計(jì)算機(jī)組成原理2013年2月16日第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)——ENIAC第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（通用可編程序）18800電子管30噸150平方米150kw5000次十進(jìn)制加法/秒1946年美國(guó)賓西法尼亞大學(xué)研制成功電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer)1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史1946-1959第一代電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代□UNIVAC?？颂睾湍死谝粋€(gè)進(jìn)行批量生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)。1951年，電腦開始走出實(shí)驗(yàn)室服務(wù)于社會(huì)與公眾。1952年，UNIVAC因準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)美國(guó)總統(tǒng)大選結(jié)果而名聲大噪?！鮁DVAC馮諾依曼1950問(wèn)世的第一臺(tái)并行計(jì)算機(jī)EDVAC，首次實(shí)現(xiàn)了馮·諾依曼的兩個(gè)重要設(shè)想：存儲(chǔ)程序和采用二進(jìn)制?！鮅BM701

1952年IBM公司推出的IBM701在商戰(zhàn)中擊敗UNIVAC，不僅使IBM實(shí)現(xiàn)了全面的轉(zhuǎn)型，更奠定了IBM產(chǎn)業(yè)霸主地位4

現(xiàn)代真空電子管ENIACENIACVacuumtubeinENIACInputPannel(42)CableProgramingDebug(線路檢查)ENIAC&VonNeumann存儲(chǔ)器的出現(xiàn)□1951年，中國(guó)移民王安發(fā)明了磁芯存儲(chǔ)器，IBM于1956年購(gòu)買了這項(xiàng)技術(shù)專利。高級(jí)語(yǔ)言的出現(xiàn)□1956年，IBM公司的巴克斯研制成功第一個(gè)高級(jí)程序語(yǔ)言FORTRAN，它被廣泛用于科學(xué)計(jì)算。1959-1964晶體管造就第二代計(jì)算機(jī)□1947年，貝爾實(shí)驗(yàn)室肖克萊、巴丁、布拉頓發(fā)明點(diǎn)觸型晶體管；1950年又發(fā)明了面結(jié)型晶體管?！蹙w管體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、發(fā)熱少、功耗低，電子線路結(jié)構(gòu)大大改觀，運(yùn)算速度大幅提高?！跣た巳R（左）、巴?。ㄖ校?、布拉頓（右）于1956年共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?！跤?jì)算詢機(jī)商接務(wù)處心理的產(chǎn)開始□第二名代計(jì)使算機(jī)槐除了壯大量粉用于供科學(xué)票計(jì)算顯，還鑒逐漸裝被工毯商企兩業(yè)用魂來(lái)進(jìn)悟行商晝務(wù)處瓶理，粥高級(jí)病語(yǔ)言FO箭RT拉RA春N和CO涌BO狗L因此畜也得撓到了曲廣泛概應(yīng)用若。19填64槍-1瞎97就0第三趴代計(jì)沒(méi)算機(jī)□19院58年，憐美國(guó)傾物理太學(xué)家答基爾孔比和僑諾伊粒斯同命時(shí)發(fā)劫明集季成電港路?！跫苫烹娐夫?qū)的出圈現(xiàn)使蓄得計(jì)舅算機(jī)惜脫胎娛換骨世紀(jì)框豪賭IB帳M廢S/拋36侵0□S/繞36查0極強(qiáng)勉的通良用性卷適用信于各敗方面沿的用暮戶，嚷它具曲有36瓶0度”全方借位的輝特點(diǎn)野，因攝此得鈴名?！鮅B迷M投入祥了50億美委元的嶺研發(fā)愛費(fèi)用閱，遠(yuǎn)星遠(yuǎn)超粘過(guò)制橫造原余子彈前的“曼哈蘋頓計(jì)喘劃”的20億美持元。19逼70至今第四飯代計(jì)苦算機(jī)□從19岸70年至劍今的扎計(jì)算情機(jī)基廉本上宵都屬夜于第騰四代川計(jì)算例機(jī)，腦它們流都采雁用大疤規(guī)模直和超呼大規(guī)興模集恰成電吳路?！蹼S著蔑技術(shù)倚的進(jìn)楊展，激計(jì)算救機(jī)開賭始分適化成健通用擴(kuò)大型逆機(jī)、賠巨型戶機(jī)、盼中型雹機(jī)、析小型驕機(jī)和茄微型炎機(jī)、奏單片慶機(jī)計(jì)算閑機(jī)的食分代--方-硬件倍技術(shù)抖對(duì)計(jì)柳算機(jī)汪更新漲換代副的影塘響SG舅I蜜Cr蹤蝶ay蓋T屆3EIB膠MxS額er臘ve最rSu抱n京E1充00這00可擴(kuò)腫展并鋸行與梳分布甘處理指令弓級(jí)并食行、SM模P、MP、MP耗P、網(wǎng)占絡(luò)高性職能微促處理斗器、窄大規(guī)證模高蛛密度隊(duì)電路第五便代(1吊99敬1-旋)Cr棟ay董-1、IB扁M僑30英90、DE閃C融VA蓮X9樓00藍(lán)0、Co全nv景ax況-1并行信與分瘋布處艘理向量度處理浩、分懲布式尋存儲(chǔ)尊器LS遣I和VL榆SI、半象導(dǎo)體使存儲(chǔ)賠器第四泊代(1蠅97微4-聾19樂(lè)90阿)IB搖M3身60這/3愿70憲CD前C6僅60孔0/簽76川00、DE華C管PD黨P-雨8多道箱程序坊和分揉時(shí)操藝作系霉統(tǒng)流水倚線、Ca復(fù)ch犬e、先損行處連理、異系列進(jìn)計(jì)算刑機(jī)SS慕I和MS孔I、多錫層印懷刷電攀路、僅微程耐序第三代代(1槍96李5-肢19炭74號(hào))Un寧iv店ac憲L徹AR采CCD教C1喇60旨4IB益M7吹03掌0高級(jí)說(shuō)語(yǔ)言場(chǎng)和編遲譯、返批處炎理監(jiān)膽控系饅統(tǒng)浮點(diǎn)恒數(shù)據(jù)土表示排、尋僅址技斗術(shù)、贈(zèng)中斷園、I/泥O處理視機(jī)晶體耍管、路磁芯欣、印貞刷電泥路第二車代(1絮95走5-送19燥64挽)普林醋斯頓IS插A、EN燥IA田CIB翠M7彎01機(jī)器疼語(yǔ)言燙和匯遲編語(yǔ)丈言存儲(chǔ)蔬程序巾計(jì)算歲機(jī)、鍬程序培控制I/族O電子重管和襯繼電品器第一失代(1謠94底6-頃19恩54螞)典型迷機(jī)器軟件繁技術(shù)體系織結(jié)構(gòu)峽技術(shù)器件分代計(jì)算食機(jī)的配分代技術(shù)這和性治能的“下移”。新輕型體足系結(jié)舞構(gòu)的控設(shè)計(jì)急一方當(dāng)面是召合理邪地增掀加計(jì)摩算機(jī)孝系統(tǒng)確中硬砍件的需功能酒比例哄。另娘一方置面則拼是通色過(guò)多變種途失徑提蠅高計(jì)垂算機(jī)計(jì)體系森結(jié)構(gòu)屋中的俱并行由性。

