计算机组成原理第1章.ppt

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1、 计算机组成原理教程计算机组成原理教程 （第（第 4 4 版）版）清华大学计算机系列教材 张基温 编著总总 目目 录录第第1章章 计算机系统概述计算机系统概述第第2章章 存储系统存储系统第第3章章 输入输入/输出及其控制输出及其控制第第4章章 总线系统总线系统第第5章章 处理器处理器第第6章章 计算机系统的发展计算机系统的发展第第1章章 计算机系统概述计算机系统概述1.1 计算工具及其进步计算工具及其进步1.2 二进制与二进制与0、1编码编码1.3 电子数字计算机工作原理电子数字计算机工作原理1.4 现代计算机系统结构与发展现代计算机系统结构与发展习题习题 返回返回1.1 计算工具及其进步计算

2、工具及其进步1.1.1 从穴石记事到算盘从穴石记事到算盘手动计算工具手动计算工具1.1.2 从从Pascal加法器到加法器到ENIAC内动力计算工具内动力计算工具1.1.3 提花机提花机Babbage分析机分析机EDVAC 实现自动计算实现自动计算1.1.4 操作系统操作系统计算机的自我管理计算机的自我管理1.1.5 计算机从裸机走向虚拟计算机从裸机走向虚拟 手动计算工具手动计算工具石子记事石子记事 游珠算盘与算盘游珠算盘与算盘手动计算工具手动计算工具算筹算筹手动计算工具手动计算工具(西方西方)计算尺计算尺两款手摇计算机两款手摇计算机 课题讨论课题讨论具备哪些条件才能让计算工具的工作过程脱离人

3、，具备哪些条件才能让计算工具的工作过程脱离人，自动地工作呢？自动地工作呢？1.1.2 从从Pascal加法器到加法器到ENIAC 内动力计算工具内动力计算工具B.Pascal及其制造的计算机及其制造的计算机（1642）Leibnitz及其制造的乘法器（及其制造的乘法器（1694）电动机械式计算机（电动机械式计算机（1930）Zuse的继电器式计算机（的继电器式计算机（1938）第第1台真空管计算机台真空管计算机ABC（1942）ENIAC（1946）课堂讨论课堂讨论从机械时代到电气时代，再到电子时代，机器具从机械时代到电气时代，再到电子时代，机器具有了内动力，可是为什么还不能称为自动机？有了内

4、动力，可是为什么还不能称为自动机？1.1.3 提花机提花机Babbage分析机分析机EDVAC 实现自动计算的道路实现自动计算的道路提花机提花机JACQUARD提花机和穿孔卡片（提花机和穿孔卡片（1801）差分机（差分机（1822）和分析机（）和分析机（1834）Babbage的设计已经初步具备现代计算机的基本的设计已经初步具备现代计算机的基本结构：结构：存储器（仓库）存储器（仓库）运算器（作坊）运算器（作坊）控制器（穿孔卡片及其阅读设备）控制器（穿孔卡片及其阅读设备）输入输入/输出设备（卡片穿孔设备、印刷厂）输出设备（卡片穿孔设备、印刷厂）总线（运输数据部件）总线（运输数据部件）课堂讨论课堂

5、讨论在在Babbage时代，能实现自动计算过程吗？为什时代，能实现自动计算过程吗？为什么？么？自动计算机的发展自动计算机的发展H.Aiken和和Mark计算机（计算机（1936）John Von Neumann和和IAS电子计算机电子计算机EDVAC（1952）（1）电子数字计算机要采用二进制，不但数据采用）电子数字计算机要采用二进制，不但数据采用二进制，指令也采用二进制；二进制，指令也采用二进制；（2）自动计算机要采用程序存储控制工作方式。）自动计算机要采用程序存储控制工作方式。Neumann体系的体系的2个要点个要点课堂讨论课堂讨论1.1.为什么自动计算机要由为什么自动计算机要由计算器计算

6、器、逻辑逻辑控制装置、控制装置、存储存储器、器、输入输入和和输出输出5 5大部分组成？大部分组成？2.2.要使算盘能自动运算，应当如何改造？要使算盘能自动运算，应当如何改造？1.1.4 操作系统操作系统 计算机的自我管理计算机的自我管理问题的提出问题的提出存储管理存储管理输入输出管理输入输出管理任务管理任务管理用户操作界面用户操作界面操作系统的功能操作系统的功能 作业管理；作业管理；提供用户界面；提供用户界面；功能扩展；功能扩展；资源管理。资源管理。1.1.5 计算机从裸机走向虚拟计算机从裸机走向虚拟 处理器处理器 管管 理理 I/O I/O设备设备 主存主存CPU存存 储储管管 理理 设设 备备 管管 理理 外存外存 文件文件 管理管理总线总线 硬件硬件操作系统操作系统 用户界面用户界面作业管理作业管理添加了操作系统后的虚拟计算机系统添加了操作系统后的虚拟计算机系统硬件操作系统这种非物理地实现这种非物理地实现计算机功能的扩大，计算机功能的扩大，称为计算机的虚拟称为计算机的虚拟（virtual）化。）化。课堂讨论课堂讨论1.1.虚拟化对你有什么启发？虚拟化对你有什么启发？