计算机组成原理第二讲概论PPT资料

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,College,of,computer science,SWPU,Computer Science,按一下以编辑母片文字样式,第二层,第三层,第四层,第五层,按一下以编辑母片文字样式,第二层,第三层,第四层,第五层,计算机组成原理,College of Computer Science,SWPU,计算机组成原理第二讲概论,第一页，共21页。,内容(nirng)回顾,诺依曼体制(tzh)的主要思想,信息的数字化表示,用数字化方法表示信息的优点,存储程序的核心内容,第二页，共21页。,计算机系统组织(zzh),硬件系统,硬件系统：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备(sh ch sh bi)等构成计算机硬件系统。,中央处理器：运算器和控制器（加Cache）,主机：CPU和存储器（加I/O接口和系统总线）,I/O设备：输入设备和输出设备(sh ch sh bi),第三页，共21页。,硬件(yn jin)系统,常见(chn jin)计算机硬件系统组成,主存,辅存,CPU,主机(zhj),I/O,硬件,CU,存储器,输入设备,运算器,输出设备,控制器,第四页，共21页。,硬件(yn jin)系统,常见(chn jin)计算机硬件系统组成,ALU,CPU,主机(zhj),I/O,CU,主,存,第五页，共21页。,硬件(yn jin)系统,典型的硬件系统结构,以总线(zn xin)为基础的系统结构,CPU,主存,接口(ji ku),接口,I/O,I/O,系统总线（地址、数据、控制）,第六页，共21页。,硬件(yn jin)系统,典型(dinxng)的硬件系统结构,采用通道或输入/输出处理机的大型系统结构,CPU,主存,通道(tngdo),I/O,控制器,I/O,通道,I/O,I/O,I/O,I/O,控制器,I/O,控制器,第七页，共21页。,硬件(yn jin)系统,典型硬件系统结构,多机系统紧耦合系统：通过总线或交叉开关矩阵进行(jnxng)多机互连，通过共享存储器实现多机之间的信息交换,CPU,LM,共享存储器,I/O,I/O,.,CPU,LM,.,第八页，共21页。,硬件(yn jin)系统,典型硬件系统结构,多机系统松耦合系统：通过(tnggu)通信网络连接各节点，节点之间以中断方式传送信息包。,CPU,LM,CAS,CAS,I/O,I/O,LM,CPU,MTS,消息传送系统,局部总线,局部总线,第九页，共21页。,软件系统,系统软件,:,应用软件,:,软,件,用来(yn li)管理整个计算机系统,操作系统(co zu x tn),语言(yyn)处理程序(解释、编译),数据库管理系统,服务性程序,(,编辑、调试、诊断,),网络软件,按任务需要编制成的各种程序,科学计算类程序,工程设计类程序,数据处理类程序,信息管理类程序,自动控制类程序,第十页，共21页。,系统(xtng)组成层次结构,从硬、软件组成角度划分(hu fn)的层次结构模型,传统(chuntng)机器级（指令系统）,微程序级（微程序控制器）,逻辑部件级（硬件逻辑部件）,操作系统级（,操作系统）,语言处理程序（解释、编译）,应用程序（软件资源）,用户程序级（,用户程序）,系统分析级（,数学模型、算法）,软件部分,图,1-9,从组成角度划分的层次结构模型,硬、软界面,第十一页，共21页。,系统(xtng)组成层次结构,从硬、软件组成(z chn)角度划分的层次结构模型,（1）自下而上，计算机系统的逐级生成过程,拟定指令系统（它是CPU硬、软界面所在）,创建硬件系统（称为硬核。能实现指令功能）,配置操作系统（它是系统软件的核心和基础）,配置语言处理程序及软件资源（将它们置于,操作系统的管理调度之下）,输入用户程序,第十二页，共21页。,系统(xtng)组成层次结构,从硬、软件组成角度划分的层次结构模型,（2）自上而下，应用计算机求解问题的过程(guchng),系统分析级,用户程序级,操作系统级,传统机器级(或机器语言级),硬件系统级,第十三页，共21页。,系统(xtng)组成层次结构,从语言功能角度划分层次结构,机器(j q)语言 面向机器(j q),汇编语言 面向机器(j q),高级语言 面向问题,第十四页，共21页。,系统(xtng)组成层次结构,从语言(yyn)功能角度划分层次结构,计算机,高级语,言程序,目标,程序,结果,翻译,运行,计算机的解题(ji t)过程,第十五页，共21页。,系统(xtng)组成层次结构,从语言功能角度(jiod)划分层次结构,高级(goj)语言,虚拟机器,M3,汇编语言,虚拟机器,M2,操作系统,虚拟机器,机器语言,实际机器,M1,微指令系统,微程序机器,M0,第十六页，共21页。,硬件(yn jin)软化:软件完成较复杂功能,以降低硬件(yn jin)开销。,在完成相同功能的前提下:,系统(xtng)组成层次结构,从硬、软件组成角度划分(hu fn)的层次结构模型,按任务需要编制成的各种程序,配置语言处理程序及软件资源（将它们置于,配置操作系统（它是系统软件的核心和基础）,硬件(yn jin)系统,通道(tngdo),硬件(yn jin)系统,高级语言 面向问题,操作系统的管理调度之下）,硬件(yn jin)系统,功能分配与设计目标、技术(jsh)条件有关。,用来(yn li)管理整个计算机系统,配置语言处理程序及软件资源（将它们置于,用编译程序翻译(fny),成汇编语言程序,用汇编程序翻译,成机器语言(j q y yn)程序,用机器语言解释(jish)操作系统,用微指令解释机器指令,由硬件直接执行微指令,软,件,硬,件,虚拟机器,M4,虚拟机器,M3,虚拟机器,M2,实际机器,M1,微程序机器,M0,系统组成层次结构,第十七页，共21页。,硬软件(run jin)功能划分,性能(xngnng),软件,硬件,硬件(yn jin)比例少,硬件比例增加,在完成相同功能的前提下,:,价格,技术条件要求,性能,价格,技术条件要求,硬件,软件,第十八页，共21页。,硬软件(run jin)功能划分,硬件(yn jin)软化:软件完成较复杂功能,以降低硬件(yn jin)开销。,软件硬化:硬件(yn jin)完成较复杂功能,以提高处理速度。,软件固化:运行微程序实现较复杂功能,以提高性价比。,功能分配与设计目标、技术(jsh)条件有关。,关于,指令系统的最小功能集合,第十九页，共21页。,计算机的特点(tdin),自动连续地执行程序,运算速度快,运算精度高,存储(cn ch)能力强,通用性好,第二十页，共21页。,主要(zhyo)性能指标,基本字长,运算速度,数据通路宽度和数据传输率,存储容量(cn ch rn lin),外围设备配置,软件配置,作业：P20 3，4，5，8,第二十一页，共21页。,