馮諾依曼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)-同濟(jì)大學(xué)精品課程

* 第一章 概 述 同濟(jì)大學(xué)軟件學(xué)院 課程的內(nèi)容： 1．介紹單計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件組成 (內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作機(jī)制) 2．計(jì)算機(jī)自動(dòng)工作的原理 3．在對工作原理了解的基礎(chǔ)上，講述有關(guān)計(jì)算機(jī)設(shè) 計(jì)的基本概念、方法，最終設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的計(jì)算機(jī)。 內(nèi) 容 提 要 一、數(shù)字邏輯和有限狀態(tài)機(jī)(第一章與第二章) 二、計(jì)算機(jī)組成和系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 第三章 指令集結(jié)構(gòu) 第四章 存儲(chǔ)器系統(tǒng) 第五章 寄存器傳送語言 第六章 CPU設(shè)計(jì) 第七章 微序列控制單元設(shè)計(jì) 第八章 運(yùn)算方法 第九章 存儲(chǔ)層次 第十章 輸入輸出結(jié)構(gòu) 三、高級專題(RISC計(jì)算機(jī)和并行處理) 第一章 概 述 1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史 1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 1.3 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和性能指標(biāo) 1.4 計(jì)算機(jī)的分類與應(yīng)用 計(jì)算機(jī)到目前為止已經(jīng)發(fā)展了五代。 第一代(1946～1959)：電子管計(jì)算機(jī) 第一臺(tái)存儲(chǔ)程序電子計(jì)算機(jī)EDVAC：1950年 由馮·諾依曼和莫爾學(xué)院合作研制 馮.諾依曼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵：存儲(chǔ)程序 第二代(1959～1964)：晶體管計(jì)算機(jī) 第三代(1965～1974)：集成電路計(jì)算機(jī) 第四代(1975～1990)：大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) 第五代(1990～ )：高性能微處理器、高密度電路 1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史 第一代 (1945-1954) 電子管和繼電器 存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī)、程序控制I/O 機(jī)器語言和匯編語言 普林斯頓ISA、ENIAC、IBM701 第二代 (1955-1964) 晶體管、磁芯、印刷電路 浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示、尋址技術(shù)、中斷、I/O處理機(jī) 高級語言和編譯、批處理監(jiān)控系統(tǒng) Univac LARC、CDC1604、IBM7030 第三代 (1965-1974) SSI和MSI、多層印刷電路、微程序 流水線、Cache、先行處理、系列計(jì)算機(jī) 多道程序和分時(shí)操作系統(tǒng) IBM360/370、CDC6600/7600、DEC PDP-8 第四代 (1974-1990) LSI和VLSI、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 向量處理、分布式存儲(chǔ)器 并行與分布處理 Cray-1、IBM 3090、DEC VAX9000、Convax-1 第五代(1991-) 高性能微處理器、高密度電路 超標(biāo)量、超流水、SMP、MP、MPP 大規(guī)模、可擴(kuò)展并行與分布處理 SGI Cray T3E、IBM SP2、DEC AlphaServer8400 1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)＝軟件＋硬件/固件 硬件：構(gòu)成計(jì)算機(jī)的設(shè)備實(shí)體。 軟件：各類程序和文件。 1.2.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 一、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入 設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成。 CPU ＝運(yùn)算器＋控制器 主機(jī)＝CPU＋主存 I/O系統(tǒng)＝輸入設(shè)備＋輸出設(shè)備 1.運(yùn)算器 功能：對信息進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算。 組成： (1) 算術(shù)邏輯部件ALU：完成各種 運(yùn)算功能。 核心部件：加法器 (2) 寄存器組：存放數(shù)據(jù)。 AC MQ 算術(shù)邏輯線路 DR CU M 2. 存儲(chǔ)器M 功能：存放程序和數(shù)據(jù)。 (1) 一般分為三級 CPU能按存儲(chǔ)單元地址直接訪 問主存；輔存的作用是擴(kuò)大存儲(chǔ) 系統(tǒng)的容量；高速緩沖存儲(chǔ)器 (Cache)的作用是解決CPU與主存 之間速度不匹配的矛盾，提高存 儲(chǔ)系統(tǒng)的速度。 CPU Cache 主存(內(nèi)存) 輔存(外存) (2)主存的組成 CPU 來的地址 地　址　譯　碼　器 存儲(chǔ)單元 存儲(chǔ)單元 … 存儲(chǔ)體 地址寄存器MAR 數(shù)據(jù)寄存器MDR 存儲(chǔ)控制線路 AB DB CPU R/W 0…00 0…01 1…11 存儲(chǔ)器是由許多存儲(chǔ)單元組成的。 每個(gè)存儲(chǔ)單元都有編號(hào)，稱為地址。 存儲(chǔ)器所有存儲(chǔ)單元的總數(shù)稱為存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量。 3. 控制器CU 功能：根據(jù)人們預(yù)先確定的算法和操作步驟(程序)，控制 與協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各部件的自動(dòng)工作。 4. I/O部件 輸入設(shè)備：將參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)和程序送入主機(jī)，并將它 轉(zhuǎn)換成機(jī)器能識(shí)別的信號(hào)。 如鍵盤、鼠標(biāo)、磁盤等。 輸出設(shè)備：將計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果以能為人們接受的或能

總結(jié)

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