第0章_计算机工作原理

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,计算机基本知识,第,0,章 计算机工作原理,课程目的及相关说明,计算机组成与工作过程,计算机基本知识,1,课程目的及相关说明,目的,掌握操作系统基本原理,掌握,uCOS,-II,的结构与应用,了解,Linux,教材教参,操作系统基础，邓胜兰著，机械工业出,嵌入式实时操作系统,uCOS,-II,原,理及应用，任哲，北航出,Linux,程序设计（第,3,版），陈健等译，人民邮电出。,鸟哥的,Linux,私房菜,基础学习篇（第二版），鸟哥著，人民邮电出,2,课程目的及相关说明,成绩评定：,平时成绩：,30%,（考勤、作业、实验）。,期中考试：,30%,，闭卷，,100,分钟。,期末考试：,40%,，闭卷，,120,分钟。,课件：,ftp:/172.17.72.250/,嵌入式,/,操作系统,3,计算机系统的组成与工作过程,微处理器（,CPU,）,内存储器,总线,I/O,接口,硬件系统,软件系统,微 型,计算机,系 统,微 型,计算机,(,主,机,),外 设,ALU,寄存器,控制器,键盘、鼠标,显示器,软驱、硬盘、光驱,打印机、扫描仪,应用软件,系统软件,操作系统,编译系统,网络系统,工具软件,4,C,P,U,总线,存,储,器,I/O,接,口,输入设备,I/O,接,口,输出设备,硬件系统,-,单总线结构,AB:Address Bus,DB:Data Bus,CB:Control Bus,外围设备为何不直接挂到总线上而要通过,I/O,接口（电路）？,硬件系统由主机与外围设备组成，图中何为主机？何为外围设备？,何为总线,?,为何用,3,种总线？,5,I/O,接口,机械特性,电气特性,接口,6,机械特性,电气特性,接口,I/O,接口,7,控,制,逻,辑,RD,WR,地址寄存器,地址译码器,数据寄存器,00000H,FFFFFH,1 0 1 0 1 0 0 1,MAR,存储单元,MDR,何为存储单元地址？,何为存储单元内容？,一个存储单元有多少位？,存储器,8,Rn-1,Y,Z,ALU,A,B,F,R0,X,内,部,总,线,CPU-,寄存器组与,ALU,标志寄存器,寄存器为何物？,寄存器组,9,IR,PC,MAR,MDR,控制电路,ID,控制信号,内,部,总,线,存储器,.CPU-,控制器,IR,：,存放正在执行或即将执行的指令；,PC,：,存放下一条指令的存储单元地址，有自动增量计数的功能；,MAR,：,访存时缓存存储单元的地址；,MDR,：,访存时缓存对存储单元读,/,写的数据；,ID,：,对,IR,中的指令进行译码，以确定当前指令要完成何种操作；,控制电路：,负责产生时序脉冲信号，并在时序脉冲的同步下对有关的部件发出操作控制命令，以控制各个部件的动作，完成,指令的执行。,10,指令的执行过程,程序,指令,1,指令,2,指令,3,指令,4,指令,n,取指令,指令译码,取操作数,执行指令,存结果,指令周期,操作码,操作数,执行过程,11,000000cc:,cc:e1a0c00d,mov,ip,sp,d0:e92dd800,stmdb,sp!,fp,ip,lr,pc,d4:e24cb004 sub,fp,ip,#4,d8:e24dd00c subsp,sp,#12,dc:e3a03005,mov,r3,#5,;0 x5,e0:e50b3010,str,r3,fp,-#16,e4:e3a03008,mov,r3,#8,;0 x8,e8:e50b3014,str,r3,fp,-#20,ec,:e51b2010,ldr,r2,fp,-#16,f0:e51b3014,ldr,r3,fp,-#20,f4:e0823003,addr3,r2,r3,f8:e50b3018,str,r3,fp,-#24,fc,:e91ba800,ldmdb,fp,fp,sp,pc,main(),int,i=5;,int,j=8;,int,k=,i+j,;,高级语言,汇编语言,(ARM,机,),机器语言,内存地址,编译,指令,.,与机器相关,包含操作码与地址码,所有指令的集合称为指令系统,与机器无关,汇编,ARM,处理器指令,12,LOAD R1,M1,ADD R1,M2,STORE M3,R1,JMPL,L,M1,M2,M3,a,b,c,IR,PC,MAR,MDR,R0,Rn-1,Y,Z,ABUS,DBUS,控制电路,ID,控制信号,ALU,A,B,F,内,部,总,线,存储器,用,存储器,与,CPU,说明,微机的工作过程,13,计算机的工作过程,冯,诺依曼型计算机,-,存储程序计算机,将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序，即程序是由多条有逻辑关系的指令组成,数据和程序均以二进制代码的形式不加区别地存放在存储器中，存放位置由地址指定,由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行,在控制器控制下，存放在存储器中的指令被一条一条地取出来执行。,14,M-3,M-2,M-1,内容,0,1,2,3,4,地址,存储器及其地址,CPU,寄存器组,Registers,运算器,ALU,控制器,CU,1011 0000,0000 0101,0000 0100,0000 1000,1111 0100,微机工作过程总结,15,第,0,章 计算机工作原理,-,要求,计算机的组成,冯,.,诺依曼计算机的工作原理,/,过程,16,