计算机组成原理

课程需求

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  汇编 操作系统
  数逻 组成 系统结构
  数电 微机原理

课程结构

计算机特性

1 从外部角度来看计算机的特性

Ø快速

Ø通用

Ø准确

Ø逻辑

2从外部特性与内部特性的关系

计算机组成

一 硬件组成

运算器

1. 主要功能是进行算术和逻辑运算
   采用二进制
   精度由位数决定 运算器的长度一般有8\16\32\64位
   

存储器

1. 其功能是保存和“记忆”解题的原始数据和解题步骤，存放的数据和步骤，首先要进行信息化编码，即全是二进制编码，一个半导体触发器由于有 1， 0 两种状态，可以记忆一个二进制代码
2. **存储单元：**在存储器中把保存一个数的16个触发器称为一个存储单元
3. **地址：**每个存储单元的编号
4. 存储容量：存储器所有的存储单元称为存储容量
5. 外存储器：如磁盘存储器和光盘存储器
6. **内存储器：**半导体存储器
7. 存储器结构示意图
   

控制器

1. 控制器是计算机发号施令的部件，他控制计算机的各部件有条不紊的进行工作，具体的讲，控制器的任务是从内存中取出解题步骤加以分析，然后执行某种操作

2. 计算程序

   1. 运算器只能完成加、减、乘、除等简单的计算，复杂的计算需要化简成一步步的加、减、乘、除简单的操作，每一个基本操作叫指令，解决某一问题的一串指令叫****程序。

3. 指令形式

   1. **指令由两部分组成：操作码和操作数的地址（**地址码）
      5. 台计算机通常有几十种甚至上百种基本指令，从而构成了这台计算机的指令系统，指令系统不仅是硬件设计的依据，也是软件设计的基础。因此指令系统是衡量计算机性能的一个重要标志

   控制器的任务

   1. 他是全机的指挥中心，使计算机的各部件自动协调的工作。控制器工作的实质就是解释程序（指令）他每次从存储器读取一条指令，经过分析译码，产生一串操作指令，发向各个部件，控制各个部件的动作，使整个机器连续、有条不紊的工作，即执行指令。

   指令流和数据流

   1. 一般来说，在取指周期从内存中读出的是指令流，执行周期得到的是数据流
      一般把运算器和控制器和在一起称中央处理器**(CPU),而将CPU和存储器合在一起称**主机

适配器和输入输出设备

1. 输入设备：
   1. 所有输入设备可以看成数模转换器，他们把模拟量转换成数字量。
2. 输出设备：
   1. 是变换输入形式的部件， 将计算机运行的结果转化成人们熟悉的信息形式和其他设备所能接受的形式，常用的数陈设备有显示器、打印机等
3. 适配器：
   1. 计算机的输入**/**输出设备，中内繁多特性各异，有的速度高，有的速度低，因而他们不能直接同高速的主机相连，而通过适配器相连，适配器相当一个转换装置，它可以保证输入输出设备用计算机特性所要求的形式发送和接收信息。

计算机硬件组成 运算器

计算机硬件组成 运算器 控制器

计算机硬件组成 控制器 运算器

总结

通常，**运算器、控制器合起来称为中央处理器CPU；
输入、输出设备合起来称为I/O设备（外部设备，外围设备）；

• CPU与MM合称为主机。
• 这样，计算机也可看成由主机和I/O设备两大部分组成。用这种观点描述的计算机组成框图如下：
  

细化计算机组成框图

运行过程

见PPT02