唐朔飞《计算机组成原理》第二版讲义解析
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更新于2024-07-17
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"这是一份来自唐朔飞的《计算机组成原理》第二版的PPT讲义,内容全面,适合配合教材一起学习,以提高学习效率。讲义涵盖了计算机系统概论、系统总线、存储器、输入输出系统、运算方法、指令系统、CPU结构与功能、控制单元的功能及设计等多个核心章节。"
详细说明:
1. **计算机系统概论**:
- 计算机系统由硬件和软件两大部分构成,硬件包括主机和外设,而软件则包括系统软件和服务性程序,如操作系统、数据库管理系统、网络软件等。
- 计算机系统层次结构:从高级语言到机器语言,再到微指令,通过编译、汇编和解释的过程,形成不同级别的虚拟机器,最终由硬件执行微指令。
2. **计算机硬件主要技术指标**:
- 这部分可能涉及计算机的性能参数,如运算速度、内存容量、存储器类型和速度、I/O吞吐量等。
3. **系统总线**:
- 系统总线是连接计算机各部件的通信通道,包括数据总线、地址总线和控制总线,它们共同确保数据传输和指令执行的协调。
4. **存储器**:
- 存储器分为内存(主存)和外存,内存包括RAM(随机访问存储器)和ROM(只读存储器),用于临时存储指令和数据;外存如硬盘、固态驱动器等,用于长期存储。
- 指令和数据以二进制形式存储,且具有同等地位,可以通过地址进行访问。
5. **输入输出系统(I/O系统)**:
- 输入设备将外部信息转化为计算机可理解的形式,输出设备则将计算结果转化为用户可理解的形式。
- I/O控制方式可能包括中断、DMA(直接存储器访问)等。
6. **计算机的运算方法**:
- 包括算术运算和逻辑运算,以及如何实现乘法、除法等复杂运算。
- 计算机通常采用定点和浮点运算,以处理不同精度的数值。
7. **指令系统**:
- 指令集是计算机的语言,包含各种操作码和地址码,用于控制计算机执行特定操作。
- 指令的寻址技术可能包括直接寻址、间接寻址、寄存器寻址等多种方式。
8. **CPU的结构和功能**:
- CPU(中央处理器)包括运算器和控制器,运算器负责执行算术和逻辑运算,控制器负责指令的解释和执行流程的控制。
9. **控制单元的功能**:
- 控制单元产生并协调执行指令所需的控制信号,包括时序控制、操作控制和异常处理。
10. **控制单元的设计**:
- 控制单元可能通过硬布线逻辑或微程序设计实现,微程序机器M0用于解释机器指令。
这些章节深入讲解了计算机的内部工作原理,对理解和设计计算机系统至关重要,是计算机科学与工程领域的基础。通过学习,读者可以更好地理解计算机如何处理信息,从而在编程、系统设计和故障排查等方面具备更强的能力。
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