计算机原理第3.1.2节(一)
计算机组成原理教案(第三章)
3.主存物理地址的存储空间分布
以奔腾PC机主存为例，说明主存物理地址的存储空间概念
3.3.1只读存储器
1.ROM的分类
只读存储器简称ROM，它只能读出，不能写入。它的最 大优点是具有不易失性。
根据编程方式不同，ROM通常分为三类：
只读存 储器
定
义
优
点
缺
点
掩模式
数据在芯片制造过程中就 确定
可靠性和集成度高，价 不能重写 格便宜
存储 周期 存储 器带 宽
连续启动两次操作所需 间隔的最小时间
单位时间里存储器所存 取的信息量,
主存的速
度
数据传输速率 位/秒，字 技术指标 节/秒
3.2.1 SRAM存储器
1.基本存储元
六管SRAM存储元的电路图及读写操作图
2.SRAM存储器的组成
SRAM存储器的组成框图
存储器对外呈现三组信号线，即地址线、数据线、读/写控制线
主存地址空间分布如图所示。
3.3.2闪速存储器
1.什么是闪速存储器
闪速存储器是一种高密度、非易失性的读/写半导体存储器
2.闪速存储器的逻辑结构
28F256A的逻辑方框图
3.闪速存储器的工作原理
闪速存储器是在EPROM功能基础上增加了电路的电擦除和重新 编程能力。 28F256A引入一个指令寄存器来实现这种功能。其作用是： (1)保证TTL电平的控制信号输入； (2)在擦除和编程过程中稳定供电； (3)最大限度的与EPROM兼容。 当VPP引脚不加高电压时，它只是一个只读存储器。 当VPP引脚加上高电压时，除实现EPROM通常操作外，通过指 令寄存器，可以实现存储器内容的变更。 当VPP=VPPL时，指令寄存器的内容为读指令，使28F256A成 为只读存储器，称为写保护。
《计算机原理》PPT课件_OK
1代表了拾。我们对这种表示方法已经习以为常了，以至于忽略了一个明显的
事实：尽管数的多少是客观的，但我们表示数的形式、方法实际上是主观的。
例如，如果我们规定处在第二位的1代表8，那么，就要用12表示我们的手指
个数。这里，主观规定的表示数的方法，或者说体制，就是数制。一个数制
的核心，主要是对该数制下数的每一位所代表的多少进行规定。
绝大部分计算机，包括我们今天使用的计算机，都是基于冯·诺依曼原理的。
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7
计算机
计算机的分类
机械计算机 电子计算机
光计算机 生物计算机
模拟计算机 数字计算机
非冯计算机 冯氏计算机
图1-1 计算机的分类
第一代 第二代 第三代 第四代 第五代
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8
计算机的组成
•
我们考查使用算盘计算一个四则运算的过程。设有下面的算式：
模型。如图1-2所示。
输入数据
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输入/输出设备
运算器 控制器
存储器
图1-2 计算机的组成模型
输入数据
11
输出设 备
输入设 备
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主机（含运算 器、控制器、
存储器）
12
•
至于冯·诺依曼原理的第二条，在今天看起来似乎是显而易见的。但
早期的计算机只是将数据存储在存20×15，再把它从上一次的结果中减去，就得到了最后的结
果。
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9
•
如果用一台计算机完成上面的工作，显然该计算机也需要有相当于算
盘用来进行计算的部件，我们称之为运算器；其次，该机器还要有起到纸和
笔相同作用，能够记住算式、中间结果以及最终结果的部件，我们称之为存
计算机原理 课程
计算机原理课程
计算机原理是一门介绍计算机系统结构和工作原理的课程。
它涵盖了计算机硬件和软件的基本概念，包括计算机组成、指令系统、处理器设计、内存层次结构、输入/输出设备、编程基础等。
通过学习计算机原理，学生可以了解计算机系统的内部运作机制，理解计算机如何执行指令、处理数据和与外部设备进行通信。
这门课程还涉及到计算机的性能评估、流水线技术、并行处理等高级主题。