時(shí)時(shí)間間

價(jià)價(jià)格格((對(duì)對(duì)數(shù)數(shù)坐坐標(biāo)標(biāo)))

巨巨型型機(jī)機(jī)

大大型型機(jī)機(jī)

中中型型機(jī)機(jī)

小小型型機(jī)機(jī)

微微型型機(jī)機(jī)

虛虛線線為為等等性性能能線線

Mo獄or南e定律In普te拆l公司垃的締銹造者旋之一Go翼rd先on耗Mo肥or醫(yī)e提出微芯片上集成的

晶體管數(shù)目每三年翻兩番19幼65年，嗓有一令天摩膀爾離供開硅辣晶體張車間寬坐下隊(duì)來(lái)，軋拿了粗一把濱尺子論和一孫張紙凈，畫麗了個(gè)姥草圖格?？v悠軸代熟表不微斷發(fā)鄰展的英芯片專，橫執(zhí)軸為厭時(shí)間份，結(jié)屑果是龜很有像規(guī)律朋的幾涌何增鋸長(zhǎng)。他發(fā)課現(xiàn)集館成電歇路上棉能被繞集成靠的晶厚體管圖數(shù)目衣，以周每18個(gè)月供翻一幅番的潑速度榴穩(wěn)定肥增長(zhǎng)齊。這一擺發(fā)現(xiàn)束發(fā)表龜在當(dāng)狼年第35期《電子述學(xué)》雜志厲上，渴并預(yù)英言在屯今后舉數(shù)十篩年內(nèi)瞞保持避著這棋種勢(shì)綠頭。摩爾銜定律筆證明聽了他六無(wú)與掙倫比聯(lián)的天括才預(yù)等感。照摩爾坑的這駐個(gè)預(yù)徹言，森因集制成電損路芯酒片后觀來(lái)的劇發(fā)展甜曲線妹得以鑄證實(shí)呈，并胳在較濾長(zhǎng)時(shí)氧期保飛持著栽有效呀性，濾被人似譽(yù)為愿“摩惱爾定迫律”哈。至以此而帆后，隔集成救電路鬼迅速裝把計(jì)月算機(jī)數(shù)技術(shù)茫推上宋高速櫻成長(zhǎng)餅的快怕車道夾。微處價(jià)理器期的發(fā)娘展40蔑04宰(2餅30脫0/傭50妙μm吩)/冊(cè)80妥0880殿80吼/8竄08錫5、80旅86譯/8獅08蜂880屬28降6/粉80猛38疤6/掩80婆48敘6Pe燙nt恰iu前m/惕Pe由nt伯iu逗m牽Pr捕o/渣Pe懶nt曬iu厭mⅡPe早nt護(hù)iu窯m稅Ⅲ/否Pe符nt門iu墓m掀Ⅳ(墻42錢00萬(wàn)/0鞋.1你3μ眨m)集成模電路惠技術(shù)宴的發(fā)政展是期基礎(chǔ)高性戶能、搬低能存耗、沒(méi)高速少度、禁低成憲本27計(jì)算椅機(jī)的儉發(fā)展翁日新挨月異□從CP圍U的發(fā)制展來(lái)艷看40跪04－>8暢00誤8-秧>8嬸08攤6-灰>8濟(jì)08欠8-視>8切01賄86綱->兼80饞28要6-冒>8犧03孝86廢->昌80著48廣6-耀58膊6-晌>pe奔nt費(fèi)iu排m->岡PI宜I-達(dá)>P阿II邁I-逢>P笑4□從計(jì)奇算機(jī)公的規(guī)躬模，袍運(yùn)算背速度劇上看左，巨型坐機(jī)、籠大型幻玉機(jī)、峽中型售機(jī)、藍(lán)小型逼機(jī)、檢微型鐘機(jī)、等單片累機(jī)28Hi湖st移or親y旱of全I(xiàn)睡nt沖el?CP平U□19壁78伸80僵86脅/8口08蝕8演5丸-1當(dāng)0橡MH獻(xiàn)z□19紐奉82馳80踢28數(shù)6訂6-滾12婆M趣Hz□19等85板In惱te寨l3茄86?16鞏-3山3這MH符z□19蕉89停In蝕te病l4兼86?DX被25贈(zèng)-5惑0雄MH劇z□19醋93虹Pe鎮(zhèn)nt籮iu汽m?60綿-2志33名M燦Hz□19牛97冷Pe爹nt良iu勉m?II偏2務(wù)33綿-4千50造M津Hz□19近99撇Pe炊nt練iu熔m?II愛I標(biāo)4培50帖M-糧1G澆H攻z□20壩00木Pe短nt劫iu仆m?4比1澡.4鏈-3返.2襯G糊Hz計(jì)算歸機(jī)實(shí)贈(zèng)現(xiàn)技赤術(shù)的匹發(fā)展40鍋0480爐8080練8680抹08Pe該nt所iu哥m?洋P韻ro僑ce奸ss竭or48葬6?苦D直X廈Pr草oc茶es饞so帆r38頸6?恭P蘋ro念ce乖ss棵or28距6Pe億nt鍬iu勒m?鑒I貸I斑Pr趕oc抱es老so駁rPe呈nt絮iu拖m?毛I(xiàn)江II攤P殼ro嘆ce阻ss擦orPe束nt歸iu僚m?事4喝P置ro歪ce出ss耐orIt狡an缺iu蕉m?旦2塑P置ro甚ce本ss殿or1,獻(xiàn)00水010書,0禿0010桶0,看00笨01,壘00諸0,磚00露010柔,0偽00嗚,0探0010墾0,翠00緒0,插00庭01,店00沿0,抱00恨0,冤00顯019兼7019勻8019晴9020呼0020恐10微處朗理器巖中可立以集始成的危晶體副管數(shù)賣目：20桿07臭1季度3億CM竹OS技術(shù)阿提高休情況忌：立線寬問(wèn)每7年降游低一解半。邏輯感電路壓：?jiǎn)捂@芯片逗上的拾晶體級(jí)管數(shù)鞏量以園每年60山%-瀉80萬(wàn)%的速唯率增筆長(zhǎng)。微處睛理器湯晶體勞管數(shù)1.響2.史1計(jì)算粘機(jī)系悶統(tǒng)的艷層次疼結(jié)構(gòu)計(jì)算膽機(jī)語(yǔ)戚言可曲以說(shuō)善是一毯種虛六擬的趣計(jì)算良機(jī)系瘋統(tǒng)計(jì)算殺機(jī)語(yǔ)賣言由贏低級(jí)碗向高鄙級(jí)發(fā)患展，槳高一閱級(jí)語(yǔ)睬言的勺語(yǔ)句圈相對(duì)膊于低杜級(jí)語(yǔ)值言功轟能更辱強(qiáng)，限更便端于應(yīng)值用，凍但又柔都以嘴低級(jí)鍬語(yǔ)言鏈為基再礎(chǔ)。對(duì)于武用某溫一層犧語(yǔ)言停編寫泰程序擔(dān)的程愉序員匪來(lái)說(shuō)解，似憤乎有夜了一允種新包的機(jī)夠器，爪該機(jī)摧器能怒執(zhí)行誤用該粱層語(yǔ)曾言寫器的全灰部程何序。

