、磁盤(pán)

多道程序?qū)崟r(shí)處理

百萬(wàn)次千萬(wàn)次

IBM360

DJS-100

第四代

1972--

超大規(guī)模集成電路

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

高速磁盤(pán)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

千萬(wàn)次

1億次/秒

VAX-11

INTEL系列

第23頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@微電子與計(jì)算機(jī)年份型號(hào)管數(shù)年份型號(hào)管數(shù)1971400423001993PENTIUM310萬(wàn)1972800835001995P--PRO550萬(wàn)1974808060001997P--MMX450萬(wàn)19788086290001997P--II750萬(wàn)19828028613萬(wàn)1998Celeron750萬(wàn)1985386DX27.5萬(wàn)1999P--III950萬(wàn)1989486DX120萬(wàn)1999.10P-III-COP2800萬(wàn)第24頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@第五代計(jì)算機(jī)通信、存儲(chǔ)、信息處理和人工智能相結(jié)合的超巨能計(jì)算機(jī)。第六代計(jì)算機(jī)利用光電子元件、超導(dǎo)電子元件或生物電子元件作為計(jì)算機(jī)的核心元件。第25頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用類(lèi)型

1.科學(xué)計(jì)算

2.過(guò)程控制

3.CAD/CAM/CAT

4.數(shù)據(jù)處理

5.電子商務(wù)

6.多媒體技術(shù)

7.人工智能

計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

1.工商：電子商務(wù)、CAD/CAM

2.教育：多媒體教育、遠(yuǎn)程教育

3.醫(yī)藥：CAT、MRI、遠(yuǎn)程醫(yī)療

4.政府：電子政府

5.娛樂(lè)：虛擬現(xiàn)實(shí)、電影特技

6.科研：數(shù)據(jù)采集、計(jì)算分析

7.家庭：家庭信息化

第26頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@計(jì)算機(jī)的技術(shù)指標(biāo)字長(zhǎng)：參與運(yùn)算的基本位數(shù)，它決定了寄存器、加法器、存儲(chǔ)單元和數(shù)據(jù)總線的位數(shù)。它標(biāo)志著計(jì)算精度。主存容量：存儲(chǔ)器可以容納的二進(jìn)制信息量。運(yùn)算速度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)執(zhí)行指令的平均條數(shù)。軟、硬件配置：外部設(shè)備的配備和功能強(qiáng)大的操作系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。性能價(jià)格比：性能和價(jià)格之比是衡量計(jì)算機(jī)的綜合指標(biāo)。第27頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@計(jì)算機(jī)的技術(shù)指標(biāo)以性能/價(jià)格比為核心性能的衡量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、基準(zhǔn)程序、硬件測(cè)量工具價(jià)格的因素集成電路的工藝、產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程、銷(xiāo)售過(guò)程性能價(jià)格設(shè)計(jì)的一些原則第28頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和組織

計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)概念的實(shí)質(zhì)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中軟硬件界面的確定，其界面之上的是軟件的功能，界面之下的是硬件和固件的功能。指令集（instructionset）軟件硬件第29頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@電子計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想存儲(chǔ)程序控制“存儲(chǔ)程序”是把指令以代碼的形式事先輸入到計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器中，即用記憶數(shù)據(jù)的同一裝置存儲(chǔ)執(zhí)行運(yùn)算的命令，這些指令按一定的規(guī)則組成程序；“程序控制”是當(dāng)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后，程序就會(huì)控制計(jì)算機(jī)按規(guī)定的順序逐條執(zhí)行指令，自動(dòng)完成預(yù)定的信息處理任務(wù)。馮諾依曼型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想：存儲(chǔ)程序并按地址順序執(zhí)行。第30頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@一.硬件系統(tǒng)

存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備

二.軟件系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件：OS，語(yǔ)言處理，服務(wù)程序，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

用來(lái)提高使用效率，發(fā)揮和擴(kuò)大計(jì)算機(jī)功能和用途的程序。應(yīng)用軟件：工程設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)處理，自動(dòng)控制，企業(yè)管理

用戶(hù)用來(lái)解決某些問(wèn)題而編制的程序。接口接口設(shè)備設(shè)備運(yùn)算器控制器內(nèi)存系統(tǒng)總線第31頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@運(yùn)算器：計(jì)算機(jī)中進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的部件。存儲(chǔ)器：存放程序和數(shù)據(jù)的部件（R/W）?？刂破鳎嚎刂朴?jì)算機(jī)有條不紊地執(zhí)行程序的部件。程序控制輸入設(shè)備：能將人們所熟悉的信息形式變換為計(jì)算機(jī)內(nèi)部能接收和識(shí)別的二進(jìn)制信息的設(shè)備。輸出設(shè)備：把計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果變換為人或其它設(shè)備所能接收和識(shí)別的信息形式的設(shè)備。第32頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸入輸出接口和總線外存設(shè)備主存儲(chǔ)器高速緩存控制器運(yùn)算器第三單元第四單元第二單元第一單元計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)—計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)第33頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@運(yùn)算器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)—計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)第34頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@運(yùn)算器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)—計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)

運(yùn)算器部件是計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)加工的部件，其主要功能包括：1.執(zhí)行數(shù)值數(shù)據(jù)的算術(shù)加減乘除等運(yùn)算，執(zhí)行邏輯數(shù)據(jù)的與或非等邏輯運(yùn)算，由一個(gè)被稱(chēng)為ALU的線路完成。2.暫時(shí)存放參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)和中間結(jié)果，由多個(gè)通用寄存器來(lái)承擔(dān)。3.運(yùn)算器通常也是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐贰?/p>