计算机原理对于计算机科学、计算机工程和相关领域的学生来说是一门重要的基础课程。
它为进一步学习计算机系统结构、操作系统、编译器设计等高级课程奠定了基础。
在学习计算机原理的过程中，学生通常会通过课堂教学、实验室实践和项目作业等方式来深入理解和应用所学知识。
这门课程对于培养学生的计算机系统思维和解决问题的能力具有重要意义。
计算机原理指令系统
I/O端口寻址
二. I/O端口寻址
操作数在I/O端口中时，必须通过累加器（AX或AL）实现对端口的访问 1. 直接端口寻址 — 指令直接提供8位端口的地址 例：IN AL, 63H ;AL(63H) 端口寻址时，地址不加[ ]，当端口地址可用一个字节来表示时,可使用 直接端口寻址 2. 间接端口寻址 — 由DX寄存器给出16位端口地址
例：MOV AX, [BX+1000H] ;AX BX+1000H 所指向的存储单元 内容
若BX = 2000H，则将数据段(3000H, 3001H）的内容传送给AX
指令也可书写为： MOV AX, 1000H[BX]
7. 基址变址寻址
操作数的有效地址由基址寄存器和变址寄存器的内容相加产生
例：MOV
8086指令介绍
第3.3节 8086指令介绍
8086 CPU共有133条指令，根据操作性质，可分为： ➢ 传输指令 ➢ 算术运算指令 ➢ 逻辑运算和移位指令 ➢ 串操作指令 ➢ 控制转移指令
※ 操作数的符号表示 ✓ DST：目的操作数 ✓ SRC：源操作数 ✓ TARGET：循环、转移和调用指令中的目的操作数
CPU内部操作数寻址
一. 数据寻址方式
1. 立即数寻址
指令中直接给出操作数，指令执行时可以立即得到，此时 把操作数又称作“立即数”
例：MOV AL,5 ;AL5
2. 寄存器寻址
操作数放在CPU内部的寄存器中，在指令中直接指出寄存 器的名字
例：INC CX ;将CX的内容加1
3. 隐含寻址
指令已经默认是对CPU中的某个寄存器操作
PUSH 1000 错误
➢ 操作：DST (SP+1, SP)，SP SP+2
计算机原理学习 内存工作原理
计算机原理学习之内存工作原理1. 内存工作原理CPU和内存是计算机中最重要的两个组件，前面已经知道了CPU是如何工作的，上一篇也介绍了内存采用的DRAM的存储原理。
CPU工作需要知道指令或数据的内存地址，那么这样一个地址是如何和内存这样一个硬件联系起来的呢？现在就看看内存到的是怎么工作的。
1.1 DRAM芯片结构上图是DRAM芯片一个单元的结构图。
一个单元被分为了N个超单元（可以叫做cell），每个单元由M个DRAM单元组成。
我们知道一个DRAM单元可以存放1bit数据，所以描述一个DRAM芯片可以存储N*M位数据。
上图就是一个有16个超单元，每个单元8位的存储模块，我们可以称为16*8bit 的DRAM芯片。
而超单元（2,1）我们可以通过如矩阵的方式访问，比如 data = DRAM[2.1] 。
这样每个超单元都能有唯一的地址，这也是内存地址的基础。
每个超单元的信息通过地址线和数据线传输查找和传输数据。
如上图有2根地址线和8根数据线连接到存储控制器（注意这里的存储控制器和前面讲的北桥的内存控制器不是一回事），存储控制器电路一次可以传送M位数据到DRAM芯片或从DRAM传出M位数据。
为了读取或写入【i,j】超单元的数据，存储控制器需要通过地址线传入行地址i 和列地址j。
这里我们把行地址称为RAS(Row Access Strobe)请求, 列地址称为(Column Access Strobe)请求。
但是我们发现地址线只有2为，也就是寻址空间是0-3。
而确定一个超单元至少需要4位地址线，那么是怎么实现的呢？解决这个问题采用的是分时传送地址码的方法。
看上图我们可以发现在DRAM芯片内部有一个行缓冲区，实际上获取一个cell的数据，是传送了2次数据，第一次发送RAS，将一行的数据放入行缓冲区，第二期发送CAS，从行缓冲区中取得数据并通过数据线传出。
这些地址线和数据线在芯片上是以管脚（PIN）与控制电路相连的。
计算机组成原理(第三版)第一章ppt课件
主要内容：
• 计算机的基本概念
• 计算机系统硬、软件组成
• 层次结构模型
• 计算机的工作过程
• 计算机的性能指标 精选ppt课件2021
1
生活中常见的计算机
计算机系统应该 包含些什么呢？
它们是如何工作的…？…?
