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广工计算机组成原理课件2023REPORTING•计算机系统概述•计算机的存储系统•CPU的硬件组织•指令系统•计算机的输入输出系统•计算机的中断系统•计算机的操作系统基础•计算机的硬件安全和保护技术目录CATALOGUE2023PART01计算机系统概述2023REPORTING计算机系统的基本组成计算机系统由硬件和软件组成，其中硬件包括运算器、存储器、控制器、输入输出设备等，软件则包括操作系统、应用软件和数据库等。计算机系统的硬件和软件相互依存，硬件是计算机系统的物质基础，而软件则是计算机系统的灵魂。计算机系统的硬件和软件协同工作，使得计算机能够实现各种复杂的功能。控制器是计算机的指挥中心，用于控制计算机的各个部件协调工作。运算器是计算机的核心部件，用于执行各种算术和逻辑运算。计算机硬件的基本结构包括运算器、存储器、控制器和输入输出设备。存储器分为内存和外存，内存包括RAM和ROM，外存包括硬盘、U盘和光盘等。输入输出设备用于输入和输出数据，例如键盘、鼠标和显示器等。计算机硬件的基本结构0103020405网络层是计算机系统的最高层，它负责处理网络通信协议和管理网络资源。应用程序层包括各种应用程序，如办公软件、图像处理软件和游戏等。操作系统层是连接硬件层和应用程序层的中间层，它提供了许多系统调用，使得应用程序能够使用硬件资源。计算机系统的层次结构包括硬件层、操作系统层、应用程序层和网络层。硬件层是计算机系统的最底层，包括各种硬件设备，如CPU、内存和硬盘等。计算机系统的层次结构PART02计算机的存储系统2023REPORTING存储器是计算机系统中的重要组成部分，用于存储程序和数据。存储器定义根据存储介质的不同，存储器可以分为半导体存储器、磁表面存储器和光存储器等。存储器分类存储器的性能指标包括存储容量、存取速度、可靠性等。存储器性能指标存储器的基本概念随机访问存储器随机访问存储器是一种可以随机读写数据的存储器，包括动态随机访问存储器和静态随机访问存储器。只读存储器只读存储器是一种只能读取数据的存储器，包括掩膜只读存储器和电可擦除只读存储器等。半导体存储器的定义和分类半导体存储器是以半导体器件为基础的存储器，分为随机访问存储器和只读存储器两大类。半导体存储器磁表面存储器的定义和原理磁表面存储器是一种利用磁性材料进行数据存储的存储器，包括硬磁盘和软磁盘等。磁表面存储器的优缺点磁表面存储器的优点包括存储密度高、可反复读写等，但缺点是存取速度较慢。磁表面存储器光存储器是一种利用光学原理进行数据存储的存储器，包括光盘、光磁盘等。光存储器的优点包括存储密度高、可反复读写等，但缺点是存取速度较慢。光存储器光存储器的优缺点光存储器的定义和分类PART03CPU的硬件组织2023REPORTING主要负责算术运算和逻辑运算。运算器控制器寄存器时序产生器和控制单元主要负责协调整个计算机系统的工作。用于存储数据和指令。用于产生时序信号和控制指令的执行。CPU的基本结构指令的执行过程解码访存对指令进行解码，确定指令的操作码和操作数。访问内存以获取或存储数据。取指执行回写从内存中读取指令并放入指令寄存器中。根据操作码和操作数执行相应的操作。将结果写回内存或寄存器中。时序产生器和控制单元时序产生器用于产生时序信号，控制指令的执行顺序。控制单元根据指令的操作码和操作数，控制指令的执行过程。PART04指令系统2023REPORTING指令格式指令系统中的指令格式指的是一条指令的组成部分及其排列顺序。通常包括操作码和操作数两个部分。指令类型根据指令的功能和用途，可以将指令分为多种类型，如单操作数指令、双操作数指令、无操作数指令等。指令格式和指令类型指令中直接包含操作数，无需寻找，操作数即为地址。立即寻址指令中包含操作数的地址，需要使用该地址来寻找操作数。直接寻址指令中包含操作数的地址指针，需要先读取指针，再根据指针找到操作数。间接寻址指令中指定某个寄存器，操作数存储在该寄存器中。寄存器寻址指令的寻址方式基础指令用于控制程序执行的顺序和流程，如跳转、分支等。控制指令输入输出指令系统调用指令01020403用于调用操作系统提供的服务...