计算机硬件第一章ppt.ppt

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1、第1章计算机系统概述本章重点：计算机系统的层次结构硬件系统的组成数据总线、地址总线和控制总线的特点软件系统的组成计算机中的数制及相互关系指令的执行过程系统的运行过程教学建议：n先讲述计算机系统的层次结构，在此基础上讲述总线结构，建立计算机系统的整体概念。n讲清硬件系统和软件系统的各部份的功能。n粗线条地了解指令的执行过程和系统运行过程。n本章用4学时1.1 系统组成与结构系统组成与结构计算机系统包括n硬件系统n软件系统 n文档资料1.1.1 硬件系统硬件系统1硬件组成n运算器n控制器n存储器n输入设备n输出设备 2硬件的体系结构 计算机系统的总线结构 三种不同功能的总线：n 数据总线DB(da

2、ta bus)：传输数据n 地址总线AB(address bus)：传送地址信息n 控制总线CB(control bus)：传输控制信号1.1.2 软件系统 n系统软件n基础软件n支撑软件 n应用软件1 系统软件 操作系统 程序设计语言及语言处理程序 系统实用程序和开发工具 数据库管理系统 网络通信管理软件2 应用软件 各种各样不断更新和扩展1.1.4 层次结构层次结构1.2 系统配置与主要指标系统配置与主要指标微处理器为P4的计算机n主频：1.7GHz3.2GHzn数据：32位n地址：36位n内存容量：128MB1GB，n软盘：3.5英寸n硬盘容量：20GB200GBn光驱：4052倍速n显

3、示器：CRT或液晶n网络卡：n调制解调器n键盘，鼠标，激光打印机n操作系统：Windows 98/2000。计算机硬件配置示意图1.3 基本原理和工作过程基本原理和工作过程1.4.1 冯冯 诺依曼型计算机的特征诺依曼型计算机的特征 计计算算机机由由运运算算器器、控控制制器器、存存储储器器、输输入入设设备备和和输输出出设备设备组成。组成。数据、地址和指令在机器中均用数据、地址和指令在机器中均用二进制二进制表示。表示。计计算算机机的的最最基基本本功功能能是是执执行行指指令令。指指令令由由操操作作码码和和操操作数作数组成。组成。把把程程序序和和数数据据一一起起存存储储在在存存储储器器中中，并并可可以

4、以由由计计算算机机进行修改。进行修改。程序按指令程序按指令顺序顺序存放。存放。1.3.2 数制及其转换数制及其转换1计算机中常用的三种数制n二进制n十六进制nBCD码 二进制的表示和例子十六进制的表示和例子二十进制的表示和例子几种常用数制的对应关系二进制数十六进制数BCD码十进制数00000000000001100011001020010200113001130100401004010150101501106011060111701117几种常用数制的对应关系二进制数十六进制数BCD码十进制数100081000810019100191010A非法101011B非法111100C非法121101

5、D非法131110E非法141111F非法152数制之间的转换(1)十进制转换成二进制 基本方法：整数部分除2取余；小数部分乘2取整。(2)二进制与十六进制之间的转换n以小数点为基准向左或向右，每4位为一组（若不足4位则补0）用1个十六进制数字表示n把每个十六进制数字用4位二进制数表示。(3)十进制转换成十六进制 可用两种方法：与十进制转换成二进制类似：整数部分除16取余，反序排列；小数部分乘16取整，正序排列。先转换成二进制数，再按4位一组转换成十六进制数。(4)二进制或十六进制数转换为十进制按权相乘，求累加和 二进制表达式：十六进制表达式：1.3.3 算术运算算术运算n原码、反码和补码n原

6、码简单，但加减运算不统一n正数：原码、反码和补码相同n补码：反码加1；加减运算统一n 补码的加减运算 nX+Y补=X补+Y补 X-Y补=X补+-Y补n 二进制数的取值范围 n 进位和溢出 1.3.3 逻辑运算逻辑运算n假设 A=0110 1001 B=0101 1010 n非运算 例：A=1001 1011 n与运算 例：AB=0100 1000 n或运算 例：AB=1110 1101 n异或运算 例：AB=1101 00111.3.4 指令执行过程指令执行过程n取指n指令：操作码和操作数n根据指令指针IP所给出的地址，从内存中读取当前指令送到指令寄存器IR中，随后IP自动加1。n译码n执行 指令执行过程中各部件之间的联系 1.4.5 系统运行过程 1.1.存储程序存储程序 编辑加工 翻译转换 连接配装2.2.程序控制程序控制(1)(1)系统程序：系统程序：开机，系统测试开机，系统测试 读取引导程序读取引导程序 装配操作系统装配操作系统 等待用户命令等待用户命令(2)(2)应用程序应用程序:装配应用程序装配应用程序 执执行行应用程序应用程序 返回操作系返回操作系统统