计算机组成原理第一章(白中英版ppt课件
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2. 1958年开始，第二代晶体管计算机
3. 1965年开始，第三代中小规模集成电路计算机
4. 1971年开始，第四代大规模集成电路计算机
5. 1986年开始，第五代巨大规模集成电路计算机
计算机的发展史
基本概念
类型 时期 主要器件 重 要 特 征
第1代 第2代 第3代
19461958
19581964
数字信号处理器（DSP）
•专注于数字信号的高速处理 •美国德州仪器TI公司TMS320各代产品 •主要应用于通信、消费类电子产品和计算机
主要应用形式：嵌入式系统
•IP级结构，芯片级结构，模块级结构
计算机组成原理
处理器总线
数据总线（DB：Data Bus）
•处理器与存储器或外设交换信息的通道 •个数（条数）是一次能够传送数据的二进制位数
计算机组成原理
存储器
存储器（Memoryห้องสมุดไป่ตู้是存放程序和数据的部件
高性能微机的存储系统
• 微处理器内部的寄存器（Register） • 高速缓冲存储器（Cache） • 主板上的主存储器 • 以外设形式出现的辅助存储器
基本概念
计算机之所以迅速发展,其生命力在于它的广泛应 用并协助人类取得了辉煌的成就。计算机的应用 范围几乎涉及人类社会的所有领域。本书归纳成 六个主要方面来叙述：
❖ 科学计算 ❖ 自动控制和测量
❖ 信息处理
❖ 教育和卫生
❖ 家用电器
❖ 人工智能
1.2.1 计算机的硬件系统组成
中央处理单元CPU
（第五章） 控 制 器
❖ “程序控制”，是当计算机启动后，程序就 会控制计算机按规定的顺序逐条执行指令， 自动完成预定的信息处理任务
❖ 冯·诺依曼型计算机的设计思想
存储程序并按地址顺序执行
基本概念
❖ 冯·诺依曼计算机的基本思想
❖ 采用二进制形式表示数据和指令。指令由操作码和 地址码组成；
❖ 将程序和数据存放在存储器中，使计算机在工作时 从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务。 这就是“存储程序”和“程序控制”（简称存储程 序控制）的概念；
础） （3） 数字化信息：二进制（计算机能够具有逻辑判
断和处理能力的基础） （4） 算逻运算：基本运算操作是算术和逻辑运算 （5） 快速工具：
（A） 电子器件 （B） 存储程序
3、特征 ：
（1）内部特征： （A） 高速高集成度开关元件 （B） 数字化信息编码 （C） 逻辑判断和处理能力 （D） 存储程序
基本概念
❖ 功能：保存或“记忆”数据和运算过程 ❖ 存储的是0或1表示的二进制代码 ❖ 主存采用半导体器件来作为存储器 ❖ 一个半导体触发器记忆一个二进制位 ❖ 存储单元： 在存储器中保存一个n位二进制数的n个触
发器，组成一个存储单元 ❖ 存储器地址：存储器是由许多存储单元组成，每个存
储单元的编号，称为地址 ❖ 存储容量：存储器所有存储单元的总数。通常用单位
Top500 (2006)—IBM Blue Gene
计算机发基展本史概念
Top500 (2006.06)
计算机发基展本史概念
摩尔定律
基本概念
❖ 早在1964年，英特尔公司创始人戈登.摩尔 （Gordon Moore）在一篇很短的论文里断言： 每18个月，集成电路的性能将提高一倍，而 其价格将降低一半。这就是著名的摩尔定律。 作为迄今为止半导体发展史上意义最深远的 定律，摩尔定律被集成电路近40年的发展历 史准确无误地验证着
19641971
电子管
机器语言，汇编语言。速度低，体积大， 价格昂贵，可靠性差，用于科学计算。 速度达几千次到几万次
晶体管
算法语言，操作系统。体积缩小，可靠 性提高。从科学计算到数据处理。每秒 几万次到几十万次
中 小 规 模 集 体积小，可靠性大大提高，速度达几百
成电路
万次，软件技术和外设发展迅速应用领
64位微处理器
计算机组成原理
专用微处理器
单片机（微控制器，嵌入式控制器，MCU）
•Intel的MCS-48，MCS-51，MCS-96/98系列 • 爱 特 梅 尔 （ Atml ） 公 司 的 AT89 系 列 （ 与 MCS-51 兼
容），AT91系列（基于ARM内核）
•Microchip Technology公司的PIC系列
❖ 取指令的一段时间叫做取指周期
❖ 执行指令的一段时间叫做执行周期
❖ 执行完成指令的时间，称为指令周期
指令字和数据字，指令流和数据流
基本概念
❖ 某字为一条指令，则称为指令字
❖ 某字代表要处理的数据，称为数据字
❖ 在取指周期中从内存读出的信息是指令流，它流向控 制器
❖ 而执行周期中从内存读出的信息流是数据流，它由内 存流向运算器
❖ 数字计算机又可分为专用计算机和通用计算 机.
