纪禄平-计算机组成原理PPT(第4版) 1-1 概论-计算机的基本概念
※ 巨型机（超算）、 ※ 大型机、 ※ 小型机、 ※ 微型机，等等 它们的系统规模和计算能力依次递减。 随着超大规模集成电路技术的不断发展， 类型的划分会动态变化。
12/13
※几种类型的计算机对比：
低
体积 功耗 价格 存储量 计算能力
高 微型机
简易性 普及率
小型机
大型机
பைடு நூலகம்
高
超级计算机（超算）
低
13/13
4/13
例2 用数字代码表示字符
A 表示为 01000001
B
表示为 01000010
例3 用数字代码表示命令、状态 表示为 00 启动 表示为 01 停止 正在工作 工作结束 表示为 10 表示为 11
5/13
2. 在物理机制上用数字信号表示数字代码
数字型电信号
例1 用电平信号表示数字代码 1 高电平 实现并行 0 操作 低电平 1 高电平
例2 用脉冲信号表示数字代码
1 0 1
有脉冲 无脉冲 有脉冲
实现串行 操作
6/13
3. 信息数字化表示的优点
（1）物理上易实现信息的表示与存储 （2）抗干扰能力强，可靠性高
（3）数值的表示范围大，精度高
（4）可表示的信息类型广泛 （5）能用数字逻辑技术进行处理 因此，计算机中采用二进制形式表示信息
数字计算机：由数字逻辑器件构成，处理离
散的数字量。
其中数字计算机又可分为:
专用计算机和通用计算机。
专用机——是以快速、经济和高集成度为主要指标的
特殊计算机，它是针对特定任务设计的计算机，适
应性较差（如：工控机、ATM等） 。
通用机——适应性较高，但是牺牲了效率、速度和经
济性，如个人电脑。
按照系统规模和计算能力，也可以分为：
7/13
1.1.2 存储程序工作方式 1. 编制程序 2. 存储程序
3. 自动、连续执行程序
4. 输出结果
8/13
※计算机的工作流程
转换为 指令序列
编写程序
输入程序
执行指令
存储程序
输出结果
9/13
1.1.3 计算机的分类
计算机从总体上来说分为两大类: 模拟计算机和数字计算机。 各自主要特点： 模拟计算机：由模拟运算器件构成，处理在 时间和数值上连续的模拟量（如：电压、电流 等）；
5个逻辑部件: 输入设备
运算器
存储器
输出设备
控制器
运算器和控制器，已集成在CPU中。
黄色实心箭头 天蓝色的箭头 白色实心箭头 代表数据信息 代表控制信号 代表状态信息
3/13
1.1.1 信息的数字化表示
1. 在计算机中用数字代码表示各种信息 二进制代码
例1 用数字代码表示数据
5 -5 表示为 0 101 表示为 1 101
第一章
主要内容： 计算机的基本概念 计算机的诞生和发展
概论
系统硬件组成（主要部件、系统结构）
计算机的性能指标
1/13
1.1 计算机的基本概念
电子计算机 ——
是一种可以存储程序，并且通过执行程序 指令，可以自动、高速、精确地对数字信 息进行各种复杂处理，然后输出运算结果 的高科技智能电子设备。
2/13
12/13
※几种类型的计算机对比：
低
体积 功耗 价格 存储量 计算能力
高 微型机
简易性 普及率
小型机
大型机
பைடு நூலகம்
高
超级计算机（超算）
低
13/13
4/13
例2 用数字代码表示字符
A 表示为 01000001
B
表示为 01000010
例3 用数字代码表示命令、状态 表示为 00 启动 表示为 01 停止 正在工作 工作结束 表示为 10 表示为 11
5/13
2. 在物理机制上用数字信号表示数字代码
数字型电信号
例1 用电平信号表示数字代码 1 高电平 实现并行 0 操作 低电平 1 高电平
例2 用脉冲信号表示数字代码
1 0 1
有脉冲 无脉冲 有脉冲
实现串行 操作
6/13
3. 信息数字化表示的优点
（1）物理上易实现信息的表示与存储 （2）抗干扰能力强，可靠性高
（3）数值的表示范围大，精度高
（4）可表示的信息类型广泛 （5）能用数字逻辑技术进行处理 因此，计算机中采用二进制形式表示信息
数字计算机：由数字逻辑器件构成，处理离
散的数字量。
其中数字计算机又可分为:
专用计算机和通用计算机。
专用机——是以快速、经济和高集成度为主要指标的
特殊计算机，它是针对特定任务设计的计算机，适
应性较差（如：工控机、ATM等） 。
通用机——适应性较高，但是牺牲了效率、速度和经