第35頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@控制器運(yùn)算器計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

第36頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@控制器運(yùn)算器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)—計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)

控制器是計(jì)算機(jī)中控制執(zhí)行指令的部件：一、正確執(zhí)行每條指令

1.首先是取來(lái)一條指令，

2.接著分析這條指令，

3.再按指令格式和功能執(zhí)行這條指令二、保證指令按規(guī)定序列自動(dòng)連續(xù)地執(zhí)行。三、對(duì)各種異常情況和請(qǐng)求及時(shí)響應(yīng)和處理。說(shuō)到底，控制器要向計(jì)算機(jī)各功能部件提供每一時(shí)刻協(xié)同運(yùn)行所需要的控制信號(hào)第37頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@外存設(shè)備主存儲(chǔ)器高速緩存控制器運(yùn)算器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)—計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)

第38頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@外存設(shè)備主存儲(chǔ)器高速緩存控制器運(yùn)算器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)—計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)

由高速緩沖存儲(chǔ)器，主存儲(chǔ)器，外存儲(chǔ)器所組成的多級(jí)（層）存儲(chǔ)器系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)中用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的子系統(tǒng)。這三級(jí)存儲(chǔ)器所用的存儲(chǔ)介質(zhì)的工作原理和特性各不相同。將作為三個(gè)部分分別講解。第39頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@輸入設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器高速緩存控制器運(yùn)算器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)—計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)第40頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@輸入設(shè)備是向計(jì)算機(jī)中送入程序和數(shù)據(jù)的有一定獨(dú)立功能的設(shè)備，通過(guò)接口和總線與計(jì)算機(jī)主機(jī)連通，用于人—機(jī)交互聯(lián)系,如計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)和鼠標(biāo)等。輸入設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器高速緩存控制器運(yùn)算器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)—計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)第41頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器高速緩存控制器運(yùn)算器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)—計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)第42頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器高速緩存控制器運(yùn)算器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)—計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)

輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)中用于送出計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息的設(shè)備,例如打印機(jī),顯示器等。第43頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存設(shè)備主存儲(chǔ)器高速緩存控制器運(yùn)算器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)—計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)這些部件和設(shè)備通過(guò)總線和接口連接在一起,構(gòu)成計(jì)算機(jī)整機(jī)系統(tǒng),協(xié)同運(yùn)行.第44頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸入出接口和總線外存設(shè)備主存儲(chǔ)器高速緩存控制器運(yùn)算器第三單元第四單元第二單元第一單元計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)第45頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@計(jì)算機(jī)基本工作原理1.指令:讓計(jì)算機(jī)完成某個(gè)操作發(fā)出的命令。（用二進(jìn)制代碼來(lái)表示）3.指令的執(zhí)行有序的指令集合。2.程序內(nèi)存指令取指周期：執(zhí)行周期：控制信號(hào)有關(guān)部件動(dòng)作CPU譯碼CPU4.程序的執(zhí)行CPU不斷地取指令，執(zhí)行指令。操作碼操作數(shù)第46頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@ 2、計(jì)算機(jī)軟件 軟件=程序+數(shù)據(jù)+文檔軟件分類(lèi)系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng) 語(yǔ)言處理程序 實(shí)用程序應(yīng)用軟件辦公軟件包數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)時(shí)控制軟件診斷程序反病毒程序備份程序文件壓縮程序卸載程序圖形圖像處理軟件其它應(yīng)用軟件第47頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@ (1)操作系統(tǒng)

管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有資源(包括硬件和軟件)

裸機(jī)+操作系統(tǒng)=虛擬機(jī)統(tǒng)一管理和調(diào)度資源，提高使用效率和經(jīng)濟(jì)效益不需了解軟硬件細(xì)節(jié)，提高工作效率目的第48頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@ (2)實(shí)用程序

診斷程序：SCANDISK反病毒程序：KV300、金山毒霸備份程序：Windows2000中的備份程序文件壓縮程序:ARJWinZip卸載程序：Windows中的添加/刪除程序操作系統(tǒng)自己帶一些第三方開(kāi)發(fā)第49頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@ (3)語(yǔ)言處理程序源程序可執(zhí)行程序目標(biāo)程序編輯程序匯編或編譯程序聯(lián)接程序機(jī)器語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言匯編語(yǔ)言面向過(guò)程：BASIC、Pascal、FORTRAN、C等面向?qū)ο螅篊++、

Java、VisualBasic等面向問(wèn)題的語(yǔ)言第50頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)第1層微程序設(shè)計(jì)層第2層一般機(jī)器層第3層操作系統(tǒng)層第4層匯編語(yǔ)言層第5層高級(jí)語(yǔ)言層高級(jí)語(yǔ)言級(jí)匯編語(yǔ)言級(jí)操作系統(tǒng)級(jí)一般機(jī)器級(jí)微程序設(shè)計(jì)級(jí)第51頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniversity.liujing@計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)第一層：微程序設(shè)計(jì)級(jí)硬件級(jí)，由機(jī)器硬件直接執(zhí)行微指令。它由機(jī)器硬件直接執(zhí)行微指令。如果某一應(yīng)用程序直接用微指令來(lái)編寫(xiě)，那么可在這一級(jí)上運(yùn)行應(yīng)用程序。第52頁(yè),共59頁(yè)，2024年2月25日，星期天*LiuJing,HenanPolytechnicUniver