计算机组成原理课件第二章.pptx

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1、计算机组成原理课件第二章目录计算机组成原理概述计算机的运算器计算机的存储器计算机的输入输出系统计算机的指令系统01计算机组成原理概述包括中央处理器、存储器、输入输出设备等，是计算机的物理实体。硬件系统软件系统操作系统包括系统软件和应用软件，是计算机的程序和数据集合。是计算机系统的核心软件，负责管理计算机的硬件和软件资源，提供用户界面和应用程序接口。030201计算机系统的基本构成计算机硬件的基本组成是计算机的运算和控制核心，负责执行指令和处理数据。是计算机的记忆装置，用于存储数据和程序。是计算机与外部世界进行信息交换的接口，如键盘、鼠标、显示器等。是计算机各部件之间传输信息的通道。中央处理器存

2、储器输入输出设备总线系统软件应用软件编程语言软件工程计算机软件的基本组成01020304包括操作系统、工具软件等，用于管理和维护计算机的硬件和软件资源。是为特定任务或特定行业开发的软件，如办公软件、游戏软件等。是用于编写计算机程序的工具，包括高级语言和低级语言。是研究和应用软件开发和维护的方法和工具，以提高软件质量和开发效率。02计算机的运算器运算器是计算机中执行算术和逻辑运算的部件，主要负责数据的加工处理。运算器的功能运 算 器 通 常 由 算 术 逻 辑 单 元（ALU）、寄存器、多路选择器和加法器等组成。运算器的组成运算器的功能和组成运算器能够执行加、减、乘、除等基本算术运算，这些运算在

3、定点数表示法中进行。在进行定点数运算时，需要判断是否发生溢出，以避免数据超出表示范围。定点数运算溢出判断加减乘除运算浮点数采用IEEE 754标准表示，包括符号位、指数位和尾数位。浮点数表示运算器支持浮点数的乘法和除法运算，这些运算在浮点数表示法中进行。乘除运算浮点数运算组合逻辑电路早期的运算器采用组合逻辑电路实现，通过逻辑门电路实现算术和逻辑运算。定制电路为了提高运算器的性能，现代计算机通常采用定制电路实现运算器，如采用专用集成电路（ASIC）或现场可编程门阵列（FPGA）。运算器的实现方式03计算机的存储器存储器的分类根据存储介质、读写方式、使用情况等不同，存储器可以分为多种类型，如RAM

4、、ROM、Flash Memory等。存储器的作用存储器是计算机中用于存储数据和程序的硬件设备，其作用是提供计算机运行所需的临时和永久存储空间。存储器的分类和作用主存储器的组成和工作原理主存储器的组成主存储器主要由存储体、地址寄存器、数据寄存器和读写控制逻辑等部分组成。主存储器的工作原理主存储器的工作原理主要涉及地址码的编址方式、数据读取和写入的过程、以及存储单元的动态或静态工作方式等。外存储器的组成外存储器主要包括硬盘、光盘、U盘等设备，主要由存储介质、控制电路和接口等部分组成。外存储器的工作原理外存储器的工作原理主要涉及数据的读写过程、数据的编码和解码方式、以及数据的传输方式等。外存储器的

5、组成和工作原理04计算机的输入输出系统输入输出系统由输入设备、输出设备和外存储器组成，用于实现计算机与外部设备之间的信息交换。输入输出系统的组成输入输出系统的主要功能是完成数据和指令的输入、处理和输出，同时管理输入输出设备与主机之间的数据传输。输入输出系统的功能输入输出系统的组成和功能输入输出设备的分类和特点常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等，它们可以将外部信息转换为计算机能识别的二进制代码。输入设备的分类和特点常见的输出设备包括显示器、打印机、音响等，它们可以将计算机处理后的信息转换为人类可识别的形式。输出设备的分类和特点 输入输出系统的控制方式程序控制方式程序控制方式是通过程序

6、来控制输入输出设备的操作，适用于数据量小、传输速度慢的情况。中断控制方式中断控制方式是通过中断请求和中断处理程序来控制输入输出设备的操作，适用于数据量大、传输速度快的情况。直接存储器访问方式直接存储器访问方式是通过将输入输出设备直接与内存进行数据交换来实现信息的传输，具有高速、高效的特点。05计算机的指令系统VS指令系统是计算机硬件的基本组成，它反映了计算机的基本功能和操作方式。指令系统具有多样性、完备性、规范性、易移植性等特点。功能指令系统是实现计算机程序运行的基础，它提供了程序中使用的各种指令，用于实现对数据的处理和操作。指令系统支持程序的控制流程和数据流动，使得程序能够在计算机上正确运行

7、。特点指令系统的特点和功能指令格式是指令系统中指令的组成形式，它包括操作码和地址码两个部分。操作码指定了指令的操作类型，而地址码则指定了操作数所在的位置。根据地址码的数量和长度，指令格式可以分为单地址、双地址和隐含地址等类型。寻址方式是指确定操作数所在位置的方法。根据指令中地址码的给出方式，寻址方式可以分为立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址和基址寻址等类型。不同的寻址方式适用于不同的指令和操作需求。指令格式寻址方式指令的格式和寻址方式分类指令集可以分为复杂指令集（CISC）和精简指令集（RISC）两类。CISC指令集具有指令多、功能复杂的特点，而RISC指令集则以简单、规范、高效为特点。要点一要点二特点不同的指令集具有不同的特点和适用场景。CISC指令集适用于需要复杂计算和操作的领域，而RISC指令集则适用于需要高吞吐量和低功耗的领域。在实际应用中，需要根据具体需求选择适合的指令集。指令集的分类和特点THANKS感谢观看