通用计算机类别
基本概念
基本概念
❖ 巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机 和单片机，它们的结构规模和性能指标依次 递减
❖ 随着超大规模集成电路的迅速发展,今天的小 型机可能是明天的微型机,而今天的微型机可 能是明天的单片机
1.1.2 计算机的应用
❖ 输出设备把计算机处理的结果变换为人或其 它机器所能接收和识别的信息形式
❖ I/O设备通常统称为外围设备
❖ 适配器(I/O接口)相当与一个转换器,它可以 保证外围设备用计算机所要求的形式发送或 接受信息
❖ 系统总线构成计算机系统的信息链接,是多个 系统部件之间进行数据传送的公共通路
1.2.2 数字计算机的发展史
8位微处理器
• M6800、Z80和Intel 8080/8085 • Apple公司苹果机
16位微处理器
• Intel 8086/8088 • 16位个人计算机（PC：Personal Computer）
32位微处理器
• 80386，80486，Pentium～Pentium 4 • 32位PC机，APPLE公司的Macintosh机
运算器
总
（
高速缓存
线
（第二章）
第 三 章
主存储器
和 输
（第六章）
（
）
入
第
虚拟存储器
输
出
(磁盘设备)
接
输入设备 七
、 八
输出设备 章
口
）
1. 运算器
❖ 算术运算 ❖ 逻辑运算 ❖ 采用二进制数（容易实现） ❖ 位数越多，计算精度越高 ❖ 计算机的运算器长度：
8位、16位、32位或64位
基本概念
2. 存储器
I/O设备
3. I/O接口和I/O设备
4. 系统总线
计算机组成原理
地址总线AB 数据总线DB 控制总线CB
微处理器
微机的核心、控制中心，中央处理器CPU 大规模集成电路VLSI芯片，集成
•控制器 •运算器（整数运算器） •寄存器（高速存储单元）
高性能微处理器内部还有
•浮点处理单元甚至多媒体数据运算单元 •存储管理单元、代码保护机制 •Cache •……
计算机组成原理
微处理器的基本性能指标 字长
•微处理器每个时间单位处理的二进制数据位数 •例如一次进行运算、传输的位数
时钟频率
•微处理器的处理速度 •反映微处理器的基本时间单位
集成度
•表明微处理器的生产工艺水平 •常用芯片上集成的晶体管数量来表达
计算机组成原理
通用微处理器
4位微处理器
• 1971年，Intel 4004，第一个微处理器
.
目录
基本概念
第一章 计算机系统概论
❖ 1.概念 ❖ 计算机（Computer）是一种以电子器件为基
础的，不需人的直接干预，能够对各种数字 化信息，进行算术和逻辑运算的快速工具。
基本概念
2、 层次：
（1） 以电子器件为物质基础：电子数字计算机
（Digital Computer） （2） 不需要人的直接干预：自动化（存储程序为基
什么是微型计算机 微型计算机（Microcomputer）
•采用微处理器为核心构造的计算机
微处理器（Microprocessor）
•一块大规模集成电路芯片 •微型机的运算和控制核心 •中央处理单元（CPU：Central Processing Unit）
相对来说，微机性能、价格、体积较小
•工作学习中使用的个人微机 •生产生活中运用的各种智能化电子设备
指令
加法 减法 乘法 除法 取数 存数 打印 停机
操作码
001 010 011 100 101 110 111 000
电子计算机的设计思想
基本概念
❖ 存储程序，程序控制
❖ “存储程序”，是把指令以代码的形式事先 输入到计算机的主存储器中，即用记忆数据 的同 一装置存储执行运算的命令，这些指令 按一定的规则组成程序
计算机组成原理
.
