计算机组成与结构第1章-计算机系统概述课件.ppt

《计算机组成与结构第1章-计算机系统概述课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机组成与结构第1章-计算机系统概述课件.ppt（60页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、1为什么要开设为什么要开设“计算机组成与结构计算机组成与结构”重要的重要的专业基础课专业基础课有：有：n数据结构数据结构n操作系统操作系统n组成结构组成结构/原理原理n网络原理网络原理n计算机基础计算机基础C 语言语言/数据结构数据结构汇编语言汇编语言操作系统操作系统组成与结构组成与结构3课程性质课程性质n“计算机组成与结构计算机组成与结构”是计算机科学与技术专业各专业是计算机科学与技术专业各专业方向的一门重要的专业基础课程，在基础课和专业课方向的一门重要的专业基础课程，在基础课和专业课之间起着承上启下的重要作用。之间起着承上启下的重要作用。后续课：计算机系统结构后续课：计算机系统结构嵌入式系

2、统嵌入式系统微机原理与接口技术微机原理与接口技术单片机原理单片机原理先修课：数字电路（数字逻辑）；先修课：数字电路（数字逻辑）；多种多样的计算机多种多样的计算机多种多样的计算机多种多样的计算机多机系统多机系统10既然如此有用，我们应该学习并掌握好既然如此有用，我们应该学习并掌握好“计算机组计算机组成与结构成与结构”这门课。这门课。具体来说，我们这门课学习的具体来说，我们这门课学习的主要内容有：主要内容有：第第1章章 计算机系统概述计算机系统概述第第2章章 运算方法与运算器运算方法与运算器 第第3章章 寻址方式与指令系统寻址方式与指令系统第第4章章 控制器控制器第第5章章 主存储器主存储器第第6

3、章章 存储器的结构存储器的结构第第7章章 系统总线系统总线第第8章章 输入输入/输出子系统输出子系统学时学时：60 学时（理论学时（理论45+实验实验15）11课程目的课程目的n本课程主要在本课程主要在单机系统范围单机系统范围内，介绍计算机硬件内，介绍计算机硬件系统的基本组成和工作原理，讨论计算机各部件系统的基本组成和工作原理，讨论计算机各部件的基本组成原理以及各部件之间如何相互连接构的基本组成原理以及各部件之间如何相互连接构成整机系统。成整机系统。n为同学们进一步学习后续课程，培养对计算机软为同学们进一步学习后续课程，培养对计算机软硬件系统的认知、设计与创新能力奠定良好的基硬件系统的认知、设

4、计与创新能力奠定良好的基础。础。参考资料参考资料15学习方法学习方法整体整体 细节细节 整体整体注意抽象概念与具体实例的关系。注意抽象概念与具体实例的关系。16n强调两个层次的整机概念强调两个层次的整机概念nCPU整机概念n硬件系统整机概念n紧紧抓住各部件之间的信息传送方式和紧紧抓住各部件之间的信息传送方式和传送途径。传送途径。学习方法学习方法18教材与参考书、考核方式教材与参考书、考核方式教材与参考书教材与参考书n罗福强罗福强，计算机组成与结构，人民邮电出版社，计算机组成与结构，人民邮电出版社，2014.1n王爱英，计算机组成与结构，清华大学出版社，王爱英，计算机组成与结构，清华大学出版社，

5、2013.1n罗克露，计算机组成原理，电子工业出版社罗克露，计算机组成原理，电子工业出版社，2006.7n马维华等，从马维华等，从8086到到Pentium 微型计算机及接口技微型计算机及接口技术，科学出版社，术，科学出版社，2000.2考核方式考核方式n平时作业、考勤及实验平时作业、考勤及实验 40%n期末考试期末考试 60%19关于考勤与平时表现分关于考勤与平时表现分n考勤考勤n无故缺席无故缺席3次者，取消考试资格次者，取消考试资格n请假需有辅导员签字的学院标准请假条请假需有辅导员签字的学院标准请假条n平时加分与扣分平时加分与扣分n根据平时表现，可以有一些平时加分，如：根据平时表现，可以有