第6級(jí)：應(yīng)用語(yǔ)言虛擬機(jī)

第5級(jí)：高級(jí)語(yǔ)言虛擬機(jī)

第4級(jí)：匯編語(yǔ)言虛擬機(jī)

第3級(jí)：操作系統(tǒng)虛擬機(jī)

第2級(jí):機(jī)器語(yǔ)言(傳統(tǒng)機(jī)器級(jí))

第1級(jí)：微程序機(jī)器級(jí)

計(jì)算齊機(jī)系熱統(tǒng)中悠的層輩次概抖念微程救序機(jī)服器級(jí)唉的機(jī)思器語(yǔ)竹言是壤微指思令集肥，程麗序員饅用微恥指令滴編寫元的微躁程序臘一般笨是直仿接由中硬件拜解釋涼實(shí)現(xiàn)絕的。

第6級(jí)：應(yīng)用語(yǔ)言虛擬機(jī)

第5級(jí)：高級(jí)語(yǔ)言虛擬機(jī)

第4級(jí)：匯編語(yǔ)言虛擬機(jī)

第3級(jí)：操作系統(tǒng)虛擬機(jī)

第2級(jí):機(jī)器語(yǔ)言(傳統(tǒng)機(jī)器級(jí))

第1級(jí)：微程序機(jī)器級(jí)

計(jì)算共機(jī)系棍統(tǒng)中斤的層準(zhǔn)次概輸念傳統(tǒng)尖機(jī)器擊級(jí)的覽機(jī)器萍語(yǔ)言煌是該鋤機(jī)的謊指令塔集，排程序赤員用仆機(jī)器很指令袖集編道寫的編程序嘴可以穿由微遭程序預(yù)進(jìn)行辜解釋奸（仿逼真)。針對(duì)喊不同罩的指摧令集而，可始以有填多個(gè)裁解釋擔(dān)程序繭，可握以通疏過(guò)仿扇真在硬一臺(tái)推機(jī)器怖上實(shí)方現(xiàn)多滲種指延令集笨?？梢哉剾](méi)有很微程樸序機(jī)蠅器級(jí)圾。

第6級(jí)：應(yīng)用語(yǔ)言虛擬機(jī)

第5級(jí)：高級(jí)語(yǔ)言虛擬機(jī)

第4級(jí)：匯編語(yǔ)言虛擬機(jī)

第3級(jí)：操作系統(tǒng)虛擬機(jī)

第2級(jí):機(jī)器語(yǔ)言(傳統(tǒng)機(jī)器級(jí))

第1級(jí)：微程序機(jī)器級(jí)

計(jì)算貴機(jī)系洽統(tǒng)中爬的層綁次概猜念操作蓋系統(tǒng)捕虛擬副機(jī)：直接隸管理穩(wěn)傳統(tǒng)究機(jī)器撕中的盲軟硬環(huán)件資蹲源；是傳營(yíng)統(tǒng)機(jī)駁器的扭引伸喊。提渾供了按傳統(tǒng)銳機(jī)器貿(mào)所沒(méi)梅有的候某些李基本缸操作暈和數(shù)窄據(jù)結(jié)患構(gòu)（鞋文件妄系統(tǒng)混、虛繩擬存扎儲(chǔ)系悔統(tǒng)、壁多道席程序晌系統(tǒng)凈和多堵線程曠管理鳳等）弄。

第6級(jí)：應(yīng)用語(yǔ)言虛擬機(jī)

第5級(jí)：高級(jí)語(yǔ)言虛擬機(jī)

第4級(jí)：匯編語(yǔ)言虛擬機(jī)

第3級(jí)：操作系統(tǒng)虛擬機(jī)

第2級(jí):機(jī)器語(yǔ)言(傳統(tǒng)機(jī)器級(jí))

第1級(jí)：微程序機(jī)器級(jí)

計(jì)算固機(jī)系巧統(tǒng)中滅的層攪次概扇念匯編珠語(yǔ)言傻虛擬均機(jī)的簽機(jī)器篇語(yǔ)言姥是匯圣編語(yǔ)哨言。用匯巨編語(yǔ)營(yíng)言編魄寫的賤程序捎，首橡先翻旁譯或球解釋拳成第3級(jí)和病第2級(jí)語(yǔ)豬言，拔然后穩(wěn)再由針相應(yīng)揚(yáng)的機(jī)稍器執(zhí)和行。予完成誦匯編師語(yǔ)言故翻譯叛的程襖序就城叫做慣匯編墨程序趣。

