计算机组成与结构计算机系统概论推选PPT文档.ppt

计算机组成与结构以及计算机系统概论是计算机科学的基础学科，主要探讨计算机硬件和软件的交互以及计算机系统的整体架构。在本课程中，学生将通过学习一系列关键章节来深入理解计算机的工作原理。 预备知识部分引入了计算机的基本组成部分，包括显示器、键盘、鼠标等输入输出设备，以及CPU、硬盘、内存等核心硬件。计算机硬件通常被分为输入设备、输出设备、中央处理设备、存储设备和接口转换卡等几大类。计算机要正常运行，不仅需要硬件，还需要软件系统的支持，这包括操作系统、应用程序和各种驱动程序。 第一章“计算机系统概论”介绍了计算机的发展历程，从电子管时代的早期计算机到现代的超大规模集成电路，遵循摩尔定律，即集成电路上可容纳的晶体管数目大约每两年翻一番，性能也相应提升。计算机的分类包括数字计算机、模拟计算机、专用计算机和通用计算机，以及从微型机到超级计算机的各种类型，它们各有特点，适应不同的应用场景。 第二章至第八章分别涵盖了运算方法和运算器、多层次的存储器、指令系统、中央处理器、总线系统、输入输出系统和并行组织与结构。运算方法和运算器讨论了数据的表示和运算操作，以及运算器的设计。存储器层次结构涉及内存的不同级别，如寄存器、高速缓存、主存和外存，以及它们如何影响性能。指令系统讲述了计算机语言的底层表示，包括指令集架构和指令格式。中央处理器（CPU）是计算机的核心，负责执行指令和控制整个系统。总线系统连接计算机的各个组件，确保数据和控制信号的有效传输。输入输出系统（I/O）管理计算机与外部设备的通信，而并行组织则涉及到多处理器系统和并行计算的概念。 学习这些内容，学生需要掌握计算机性能评价的关键指标，如吞吐量、响应时间、CPU时钟周期、主频、CPI（每条指令周期数）、CPU执行时间，以及MIPS（每秒百万指令）和MFLOPS（每秒百万浮点运算）等。了解这些参数有助于分析和比较不同计算机系统的性能。 这个课程旨在让学生理解计算机系统的基本构建模块，了解它们如何协同工作，以及如何通过优化设计提高计算机性能。通过学习，学生可以为更高级的计算机科学课程打下坚实的基础，例如计算机体系结构、操作系统或编译原理。