计算机组成原理课件 白中英第四版科学出版社

《计算机组成原理》是计算机科学与技术领域的一门基础课程，白中英教授的第四版教材，由科学出版社出版，是许多高校计算机专业学生必修的经典读物。本课件集合了该教材的核心内容，旨在帮助学习者深入理解计算机系统的内部运作机制。 一、计算机系统概述 计算机系统是由硬件和软件两大部分构成。硬件包括中央处理器（CPU）、存储器（内存和外存）、输入设备和输出设备等；软件则包括操作系统、应用软件等。白中英教授的课件首先会介绍这些基本概念，为后续的学习打下基础。 二、数据表示与运算 在计算机中，数据是以二进制形式存储和处理的。课件会详细讲解二进制、八进制、十六进制的转换，以及数值、字符和浮点数的二进制表示方法。此外，还会介绍算术逻辑单元（ALU）如何执行基本的加减乘除运算。 三、指令系统 计算机通过指令集来控制硬件执行任务。课件将详细阐述指令系统的基本结构，包括指令格式、寻址方式、指令分类（如数据传送、算术逻辑、控制转移等）以及RISC和CISC两种指令集架构的特点。 四、中央处理器（CPU） CPU是计算机的心脏，负责执行指令。课件会讲解CPU的组成，包括控制器、运算器和寄存器，以及它们各自的功能。同时，会涉及时钟周期、指令周期和机器周期的概念，帮助理解CPU的工作原理。 五、存储系统 存储器分为内存（主存储器）和外存（辅助存储器）。课件会讲述随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的类型，以及高速缓存（Cache）的工作机制，包括其层次结构和替换策略。 六、输入/输出（I/O）系统 I/O系统是计算机与外部设备交互的关键。课件将介绍中断、DMA（直接存储器访问）和端口映射等I/O控制方式，以及常见的I/O设备，如键盘、鼠标、显示器和硬盘等。 七、总线与系统结构 总线是计算机内部各部件通信的桥梁。课件会讨论总线的分类、特性，如数据总线、地址总线和控制总线，并讲解多处理器系统和分布式系统的架构。 八、汇编语言与程序设计 汇编语言是计算机硬件层面的编程语言，课件将介绍汇编语言的基本语法和程序设计方法，以及如何通过汇编程序与高级语言进行交互。 九、计算机性能评价 课件会讲解评估计算机性能的指标，如MIPS（每秒百万指令数）、MFLOPS（每秒百万浮点运算次数）和CPU时钟频率等，以及如何通过这些指标比较不同计算机系统的性能。 通过学习这套《计算机组成原理》课件，不仅可以了解计算机硬件的基础知识，还能培养分析和解决实际问题的能力，为后续深入学习操作系统、编译原理等课程奠定坚实基础。