计算机组成原理第1章-计算机系统概论-任国林版课件.ppt

计算机组成原理第1章计算机系统概论§1.1计算机系统简介功能的实现方式—二、计算机系统的层次结构三、计算机结构与组成*相互关系：
计算机系统结构—确定软硬件功能分配及其界面特性；
计算机组成—逻辑实现系统结构的内容；
计算机实现—物理实现计算机组成的内容§1.2计算机系统基本组成*指令组成：
由操作码及地址码组成；*存储程序原理—程序控制机制：
按程序逻辑顺序、自动地、逐条地取出指令并执行。二、计算机硬件的基本组成*由多种存储器构成存储系统：
解决速度-容量-价格间的矛盾，有利于提高性能/价格*采用总线互连形式：
实现部件操作标准化，有利于提高系统的可扩展性2、计算机部件的基本组成*完成操作的过程：
读操作—①接收地址及命令，内部操作；
②输出数据(2)运算器
*功能：实现算术运算及逻辑运算，并暂存运算结果(3)控制器
*功能：指挥及控制各部件协调地工作，以实现程序执行过程*控制器功能的实现方法：
①循环产生指令执行过程不同时段的时标信号；
②在不同时段产生当前指令执行所需的部件控制信号(4)输入/输出设备
*功能：实现外部-内部信息的输入/输出及格式转换；
*种类：键盘、鼠标、显示器、打印机、磁盘等；三、计算机软件的基本组成2、操作系统(OperatingSystem,OS)
OS是管理所有的硬件资源及软件环境的软件。四、计算机系统的工作过程2、计算机硬件的工作过程(1)指令执行过程
有取指令、分析指令、执行指令3个步骤(2)程序执行过程24机器自动停机3、程序的执行管理(2)程序的执行准备(即作业登录)§1.3计算机系统的性能指标*机器主频：指CPU内部主时钟脉冲的频率，常用f表示。
主频单位—1GHz=1×103MHz=1×106KHz=1×109Hz；*响应时间：指一个任务从任务输入到结果输出的总时间，
即T响应=TCPU+TI/O等待，TCPU=T运算+TMEM+TI/O例1—某计算机主频为2GHz，指令系统只有Ⅰ类指令及Ⅱ类指令，指令长度分别为1B及2B，指令执行时间分别为5个及8个时钟周期。程序A的大小为2MB，其中30%空间为Ⅰ类指令；程序A执行时，所有指令中共有20%的指令需重复执行30次，在这些重复执行的指令中，有40%为Ⅱ类指令。求完成程序A的CPU时间。特点—反映了多任务计算机系统的软硬件总体性能二、性能设计2、性能平衡设计
重点解决CPU-MEM瓶颈，减少访存延迟、或提高访存效率§1.4计算机系统发展历程2、微型计算机的产生与发展二、计算机软件的发展历史三、计算机系统分类2、按信息处理特征分类--Flynn分类法
有SISD、SIMD、MISD、MIMD四种。一、课程目标二、课程内容组织第4章指令系统
指令功能与指令格式，操作数存放及寻址方式，CISC/RISC