《大学计算机基础》课程教学课件（讲稿）第3章 计算机硬件

第3章计算机硬件

第3章 计算机硬件

图灵机理论模型冯·诺依曼计算机硬件基础计算机实现计算机系统结构CPU功能结构计算机系统体系结构存储系统总线计算机硬件认识微机主机系统微型计算机外部存储系统输入输出系统思考与练习学习导图

学习导图

学习内容硬件基础1计算机系统结构2微型计算机系统3用老力5

1 硬件基础 2 计算机系统结构 3 微型计算机系统 学习内容

硬件平台1.硬件基础+图灵机模型学习内容+冯·诺依曼计算机+计算机体系结构计算机实现

图灵机模型 冯•诺依曼计算机 计算机体系结构 计算机实现 1. 硬件基础 学习内容 硬件平台

硬件基础图灵机模型阿兰·图灵是英国著名的数学家1936年他发表了《论可计算数及其在判定问题中的应用》，提出了对数字计算机具有深远影响的“图灵机模型，这一模型对于计算机领域的发展奠定了理论基础“图灵机”不是一种具体的设备，+而是一种抽象的机器茶

 阿兰•图灵是英国著名的数学家， 1936年他发表了《论可计算数及其 在判定问题中的应用》，提出了对 数字计算机具有深远影响的“图灵 机”模型，这一模型对于计算机领 域的发展奠定了理论基础。 “图灵机”不是一种具体的设备， 而是一种抽象的机器。 ① 图灵机模型 硬件基础

一条在两个方向上都为无限长的磁带一个控制器一个读写磁头图灵机

6 图灵机  一条在两个方向上都 为无限长的磁带  一个控制器  一个读写磁头

硬件基础图灵机模型控制器图灵机模型概念读写头D无限延长的带子图灵机模型理论是计算学科最核心的理论之一；图灵机模型是算法分析和程序语言设计的基础理论：图灵机模型为计算机设计指明了方向

 图灵机模型将输入集合、输出集合、内部状态和程序 结合成一种抽象计算模型，可以精确定义可计算函数。  可以将多个图灵机进行组合，从最简单的图灵机构造 出复杂的图灵机，也可以构建通用图灵机。  图灵机模型理论是计算学科最核心的理论之一；  图灵机模型是算法分析和程序语言设计的基础理论；  图灵机模型为计算机设计指明了方向。 控 制 器 读写头 无限延长的带子 硬件基础 图灵机模型概念 ① 图灵机模型

硬件基础冯·诺依曼计算机2以美籍匈牙利数学家冯.诺依曼为首的研制小组与参与研制ENIAC主要人员联名发表了一篇长达101页纸的报告，即计算机史上者名的101页报告，提出了存储程序控制的计算机结构（即诺依曼机）；从此，奠定了现代计算机的体系结构

硬件基础  以美籍匈牙利数学家冯.诺依曼为 首的研制小组与参与研制ENIAC主 要人员联名发表了一篇长达101页纸 的报告，即计算机史上著名的101页 报告，提出了存储程序控制的计算 机结构（即诺依曼机）；从此，奠 定了现代计算机的体系结构。 ② 冯•诺依曼计算机

硬件基础冯·诺依曼计算机2运算器计算机由五个基本部件组成控制器数据和指令采用二进制代码存储器输入设备采用“存储程序”方式输出设备即事先编制程序（包括指令和数据），将程序预先存入存储器中，使计算机在工作中能自动地从存储器中取出程序代码和操作数，并加以执行。I茶C

 计算机由五个基本部件组成  数据和指令采用二进制代码  采用“存储程序”方式  运算器  控制器  存储器  输入设备  输出设备  即事先编制程序（包括指令和数据），将程序预 先存入存储器中，使计算机在工作中能自动地从存 储器中取出程序代码和操作数，并加以执行。 ② 冯•诺依曼计算机 硬件基础

硬件基础计算机体系结构3控制线和反馈线→冯·诺依曼计算机体系结构→数据线图灵是计算机理论奠基人（图灵奖）冯·诺依曼是计算机奠基人（计算机之父）

冯•诺依曼计算机体系结构 存储器 运算器 控制器 输入设备 输出设备 控制线和反馈线 数据线  图灵是计算机理论奠基人（图灵奖）  冯•诺依曼是计算机奠基人（计算机之父） ③ 计算机体系结构 硬件基础