1、1,計算機結(jié)構(gòu)與邏輯設(shè)計,東南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院,2,課程信息,課程名稱：計算機結(jié)構(gòu)與邏輯設(shè)計 課程目的：掌握 數(shù)字電路基礎(chǔ) + 計算機基本結(jié)構(gòu)。 授課方式：講授、自學(xué)、習(xí)題等（實驗） 考試方式：平時10%(作業(yè)) + 期終90%(閉卷) 課程安排：1-15周：數(shù)制、邏輯門、組合、時序、算術(shù)、存儲、總線控制。(書上劃一下范圍),3,教師信息,陳立全 副教授 東南大學(xué)信息安全研究中心 電話810 E-mail: 手機4,教材與參考書,教材： 黃正謹(jǐn)，計算機結(jié)構(gòu)與邏輯設(shè)計，高等教育出版社 參考書： ）康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分，高等教育出

2、版社 ）閻石，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社 ）王毓銀，脈沖數(shù)字電路.第三版，高等教育出版社,5,歷史沿革,脈沖與數(shù)字電路 數(shù)字邏輯電路（數(shù)字電子技術(shù)） 計算機結(jié)構(gòu)與邏輯設(shè)計 計算機組成原理 + 數(shù)字電子技術(shù) 以計算機結(jié)構(gòu)作為典型實例講授數(shù)字電子技術(shù) 是學(xué)習(xí)計算機類課程必備的基礎(chǔ),6,東南大學(xué)電工電子基礎(chǔ)教學(xué)平臺,理論課： 計算機科學(xué)基礎(chǔ) 電路基礎(chǔ) 計算機結(jié)構(gòu)與邏輯設(shè)計 電子電路基礎(chǔ) 信號與系統(tǒng),電磁場與電磁波 微機系統(tǒng)與接口 通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 控制技術(shù)基礎(chǔ),7,計算機結(jié)構(gòu)數(shù)字電路的基本知識,8,計算機發(fā)展,機械計算機模擬計算機數(shù)字計算機 1946年 ENIAC 模擬計算機 馮.諾依曼 架構(gòu) 運

3、算器，邏輯控制，存儲器，輸入，輸出 電子管、晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路,電子計算機,9,計算機結(jié)構(gòu),計算機基本結(jié)構(gòu)圖,雙總線結(jié)構(gòu)圖,單總線結(jié)構(gòu)圖,10,計算機運行,編程序 C，BASIC if(a=0) b=110; 匯編語言 CLI ; 機器語言 0111011011 R 0,虛擬機器M4 (使用高級語言),虛擬機器M3 (匯編或其他中間語言),虛擬機器M2 (操作系統(tǒng)),實際機器M1 (使用機器語言),11,計算機與數(shù)字系統(tǒng),馮.諾依曼體系： 0.5節(jié) 軟件 和 硬件,晶體管積分器,011101101001,12,數(shù)字信號與模擬信號,電子系統(tǒng)處理物理量的方法： 用某個電參量（電壓、電

4、流、頻率、相位等）去描述它 自然界物理量的表現(xiàn)形式： 連續(xù) 離散,電信號,連續(xù)和離散,在一定范圍內(nèi)有無窮多個取值可能,無法用數(shù)字準(zhǔn)確表示,在一定的范圍內(nèi)只有某些特定取值,可與數(shù)字相對應(yīng),13,0,1,2,3,4,0.8m,h=0.512734.,數(shù)字表示,14,數(shù)字信號與模擬信號,模擬信號,數(shù)字信號,攜帶信息 波形,攜帶信息 數(shù)字,15,數(shù)字電路的優(yōu)點,1. 處理質(zhì)量高，可靠性與穩(wěn)定性好,信息的載體信號波形,16,有線,無線,17,采樣,保持,量化,編碼,信息載體數(shù)字化,18,只要0和1 不混淆，信息就不會丟失。,19,數(shù)字電路的優(yōu)點,2. 處理精度高,模擬信號波形的分辨率受噪聲 的限制不可能

5、很高，因而精確 度不高。,數(shù)字信號其精確度與數(shù)字的位 數(shù)有關(guān)，其誤差小于2-n，,20,3. 便于計算技術(shù)控制和處理 計算技術(shù)的實質(zhì) 將復(fù)雜的功能分解為許多簡單的功能（指令）的組合，并通過軟件（程序）來控制，從而可用簡單的數(shù)字電路實現(xiàn)非常復(fù)雜的系統(tǒng)。,數(shù)字電路的優(yōu)點,21,4. 處理結(jié)果可長期存儲 光盤, 穿孔帶, 打印 5. 集成化程度高 摩爾定律 6. 設(shè)計方便、自動化程度高 Xilinx，TI公司等的EDA工具,數(shù)字電路的優(yōu)點,IC上的晶體管數(shù)目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也提升一倍。 Intel名譽董事長戈登摩爾經(jīng)過長期觀察發(fā)現(xiàn)。,22,數(shù)字電路的缺點,頻率低 功率低 輸入信號有幅度要求,模擬電路不 可少！,23,數(shù)字電路,模擬 電路,模擬 電路,傳感器,執(zhí)行元件,計算機,處理系統(tǒng),數(shù)字是主體 模擬是關(guān)鍵,24,c,數(shù)字電路的學(xué)習(xí)方法,25,數(shù)字電路的學(xué)習(xí)方法,掌握布爾代數(shù)的基本原理（理論基礎(chǔ)） 重視邏輯關(guān)系及其描述方法（思維方式） 熟練邏輯電路的基本分析方法與設(shè)計方法（基本訓(xùn)練） 重要的在于器件的使用（實踐能