济性，如个人电脑。
按照系统规模和计算能力，也可以分为：
7/13
1.1.2 存储程序工作方式 1. 编制程序 2. 存储程序
3. 自动、连续执行程序
4. 输出结果
8/13
※计算机的工作流程
转换为 指令序列
编写程序
输入程序
执行指令
存储程序
输出结果
9/13
1.1.3 计算机的分类
计算机从总体上来说分为两大类: 模拟计算机和数字计算机。 各自主要特点： 模拟计算机：由模拟运算器件构成，处理在 时间和数值上连续的模拟量（如：电压、电流 等）；
5个逻辑部件: 输入设备
运算器
存储器
输出设备
控制器
运算器和控制器，已集成在CPU中。
黄色实心箭头 天蓝色的箭头 白色实心箭头 代表数据信息 代表控制信号 代表状态信息
3/13
1.1.1 信息的数字化表示
1. 在计算机中用数字代码表示各种信息 二进制代码
例1 用数字代码表示数据
5 -5 表示为 0 101 表示为 1 101
第一章
主要内容： 计算机的基本概念 计算机的诞生和发展
概论
系统硬件组成（主要部件、系统结构）
计算机的性能指标
1/13
1.1 计算机的基本概念
电子计算机 ——
是一种可以存储程序，并且通过执行程序 指令，可以自动、高速、精确地对数字信 息进行各种复杂处理，然后输出运算结果 的高科技智能电子设备。
2/13
合集下载
计算机组成原理第一章(白中英版ppt课件
2. 1958年开始，第二代晶体管计算机
3. 1965年开始，第三代中小规模集成电路计算机
4. 1971年开始，第四代大规模集成电路计算机
5. 1986年开始，第五代巨大规模集成电路计算机
计算机的发展史
基本概念
类型 时期 主要器件 重 要 特 征
第1代 第2代 第3代
19461958
19581964
数字信号处理器（DSP）
•专注于数字信号的高速处理 •美国德州仪器TI公司TMS320各代产品 •主要应用于通信、消费类电子产品和计算机
主要应用形式：嵌入式系统
•IP级结构，芯片级结构，模块级结构
计算机组成原理
处理器总线
数据总线（DB：Data Bus）
•处理器与存储器或外设交换信息的通道 •个数（条数）是一次能够传送数据的二进制位数
计算机组成原理
存储器
存储器（Memoryห้องสมุดไป่ตู้是存放程序和数据的部件
高性能微机的存储系统
• 微处理器内部的寄存器（Register） • 高速缓冲存储器（Cache） • 主板上的主存储器 • 以外设形式出现的辅助存储器
基本概念
计算机之所以迅速发展,其生命力在于它的广泛应 用并协助人类取得了辉煌的成就。计算机的应用 范围几乎涉及人类社会的所有领域。本书归纳成 六个主要方面来叙述：
❖ 科学计算 ❖ 自动控制和测量
❖ 信息处理
❖ 教育和卫生
❖ 家用电器
❖ 人工智能
1.2.1 计算机的硬件系统组成
中央处理单元CPU
（第五章） 控 制 器
❖ “程序控制”，是当计算机启动后，程序就 会控制计算机按规定的顺序逐条执行指令， 自动完成预定的信息处理任务
3. 1965年开始，第三代中小规模集成电路计算机
4. 1971年开始，第四代大规模集成电路计算机
5. 1986年开始，第五代巨大规模集成电路计算机
计算机的发展史
基本概念
类型 时期 主要器件 重 要 特 征
第1代 第2代 第3代
19461958
19581964
数字信号处理器（DSP）
•专注于数字信号的高速处理 •美国德州仪器TI公司TMS320各代产品 •主要应用于通信、消费类电子产品和计算机
主要应用形式：嵌入式系统
•IP级结构，芯片级结构，模块级结构
计算机组成原理
处理器总线
数据总线（DB：Data Bus）
•处理器与存储器或外设交换信息的通道 •个数（条数）是一次能够传送数据的二进制位数
计算机组成原理
存储器
存储器（Memoryห้องสมุดไป่ตู้是存放程序和数据的部件
高性能微机的存储系统
• 微处理器内部的寄存器（Register） • 高速缓冲存储器（Cache） • 主板上的主存储器 • 以外设形式出现的辅助存储器
基本概念
计算机之所以迅速发展,其生命力在于它的广泛应 用并协助人类取得了辉煌的成就。计算机的应用 范围几乎涉及人类社会的所有领域。本书归纳成 六个主要方面来叙述：
❖ 科学计算 ❖ 自动控制和测量
