计算机组成原理复习任国林版通用课件目录•输入输出系统•总线系统•计算机系统性能评价01计算机系统概述计算机的发展历程电子计算机时代微处理器和PC时代20世纪初，电子管和晶体管技术的发明，开启了电子计算机的开端。20世纪80年代，微处理器和PC的普及，使得计算机进入家庭和办公领域。机械计算机时代集成电路计算机时代互联网和云计算时代21世纪初，互联网的发展和云计算技术的应用，使计算机成为全球信息交流的中心。19世纪，利用齿轮和指针进行算术和逻辑运算。20世纪60年代，集成电路的出现使计算机变得更加小型化和高效。计算机系统的组成硬件系统包括中央处理器、存储器、输入输出设备等物理部件。软件系统包括操作系统、应用软件等，用于控制计算机的运作和提供用户界面。数据系统包括数据库管理系统、文件系统等，用于存储和管理数据。计算机的基本工作原理二进制数制指令执行存储程序计算机内部采用二进制数制进行运算和存储，因为二进制只有0和1两种状态，易于实现电子电路的逻辑运算。计算机通过执行一系列指令来执行程序，每个指令包括操作码和操作数，操作码指示操作类型，操作数指示操作对象。计算机将程序和数据存储在内存中，根据指令从内存中读取数据，进行运算处理后将结果存回内存或输出到外部设备。02运算器算术逻辑单元010203功能组成工作原理算术逻辑单元（ALU）是运算器的核心部件，用于执行算术和逻辑操作。ALU通常由一个或多个加法器、减法器、乘法器、除法器以及各种逻辑门组成。根据指令要求，ALU执行相应的算术或逻辑操作，如加法、减法、乘法、除法、与、或、非等。累加器与多路开关功能工作原理累加器用于暂存中间计算结果，以便后续操作使用；多路开关根据控制信号选择数据来源，将数据传输到累加器或其他寄存器中。累加器是运算器中的一个寄存器，用于暂存运算结果；多路开关用于选择数据来源。组成累加器通常由一个或多个寄存器组成，多路开关由一组选择信号线和一个输出信号线组成。状态寄存器与指令计数器功能状态寄存器用于存储运算器的状态信息，如溢出标志、进位标志等；指令计数器用于存储下一条要执行的指令的地址。组成状态寄存器通常由一组状态标志位组成；指令计数器由一个加法器和一个寄存器组成。工作原理状态寄存器根据运算结果设置相应的状态标志位，以指示运算结果的状态；指令计数器根据程序计数器的值递增，指向下一条要执行的指令地址。03存储器存储器的分类与工作原理存储器的分类随机存取存储器（RAM）根据存储介质的不同，存储器可以分RAM是一种可以随时读写，而且速度很快的存储器，但断电后数据会丢失。为半导体存储器、磁表面存储器和光盘存储器等。只读存储器（ROM）高速缓存（Cache）ROM是一种只能读取而不能写入的存储器，断电后数据不会丢失。Cache是一种高速的、容量较小的存储器，用于存放CPU经常访问的数据和指令。主存储器与高速缓存主存储器主存储器是计算机中最重要的存储器，用于存放计算机运行时所需的数据和指令。高速缓存的工作原理高速缓存通过将CPU经常访问的数据和指令存放在一个高速的、容量较小的存储器中，以加快CPU访问速度。外存储器与虚拟存储器外存储器外存储器是计算机中辅助存储器，用于存放大量的数据和程序，如硬盘、U盘等。虚拟存储器虚拟存储器是一种将内存和外存统一管理的技术，通过将内存和外存看作一个连续的虚拟地址空间，实现大内存的管理。04控制器控制器的基本组成指令寄存器用于存放从存储器取出的指令。地址寄存器用于存放操作数的有效地址。数据寄存器用于暂存操作数或中间结果。控制单元用于产生控制信号，以协调计算机各部件的协同工作。指令的执行过程取指令分析指令从内存取出指令并放入指令寄存器。指令寄存器中的指令送至译码器进行译码，确定所执行的操作性质。取操作数执行指令根据指令要求，地址寄存器输出地址信号，通过内存取操作数。将操作数送至运算器进行运算或传输，并将结果存回内存。控制器的时序系统时钟信号节拍信号控制信号用于同步各部件的工作，使它们按照一定的节拍协同工作。将时钟信号分频得到，用根据指令要求和节拍信号生成，用于协调各部件的...