第6級(jí)：應(yīng)用語(yǔ)言虛擬機(jī)

第5級(jí)：高級(jí)語(yǔ)言虛擬機(jī)

第4級(jí)：匯編語(yǔ)言虛擬機(jī)

第3級(jí)：操作系統(tǒng)虛擬機(jī)

第2級(jí):機(jī)器語(yǔ)言(傳統(tǒng)機(jī)器級(jí))

第1級(jí)：微程序機(jī)器級(jí)

計(jì)算順機(jī)系問(wèn)統(tǒng)中含的層深次概毫念高級(jí)錦語(yǔ)言池虛擬欺機(jī)的愁機(jī)器榆語(yǔ)言燭就是艷各種丘高級(jí)筒語(yǔ)言蕩。用這嚴(yán)些語(yǔ)的言所鏈編寫維的程委序一黃般是延由稱偷為編訴譯程爐序的處翻譯眾程序紐奉翻譯優(yōu)到第咸４級(jí)貨或第3級(jí)上測(cè)，個(gè)厚別的焦高級(jí)巧語(yǔ)言玩也用兇解釋贏的方賣法實(shí)顆現(xiàn)。

第6級(jí)：應(yīng)用語(yǔ)言虛擬機(jī)

第5級(jí)：高級(jí)語(yǔ)言虛擬機(jī)

第4級(jí)：匯編語(yǔ)言虛擬機(jī)

第3級(jí)：操作系統(tǒng)虛擬機(jī)

第2級(jí):機(jī)器語(yǔ)言(傳統(tǒng)機(jī)器級(jí))

第1級(jí)：微程序機(jī)器級(jí)

計(jì)算念機(jī)系縫統(tǒng)中煤的層榴次概午念應(yīng)用仆語(yǔ)言拼虛擬飄機(jī)是紅為使穿計(jì)算慣機(jī)滿爪足某禽種用自途而賊專門咐設(shè)計(jì)驢的（珠人工爽智能昨、教峰育、駐行政藝管理垃、計(jì)鮮算機(jī)鞭設(shè)計(jì)慘）。應(yīng)用菜語(yǔ)言暢編寫懷的程鵲序一倘般是朗由應(yīng)竭用程敘序包諸翻譯豈到第5級(jí)上洪。

第6級(jí)：應(yīng)用語(yǔ)言虛擬機(jī)

第5級(jí)：高級(jí)語(yǔ)言虛擬機(jī)

第4級(jí)：匯編語(yǔ)言虛擬機(jī)

第3級(jí)：操作系統(tǒng)虛擬機(jī)

第2級(jí):機(jī)器語(yǔ)言(傳統(tǒng)機(jī)器級(jí))

第1級(jí)：微程序機(jī)器級(jí)

用編譯程序翻譯成匯編語(yǔ)言程序用匯編程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序用機(jī)器語(yǔ)言解釋操作系統(tǒng)用微指令解釋機(jī)器指令由硬件直接執(zhí)行微指令軟件硬件虛擬機(jī)器

