计算机组成原理(李小勇)课件.pptx
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1、计算机组成原理(李小勇)课件目录contents计算机系统概述运算器存储器指令系统中央处理器总线系统输入输出系统01计算机系统概述0102机械计算机时代19世纪,利用齿轮等机械部件实现算术和逻辑运算。电子计算机时代20世纪40年代,使用电子管作为基础元件,体积庞大,耗能高。小型化与集成电路时代20世纪60年代,晶体管取代电子管,集成电路出现。微处理器与个人计算机时代20世纪70年代,微处理器成为计算机的核心部件,个人计算机开始普及。互联网与云计算时代20世纪90年代至今,计算机网络技术飞速发展,云计算、大数据等技术兴起。030405计算机的发展历程软件系统包括系统软件和应用软件,系统软件负责管
2、理计算机的资源,应用软件用于实现特定的功能。操作系统作为硬件和软件之间的接口,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运行环境。硬件系统包括运算器、控制器、存储器、输入输出设备等部分。计算机系统的基本组成指计算机执行指令或处理数据的能力,通常以每秒执行的指令数或浮点运算次数来衡量。运算速度存储容量可靠性可维护性指计算机存储器所能容纳的数据量,包括内存储器和外存储器。指计算机在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力,通常用平均无故障时间来衡量。指计算机在使用过程中维护的难易程度和维护费用,包括软件的升级、漏洞修复等。计算机的主要性能指标02运算器进行算术运算和逻辑运算。功能由加法
3、器、比较器、多路选择器等组成。组成接收操作数,根据指令执行加法、减法、乘法、除法等运算,并输出结果。工作原理算术逻辑单元03工作原理接收数据,保存并快速提供给运算器使用。01功能暂存数据和指令。02组成由触发器组成。寄存器功能控制计算机各部件协调工作。组成由指令计数器、指令寄存器、译码器等组成。工作原理根据指令计数器和指令寄存器的值,译码后产生控制信号,控制各部件完成相应操作。控制器功能执行乘法和除法运算。组成由多个加法器和存储器组成。工作原理通过连续加法和移位操作实现乘法和除法运算。乘法器和除法器03存储器按存储介质分随 机 存 取 存 储 器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储
4、器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)等。按读写方式分按存取方式分直 接 存 取 存 储 器(DAM)、间接存取存储器(I/O存储器)、相联存储器等。磁芯存储器、半导体存储器、光盘存储器等。存储器的分类123可以随时读写,速度很快,但断电后数据会丢失。特点静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)。分类用作主存储器(内存)。应用随机存取存储器(RAM)特点分类应用只读存储器(ROM)只能读出数据,不能写入数据,断电后数据不会丢失。掩膜只读存储器(MROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、紫外线擦除可编程只读存储器(UVEP
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