6、一些平时加分，如：上课积极回答问题、积极参加课堂活动、协上课积极回答问题、积极参加课堂活动、协助老师的教学（如主动帮老师擦黑板）等助老师的教学（如主动帮老师擦黑板）等n当然，也会有一些平时扣分，如：作业完成当然，也会有一些平时扣分，如：作业完成情况差、学习态度及其不端正等情况差、学习态度及其不端正等第第1 1章章 计算机系统概述计算机系统概述21第第1章章 计算机系统概述计算机系统概述n总体要求总体要求n学习重点学习重点*参见教材参见教材P122第第1章章 计算机系统概述计算机系统概述主要内容主要内容n计算机的设计思想（存储程序与程序控制）计算机的设计思想（存储程序与程序控制）n计算机的硬件组

7、成（五大部件）计算机的硬件组成（五大部件）n计算机的软件配置（系统软件和应用软件）（略）计算机的软件配置（系统软件和应用软件）（略）n计算机的基本工作过程计算机的基本工作过程24二、计算机的分类二、计算机的分类计算机从总体上分：计算机从总体上分：模拟计算机、数字计算机（数字计算机俗称模拟计算机、数字计算机（数字计算机俗称电脑）电脑）计算机从用途上分：计算机从用途上分：通用机、专用机通用机、专用机数字计算机按性能进一步分：数字计算机按性能进一步分：巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、单片机巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、单片机25计算机的应用计算机的应用n1科学计算科学计算n2信息管

8、理信息管理n3过程检测与控制过程检测与控制n4计算机辅助工程计算机辅助工程n5人工智能方面的研人工智能方面的研究和应用究和应用n6多媒体技术应用多媒体技术应用n7计算机网络计算机网络计算机计算机已经应用于人类活动已经应用于人类活动的各个领域，发挥着不可的各个领域，发挥着不可替代的重要作用替代的重要作用MP4手机手机数码相机数码相机互联网互联网26三、计算机的设计思想三、计算机的设计思想 计算机功能如此强大，大家一定会提出这样的问题：计算机功能如此强大，大家一定会提出这样的问题：计算机到底是怎么构成的？其功能又是如何实现的？计算机到底是怎么构成的？其功能又是如何实现的？世界上，第一台数字电子计算

9、机是世界上，第一台数字电子计算机是1946年年2月月15日在美国日在美国宾夕法尼亚大学诞生的宾夕法尼亚大学诞生的ENIAC。28冯冯诺依曼型计算机诺依曼型计算机n在研制在研制ENIAC的同时，以美籍匈牙利数学家冯的同时，以美籍匈牙利数学家冯 诺依曼为首的诺依曼为首的研制小组提出了研制小组提出了“存储程序、程序控制存储程序、程序控制”的设计思想，体现该设的设计思想，体现该设计思想的计算机计思想的计算机EDVAC在在1951年问世。年问世。n冯冯诺依曼的存储程序控制概念概括起来为：诺依曼的存储程序控制概念概括起来为：n计算机硬件应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出计算机硬件应由运算器、控制器

10、、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。设备五大基本部件组成。n计算机内部采用二进制来表示指令和数据（表示与实现）。计算机内部采用二进制来表示指令和数据（表示与实现）。n将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后启动计算将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后启动计算机工作。这一点最为重要，即机工作。这一点最为重要，即存储程序、程序控制存储程序、程序控制的思想。的思想。n目前绝大多数计算机仍然建立在存储程序、程序控制概念的基础目前绝大多数计算机仍然建立在存储程序、程序控制概念的基础上，称为上，称为冯冯诺依曼型诺依曼型计算机。计算机。29四、计算机的硬件组成四、计算机的硬件组成运算器

11、控制器输入设备输入设备输出设备输出设备辅助存储器辅助存储器CPU控制控制数据数据地址地址/指令指令主机主机外设外设存储器存储器主存储器主存储器312 2、控制器、控制器n控制器的作用是协调计算机各部件之间的工作。具体讲，控制器从控制器的作用是协调计算机各部件之间的工作。具体讲，控制器从内存中取出解题步骤内存中取出解题步骤（指令），（指令），加以分析后执行某种规定的操作。加以分析后执行某种规定的操作。n指令的作用是告诉控制器做什么操作，数据从哪里来、结果送到哪指令的作用是告诉控制器做什么操作，数据从哪里来、结果送到哪里去。指令由两大部分构成：操作码说明执行什么操作，而地址码里去。指令由两大部分构