M4虛擬機(jī)器

M3虛擬機(jī)器

M2實(shí)際機(jī)器

M1微程序機(jī)器

M0虛擬機(jī)器

M5應(yīng)用語(yǔ)言編寫的程序由應(yīng)用程序包翻譯到第5級(jí)上程序?qū)拞T所其見到昆的計(jì)閣算機(jī)舒系統(tǒng)矛的屬戴性概念倘性的駱結(jié)構(gòu)扔與功與能特醫(yī)性計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)組成實(shí)現(xiàn)篇計(jì)算怕機(jī)體絕系結(jié)務(wù)構(gòu)所妙體現(xiàn)癢的屬持性有無(wú)鉗乘法歇指令如何尺實(shí)現(xiàn)砌乘法繩指令（指允令系通統(tǒng)、變數(shù)據(jù)永類型芹、尋基址技瞞術(shù)、I/驗(yàn)O機(jī)理掠）（具體躺指令稱的實(shí)很現(xiàn)）1.煉2.練2計(jì)算售機(jī)體嗽系結(jié)饒構(gòu)和恐計(jì)算何機(jī)組匹成計(jì)算宏機(jī)系拼統(tǒng)結(jié)述構(gòu)、缸組成崖及其活實(shí)現(xiàn)計(jì)算群機(jī)系松統(tǒng)結(jié)壞構(gòu)主抬要研護(hù)究軟爽硬件馬功能順?lè)峙涔诤蛯?duì)組軟硬虹件界沖面的丘確定指令護(hù)系統(tǒng)竊體系笑結(jié)構(gòu)決（IS芹A）硬件軟件軟件頸硬件遲界面躁分配軟件貌和硬木件的徑邏輯精等效再性由軟渡件實(shí)鑄現(xiàn)的所功能棍在原送理上諒可以徑由硬/固件遍實(shí)現(xiàn)禁。同趙樣，肌由硬貌件實(shí)沉現(xiàn)的軟功能啞原理綱上也鳴可以長(zhǎng)由軟債件的屋模擬步方法填來(lái)實(shí)谷現(xiàn)。軟件北和硬瀉件的度性能干價(jià)格認(rèn)比是枝不等沒(méi)效的企。對(duì)于五計(jì)算展機(jī)系譯統(tǒng)軟許硬件長(zhǎng)功能宮分配惱應(yīng)保符證在測(cè)滿足雹應(yīng)用眨的前餓提下頁(yè)，充猜分利精用硬依件、懸器件唯、軟長(zhǎng)件技軌術(shù)，牽使系么統(tǒng)達(dá)擁到較辯高的橫性能愿價(jià)格臘比。確定膝數(shù)據(jù)準(zhǔn)通路牲的寬睬度確定張各種遞操作油對(duì)功算能部倉(cāng)件的鏟共享猴程度確定難專用繪的功額能部曬件確定俗功能抖部件具的并禍行度設(shè)計(jì)堂緩沖府和排當(dāng)隊(duì)策護(hù)略設(shè)計(jì)鼓控制膝機(jī)構(gòu)確定土采用滲何種?？煽刻约季€術(shù)結(jié)構(gòu)古、組殊成和寫實(shí)現(xiàn)計(jì)算房誠(chéng)機(jī)系惕統(tǒng)的組成是指沿計(jì)算燥機(jī)系負(fù)統(tǒng)結(jié)誘構(gòu)的邏輯堵實(shí)現(xiàn)宇，主器要包挖括：處理端機(jī)、仔主存吉儲(chǔ)器濫等部添件的胸物理肆結(jié)構(gòu)器件蟲的集勒成度猶和速草度專用網(wǎng)器件灑的設(shè)謎計(jì)器件輸、模唇塊、伍插件犧、底撇版的犯劃分前與連設(shè)接信號(hào)憑傳輸團(tuán)技術(shù)電源令、冷般卻及侄裝配擁技術(shù)被，相汽關(guān)制卷造工蝴藝及璃技術(shù)凡等計(jì)算受機(jī)實(shí)現(xiàn)是指誰(shuí)計(jì)算殘機(jī)組稻成的物理櫻實(shí)現(xiàn)寶，包笑括：相互群關(guān)系應(yīng)用違程序操作抵系統(tǒng)指道令伏系嗎統(tǒng)組肯成實(shí)扔現(xiàn)編譯外特兔性設(shè)污計(jì)邏輯射設(shè)計(jì)器件,封裝懶機(jī)箱,電源,冷卻居設(shè)計(jì)③實(shí)現(xiàn)奸指令燒集中足所有牽指令綁功能誰(shuí)的具刊體電淋路、摩器件灶的設(shè)剝計(jì)、蟲裝配醒技術(shù)蓮等屬姐于計(jì)剝算機(jī)震實(shí)現(xiàn)打。系統(tǒng)喝結(jié)構(gòu)日、組胖成、舟實(shí)現(xiàn)急三者僻之間撿的區(qū)臺(tái)別②指令悶的實(shí)歲現(xiàn)，鋸如取邀指令彼、取鄙操作俘數(shù)、犯運(yùn)算配、送幟結(jié)果羞等具養(yǎng)體操游作及藍(lán)其排揮序方勾式屬伯于籮計(jì)算距機(jī)組令成。例①機(jī)器稍指令師集的確元定屬膀于計(jì)膏算機(jī)資系統(tǒng)育結(jié)構(gòu)。1.浸3計(jì)算代機(jī)組服成1.嗚3.剪1數(shù)字命計(jì)算宵機(jī)硬氣件系獎(jiǎng)統(tǒng)由五獎(jiǎng)大部磁分組墊成：運(yùn)算策器、控水制器條、存儲(chǔ)扣器、芹輸入忠設(shè)備醫(yī)和輸諒出設(shè)絲式備。脅各部姑分相呼互連站接框校圖為狀：圖1-歇1計(jì)算脈機(jī)各知部件傾間需更要大冬量而皺高速襲地交很換信梁息，邁才能遞實(shí)現(xiàn)斤總體芳功能告。例篩如：·CP比U從存贈(zèng)儲(chǔ)器傻讀取鞭指令離、數(shù)糧據(jù)，掩經(jīng)過(guò)肺運(yùn)算惜以后袖又將岡結(jié)果粉存入誘存儲(chǔ)蛋器；·明CP剝U與I/面O設(shè)備誦交換翅數(shù)據(jù)迎；·痛CP勿U從接借口中雄讀取艇設(shè)備沸的狀舅態(tài)信殼息，闖以了嚴(yán)解設(shè)轉(zhuǎn)備工恢作的銹現(xiàn)狀電；·逗CP慚U向接懼口輸挎出命淺令啟朗動(dòng)和槍控制活設(shè)備扁工作楚；等準(zhǔn)等現(xiàn)代逮電子鈔計(jì)算區(qū)機(jī)之遮父□19眼44煮~1爭(zhēng)94拍5年間迫，美缺籍匈煌牙利奧科學(xué)榨家馮·諾伊孤曼在落第一利臺(tái)現(xiàn)婚代計(jì)英算機(jī)EN漂IA施C尚未腿問(wèn)世該時(shí)注趙意到悔其弱醒點(diǎn)，究并提郵出一申個(gè)新理機(jī)型ED上VA柔C的設(shè)鑄計(jì)方扣案，礙其中嘉提到煎了兩嶼個(gè)設(shè)俊想：□采用鞋二進(jìn)唉制和“存儲(chǔ)半程序”。這閥兩個(gè)設(shè)想慨對(duì)于善現(xiàn)代水計(jì)算貍機(jī)至虎關(guān)重尼要，櫻也使槐馮·諾伊姥曼成晃為“現(xiàn)代塌電子客計(jì)算匹機(jī)之踐父”，馮·諾伊滲曼機(jī)拋體系吳延續(xù)息至今汪。1.亮3.白2馮·諾依慣曼體顯系結(jié)驕構(gòu)計(jì)算臣機(jī)組麗成原萌理討藝論的傲基礎(chǔ)傳就是馮·諾依材曼體體系結(jié)津構(gòu)的計(jì)租算機(jī)拜，其鴉基本拖設(shè)計(jì)漫思想銀就是劫存儲(chǔ)答程序襲和程搞序控志制，盯具有準(zhǔn)以下犯特點(diǎn)紙：(1同)采用遇二進(jìn)織制形森式表傘示數(shù)代據(jù)和裁指令況在斜存儲(chǔ)甩程序?yàn)⒌挠?jì)苗算機(jī)重中，渣數(shù)據(jù)賽和指虎令都熟是以樹二進(jìn)捎制形拼式存瘡儲(chǔ)在音存儲(chǔ)納器中曠的。奴從存沈儲(chǔ)器走存儲(chǔ)役的內(nèi)宋容來(lái)圣看兩別者并壘無(wú)區(qū)摧別．燈都是班由0和1組成呀的代油碼序亞列，躲只是員各自爺約定儀的含還義不病同而么已。(2摘)采用墻存儲(chǔ)將程序電方式這是奸馮·諾依訂曼思遙想的系核心屬內(nèi)容俗。如鴨前所遷述，耕它意陪味著潑事先較編制漏程序傅，事覺(jué)先將脖程序(包含指令憤和數(shù)嗚據(jù))存入鳳主存悅儲(chǔ)器托中，梅計(jì)算購(gòu)機(jī)在信運(yùn)行耕程序狠時(shí)就懶能自犬動(dòng)地侵、連菜續(xù)地?cái)倧拇婀磧?chǔ)器叼中依頓次取肥出指顏令且手執(zhí)行牲。這評(píng)是計(jì)防算機(jī)刺能高玻速自硬動(dòng)運(yùn)青行的建基礎(chǔ)扇。如果碼程序桂現(xiàn)在絹是順愿序執(zhí)棵行的榆，每殼取出壺一條惜指令庫(kù)后PC內(nèi)容表加l，指示奇下一劍條指暖令該鳥從何蝕處取浙得。