对计算机我们 了解多少？
精选ppt课件2021
2
计算机系统概述
计算机系统由硬件和软件两大部分组成
编译方式：将源程序输入计算机后，启动并执行这
种语言的编译程序（编译器），将源程序全部翻译成机 器语言程序（目标程序）后，才由硬件执行。如，汇编 器。
精选ppt课件2021
26
3）各种软件平台
将开发及运行过程中所需的各种软件集成为一个综 合的软件系统，称为软件平台。如：以某种高级语言 编译系统为核心的开发平台。
I/O设备
用一组系统总线连接CPU、主存、多个输入/输出 设备，它们通过总线传送信息。
系统总线
地址总线 数据总线 控制总线
例如：CPU从主存单元精读选p取pt课件操202作1 数如何通过总线实2现1
系统总线
CPU
M
I/O接口
I/O接口
系输
统入
I/O设备
I/O设备 输
主机
出
5. I/O接口
系统总线与I/O设备之间的转换逻辑部件
功能：转换信息。 输入：原始信息 二进制代码，送入主机。 输出：处理结果 人所能接受的形式并输出。
例如：输入设备键盘，输出设备显示器。 硬盘等外部存储器只是I/O设备的一部分。
4. 总线
功能：一组能为多个部件分时共享的信息传送线
路。
精选ppt课件2021
微型计算机原理与应用第3章微机系统中的微处理器
n位，
则可有2n个地址(0～2n-1)。对于单地址空间的微处理器， 若
地址总线的数目为n字节。
第3章 微机系统中的微处理器
第3章 微机系统中的微处理器
对于存储器和I/O地址空间独立的微处理器来说，地址总线 的条数决定了存储器地址空间的容量，而地址总线中用于I/O 端口编址的条数决定I/O地址空间的容量。通常 8 位微处理器 (如 8080 CPU和Z80 CPU)的地址总线为 16条，这就意味着存 储器最大容量为216(65536)字节，地址总线的低 8 位用来对 I/+O端口编址，所以I/O地址空间容量为28(256)字节。16 位微 处理器，如 8086 CPU地址总线 20 条，存储器的最大容量为：
第3章 微机系统中的微处理器
工作寄存器：暂存用于寻址和计算过程的信息。工作寄存 器分为两组：数据寄存器组和地址寄存器组。但有的寄存器兼 有双重用途。数据寄存器用来暂存操作数和中间运算结果。由 于通过外部总线的传送操作是限制计算速度的主要因素，存取 寄存器要比访问存储器快得多，所以如要对一组数据执行几种 操作时，最好将数据存入数据寄存器，进行必要的计算，然后 将结果送回存储器。一般情况下，CPU所含的数据寄存器越多， 计算速度越快。地址寄存器组用于操作数的寻址。寻址方式通 常有：指令所处理的数据是指令的一部分，操作数的地址是指 令的一部分，操作数在寄存器中，操作数的地址在寄存器中， 或者操作数的地址可以是指令的一部分与一个或两个寄存器内 容之和。 这些寻址方式中，有几种寻址方式都是把操作数的地 址的全部或部分存放在地址寄存器中，这就增加了寻址方式的 灵活性，也为处理数组元素提供了方便。这些问题将在本章 3.6 节和第 4 章进一步说明。
某些微处理器用单地址空间。 某些微处理器用单地址空 间(即对存储单元和I/O端口统一编址)来对存储器单元和I/O端 口进行存取，读写控制信号用来区分CPU是进行读(输入)操作 或写(输出)操作。这种方式下， 对存储单元和I/O端口的存取 指令是一样的。而大多数微处理器则是有两个独立的地址空 间， 即存储器地址空间和I/O地址空间。此时，某存储单元和 I/O端口可能对应于同一地址。在这种情况下，则必须利用地 址总线和控制总线中的某些控制线一起共同确定CPU访问存 储器地址空间和I/O地址空间中的哪个地址空间。例如用存储 器读写信号和I/O读写信号分别控制对同一地址的存储器单元 和I/O端口进行存取操作。显然，该方式下对存储器读写指令 和对I/O端口输入输出指令是不同的。
计算机组成原理第3章
*控制存储器(CM)：CPU内部存放微程序的MEM 构成—MOS型半导体、ROM
*
二、存储器的主要性能指标
容量(S)：能存储的二进制信息总量，常以字节(B)为单位
01
速度(B)：常用带宽、存取时间或存取周期表示 存取时间(TA)—指MEM从收到命令到结果输出所需时间； 存取周期(TM)—指连续访存的最小间隔时间，TM=TA+T恢复
&
&
11
*
练习1—某SRAM芯片容量为4K位，数据引脚(双向)为8根，地址引脚为多少根？若数据引脚改为32根，地址引脚为多少根？
*芯片相关参数： 存储阵列容量—
(2)SAM芯片参数与结构
