文档介绍：计算机系统概论(5%)计算机系统简介·计算机系统:计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体。硬件和软件在计算机系统中相互依存,缺一不可,同样重要。硬件:计算机的物理实体。如主机、外设等;软件:计算机运行所需的程序及相关资料。由具有各类特殊功能的信息(程序)组成(分为系统软件、应用软件);·计算机的解题过程:高级语言程序→翻译成机器语言程序→运行→结果·计算机体系结构(有什么特征):能被程序员所见到的计算机系统属性,即概念性的结构与功能特性。通常指用机器语言编程的程序员所看到的传统机器的属性。大都属于抽象的属性。·计算机组成(如何实现特性):如何实现计算机体系结构所体现的属性。计算机的基本组成·冯·诺依曼计算机的特点:计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成;指令和数据以同等地位存放于存储器内,并可按地址寻访;指令和数据均用二进制数表示;指令由操作码和地址码组成;指令在存储器内按顺序存放;以运算器为中心(这一条已推翻)。现代计算机三大部分:CPU(中央处理器:运算器+控制器)、I/O设备、主存储器计算机硬件的主要技术指标(硬件性能指标)和名词解释·指令字长:一条指令中包含的二进制代码位数;·机器字长:CPU一次能处理的最长二进制数据的位数,与CPU的寄存器位数有关;·存储字长:一个存储单元可存储的二进制代码的位数。·存储容量:包括主存+辅存容量,主存容量指主存中存放二进制代码的总位数;存储容量=存储单元个数×存储字长·字节:一个字节=8位二进制代码=23位;例:2M位=221位=218B=28KB1G=230;1M=220;1K=210·运算速度:吉普森法TM=i=1nfiti(TM:机器运行速度;fi:第i种指令占全部操作的百分比数;ti:第i种指令执行时间)(一种加权平均的算法)单位时间内执行指令平均条数,单位MIPS;执行一条指令所需时钟周期数,单位CPI;每秒浮点运算次数,单位FLOPS。,计算机如何区分它们?答:计算机硬件主要通过不同的时间段来区分指令和数据,即:取指周期(或取指微程序)取出的既为指令,执行周期(或相应微程序)取出的既为数据。另外也可通过地址来源区分,从PC指出的存储单元取出的是指令,由指令地址码部分提供操作数地址。第三章系统总线(15%)·总线(BUS):连接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质。·基本特征:在某一时刻,只允许有一个部件向总线发送信息,而多个部件可以同时从总线上接收相同的信息(可一发一收、一发多收,不可多发一收、多发多收),即分时使用。为减轻总线负担,总线上各部件应通过三态门驱动缓冲电路与总线连通。:串行传输总线、并行传输总线按使用范围分:计算机总线、测控总线、网络通信总线按连接部件不同分:片内总线、系统总线、通信总线1、片内总线:芯片内部总线,厂家决定,无法掌控,速度极快。2、系统总线:CPU、主存、I/O设备各大部件之间的信息传输线。①数据总线(DB):用来传输个功能部件之间的数据信息,双向;数据总线的位数称为数据总线宽度。②地址总线(AB):用来指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址,或I/O设备的地址,单向,由CPU发出。CPU可访存的存储空间大小(存储单元个数)为2n,n为地址线数。③控制总线(CB):用来发出各种控制信号的传输线,传输单向,总体双向。串行通信:数据在单条1位宽的传输线上,一位一位地按顺序分时传送;并行通信:数据在多条并行1位宽的传输线上,同时由源传送到目的地。、总线特征:①机械特性:机械连接方式上配套;②电气特性:总线的每一根传输线上信号的传递方向和有效电平范围;③功能特性:每根传输线有特定的功能;④时间特性:任一根线的有效时间。可用信号时序图描述。2、总线的性能指标:①总线宽度:数据总线的根数,用位表示(bit);②总线宽度(标准传输率):单位时间内总线上传输数据的位数(MBps);③时钟同步/异步:数据与时钟同步/异步工作;④总线复用:共用一根物理总线,分时复用;⑤信号线数:AB+DB+CB线数和。3、总线标准:系统与各模块、模块与模块之间的一个互联的标准界面。解决不同厂家各类模块化产品的兼容、匹配问题。目前流行:ISA、EISA、VESA、PCI、AGP、RS-232c、USB即插即用(PlugandPlay):任何扩展卡只要插入系统便可工作(PCI、USB支持)。:控制简单、便于扩充、造价低;易形成系统的瓶颈:不允许同一时刻有两个以上的部件向总线传输信息,系统工作效率低;总线设备之间传输速率不匹配多总线结构(面向CPU的多总线结构、以存储器为中心的多总线结构)