菠如果岡程序批將轉(zhuǎn)燥移到模某處旁，就賭將轉(zhuǎn)堡移的僵目標(biāo)來(lái)地址憲送入PC，以便晝按新竟地址狀讀取陽(yáng)后繼忙指令脈。所謊以，PC就像尋一個(gè)村指針虎，一勿直指棋示著各程序速的執(zhí)盡行進(jìn)癥程，(3索)由運(yùn)下算器暴、存伏儲(chǔ)器啦、控亞制器戴、輸月入設(shè)終備和鞏輸出摘設(shè)備濟(jì)五大聽部件給組成復(fù)計(jì)算扛機(jī)系標(biāo)統(tǒng)，爺并規(guī)垂定了背這五墨部分蹈的基腥本功典能。上述奶這些監(jiān)概念鑰奠定灣了現(xiàn)姿代計(jì)液算機(jī)公的基嬌本結(jié)倦構(gòu)思枕想，游到目城前為眠止，肺絕大群多數(shù)萄計(jì)算魄機(jī)仍燭沿用曲這一活體制圍，即崇馮·諾依鍵曼型育計(jì)算婦機(jī)體僵制。算術(shù)尺運(yùn)算邏輯芬運(yùn)算存放豎數(shù)據(jù)和程潤(rùn)序?qū)⑿艛z息轉(zhuǎn)坊換成攔機(jī)器能漫識(shí)別斜的形石式將結(jié)宜果轉(zhuǎn)抽換成人們燭熟悉凱的形視式指揮菌程序運(yùn)行馮·諾依傭曼計(jì)飼算機(jī)斗硬件鵲框圖存儲(chǔ)器輸入設(shè)備運(yùn)算器控制器輸出設(shè)備輸出壓設(shè)備輸入浸設(shè)備運(yùn)算著器控制腥器存儲(chǔ)哨器計(jì)算豬結(jié)果程序搭和數(shù)胡據(jù)計(jì)算墨機(jī)的招組成稿部件控制流CS數(shù)據(jù)流DS計(jì)算巖機(jī)硬騎件系睬統(tǒng)的趙基本倦構(gòu)成1.車3.木3計(jì)算茄機(jī)硬巡壽件框狠圖1.以存復(fù)儲(chǔ)器歡為中盲心的計(jì)算喊機(jī)硬侄件框圖AL績(jī)U主存輔存CP開U主機(jī)I/街O硬件CU2.現(xiàn)代計(jì)算賓機(jī)硬食件框圖存儲(chǔ)器輸入設(shè)備運(yùn)算器輸出設(shè)備控制器ALUCPU主機(jī)I/OCU主存計(jì)算兼機(jī)硬銀件系搶統(tǒng)的涌一種筑構(gòu)成推形式存儲(chǔ)孕器運(yùn)算春器控制腦器適配舞器輸入萄設(shè)備輸出顯設(shè)備系統(tǒng)喊總線1.最4計(jì)算閣機(jī)的魄結(jié)構(gòu)液和功某能1．功染能。鐮從本筋質(zhì)上搶來(lái)說(shuō),計(jì)算身機(jī)的島結(jié)構(gòu)屋和功刷能運(yùn)尿作都刻很簡(jiǎn)踢單?；咎霉δ荛w：數(shù)領(lǐng)據(jù)處箱理、帽數(shù)據(jù)脾存儲(chǔ)扯、數(shù)尼據(jù)傳風(fēng)送、鏈控制(1袋)計(jì)算捉機(jī)能毒處理先數(shù)據(jù)惜、數(shù)專據(jù)可尾以有法多種縫形式對(duì)，處小理的踐要求班也是忘很廣允泛的壩。但蘇是我懼們將壯會(huì)看店到，乎只存厭在幾則種數(shù)暈據(jù)處唇理的箭基本傭方法拼或類苗型。(2劉)計(jì)算診機(jī)也隸必須舅在某烘?zhèn)€特著定的足時(shí)刻壯存儲(chǔ)袖它正翅在運(yùn)窩算的饞數(shù)據(jù)傭值。科因此甚，計(jì)瀉算機(jī)唉至少指要有戚短期曲數(shù)據(jù)扁存儲(chǔ)苗功能矛。(3挨)計(jì)算封機(jī)必熔須能恥在它穗自身齊與外怠界之盒間傳呼送數(shù)癢據(jù)。倘計(jì)算旋機(jī)操拉作環(huán)摩境包架含了休作為技數(shù)據(jù)嫩源或必目標(biāo)矮設(shè)備續(xù)。當(dāng)足直接唱與計(jì)臨算機(jī)峽相連邀的設(shè)弦備接決收或蹤蝶發(fā)送尊數(shù)據(jù)派時(shí)，鉤這個(gè)永過(guò)程躺稱為I/蛋O，這個(gè)著設(shè)備譯稱外證設(shè)。勵(lì)當(dāng)數(shù)趕據(jù)傳稀至遠(yuǎn)承處，辨或從甚遠(yuǎn)方多設(shè)備目接收紐奉，這步個(gè)過(guò)啞程稱血數(shù)據(jù)叉通信醫(yī)。(4桃)最后乳，必章須對(duì)設(shè)這3種功真能進(jìn)及行控教制。低這種閉控制裕功能回最終蕩是由豈給計(jì)擦算機(jī)約提供觸指令彩的人最來(lái)施老加。街在計(jì)媽算機(jī)登系統(tǒng)斥中，柴控制怖器根抄據(jù)這炎些指顯令管央理計(jì)殘算機(jī)湖的資勤源，燦并協(xié)熄調(diào)各煤個(gè)功郵能部渠件的您操作遲方式逃。數(shù)據(jù)可傳送氏裝置控制爛機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)給存儲(chǔ)吹裝置數(shù)據(jù)對(duì)處理兆裝置操作營(yíng)環(huán)境銹：數(shù)違據(jù)的徑源和決目標(biāo)圖1-西3計(jì)算勁機(jī)的閥功能2．結(jié)烘構(gòu)上圖欄是對(duì)禾計(jì)算工機(jī)盡情可能抓簡(jiǎn)單姨的描秩述。慰計(jì)算壞機(jī)是以某郵種方枯式與貓其外匹部環(huán)磨境交臂互的根實(shí)體陽(yáng)。概匠括地粉說(shuō)與外柜部環(huán)旨境的奶所有托連接翼可以物劃分彎為外咽圍設(shè)布備和新通信線去路。泰主要構(gòu)有4種結(jié)租構(gòu)組括件：·中央萬(wàn)處理苗單元恒（CP悶U）：控制裹計(jì)算消機(jī)的米操作捆并完成數(shù)似據(jù)處初理·主存聲儲(chǔ)器戴：存胖儲(chǔ)數(shù)慮據(jù)·I撒/O：在計(jì)打算機(jī)閉及其腔外部察環(huán)境墓之間急傳輸宋數(shù)據(jù)·系統(tǒng)艙互連侵：為CP掙U、主存似和I/魄O之間正提供跑某些看通信機(jī)撫制第一把篇查概論內(nèi)部互連ALUCU寄存器中央處理單元寄存器解碼器控制單元排隊(duì)邏輯控制存儲(chǔ)器第二蛋篇計(jì)算魯機(jī)系參統(tǒng)硬貿(mào)件結(jié)清構(gòu)第三蓋篇CP忽U第四牧篇CU計(jì)算機(jī)I/O系統(tǒng)總線存儲(chǔ)器CPU其主起要結(jié)污構(gòu)部遭件有腎：·控制托器：紹控制CP閉U以至懲于整儲(chǔ)臺(tái)計(jì)斥算機(jī)筒的操雖作·A爹LU：完成洋數(shù)據(jù)尺處理伏功能·寄存懷器：警為CP元U提供移內(nèi)部遷存儲(chǔ)·C妥PU內(nèi)部咸互連蛙：提巴供控孝制器心、AL澆U和寄弟存器始之間甜的某訴種通考信機(jī)震制而實(shí)益現(xiàn)控歸制器嫁有多日種方稱法，約得迄怠今為滿止最坑普遍尸采用羨的還基是微織程序哀實(shí)現(xiàn)胳方法律。其結(jié)礦構(gòu)為推：·順序州邏輯驕：向貼控制返地址案寄存殺器裝盒入和走發(fā)出駱讀命膛令?！た刂票槠鞯墓鸺拇孀狡骱蜋?quán)譯碼鞏器：使存有晨被讀于取的屆微地狼址。·控制浪存儲(chǔ)銹器：捏存微傭指令敲（微廉程序器）。1.上機(jī)添前的貨準(zhǔn)備建立氧數(shù)學(xué)量模型-+-+-=!x9!x7!x5!x3xx9753sin…編制牢解題午程序確定撕計(jì)算焦方法程序—運(yùn)算楚的樹全部脊步驟0,1,2,)()(21nynxynx=+=√…指令—每蠅一個(gè)襯步驟1.奶5計(jì)算蹤蝶機(jī)的某工作未步驟取x至運(yùn)鏡算器瞞中乘以x在運(yùn)蹲算器扛中乘以a在運(yùn)汁算器侵中存ax2在存噸儲(chǔ)器診中取b至運(yùn)亭算器扒中乘以x在運(yùn)等算器夢(mèng)中加ax2在運(yùn)氧算器格中加c在運(yùn)啊算器帝中=肚(ax+陵b)x+胳c取x至運(yùn)宅算器房誠(chéng)中乘以a在運(yùn)殘算器胞中加b在運(yùn)閣算器樂(lè)中乘以x在運(yùn)寇算器茂中加c在運(yùn)乏算器擇中計(jì)算ax2+bx+濫c編程發(fā)舉例00軋00勵(lì)01創(chuàng)0瓜00恨00氏01注00炕0打印e停機(jī)取數(shù)a[a]ACC存數(shù)b[ACC]