数据引脚数量— 地址引脚数量—
*
*SRAM芯片结构组织： --以Intel 2114 SRAM芯片为例 参数—容量=1K×4位，数据引脚=4根(双向)，地址引脚=10根
…
…
…
存储元
存储元
…
…
…
存储元
存储元
64行×64列
……
存储元
存储元
存储元
存储元
……
13
*
3、SRAM芯片的读写时序
*读周期时序： (存储器对外部信号的时序要求)
tA
tRC
地址
CS
I/O1~4
WE
tOTD
tCO
tCX
数据出
SRAM—CS有效时开始读操作、CS无效时结束读操作
13
*
*写周期时序：
*片选与控制电路： 片选—MEM常由多个芯片组成，读/写操作常针对某个芯片
计算机原理 pdf
计算机原理 pdf计算机原理 PDF。
计算机原理是计算机科学与技术专业的重要基础课程，它主要介绍计算机的基本原理和结构，以及计算机系统的工作原理和运行机制。
本文档将从计算机原理的基本概念、计算机硬件、计算机软件和计算机系统等方面进行详细介绍，帮助读者全面了解计算机原理的相关知识。
一、计算机原理的基本概念。
1. 计算机的定义。
计算机是一种能够按照程序自动进行数据处理的电子设备，它能够接收、存储、处理和输出数据，是现代信息社会中不可或缺的工具。
2. 计算机的基本组成。
计算机由输入设备、输出设备、中央处理器（CPU）、存储器和控制器等部分组成，每个部分都承担着不同的功能，共同构成了完整的计算机系统。
3. 计算机的工作原理。
计算机通过输入设备接收数据，经过中央处理器的处理，再通过输出设备输出结果，整个过程是按照程序自动进行的，其中涉及到大量的逻辑运算和数据传输。
二、计算机硬件。
1. 中央处理器（CPU）。
中央处理器是计算机的核心部件，它负责执行指令、控制数据传输和进行算术逻辑运算，是计算机的“大脑”。
2. 存储器。
存储器用于存储计算机运行时所需的程序和数据，包括内存和外部存储器，是计算机的“记忆”。
3. 输入输出设备。
输入输出设备用于与外部环境进行数据交换，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等，是计算机与用户交互的接口。
三、计算机软件。
1. 系统软件。
系统软件是控制计算机硬件运行的程序，包括操作系统、驱动程序等，它们为应用软件的运行提供了基础环境。
2. 应用软件。
应用软件是为用户提供各种功能和服务的程序，包括办公软件、图形图像处理软件、多媒体软件等，它们是计算机的“工具”。
四、计算机系统。
1. 计算机系统的分类。
计算机系统根据规模和用途的不同可以分为超级计算机、大型机、小型机和微型机等，每种类型的计算机系统都有其特定的应用领域。
2. 计算机系统的性能指标。
计算机系统的性能指标包括运行速度、存储容量、可靠性和可扩展性等，这些指标直接影响着计算机系统的使用效果和性能表现。
计算机组成原理第三章(3.1,3.2,3.3,姜,15-春,版5)
图3.4(a) SRAM读周期时序图
35
• 各参数意义：
tRC ：对存储芯片进行连续两次读操作时所必须间隔 的（最小）时间；
tAQ ：从给出有效地址，至外部数据总线上稳定地出 现所读出的数据信息所经历的时间。
tEQ：地址信号有效后，从片选有效，至数据稳定地 出现外部总线上所经历的时间。
• 构成存储器的存储介质：目前主要采用半导体器 件和磁性材料。
• 存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体 电路或一个CMOS晶体管或磁性材料的存储元， 它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成 一个存储单元，再由诸多个存储单元组成一个存 储器。
5
• 存储器的分类：
按存储介质分：
• 半导体存储器：用半导体器件组成的存储器。
• 高速缓冲存储器 （Cache）：高速小容量半导体存储器，是为解决CPU和主存之间 速度不匹配而设置的。用于存放最活跃的程序块和数据。
• 主存和Cache一起构成计算机的内存储器（内存），是CPU能直接访问的存储器。
9
总结： ① 通过计算机的多级存储管理，发挥各级存储器
的效能； ② Cache主要强调高速存取速度，以便使存储系
1. CPU对存储器的读/写操作过程：
• 通过地址总线给出地址信号； • 通过控制总线发出读操作或写操作的控制信号； • 在数据总线上进行信息交流。
