《计算机组成原理》课件：理解CPU与存储器的层次结构

"《计算机组成原理》课件涵盖了计算机存储器分类、计算机系统的基本构成、软硬件概念、计算机系统的层次结构以及计算机体系结构与组成的区别。" 在《计算机组成原理》这门课程中，讲解了计算机存储器的不同类型，它们在计算机系统中扮演着重要角色。其中，CPU可以直接交换数据的存储器包括高速缓存(Cache)和主存储器。Cache用于提高CPU访问数据的速度，位于CPU与主存储器之间。主存储器，通常是RAM(随机访问存储器)，分为静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)，它们都是临时存储程序和数据的地方。而辅助存储器如磁盘、Flash Memory、磁带和光盘则用于长期存储，容量大但速度相对较慢。 计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统包括CPU、存储器、输入输出设备等；软件系统则包含系统软件和应用软件，如操作系统、数据库管理系统、编译器、解释器等。操作系统作为核心系统软件，管理着计算机硬件资源，使用户可以通过各种软件与硬件交互。 计算机系统存在多个层次结构，从高级语言到机器语言，再到微指令层面，每个层次都有其特定的功能。高级语言层面向程序员，编译器将高级语言转换为汇编语言，然后汇编器再将其转换为机器语言。在硬件层面，微指令解释器执行微指令，这是硬件直接理解的语言。此外，还有虚拟机的概念，不同的虚拟机层面对应不同的抽象级别，提供不同的服务和功能。 计算机体系结构定义了计算机的逻辑特性，是程序员可见的抽象属性，例如，对机器语言编程的程序员所看到的CPU、内存、I/O设备等。而计算机组成则是这些特性的具体实现，包括许多对程序员来说透明的硬件细节。这两者的区分有助于理解和设计计算机系统，因为不同的层次结构使得不同类型的程序员可以针对各自层次的特点进行编程。 本课程推荐了多本教材，如白中英的《计算机组成原理》、俸远祯和王德新的《计算机组成原理》、张基温的《计算机组成》以及清华出版社的《计算机组成原理教程》。通过学习这些教材，学生可以深入理解计算机系统的各个层面，掌握计算机工作原理，培养成为专业的人才。