☼ 第一章 计算机系统概论 ☼ 第二章 运算方法和运算器 ☼ 第三章 存储系统 ☼ 第四章 指令系统 ☼ 第五章 中央处理器 ☼ 第六章 总线系统 ☼ 第七章 外围设备 ☼ 第八章 输入输出系统
.
目录
☼ 第一章 计算机系统概论 ☼ 第二章 运算方法和运算器 ☼ 第三章 存储系统 ☼ 第四章 指令系统 ☼ 第五章 中央处理器 ☼ 第六章 总线系统 ☼ 第七章 外围设备 ☼ 第八章 输入输出系统 ☼ 第九章 并行组织
数字计算机 数字0和1 数字计算 程序控制
高、好 大 强
模拟计算机 电压、电流等 电量组合和测量值 模拟信号组合控制
低、差 小、几乎无
无
基本概念
❖ 电子数字计算机是以近似于人类的“思维过 程”来进行工作的,所以有人把它叫做电脑。它 的发明和发展是20世纪人类最伟大的科学技术成 就之一,也是现代科学技术发展水平的重要标志。
域不断扩大。
第4代 第5代
19711986
1986-
大/超大规模 速度提高至几千万亿次 集成电路 出现微型计算机
巨 大 规 模 集 速度提高至几亿次乃至上百亿次。
成电路
出现单片机
第一台电子计算机（ENIAC）
计算机发基展本史概念
5000次加法/秒 体重28吨 占地170M2 18,800只电子管 1500个继电器 耗电150KW
地址总线（AB：Address Bus）
•指定存储器或外设的具体单元 •个数反映访问的主存储器容量或外设范围
控制总线（CB：Control Bus）
•控制处理器数据传送等操作
N：2N
一个信号两种状态（高或低）两种编码（1或0）
计算机组成原理
微型计算机结构
系统总线BUS
微
处
理
器
存储器
I/O接口
1. 微处理器 2. 存储器
基本概念
（2）外部特征： （A） 快速性（由（1）中（A）（D）决定） （B） 准确性（由（1）中（B）（D）决定） （C） 逻辑性（由（1）中（A）（C）（D）决定） （D） 通用性（由（1）中（A）（B）（C）（D）决定）
1.1.1 计算机的分类
基本概念
计算机从总体上来说分为两大类:
模拟计算机和数字计算机。
“KB、MB、GB”等表示 ❖ 内存储器（主存）和外存储器(辅存）
3. 控制器
基本概念
❖ 控制计算机的各个部件有条不紊地进行工作 ❖ 指令有两部分：操作的性质和操作的地址
操作码
地址码
指出指令所进行的操作 加、减、乘、除、取数、存数等
表示参加运算的数据 从存储器的哪个单元取 运算的结果应存到哪个单元
❖ 时间上：在取指周期中，CPU从内存读出的信息一定 是指令；而执行周期中从内存读出或写入的信息一定 是数据。
❖ 空间上：指令一定流向控制器；而数据则是在内存 （或寄存器）与运算器之间流动
适配器与输入输出设备
基本概念
❖ 输入设备把人们所熟悉的某种形式的信息变 换为机器内部所能接收和识别的二进制信息 形式
基本概念
❖ 世界上第一台电子数字计算机ENIAC （Electronic Numerical Integrator And Calculator）诞生于1946年2月15日，是美国宾 夕法尼亚大学摩尔理工学院的摩切利和埃卡特发 明的。计算机的发展大致经历了五代的变化：
1. 1946年开始，第一代电子管计算机