b加c[ACC]+[c]

ACC乘d[ACC]×[d]ACC指令躺格式區(qū)舉例操作碼地址碼

[

e

]打印機(jī)0000001100000000110000000010110000001000000000101000000010010000001000地址碼存放結(jié)果12原始數(shù)據(jù)cc11原始數(shù)據(jù)bb10原始數(shù)據(jù)aa9原始數(shù)據(jù)x

x8停機(jī)0001107打印0001016將ax2+bx+c存于主存單元0000105加c得ax2+bx+c,存于ACC0000114乘x得（ax+b)x,存于ACC中0001003加b得ax+b,存于ACC中0000112乘a得ax存于ACC中0001001取數(shù)x至ACC0000010操作碼注釋指令指令和數(shù)據(jù)存于主存單元的地址計(jì)算ax2+bx+c程序夢(mèng)清單2.計(jì)算煙機(jī)的結(jié)解題嗎過(guò)程(1件)運(yùn)算架器的適基本燦組成低及操帝作過(guò)和程運(yùn)算器MQACCALUX被乘嗽數(shù)XMQACC被加數(shù)被減數(shù)被除數(shù)乘數(shù)商加數(shù)減數(shù)除數(shù)加法減法乘法除法和差余數(shù)乘積高位乘積低位運(yùn)算器MQACCALUXACC被加數(shù)ACC初態(tài)

①加法秩操作拒過(guò)程[ACC]+[X]ALU[M]XXACCACC指令

加M②瓶減法戀操作家過(guò)程運(yùn)算器MQACCALUX指令減MACC被減數(shù)ACC初態(tài)[M]XX[ACC]-[X]ALUACCACC運(yùn)算器MQACCALUXACCACC被乘數(shù)初態(tài)ACCMQ[M]MQ指令乘M③摘乘法俊操作雨過(guò)程X[ACC]X00ACCALU[X]×[MQ]ACC∥MQACCMQ運(yùn)算器MQACCALUXACC被除數(shù)ACC初態(tài)[ACC]÷[X]ALUMQACCMQ余數(shù)在ACC中指令除M[M]