12、成：操作码说明执行什么操作，而地址码说明数据的来源和去向。说明数据的来源和去向。n指令用二进制表示、并预先存放在存储器中，称为指令用二进制表示、并预先存放在存储器中，称为存储程序。存储程序。n控制器依据存储的程序控制计算机完成计算任务，称为控制器依据存储的程序控制计算机完成计算任务，称为程序控制。程序控制。n存储程序、程序控制是存储程序、程序控制是冯冯诺依曼型计算机设计思想的核心。诺依曼型计算机设计思想的核心。操操 作作 码码地地 址址 码码323 3、存储器、存储器n存储器的功能是存放程序和数据。存储器的功能是存放程序和数据。n存储器由半导体器件构成，例如一个触发器有两个状态，存储器由半导体

13、器件构成，例如一个触发器有两个状态，可表示可表示1位二进制数，位二进制数，16位数需要位数需要16个触发器。个触发器。n保存一个数的所有触发器合起来称为一个保存一个数的所有触发器合起来称为一个存储单元存储单元。每个单元都有一个编号，这个编号叫每个单元都有一个编号，这个编号叫地址。地址。n存储器的所有存储单元的总数称为存储容量，存储器的所有存储单元的总数称为存储容量，用用KB、MB、GB表示。存储容量越大，能记忆的信息越多。表示。存储容量越大，能记忆的信息越多。33、输入设备、输入设备n输入设备的任务是把编好的程序和原始数据送到计输入设备的任务是把编好的程序和原始数据送到计算机中去，并把它们转换

14、成计算机能识别、能接受算机中去，并把它们转换成计算机能识别、能接受的信息形式的信息形式。计算机不能没有输入设备。计算机不能没有输入设备。n输入设备的种类非常多，例输入设备的种类非常多，例如鼠标、键盘、扫描仪如鼠标、键盘、扫描仪等是等是常见的输入设备；新设备不常见的输入设备；新设备不断出现，如软键盘。断出现，如软键盘。34、输出设备、输出设备n输出设备的任务是把计算机的处理结果以人或其它设输出设备的任务是把计算机的处理结果以人或其它设备能接受的形式送出计算机备能接受的形式送出计算机。计算机不能没有输出设。计算机不能没有输出设备，否则计算机的存在就没有意义。备，否则计算机的存在就没有意义。n输出设

15、备的种类也非常多，例输出设备的种类也非常多，例如显示器、打印机等是常见的如显示器、打印机等是常见的输出设备。同样新的输出设备输出设备。同样新的输出设备在不断问世，例如能用颜色表在不断问世，例如能用颜色表示水温的水龙头。示水温的水龙头。输入、输出设备是人机交互的设备，统称为外部设备，简称外设。输入、输出设备是人机交互的设备，统称为外部设备，简称外设。输入、输出设备是人机交互的设备，统称为外部设备，简称外设。输入、输出设备是人机交互的设备，统称为外部设备，简称外设。35CPU、主机、外设、主机、外设n中央处理器中央处理器CPU：CPU=运算器运算器 +控制器控制器n计算机主机：计算机主机：主机主机

16、 =中央处理器中央处理器 +主存储器主存储器n外部设备：外部设备：外设外设 =主机以外的其它硬件装置主机以外的其它硬件装置36微机的硬件组成n1.主板n2.CPUn3.主存n4.总线n5.输入/输出接口主机主机外设外设n1.外存外存n2.输入设备输入设备n3.输出设备输出设备硬件硬件37五、计算机总线结构五、计算机总线结构n微、小型计算机多采用总线结构。微、小型计算机多采用总线结构。总线总线是一组能够为多个功能部件是一组能够为多个功能部件分时共享的信息传输的公共通路，是构成计算机系统的互连机构。分时共享的信息传输的公共通路，是构成计算机系统的互连机构。n总线的特点：总线的特点：分时、共享。分时

17、、共享。n单总线是总线结构中的一种，单总线并不是一根信号线，单总线是总线结构中的一种，单总线并不是一根信号线，内含地址内含地址总线、数据总线、控制总线，同时还有相关控制电路。总线、数据总线、控制总线，同时还有相关控制电路。n大、中型计算机则采用通道等方式连接各大部件，后续课程讨论。大、中型计算机则采用通道等方式连接各大部件，后续课程讨论。系统总线系统总线CPU主存储器主存储器接口接口外设外设接口接口外设外设38六、计算机的软件六、计算机的软件 软件分为两大类：系统软件、应用软件软件分为两大类：系统软件、应用软件 系统软件分为四类：系统软件分为四类：n服务性程序服务性程序n语言类程序语言类程序n