软件与硬件的结合构成完整的计算机系统基本概念计算机软件程序数据文档软件分类操作系统语言处理程序服务性程序应用软件办公软件包数据库管理系统浏览器实时控制软件诊断排错程序反病毒程序备份程序文件压缩程序卸载程序图形图像处理软件其它应用软件系统软件基本概念目的程序早期计算机中人们直接用机器语言编写程序计算机完全可以识别并能执行所以又叫做目的程序用机器语言编写程序很繁琐又耗费大量的人力和时间容易出错出错后寻找错误也相当费事大大限制了计算机的使用基本概念汇编程序为了编写程序方便翻译和提高机器的使用效率人们发明了汇编语言借助于汇编程序计算机本身自动地把符号语言表示的程序称为汇编源程序翻译成用机器语言表示的目的程序用约定的文字符号和数字助记符按规定的格式来表示各种不同的指令基本概念高级语言为了进一步实现程序自动化和便于程序交流使不熟悉具体计算机的人也能很方便地使用计算机人们又创造了各种接近于数学语言的算法语言高级程序设计语言算法语言是指按实际需要规定好的一套基本符号以及由这套基本符号构成程序的规则
❖ 指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中 存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现。
❖ 计算机由存储器、运算器、控制器、输入和输出设 备五大基本部件组成，规定了5部分的基本功能
控制器的基本任务
基本概念
❖ 按照计算程序所排的指令序列，先从存储器 取出一条指令放到控制器中，对该指令的操 作码由译码器进行分析判别，然后根据指令 性质，执行这条指令，进行相应的操作。接 着从存储器取出第二条指令，再执行第二条 指令，依次类推
各自主要特点： 模拟计算机由模拟运算器件构成，其变量由连续量 （如：电压、电流等）来表示，运算过程也是连续的 数字计算机则是由逻辑电子器件构成，其变量为开 关量（离散的数字量），采用数字式按位运算，运算 模式是离散式的
数字计算机与模拟计算计的主要区别
基本概念
比较内容 数据表示方式
计算方式 控制方式 精度、抗干扰性 数据存储量 逻辑判断能力
3. 1965年开始，第三代中小规模集成电路计算机
4. 1971年开始，第四代大规模集成电路计算机
5. 1986年开始，第五代巨大规模集成电路计算机
计算机的发展史
基本概念
类型 时期 主要器件 重 要 特 征
第1代 第2代 第3代
19461958
19581964
数字信号处理器（DSP）
•专注于数字信号的高速处理 •美国德州仪器TI公司TMS320各代产品 •主要应用于通信、消费类电子产品和计算机
主要应用形式：嵌入式系统
•IP级结构，芯片级结构，模块级结构
计算机组成原理
处理器总线
数据总线（DB：Data Bus）
•处理器与存储器或外设交换信息的通道 •个数（条数）是一次能够传送数据的二进制位数
计算机组成原理
存储器
存储器（Memoryห้องสมุดไป่ตู้是存放程序和数据的部件
高性能微机的存储系统
• 微处理器内部的寄存器（Register） • 高速缓冲存储器（Cache） • 主板上的主存储器 • 以外设形式出现的辅助存储器
基本概念
计算机之所以迅速发展,其生命力在于它的广泛应 用并协助人类取得了辉煌的成就。计算机的应用 范围几乎涉及人类社会的所有领域。本书归纳成 六个主要方面来叙述：
❖ 科学计算 ❖ 自动控制和测量
❖ 信息处理