XX④申除法寄操作惠過(guò)程存儲(chǔ)尼體大樓存儲(chǔ)系單元存放嗎一串另二進(jìn)競(jìng)制代萌碼存儲(chǔ)達(dá)字存儲(chǔ)糕單元娘中二冤進(jìn)制忘代碼崖的組頁(yè)合存儲(chǔ)鬼字長(zhǎng)存儲(chǔ)汪單元鏈中二拌進(jìn)制旁代碼悔的位士數(shù)每個(gè)師存儲(chǔ)嚇單元擇賦予賀一個(gè)鉤地址河號(hào)按地魂址尋怎訪–存儲(chǔ)頓單元–存儲(chǔ)憂元件（0/靜1）–房間–床位（無(wú)塌人/有人傻）(2命)存儲(chǔ)姑器的憲基本施組成主存儲(chǔ)器存儲(chǔ)體MARMDRMA垂RMD躍R

存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)

16存儲(chǔ)字長(zhǎng)

8

設(shè)MAR

=

4

位

MDR

=

8

位存儲(chǔ)問(wèn)器地繳址寄朱存器反映際存儲(chǔ)上單元窗的個(gè)惱數(shù)存儲(chǔ)蚊器數(shù)翠據(jù)寄旋存器反映摧存儲(chǔ)家字長(zhǎng)(2似)存儲(chǔ)懲器的室基本被組成主存儲(chǔ)器存儲(chǔ)體MARMDR取指洋令分析報(bào)指令執(zhí)行有指令PCIRCUPCIRCU取指執(zhí)行PC存放當(dāng)前欲執(zhí)行指令的地址具有計(jì)數(shù)功能（PC）+

1PCIR存放乎當(dāng)前稿欲執(zhí)側(cè)行的漫指令訪存訪存完成一條指令(3休)控制動(dòng)器的纏基本夸組成12356789以取悲數(shù)指逢令為浴例4(4生)主機(jī)洽完成在一條指令侄的過(guò)馬程CU控制單元主存儲(chǔ)器MDRMAR存儲(chǔ)體CPUPC控制器IR…運(yùn)算器MQACCALUXI/O12356798以存忍數(shù)指處令為虧例4CU控制單元主存儲(chǔ)器MDRMAR存儲(chǔ)體CPUPC控制器IR…運(yùn)算器MQACCALUXI/O(4基)主機(jī)用完成添一條兆指令晝的過(guò)情程(5懷)餡ax2+bx+哨c程序桿的運(yùn)徹行過(guò)腫程將程好序通烈過(guò)輸伐入設(shè)混備送診至計(jì)幼算機(jī)程序同首地廢址打印仍結(jié)果分析筆指令取指孫令…停機(jī)啟動(dòng)體程序臂運(yùn)行,(PC

)+

1PC執(zhí)行熔指令MA見RMMD預(yù)RIRPCCUOP沉(I犬R)Ad回(I仇R)MA顧RMMD桶RAC害CPC1.者6計(jì)算椒機(jī)分等類計(jì)算機(jī)電子模擬計(jì)算機(jī)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)通用計(jì)算機(jī)專用計(jì)算機(jī)巨型機(jī)大型機(jī)中型機(jī)小型機(jī)微型機(jī)單片機(jī)單片許機(jī)將CP柏U、部分此存儲(chǔ)恒器、競(jìng)部分I/鴿O接口古集成淹在一詳個(gè)芯眠片上單板朵機(jī)將CP籌U、存儲(chǔ)鋒器、I/鞭O接口肆及部另分I/現(xiàn)O設(shè)備紛安裝抬在一凝個(gè)印猾刷線陷路板垮上一、極選擇厚題1.發(fā)明銷的第淺一臺(tái)避電子襲數(shù)字岡計(jì)算傭機(jī)是。A.潤(rùn)E并NI唱AC制B.廢E擺DV役AC互C.固E聾DS桌AC蠻D.于U掛NI得VA禾C2.世界診上第耐一臺(tái)緒電子疫數(shù)字濱計(jì)算歐機(jī)研患制成紹功的徹時(shí)間栽是。A.舟1職94辮6年B.幟1不94腸7年C.謹(jǐn)1抬95午1年D.澤1局95襪2年3.多媒俘體計(jì)然算機(jī)肝是指。A.具有塑多種虎外部柳設(shè)備馳的計(jì)湯算機(jī)B.能與堅(jiān)多種窯電器雜連接策的計(jì)氣算機(jī)C.能處士理多期種媒才體信瞧息的朝計(jì)算笑機(jī)D.借助幸多種柄媒體住操作湊的計(jì)榜算機(jī)4.電子肆數(shù)字與計(jì)算碎機(jī)工悉作最藍(lán)重要味的特皇征是。A.高速費(fèi)度B.高精冬度C.存儲(chǔ)何程序抱自動(dòng)總控制D.記憶翻力強(qiáng)AACC課堂郊練習(xí)省與思攜考：5.通常線所說(shuō)職的主忙機(jī)是取指。A.杰C抬PU峽B佳.舉CP掌U和內(nèi)捕存C.蘇C育PU、內(nèi)存再和外傭存D.絮C怠PU、內(nèi)存晌和硬亭盤6.潔CPU處理厭的數(shù)遲據(jù)基扶本單陶位為宗字,一個(gè)恐字的粗二進(jìn)紗制位毛數(shù)為。A.完8動(dòng)B政.當(dāng)16奔C狐.覆32雜D冰.與CP歇U芯片芹的型前號(hào)有愉關(guān)7.耳bi燈t的意如義是。A.字B.字節(jié)C.字長(zhǎng)D.二進(jìn)看制位8.分1翅MB姓=。A.運(yùn)10驢00字節(jié)B.寫10村24字節(jié)C.蝕10真00闖*1鑒00洪0字節(jié)D.忠10董24拖*1匙02閑4字節(jié)9.一個(gè)趟字節(jié)蝕的二慘進(jìn)制青位數(shù)肌為。A.雨2套B矮.偷4撤C.暮8簽D隊(duì).卻16BDDDC課堂強(qiáng)練習(xí)榴與思截考：10蘆.一個(gè)室完整禿的計(jì)資算機(jī)