18、操作系统操作系统n数据库管理系统数据库管理系统 应用软件举例：应用软件举例：n工程设计程序工程设计程序n数据处理程序数据处理程序n自动控制程序自动控制程序n企业管理程序企业管理程序n情报检索程序情报检索程序n科学计算程序，等科学计算程序，等 39软件的发展软件的发展n机器语言机器语言n汇编语言汇编语言n算法语言算法语言n操作系统操作系统n数据库管理系统数据库管理系统汇编程序汇编程序这算什么这算什么我来我来翻译翻译解释程序解释程序/编译程序编译程序这也没什么，我这也没什么，我们来们来解释解释/翻译翻译10010111000110010111000011040七、计算机系统的层次结构七、计算机系统

19、的层次结构n计算机不能简单地认为是一种电子设备，它是一个计算机不能简单地认为是一种电子设备，它是一个十分复杂的、由硬件和软件结合而成的整体。十分复杂的、由硬件和软件结合而成的整体。n既然计算机由软、硬件构成，那么在计算机内部，既然计算机由软、硬件构成，那么在计算机内部，软件和硬件采用什么方式进行组织来构成计算机系软件和硬件采用什么方式进行组织来构成计算机系统呢？统呢？41计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构计算机系统通常被认为由计算机系统通常被认为由6 6个不同的级组成：个不同的级组成：第六级第六级应用语言级应用语言级第五级第五级高级语言级高级语言级第四级第四级汇编语言级汇编语言级第三级第

20、三级操作系统级操作系统级第二级第二级传统机器级传统机器级第一级第一级微程序级微程序级为为满满足足某某种种用用途途而而专专门门设设计计，其其语语言言是是各各种种面面向向问问题题的的应应用语言。用户看到的是能解决某些专门问题的智能机器。用语言。用户看到的是能解决某些专门问题的智能机器。高高级级语语言言级级是是为为方方便便用用户户编编写写应应用用程程序序而而设设置置的的，由由各各种种高级语言编译程序支持，面向程序员。高级语言编译程序支持，面向程序员。提提供供一一种种符符号号语语言言即即汇汇编编语语言言，以以减减少少程程序序编编写写复复杂杂性性，并并由汇编程序翻译成机器语言，这一级由汇编程序支持。由汇

21、编程序翻译成机器语言，这一级由汇编程序支持。由由操操作作系系统统实实现现。它它要要直直接接管管理理传传统统机机器器的的软软硬硬件件资资源源，是传统机器的延伸；同时要对整个系统的任务进行调度。是传统机器的延伸；同时要对整个系统的任务进行调度。机器语言是该机的指令集，机器语言程序可由微程序解释，机器语言是该机的指令集，机器语言程序可由微程序解释，即由微程序解释机器指令系统。这一级是软硬件的分界面。即由微程序解释机器指令系统。这一级是软硬件的分界面。微指令编写的微程序直接由硬件执行，微程序被固化于只微指令编写的微程序直接由硬件执行，微程序被固化于只读存储器读存储器ROM中，常称为固件。中，常称为固件

22、。1 1、2 2级面向机器设计者级面向机器设计者虚虚拟拟机机物物理理机机42计算机执行程序的过程计算机执行程序的过程举例说明：将编制好的程序放在主存中，由控制器控制逐条取出举例说明：将编制好的程序放在主存中，由控制器控制逐条取出指令执行。以单累加寄存器结构的运算器为例，计算指令执行。以单累加寄存器结构的运算器为例，计算a+b-c=?43计算机主要技术指标计算机主要技术指标n机器字长：机器字长：能直接处理的二进制信息的位数。字长标志着精能直接处理的二进制信息的位数。字长标志着精 度，字长越长，精度越高，如度，字长越长，精度越高，如64位比位比32精度高。精度高。n主主 频：频：CPU的时钟频率。

23、一般情况下，时钟频率越高，的时钟频率。一般情况下，时钟频率越高，运算速度越快。整机速度由多种因素决定。运算速度越快。整机速度由多种因素决定。n总线宽度：总线宽度：数据总线一次能并行传输信息的位数。一般指外数据总线一次能并行传输信息的位数。一般指外 部数据总线的宽度。部数据总线的宽度。n存储容量：存储容量：系统能存储的二进制字节的总数，单位：系统能存储的二进制字节的总数，单位：KB、MB、GB、TB等。等。n运算速度：运算速度：每秒能执行指令数，单位：百万条指令每秒能执行指令数，单位：百万条指令/秒。秒。44数字计算机的特点数字计算机的特点n能在程序控制下自动连续地工作能在程序控制下自动连续地工