因此，存储器与CPU连接时，要完成三种 总线的连接：地址线、数据线和控制线；同时， 还须使各种信号的时序与存储器的（固有）读 写周期相配合。
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2. 主存储器的构成
字节存储单元即存放一个字节的存储单元，相应的地 址称为字节地址。一个机器字可以包含数个字节。
若计算机中可编址的最小单位是字存储单元，则称该 计算机为按字寻址的计算机。
《计算机原理》课件
03
计算机软件系统
系统软件
系统软件是计算机的基本软 件，负责管理计算机的硬件 资源，包括操作系统、设备 驱动程序、系统工具等。
操作系统是系统软件的核心 ，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，协调应用程
序的运行。
设备驱动程序是操作系统的 一部分，负责与计算机硬件 设备交互，实现硬件设备的
巨型机、大型机、中型机、小 型机、微型机。
03
按用途
通用计算机和专用计算机。
计算机的应用领域
科学计算
数学、物理、工程等领域中的数值计算。
自动控制
工业生产、交通管理、家用电器等领域。
人工智能
机器学习、自然语言处理、专家系统等。
数据处理
数据库、数据挖掘、办公自动化等。
辅助设计
CAD、CAE、CAM等技术广泛应用于机械、电子、建筑 等领域。
机器学习原理
机器学习的定义
机器学习是人工智能的一个子领域，它利用算法使计算机系统能够 从数据中学习并做出准确的预测或决策，而无需进行明确的编程。
机器学习的主要方法
监督学习、无监督学习、半监督学习和强化学习是机器学习的四大 主要方法。
机器学习的应用场景
机器学习在各个领域都有广泛的应用，如自然语言处理、图像识别、 语音识别、推荐系统和自动驾驶等。
软件开发与维护
软件开发是指根据用户需求和设 计要求，编写计算机程序的过程
。
软件开发需要遵循一定的规范和 标准，以确保软件的质量和可维
护性。
软件维护是指对已经完成的软件 进行修改和完善的过程，以满足 用户新的需求或修复软件的错误
和漏洞。
04
计算机操作系统
操作系统的定义与功能
计算机组成原理第3章
补码加、减运算举例
【例】已知x =－0.10111，y=－0.10001，求 1/2（x＋y） 。 解： ∵[x]变补=11.01001，[y]变补=11.01111， ∴[ 1/2x]变补=11.10101，[ 1/2y]变补=11.10111；[ 1/2x] 变补是对[x]变补右移一位得到的，由于移位时丢掉了最低位1， 所以对[x]变补右移一位得到的结果（11.10100）进行修正， 即在最低位加1，便得到[ 1/2x]变补。 [ 1/2(x＋y)]变补= [ 1/2x]变补＋[ 1/2y]变补=11.10101＋ 11.10111=11.01100 溢出判断：由于结果的双符号位相同，未产生溢出，运算结果正 确
2、补码加、减运算具体实现
补码表示的数的加减运算可以采用同一个电路实现。其核 心部分是全加器（运算电路的延迟时间
则全加器的Si的时间延迟为6T(每级异或门的延迟为3T)，Ci+1的 时间延迟为5T。 则：一个n位的行波进位加法器的时间延迟ta为： ta=n×2T+9T
原码一位乘法举例
举例：假定 X=0.1101 Y=0.1011
原码一位乘法实现电路
实现原理框图：
Cj A Af CR 加法器 =1 Cn C Cn 移 位 脉 冲
&
& Bf C f Cn CT Q
启动
时钟脉冲
B
结束
2.2 2、原码两位乘法原理
两位乘数的取值可以有四种可能组合,每种组合对应于以下操作: 00 相当于0×X，部分积Pi右移2位,不进行其它运算; 01 相当于1×X，部分积Pi+ X后右称2位; 10 相当于2×X，部分积 Pi+ 2X后右移2位; 11 相当于3×X，部分积 Pi + 3X后右移2位。 上面出现了 + 1X, + 2X, + 3X 三种情况,+X 容易实现，+2X可把X左移1 位得2X,在机器内通常采用向左斜1位传送来实现。可是+3X一般不能一次完成, 如分成两次进行,又降低了计算速度。解决问题的办法是备: 以 +(4X-X) 来 代替 +3X运算,在本次运算中只执行 -X, 而 +4X 则归并到下一步执行,因为 下一步运算时，前一次的部分积已右移了两位,上一步欠下的 +4X 在本步已 变成 +X。实际线路中要用一个触发器C来记录是否欠下+4X的操作尚未执行， 若是,则1→C。因此实际操作要用Yi-1 Yi C三位的组合值来控制乘法运算操 作,运算规则如表2.12所示。
