《计算机组成原理》课程PPT教学课件（讲稿）第三章 计算机核心部件及其工作原理

第三章计算机核心部件及其 工作原理

第三章 计算机核心部件及其 工作原理

第一节中央处理器(cPU)

第一节 中央处理器（CPU）

冯诺伊曼计算机的特点 冯诺伊曼计算机的特点 计算机由运算器、存储器、控制器和输入/输 出设备组成 指令和数据一起以同等地位存放于存储器内, 并可按地址访问 指令和数据均用二进制代码表示 一指令由操作码和地址码组成,操作码用于表 示操作的性质,地址码用来表示操作数在存 储器中的位置

冯•诺伊曼计算机的特点 • 冯•诺伊曼计算机的特点 – 计算机由运算器、存储器、控制器和输入/输 出设备组成 – 指令和数据一起以同等地位存放于存储器内， 并可按地址访问 – 指令和数据均用二进制代码表示 – 指令由操作码和地址码组成，操作码用于表 示操作的性质，地址码用来表示操作数在存 储器中的位置

冯诺伊曼计算机的特点 指令在存储器内接顺序存放 机器以运算器为中心,输入输出设备与存储 器间的数据传送都通过运算器来完成

冯•诺伊曼计算机的特点 – 指令在存储器内按顺序存放 – 机器以运算器为中心，输入输出设备与存储 器间的数据传送都通过运算器来完成

典型的冯诺伊曼计算机结构框图 存储器 输入设备 运算器 输出设备 控制器 典型的冯诺伊曼计算机结构框图

典型的冯•诺伊曼计算机结构框图 运算器 控制器 输入设备 存储器 输出设备 典型的冯•诺伊曼计算机结构框图

冯·诺伊曼计算机结构的演化 控制部件多样化 ·现代计算机系统采用了总线结构 总线:连接计算机各部件的一组公共信号线, 它是计算机中传送信号代码的公共通道。 ·内部总线:把微处理机内部各个逻辑功能单元互 相连接起来的线路 ·外部总线:把计算机各个功能部件互相连接起来 的总线 数据总线、控制总线、地址总线

冯•诺伊曼计算机结构的演化 • 控制部件多样化 • 现代计算机系统采用了总线结构 – 总线：连接计算机各部件的一组公共信号线， 它是计算机中传送信号代码的公共通道。 • 内部总线：把微处理机内部各个逻辑功能单元互 相连接起来的线路 • 外部总线：把计算机各个功能部件互相连接起来 的总线 – 数据总线、控制总线、地址总线

·数据总线 实现cPU、存储器和输入输出设备三者之间的数据交 换 双向总线 地址总线 用来输出指定的存储器或』o设备地址的总线 单向总线 地址总线的数目决定了所能访问的存储单元的数目 ·控制总线

• 数据总线 – 实现CPU、存储器和输入输出设备三者之间的数据交 换 – 双向总线 • 地址总线 – 用来输出指定的存储器或I/O设备地址的总线 – 单向总线 – 地址总线的数目决定了所能访问的存储单元的数目 • 控制总线

三态门缓冲器 输入 输出 启动/禁止 控制端 输入 输出 0—0 0 0—1—0 高阻抗 高阻抗

• 三态门缓冲器 输入 输出 启动/禁止 控制端 输入 输出 0 0 0 0 1 1 1 0 高阻抗 1 1 高阻抗

来自CP DI 来自存储器

D 3 D 2 D 1 D 0 D 3 D 2 D 1 D 0 来自CPU 来自存储器 C 1 C 2 0 1

存储器成为计算机的中心 控制器于 →输入设备 存储器 输出设备 运算器 以存储器为中心的计算机结构框图

– 存储器成为计算机的中心 运算器 控制器 输入设备 存储器 输出设备 以存储器为中心的计算机结构框图