24、作n运算速度快运算速度快n运算精度高运算精度高n信息存储能力强信息存储能力强n通用性好通用性好45八、计算机的过去和未来八、计算机的过去和未来 世界上第一台电子数字计算机是世界上第一台电子数字计算机是1946年年2月月15日在美国日在美国宾夕法尼亚大学诞生的宾夕法尼亚大学诞生的ENIAC。从今天的眼光来看，这。从今天的眼光来看，这台计算机功耗大又不完善，但却是科学史上一次划时代台计算机功耗大又不完善，但却是科学史上一次划时代的创举，它奠定了电子计算机的基础。自从这台计算机的创举，它奠定了电子计算机的基础。自从这台计算机问世以来，计算机大致经历了四个阶段的变化问世以来，计算机大致经历了四个阶段的

25、变化。46计算机的过去计算机的过去n根据逻辑元件，计算机的发展划分为四代：根据逻辑元件，计算机的发展划分为四代：n第一代第一代(1946年年1958年年)是电子管计算机是电子管计算机n第二代第二代(1959年年1964年年)是晶体管计算机是晶体管计算机n第三代第三代(1965年年1970年年)是集成电路计算机是集成电路计算机n第四代第四代(1971年以后年以后)是大规模和超大规模集成电路计算机是大规模和超大规模集成电路计算机从从19461946年计算机诞生以来，大约每五年运算速度提高年计算机诞生以来，大约每五年运算速度提高1010倍，可靠倍，可靠性提高性提高1010倍，成本降低倍，成本降低10

26、10倍，体积缩小倍，体积缩小1010倍。倍。6060多年来计算机的多年来计算机的发展过程，是在冯发展过程，是在冯 诺依曼型计算机结构的基础上，紧紧围绕提诺依曼型计算机结构的基础上，紧紧围绕提升运算速度、扩大存储容量、降低制造成本、提高系统可靠性和升运算速度、扩大存储容量、降低制造成本、提高系统可靠性和使用的方便性为目的，不断采用新器件和研制新软件的过程。使用的方便性为目的，不断采用新器件和研制新软件的过程。47计算机的未来计算机的未来n微型计算机将向更微型化、网络化、高性能、多用微型计算机将向更微型化、网络化、高性能、多用途的方向发展。体积越来越微小。途的方向发展。体积越来越微小。n巨型计算机

27、向更巨型化、超高速、并行处理、智能巨型计算机向更巨型化、超高速、并行处理、智能化的方向发展。功能越来越强大。化的方向发展。功能越来越强大。n进入以通讯为中心的体系结构，计算机就是网络。进入以通讯为中心的体系结构，计算机就是网络。48本章要点：1计算机系统的概念：硬件和软件的综合体2.层次结构及虚拟机器概念3.冯诺依曼体制的要点及存储程序控制的含义4计算机硬件的典型组成结构5计算机的主要性能指标了解及自学内容n了解内容：1.2 计算机系统结构、组成与实现 1.3 计算机系统结构设计n自学内容：1.4 计算机系统结构的分类及其发展*并行性的概念50第1章 概 论课 堂 练 习一、选择题1.发明的第

28、一台电子数字计算机是A.ENIAC B.EDVAC C.EDSAC。D.UNIVAC2.世界上第一台电子数字计算机研制成功的时间是。A.1946年B.1947年C.1951年D.1952年3.多媒体计算机是指。A.具有多种外部设备的计算机B.能与多种电器连接的计算机C.能处理多种媒体信息的计算机D.借助多种媒体操作的计算机4.电子数字计算机工作最重要的特征是。A.高速度C.存储程序自动控制B.高精度D.记忆力强51第1章 概 论课 堂 练 习一、选择题5.通常所说的主机是指A.CPUC.CPU、内存和外存。B.CPU和内存D.CPU、内存和硬盘。6.CPU处理的数据基本单位为字，一个字的二进制