计算机组成原理第3章-计算机指令和控制器-指令部分刘
A2 A2
A2
9
A3 A3
A3
15条二地址指令
3.1.2 指令的格式
3、扩展操作码技术—— 以指令字长16位为例
OP
A1
A2
A3
12位操作码
1111 1111
：
1111
1111 1111
1111
0000
A3
0001
A3
15条一地址指令
1110
A3
16位操作码 1111
1111
1111
1111
17
3.1.2 指令的格式
3、指令字长度（P119） 指令字长=操作码的位数+(操作数地址个数)*(操作数地 址码位数) 单字长指令——指令字长度等于机器字长度的指令 半字长指令、双字长指令、三/四字长指令、可变字长 等
4、简单指令系统的具体指令格式 ① pentium机指令 ② 嵌入式系统ARM机指令 ③ 模型指令（P121例1、例2）
已被淘汰
400
788
35
基址/变址寻址
指定一个寄存器R,其存放基址/变址,R被称为基址/变址 寄存器。
EA=（R）
MOV AX, [SI]
SI,DI 都称为变址寄存器
Mov AX，[BX]
BX是基址寄存器 内存
OP X
R
300 400
R 300
400
788
36
相对寻址
相对寻址是基址寻址的一 种变通，由程序计数器 PC提供基准地址，即
存储器地址名称：物理地址←→逻辑地址 物理地址——内存中实际地址 逻辑地址——在指令中表现形式 逻辑地址＝段地址：偏移地址(8086CPU)
有效地址 EA＝(R)+A
计算机原理 pdf
计算机原理 pdf 计算机原理.pdf
1. 介绍
1.1 计算机基本原理
1.2 计算机硬件和软件
1.3 计算机的发展历程
2. 计算机组织与结构
2.1 冯·诺依曼结构
2.2 指令流水线
2.3 多核处理器
3. 计算机运算与逻辑
3.1 进制与编码
3.2 逻辑门电路
3.3 布尔代数与逻辑运算
4. 存储系统
4.1 主存储器
4.2 辅助存储器
4.3 存储器层次结构
5. 输入与输出系统
5.1 输入设备
5.2 输出设备
5.3 中断与DMA
6. 计算机网络
6.1 网络基础
6.2 网络拓扑与协议
6.3 局域网和广域网
7. 操作系统
7.1 操作系统概述
7.2 进程管理
7.3 存储器管理
7.4 文件系统
8. 计算机安全
8.1 计算机安全基础
8.2 密码学基础
8.3 计算机病毒与防范
9. 计算机尺度与性能评估 9.1 计算机性能指标
9.2 CPU性能评估
9.3 存储器性能评估
10. 总结与展望。
计算机原理教程
计算机原理教程计算机原理是计算机科学与技术专业的入门课程，也是其他相关专业的重要基础课程之一。
本教程将为大家介绍计算机原理的基本概念、发展历程、基本组成结构和工作原理，帮助大家全面了解计算机的基本知识。
首先，我们来介绍计算机原理的基本概念。
计算机原理是研究计算机硬件和软件的基本原理和方法的学科，它涉及到计算机的结构、功能、工作原理、计算机系统的性能和可靠性等方面的知识。
通过学习计算机原理，可以帮助我们更好地理解计算机的工作原理，为后续的学习和工作打下坚实的基础。
其次，我们将介绍计算机原理的发展历程。
计算机原理作为一门学科，随着计算机科学技术的不断发展，也在不断地完善和更新。
从最早的计算机结构到现代计算机系统，计算机原理的发展历程可以帮助我们更好地了解计算机的演变过程，以及其中的技术革新和突破。
接下来，我们将深入介绍计算机的基本组成结构和工作原理。
计算机由输入设备、输出设备、中央处理器（CPU）、存储器和控制器等部分组成，每个部分都有其独特的功能和作用。
通过深入了解计算机的基本组成结构和工作原理，可以帮助我们更好地理解计算机的工作过程和原理。
最后，我们将介绍计算机系统的性能和可靠性。
计算机系统的性能和可靠性是衡量计算机系统优劣的重要指标，也是计算机原理的重要内容之一。
通过学习计算机系统的性能和可靠性，可以帮助我们更好地评估和选择计算机系统，提高计算机系统的性能和可靠性。
总之，计算机原理是计算机科学与技术专业的重要基础课程，通过学习计算机原理，可以帮助我们更好地理解计算机的基本知识和原理，为后续的学习和工作打下坚实的基础。
希望本教程能够帮助大家更好地理解和掌握计算机原理的基本知识，为大家的学习和工作提供帮助。
计算机原理简明教程
计算机原理简明教程计算机原理是指关于计算机及其工作原理的基础知识和相关理论。
下面将简要介绍计算机原理的几个重要方面。