❖ 教育和卫生
❖ 家用电器
❖ 人工智能
1.2.1 计算机的硬件系统组成
中央处理单元CPU
（第五章） 控 制 器
❖ “程序控制”，是当计算机启动后，程序就 会控制计算机按规定的顺序逐条执行指令， 自动完成预定的信息处理任务
❖ 冯·诺依曼型计算机的设计思想
存储程序并按地址顺序执行
基本概念
❖ 冯·诺依曼计算机的基本思想
❖ 采用二进制形式表示数据和指令。指令由操作码和 地址码组成；
❖ 将程序和数据存放在存储器中，使计算机在工作时 从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务。 这就是“存储程序”和“程序控制”（简称存储程 序控制）的概念；
础） （3） 数字化信息：二进制（计算机能够具有逻辑判
断和处理能力的基础） （4） 算逻运算：基本运算操作是算术和逻辑运算 （5） 快速工具：
（A） 电子器件 （B） 存储程序
3、特征 ：
（1）内部特征： （A） 高速高集成度开关元件 （B） 数字化信息编码 （C） 逻辑判断和处理能力 （D） 存储程序
基本概念
❖ 功能：保存或“记忆”数据和运算过程 ❖ 存储的是0或1表示的二进制代码 ❖ 主存采用半导体器件来作为存储器 ❖ 一个半导体触发器记忆一个二进制位 ❖ 存储单元： 在存储器中保存一个n位二进制数的n个触
发器，组成一个存储单元 ❖ 存储器地址：存储器是由许多存储单元组成，每个存
储单元的编号，称为地址 ❖ 存储容量：存储器所有存储单元的总数。通常用单位
Top500 (2006)—IBM Blue Gene
计算机发基展本史概念
Top500 (2006.06)
计算机发基展本史概念
摩尔定律
基本概念
❖ 早在1964年，英特尔公司创始人戈登.摩尔 （Gordon Moore）在一篇很短的论文里断言： 每18个月，集成电路的性能将提高一倍，而 其价格将降低一半。这就是著名的摩尔定律。 作为迄今为止半导体发展史上意义最深远的 定律，摩尔定律被集成电路近40年的发展历 史准确无误地验证着
19641971
电子管
机器语言，汇编语言。速度低，体积大， 价格昂贵，可靠性差，用于科学计算。 速度达几千次到几万次
晶体管
算法语言，操作系统。体积缩小，可靠 性提高。从科学计算到数据处理。每秒 几万次到几十万次
中 小 规 模 集 体积小，可靠性大大提高，速度达几百
成电路
万次，软件技术和外设发展迅速应用领
64位微处理器
计算机组成原理
专用微处理器
单片机（微控制器，嵌入式控制器，MCU）
•Intel的MCS-48，MCS-51，MCS-96/98系列 • 爱 特 梅 尔 （ Atml ） 公 司 的 AT89 系 列 （ 与 MCS-51 兼
容），AT91系列（基于ARM内核）
•Microchip Technology公司的PIC系列
❖ 取指令的一段时间叫做取指周期
❖ 执行指令的一段时间叫做执行周期
❖ 执行完成指令的时间，称为指令周期
指令字和数据字，指令流和数据流
基本概念
❖ 某字为一条指令，则称为指令字
❖ 某字代表要处理的数据，称为数据字
❖ 在取指周期中从内存读出的信息是指令流，它流向控 制器
❖ 而执行周期中从内存读出的信息流是数据流，它由内 存流向运算器
❖ 数字计算机又可分为专用计算机和通用计算 机.