❖ 信息处理
❖ 教育和卫生
❖ 家用电器
❖ 人工智能
1.2.1 计算机的硬件系统组成
中央处理单元CPU
（第五章） 控 制 器
❖ “程序控制”，是当计算机启动后，程序就 会控制计算机按规定的顺序逐条执行指令， 自动完成预定的信息处理任务
计算机原理(第4版)中职PPT完整全套教学课件精选全文
在书写十六进制数时，若最高位是字母时必须在其前 面加0，以免与英文单词混淆。例如：F9H应写成0F9H。
1．2．2 各种数制的相互转换 1．二进制和十进制数间的转换 (1)二进制数转换成十进制数： 只要把欲转换数按权展开后相加即可 。例如：
11010.0lB＝1×24十1×23十1×21十1×2-2 ＝26.25
2) 补码的表示： 在补码表示法中，正数的补码与原码相同； 负数的补码则是符号位为“1”，数值部分 按位取反后再在末位(最低位)加1。
补码在微型机中是一种重要的编码形 式，请注意如下事项：
① 采用补码后，计算机中有符号数一般采用补码表 示。
② 正数的补码即是它所表示的数的真值，而负数的 补码的数值部分却不是它所表示的数的真值。
方法2：规定小数点固定在最低数值位之后， 机器中能表示的所有数都是整数。
因为实际数值很少有都是小数或都是整数 的，所以定点表示法要求程序员做的一件 重要工作是为要计算的问题选择“比例因 子”。
1.4.2 浮点法
任意一个二进制数N总可以写成下面的形式：
N=±d，指明数的全 部有效数字，前面的符号称作数符 。
计算机原理
第1章数字设备中信息的表示方法
本章要点： ➢ 掌握微型计算机的特点和用途； ➢ 掌握数字设备中数的表示方法和各种进制间
的转换方法； ➢ 掌握原、补、反码的概念； ➢ 初步掌握数字设备中常用的编码。
1.1微型计算机概述
只是做一般性的介绍，应突出应用是发展 的生命。 1．1．1 微型计算机的特点和发展 1．体积小、重量轻 2．价格低廉 3．可靠性高、结构灵活 4．应用面广
(2)十进制数转换成二进制数：本转换过程是 上述转换过程的逆过程，但十进制整数和 小数转换成二进制的整数和小数的方法是 不相同的。
1．2．2 各种数制的相互转换 1．二进制和十进制数间的转换 (1)二进制数转换成十进制数： 只要把欲转换数按权展开后相加即可 。例如：
11010.0lB＝1×24十1×23十1×21十1×2-2 ＝26.25
2) 补码的表示： 在补码表示法中，正数的补码与原码相同； 负数的补码则是符号位为“1”，数值部分 按位取反后再在末位(最低位)加1。
补码在微型机中是一种重要的编码形 式，请注意如下事项：
① 采用补码后，计算机中有符号数一般采用补码表 示。
② 正数的补码即是它所表示的数的真值，而负数的 补码的数值部分却不是它所表示的数的真值。
方法2：规定小数点固定在最低数值位之后， 机器中能表示的所有数都是整数。
因为实际数值很少有都是小数或都是整数 的，所以定点表示法要求程序员做的一件 重要工作是为要计算的问题选择“比例因 子”。
1.4.2 浮点法
任意一个二进制数N总可以写成下面的形式：
N=±d，指明数的全 部有效数字，前面的符号称作数符 。
计算机原理
第1章数字设备中信息的表示方法
本章要点： ➢ 掌握微型计算机的特点和用途； ➢ 掌握数字设备中数的表示方法和各种进制间
的转换方法； ➢ 掌握原、补、反码的概念； ➢ 初步掌握数字设备中常用的编码。
1.1微型计算机概述
只是做一般性的介绍，应突出应用是发展 的生命。 1．1．1 微型计算机的特点和发展 1．体积小、重量轻 2．价格低廉 3．可靠性高、结构灵活 4．应用面广
(2)十进制数转换成二进制数：本转换过程是 上述转换过程的逆过程，但十进制整数和 小数转换成二进制的整数和小数的方法是 不相同的。
纪禄平-计算机组成原理PPT(第4版) 1-1 概论-计算机的基本概念
数字计算机：由数字逻辑器件构成，处理离
散的数字量。
其中数字计算机又可分为:
专用计算机和通用计算机。
专用机——是以快速、经济和高集成度为主要指标的
特殊计算如：工控机、ATM等） 。
通用机——适应性较高，但是牺牲了效率、速度和经
济性，如个人电脑。
按照系统规模和计算能力，也可以分为：
4/13
例2 用数字代码表示字符
A 表示为 01000001
B
表示为 01000010