1.计算机的基本组成部分：计算机主要包括中央处理器（CPU）、内存、输入设备、输出设备和存储设备等组成部分。
其中，CPU担负着处理和执行计算机指令的任务，内存用于存储数据和程序，输入设备用来接收用户输入，输出设备用来显示计算结果，并且存储设备用于长期保存数据。
2.计算机的工作原理：计算机的工作原理可以简要概括为“输入-处理-输出”的过程。
当用户在输入设备上输入指令或数据后，计算机的输入部分将接收到的信息传递给CPU进行处理。
CPU在内存中找到相应的指令并执行，然后将计算结果发送到输出部分，最终在输出设备上显示给用户。
3.计算机的数据表示：计算机使用二进制来表示和处理数据。
二进制由0和1两个数字组成，计算机通过电子信号的开关状态来表示这两个数字。
这种基于二进制的数据表示方式使得计算机的处理速度更快、信号传输更稳定。
4.计算机的算术与逻辑运算：计算机通过算术逻辑单元（ALU）来执行各种数学和逻辑运算。
ALU可以对两个二进制数字进行加减乘除等算术运算，还可以执行与、或、非等逻辑运算。
这种运算能力使得计算机可以进行复杂的计算和逻辑判断。
5.计算机的程序设计与执行：计算机程序是一系列按照特定顺序组织的指令，用于指导计算机执行特定的任务。
编程语言是用来编写计算机程序的工具，程序员通过编写和调试程序来实现功能。
一旦程序编写完毕，计算机就可以按照指令的顺序逐步执行，并输出相应的结果。
以上是关于计算机原理的简要介绍，包括计算机的基本组成部分、工作原理、数据表示、算术与逻辑运算，以及程序设计和执行等方面。
通过理解这些基本概念，可以更好地理解和应用计算机技术。
计算机原理讲义
计算机原理第一章绪论第一节计算机的发展概述一、产生计算机又称电脑，则一种能够自动、高速、精确地完成各种信息存储、数据处理、数值计算、过程控制和数据传输的电子设备。
通常，它是以电子元器件为基本器件、以数字形式进行数据加工的设备，人们又称它为电子计算机（Digital Electronic Computer）。
世界上第一台数字计算机是1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生的，并取名为埃尼阿克（ENIAC,Electronic Numerical Integrator And Calculator）。
它共用了18800个真空电子管及1500多个继电器，有30个操作台，占地面积170平方米，重量达30多吨，耗电量为150kw/时，加法运算速度每秒5000次，内存仅有20个寄存器，不能存放程序，仅靠插板编制程序。
而当今广泛使用的Pentium处理器在一个小小的集成电路上集成了300多万个晶体管，面积不到5cm×5cm，时钟频率已远远超过100MHz,总功耗小于15W。
二、特点与其它电子设备或工具相比，计算机具有如下特点：1．运行速度快2．运算精度高3．具有记忆功能4．具有逻辑判断功能5．高度自动化另还有(具有数据传输和通信能力)三、分类1．按信息分类（１）数字计算机：以“0”或“1”数字代码的数据形式来表示要处理的信息。
（２）模拟计算机：对模拟变量进行操作的计算机，要处理的信息是以模拟量来表示的，如电压量或电流量。
一般用于模拟数据的处理。
（３）混合计算机：利用模拟表示和数字表示这两种表示方式进行数据处理的电子计算机，既能处理数字量又能处理模拟量，并具有二者之间相互转换的能力。
常用于炼钢、化工、模拟飞行等方面。
２．按用途分（１）通用计算机：为了解决多方面的问题而设计的计算机。
（２）专用计算机：为了处理某些特殊问题而设计的计算机。
３．按规模或性能分巨型、大型、中型、中小型、小型、微型４．按元器件分电子管（1946~1958）、晶体管（1959~1964）、集成电路(1965~1971)、大规模(LSI)或超大规模集成(VLSI)电路(1971~)其中，微型计算机从1971年问世经历了五个发展阶段：4—8位低档处理器（71~73年）/8位中高档处理器（74~77年）/16位微处理器（78~84年）/32位微处理器（85~92年）/80586微处理器（93年~）四、应用1．科学计算2．信息处理(信息管理)数据处理的对象不是数值数据而是各种业务数据。
计算机原理3篇
计算机原理计算机原理 - 第一篇计算机原理是研究计算机硬件和软件的基本原理和规律的学科，是计算机科学的核心学科之一。
计算机原理涉及到计算机的体系结构、数据表示、运算和指令系统、内存和存储体系、输入输出系统等方面，是计算机制造和应用的基础。