通用计算机类别
基本概念
基本概念
❖ 巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机 和单片机，它们的结构规模和性能指标依次 递减
❖ 随着超大规模集成电路的迅速发展,今天的小 型机可能是明天的微型机,而今天的微型机可 能是明天的单片机
1.1.2 计算机的应用
❖ 输出设备把计算机处理的结果变换为人或其 它机器所能接收和识别的信息形式
❖ I/O设备通常统称为外围设备
❖ 适配器(I/O接口)相当与一个转换器,它可以 保证外围设备用计算机所要求的形式发送或 接受信息
❖ 系统总线构成计算机系统的信息链接,是多个 系统部件之间进行数据传送的公共通路
1.2.2 数字计算机的发展史
8位微处理器
• M6800、Z80和Intel 8080/8085 • Apple公司苹果机
16位微处理器
• Intel 8086/8088 • 16位个人计算机（PC：Personal Computer）
32位微处理器
• 80386，80486，Pentium～Pentium 4 • 32位PC机，APPLE公司的Macintosh机
运算器
总
（
高速缓存
线
（第二章）
第 三 章
主存储器
和 输
（第六章）
（
）
入
第
虚拟存储器
输
出
(磁盘设备)
接
输入设备 七
、 八
输出设备 章
口
）
1. 运算器
❖ 算术运算 ❖ 逻辑运算 ❖ 采用二进制数（容易实现） ❖ 位数越多，计算精度越高 ❖ 计算机的运算器长度：
8位、16位、32位或64位
基本概念
2. 存储器
I/O设备
3. I/O接口和I/O设备
4. 系统总线
计算机组成原理
地址总线AB 数据总线DB 控制总线CB
微处理器
微机的核心、控制中心，中央处理器CPU 大规模集成电路VLSI芯片，集成
•控制器 •运算器（整数运算器） •寄存器（高速存储单元）
高性能微处理器内部还有
•浮点处理单元甚至多媒体数据运算单元 •存储管理单元、代码保护机制 •Cache •……
计算机组成原理
微处理器的基本性能指标 字长
•微处理器每个时间单位处理的二进制数据位数 •例如一次进行运算、传输的位数
时钟频率
•微处理器的处理速度 •反映微处理器的基本时间单位
集成度
•表明微处理器的生产工艺水平 •常用芯片上集成的晶体管数量来表达
计算机组成原理
通用微处理器
4位微处理器
• 1971年，Intel 4004，第一个微处理器
.
目录
基本概念
第一章 计算机系统概论
❖ 1.概念 ❖ 计算机（Computer）是一种以电子器件为基
础的，不需人的直接干预，能够对各种数字 化信息，进行算术和逻辑运算的快速工具。
基本概念
2、 层次：
（1） 以电子器件为物质基础：电子数字计算机
（Digital Computer） （2） 不需要人的直接干预：自动化（存储程序为基
什么是微型计算机 微型计算机（Microcomputer）
•采用微处理器为核心构造的计算机
微处理器（Microprocessor）
•一块大规模集成电路芯片 •微型机的运算和控制核心 •中央处理单元（CPU：Central Processing Unit）
相对来说，微机性能、价格、体积较小
•工作学习中使用的个人微机 •生产生活中运用的各种智能化电子设备
指令
加法 减法 乘法 除法 取数 存数 打印 停机
操作码
001 010 011 100 101 110 111 000
电子计算机的设计思想
基本概念
❖ 存储程序，程序控制
❖ “存储程序”，是把指令以代码的形式事先 输入到计算机的主存储器中，即用记忆数据 的同 一装置存储执行运算的命令，这些指令 按一定的规则组成程序
计算机组成原理
.
☼ 第一章 计算机系统概论 ☼ 第二章 运算方法和运算器 ☼ 第三章 存储系统 ☼ 第四章 指令系统 ☼ 第五章 中央处理器 ☼ 第六章 总线系统 ☼ 第七章 外围设备 ☼ 第八章 输入输出系统
.
目录
☼ 第一章 计算机系统概论 ☼ 第二章 运算方法和运算器 ☼ 第三章 存储系统 ☼ 第四章 指令系统 ☼ 第五章 中央处理器 ☼ 第六章 总线系统 ☼ 第七章 外围设备 ☼ 第八章 输入输出系统 ☼ 第九章 并行组织
数字计算机 数字0和1 数字计算 程序控制
高、好 大 强
模拟计算机 电压、电流等 电量组合和测量值 模拟信号组合控制
低、差 小、几乎无
无
基本概念
❖ 电子数字计算机是以近似于人类的“思维过 程”来进行工作的,所以有人把它叫做电脑。它 的发明和发展是20世纪人类最伟大的科学技术成 就之一,也是现代科学技术发展水平的重要标志。