29、位数为A.8 B.16 C.32 D.与CPU芯片的型号有关7.bit的意义是。C.字长D.二进制位A.字8.1MB=B.字节。A.1000字节B.1024字节C.1000*1000字节D.1024*1024字节。9.一个字节的二进制位数为A.2 B.4 C.8 D.1652第1章 概 论课 堂 练 习一、选择题10.一个完整的计算机系统包括A.运算器、存储器、控制器C.主机和实用程序11.中央处理机（CPU）包括。B.外部设备和主机D.配套的硬件设备和软件系统。A.运算器C.控制器和运算器12.CPU中控制器的功能是A.进行逻辑运算B.控制器D.运算器和存储器。B.进行算术运算C.分析指令并

30、发出相应的控制信号D.只控制CPU工作13.计算机能直接识别的语言是。A.汇编语言B.自然语言C.机器语言D.高级语言53第1章 概 论课 堂 练 习一、选择题14.微型计算机中运算器的主要功能是。A.控制计算机的运行C.分析指令并执行15.计算机的软件系统包括A.程序与数据B.算术运算和逻辑运算D.负责存取存储器中的数据。B.系统软件与应用软件D.程序、数据与文档。C.操作系统与语言处理程序16计算机的存储器系统包括A.RAM B.ROMC.主存储器D.Cache、主存储器和辅助存储器17.微型计算机的发展以技术为标志。A.操作系统B.微处理器C.磁盘D.软件18.电子计算机技术在约七十年中

31、虽有很大的进步，但至今其运行仍遵循着一位科学家提出的基本原理。这位科学家是。A.牛顿B.爱因斯坦C.爱迪生D.冯诺依曼54第1章 概 论课 堂 练 习二、填空题2现在主要采用结构作为微/小型计算机硬件之间的连接方式3三态门电路比普通门电路多一种状态。4计算机系统的层次结构中，位于硬件之外的所有层次统称为。1计算机系统由系统和系统构成。55第1章 概 论课 堂 练 习三、判断题1存储程序的基本含义是将编好的程序和原始数据事先存入主存中。2利用大规模集成电路技术把计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片上，这样的一块芯片叫做单片机。3计算机“运算速度”指标的含义是指每秒钟能执行多少条操作系统

32、的命令。56第1章 概 论课堂同步练习解答：一、选择题AACCB DDDCD CCCBB DBD二、填空题1硬件，软件2总线3浮空（或高阻）4虚拟机器三、判断题1对。2错。这样的芯片应成为CPU。3错。应指每秒执行多少条指令或每秒执行多少次浮点运算。57nP28 n3题（2）、（3）、（4）、（5）其中，（4）只要求CPU、RAM、ROM、CMOS、CACHE、BIOS、MHZ、MIPSn4题 名词解释 只要求以下名词：字长、主频、数据通路宽度、数据传输率课后练习课后练习58补充：课程的主要知识层面补充：课程的主要知识层面 主要讨论计算机组成中具有共性的问题。主要讨论计算机组成中具有共性的问题

33、。对于目前流行微机的机箱内的结构和电脑组装等问对于目前流行微机的机箱内的结构和电脑组装等问题，不作为本课程的教学内容。对这部分内容感兴趣的题，不作为本课程的教学内容。对这部分内容感兴趣的同学可以阅读微机与电脑组装方面的相关读物。同学可以阅读微机与电脑组装方面的相关读物。59本课程主要学习该层面寄存器级及以上的内容。课程的主要知识层面课程的主要知识层面计算机组成外设寄存器n门K晶体管TALU寄存器2门2晶体管2TTL控制器寄存器1门1晶体管1MOS存储器.系统级寄存器级门级晶体管级物理级60补充：软件和硬件的逻辑等价性补充：软件和硬件的逻辑等价性n硬件是计算机系统的基础，软件是计算机系统的灵魂。硬件是计算机系统的基础，软件是计算机系统的灵魂。n有许多功能既可直接由硬件实现，也可在硬件支持下靠软有许多功能既可直接由硬件实现，也可在硬件支持下靠软件实现，对用户来说在功能上是等价的。我们称之为件实现，对用户来说在功能上是等价的。我们称之为软、软、硬件在功能上的逻辑等价。硬件在功能上的逻辑等价。n第一级和第二级的边界正在向第三级乃至更高级扩展。软第一级和第二级的边界正在向第三级乃至更高级扩展。软件有固化的趋势，固化了的程序称为固件。件有固化的趋势，固化了的程序称为固件。