本篇文章将介绍计算机原理的概述、计算机的体系结构和运算、数据表示和指令系统、存储器和存储体系的相关知识点。
一、计算机原理的概述计算机原理是研究计算机硬件和软件的基本原理和规律的学科。
它主要涉及计算机的构造、工作原理、数据处理方法和应用方面等问题。
计算机原理包括计算机体系结构、数据表示、运算和指令系统、内存和存储体系、输入输出系统等方面。
计算机原理是计算机制造和应用的基础，对于正确地掌握计算机科学技术和实际应用有重要的意义。
二、计算机的体系结构和运算计算机的体系结构是指计算机硬件的构造和组成方式。
计算机通常包括中央处理器、内存、外设和输入输出设备等组成部分。
中央处理器是计算机的核心部分，它主要负责对数据的运算处理和指令的执行。
内存是存储计算机程序和数据的地方，外设是计算机的辅助设备，包括显示器、打印机、扫描仪、键盘等。
输入输出设备主要是与计算机进行信息交互的设备，包括鼠标、摄像头、麦克风等。
计算机运算包括算术运算和逻辑运算两种。
算术运算是指四则运算和各种复杂运算，如开方、对数等。
逻辑运算是指逻辑比较和逻辑判断，如与、或、非、异或等。
计算机运算是通过指令系统来实现的，指令系统包括算术指令、逻辑指令、转移指令、输入输出指令等。
计算机运算是计算机处理信息的基本手段之一，具有广泛的应用价值。
三、数据表示和指令系统数据表示是指计算机如何将不同类型的数据及其信息进行编码和表示。
计算机内部采用二进制数表示，可以将各种数据类型转化为二进制形式存储。
例如，将十进制数转换为二进制数时，可以采用取模除以二的方法，将余数存储在内存中，最终得到对应的二进制数。
指令系统是指计算机用来执行运算和控制计算机其他部件的指令集合。
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全加器的电路
Ai Bi Ci
＆ ＆ ＆ ＝1 ≥1
Ci+1
1 1
1
0 1
1
1 0
1
1 1
1
0 0
1
si
先“与”后“ “异或 或” ”
3.1.2 基本二进制数的运算及其加法电路
4．半加器及全加器符号
A0 B0 Ai Bi
C1
HA
Ci+1
FA
Ci
S0 半加器
Si 全加器
Байду номын сангаас 3.1.2 基本二进制数的运算及其加法电路
S=A+B=C4S3S2S1S0
3.1.2 基本二进制数的运算及其加法电路
2．半加器电路 要求：有两个输入端，以供两个代
表数字（A0、B0）的电位输入；有两个
输出端，用以输出和S0及进位C1。
3.1.2 基本二进制数的运算及其加法电路
半加器的真值表
A0 0 0 1 B0 0 1 0 C1 0 0 0 S0 0 1 1
5．二进制数的加法电路
A3=1 B3=1 A2=0 B2=0 A1=1 B1=1 A0=0 B0=1
C4 1
FA
C3 0
FA
C2 1
FA
C1 0
HA
S3=0
S2=1
S1=0
S0=1
本课小结：
1、通过二进制数的加法过程设计
半加器和全加器
2、由半加器和全加器组成四位二 进制数的加法电路
本课作业：
教材P38页图3-4画到作业本上
A=1 0 1 0B + B=1 0 1 1B S= [1] 0 1 0 1B
A=A3A2A1A0
B=B3B2B1B0 S=[1]S3 S2 S1 S0
3.1.2 基本二进制数的运算及其加法电路
1．二进制数的相加
S0=A0+B0 S1=A1+B1+C1 S2=A2+B2+C2 S3=A3+B3+C3 进位C1 进位C2 进位C3 进位C4
半加器的电路 A0 B0
＆
C1
1
1
1
“与”
0
“异或 ”
=1
S0
3.1.2 基本二进制数的运算及其加法电路
3．全加器 要求：有三个输入端，以输入Ai、Bi
和Ci，有两个输出端，用以输出和Si及进
位Ci+1。
3.1.2 基本二进制数的运算及其加法电路
全加器的真值表
Ai 0 0 0 0 1 Bi 0 0 1 1 0 Ci 0 1 0 1 0 Ci+1 0 0 0 1 0 Si 0 1 1 0 1
3.1.2 基本二进制数的运算及其加法电路
作为算术的基本运算，众所周知，是有 四种算法：加、减、乘和除。在微型计算机 中常常只有加法电路。这是为了使硬件结构 简单而成本较低。不过，只要有了加法电路， 也能完成算术的四种基本运算。
3.1.2 基本二进制数的运算及其加法电路
1．二进制数的相加
加法规则 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10