域不断扩大。
第4代 第5代
19711986
1986-
大/超大规模 速度提高至几千万亿次 集成电路 出现微型计算机
巨 大 规 模 集 速度提高至几亿次乃至上百亿次。
成电路
出现单片机
第一台电子计算机（ENIAC）
计算机发基展本史概念
5000次加法/秒 体重28吨 占地170M2 18,800只电子管 1500个继电器 耗电150KW
地址总线（AB：Address Bus）
•指定存储器或外设的具体单元 •个数反映访问的主存储器容量或外设范围
控制总线（CB：Control Bus）
•控制处理器数据传送等操作
N：2N
一个信号两种状态（高或低）两种编码（1或0）
计算机组成原理
微型计算机结构
系统总线BUS
微
处
理
器
存储器
I/O接口
1. 微处理器 2. 存储器
基本概念
（2）外部特征： （A） 快速性（由（1）中（A）（D）决定） （B） 准确性（由（1）中（B）（D）决定） （C） 逻辑性（由（1）中（A）（C）（D）决定） （D） 通用性（由（1）中（A）（B）（C）（D）决定）
1.1.1 计算机的分类
基本概念
计算机从总体上来说分为两大类:
模拟计算机和数字计算机。
“KB、MB、GB”等表示 ❖ 内存储器（主存）和外存储器(辅存）
3. 控制器
基本概念
❖ 控制计算机的各个部件有条不紊地进行工作 ❖ 指令有两部分：操作的性质和操作的地址
操作码
地址码
指出指令所进行的操作 加、减、乘、除、取数、存数等
表示参加运算的数据 从存储器的哪个单元取 运算的结果应存到哪个单元
❖ 时间上：在取指周期中，CPU从内存读出的信息一定 是指令；而执行周期中从内存读出或写入的信息一定 是数据。
❖ 空间上：指令一定流向控制器；而数据则是在内存 （或寄存器）与运算器之间流动
适配器与输入输出设备
基本概念
❖ 输入设备把人们所熟悉的某种形式的信息变 换为机器内部所能接收和识别的二进制信息 形式
基本概念
❖ 世界上第一台电子数字计算机ENIAC （Electronic Numerical Integrator And Calculator）诞生于1946年2月15日，是美国宾 夕法尼亚大学摩尔理工学院的摩切利和埃卡特发 明的。计算机的发展大致经历了五代的变化：
1. 1946年开始，第一代电子管计算机
软件与硬件的结合构成完整的计算机系统基本概念计算机软件程序数据文档软件分类操作系统语言处理程序服务性程序应用软件办公软件包数据库管理系统浏览器实时控制软件诊断排错程序反病毒程序备份程序文件压缩程序卸载程序图形图像处理软件其它应用软件系统软件基本概念目的程序早期计算机中人们直接用机器语言编写程序计算机完全可以识别并能执行所以又叫做目的程序用机器语言编写程序很繁琐又耗费大量的人力和时间容易出错出错后寻找错误也相当费事大大限制了计算机的使用基本概念汇编程序为了编写程序方便翻译和提高机器的使用效率人们发明了汇编语言借助于汇编程序计算机本身自动地把符号语言表示的程序称为汇编源程序翻译成用机器语言表示的目的程序用约定的文字符号和数字助记符按规定的格式来表示各种不同的指令基本概念高级语言为了进一步实现程序自动化和便于程序交流使不熟悉具体计算机的人也能很方便地使用计算机人们又创造了各种接近于数学语言的算法语言高级程序设计语言算法语言是指按实际需要规定好的一套基本符号以及由这套基本符号构成程序的规则
❖ 指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中 存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现。
❖ 计算机由存储器、运算器、控制器、输入和输出设 备五大基本部件组成，规定了5部分的基本功能
控制器的基本任务
基本概念
❖ 按照计算程序所排的指令序列，先从存储器 取出一条指令放到控制器中，对该指令的操 作码由译码器进行分析判别，然后根据指令 性质，执行这条指令，进行相应的操作。接 着从存储器取出第二条指令，再执行第二条 指令，依次类推
各自主要特点： 模拟计算机由模拟运算器件构成，其变量由连续量 （如：电压、电流等）来表示，运算过程也是连续的 数字计算机则是由逻辑电子器件构成，其变量为开 关量（离散的数字量），采用数字式按位运算，运算 模式是离散式的
数字计算机与模拟计算计的主要区别
基本概念
比较内容 数据表示方式
计算方式 控制方式 精度、抗干扰性 数据存储量 逻辑判断能力