计算机组成原理:存储器分类与分级结构解析
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更新于2024-08-21
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"计算机组成原理-白中英课件"
这篇课件主要涵盖了计算机组成原理的基础知识,详细介绍了计算机存储器的分类和分级结构,以及计算机系统的重要组成部分和工作原理。以下是主要内容的详细解释:
1. **存储器分类**:
- **非永久记忆的存储器**,如RAM(随机存取存储器),断电后信息会丢失。
- **永久记忆性存储器**,如ROM(只读存储器)、硬盘等,即使断电,信息也能被保留。
2. **存储器的分级结构**:
- **高速缓冲存储器(Cache)**:位于CPU与主存储器之间,用于临时存放频繁访问的数据,提高数据访问速度。
- **主存储器(Main Memory)**:CPU可以直接访问,包括RAM和ROM。
- **辅助存储器(External Storage)**:通常指硬盘、光盘等,容量大但访问速度慢,用来长期存储大量数据。
- **控制存储器(Control Storage)**:存储微程序,用于实现CPU的控制逻辑。
3. **计算机组成原理**:
- 课程涵盖了计算机硬件结构、实现方式和工作原理,帮助理解各部件的功能和交互。
- 硬件结构包括CPU(中央处理器)、内存、外存和输入输出设备等。
- 实现方式涉及内部处理方式,如控制器和运算器的具体实现。
- 工作原理则讲解这些部件如何协同工作以执行指令和处理数据。
4. **学习难点与方法**:
- 内容多且结构复杂,需要有数字逻辑基础,学习时需深入分析结构,理解原理,并通过练习巩固知识。
5. **课程主要内容**:
- **计算机系统概述**:介绍计算机的基本概念,包括计算机的分类。
- **运算方法和运算器**:讨论数值、编码、运算方法(定点、浮点、逻辑运算)以及运算器的构造。
- **内部存储器**:详细解析存储器芯片、存储器组织和连接,以及高速存储器如Cache的工作原理。
- **指令系统**:讲解指令格式、寻址方式和常见指令。
- **中央处理器(CPU)**:阐述CPU的组成、工作原理和控制器实现。
- **总线系统**:探讨总线的概念和技术。
- **外围设备**:介绍各种典型外围设备的工作原理。
- **输入输出系统**:讲解I/O控制方式。
- **操作系统支持**:涵盖调度、存储管理和虚拟存储器等操作系统层面的知识。
6. **计算机分类**:
- 电子计算机分为模拟和数字两类,数字计算机又分为专用和通用,以及不同级别的机器(巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机)。
这些内容为学习计算机科学的学生提供了坚实的理论基础,是理解和设计计算机系统的关键。
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