例3 用数字代码表示命令、状态 表示为 00 启动 表示为 01 停止 正在工作 工作结束 表示为 10 表示为 11
5/13
2. 在物理机制上用数字信号表示数字代码
数字型电信号
例1 用电平信号表示数字代码 1 高电平 实现并行 0 操作 低电平 1 高电平
例2 用脉冲信号表示数字代码
1 0 1
有脉冲 无脉冲 有脉冲
实现串行 操作
6/13
3. 信息数字化表示的优点
（1）物理上易实现信息的表示与存储 （2）抗干扰能力强，可靠性高
（3）数值的表示范围大，精度高
（4）可表示的信息类型广泛 （5）能用数字逻辑技术进行处理 因此，计算机中采用二进制形式表示信息
7/13
1.1.2 存储程序工作方式 1. 编制程序 2. 存储程序
3. 自动、连续执行程序
4. 输出结果
8/13
※计算机的工作流程
转换为 指令序列
编写程序
输入程序
执行指令
存储程序
输出结果
9/13
1.1.3 计算机的分类
计算机从总体上来说分为两大类: 模拟计算机和数字计算机。 各自主要特点： 模拟计算机：由模拟运算器件构成，处理在 时间和数值上连续的模拟量（如：电压、电流 等）；
散的数字量。
其中数字计算机又可分为:
专用计算机和通用计算机。
专用机——是以快速、经济和高集成度为主要指标的
特殊计算如：工控机、ATM等） 。
通用机——适应性较高，但是牺牲了效率、速度和经
济性，如个人电脑。
按照系统规模和计算能力，也可以分为：
4/13
例2 用数字代码表示字符
A 表示为 01000001
B
表示为 01000010
例3 用数字代码表示命令、状态 表示为 00 启动 表示为 01 停止 正在工作 工作结束 表示为 10 表示为 11
5/13
2. 在物理机制上用数字信号表示数字代码
数字型电信号
例1 用电平信号表示数字代码 1 高电平 实现并行 0 操作 低电平 1 高电平
例2 用脉冲信号表示数字代码
1 0 1
有脉冲 无脉冲 有脉冲
实现串行 操作
6/13
3. 信息数字化表示的优点
（1）物理上易实现信息的表示与存储 （2）抗干扰能力强，可靠性高
（3）数值的表示范围大，精度高
（4）可表示的信息类型广泛 （5）能用数字逻辑技术进行处理 因此，计算机中采用二进制形式表示信息
7/13
1.1.2 存储程序工作方式 1. 编制程序 2. 存储程序
3. 自动、连续执行程序
4. 输出结果
8/13
※计算机的工作流程
转换为 指令序列
编写程序
输入程序
执行指令
存储程序
输出结果
9/13
1.1.3 计算机的分类
计算机从总体上来说分为两大类: 模拟计算机和数字计算机。 各自主要特点： 模拟计算机：由模拟运算器件构成，处理在 时间和数值上连续的模拟量（如：电压、电流 等）；
最新计算机组成原理第1章-计算机系统概论教学讲义PPT课件
(3)控制器 *功能：指挥及控制各部件协调地工作，以实现程序执行过程
*程序执行过程： ①循环的指令执行过程(取指令及执行指令)； ②下条指令地址由当前指令产生(按程序逻辑顺序)
取指阶段 取指令
分析指令
执行阶段 执行指令
指令地址 寄存器PC
指令内容 指令译码
寄存器IR
器ID
存储器
10
功能部件
+“1”
寄存器 组(堆)
ALU
Func
累加器型运算器
*(AC)+[Y]→AC的运算过程：
(0) (AC)为被加数
寄存器型运算器 存储器
(1) 加数[Y]→TEMP
TEMP
(2) (AC)＋(TEMP) (3) ALU结果→AC
AC
ALU
Func
△约定：(X)表示寄存器X中内容，[Y]表示存储单元Y中内容
15
……
*组成：
地 址 地址 译 码 器 命令
数据
存储阵列
…… I/O电路
0 1 … w-1
0 1
…
…
n-1
…
存储字长W
0
…
1
…
存储字 n-1
*术语：存储元件(存储元)—可存储一个二进制位的元件；
存储单元—可同时存储一串二进制位的元件； 存储字—存储单元内存储的二进制编码；
存储阵列—所有存储单元的集合 存储单元地址—每个存储单元被赋予的惟一编号 存储容量—存储阵列可存储的二进制位数
指令内容
程序 逻辑顺序
A+0
int nCount=0； ⑴
A+1
int nSum=0； ⑵
A+2 LP: nSum+=nCount； ⑶ ⑹ ⑼
计算机组成原理第课件
内存的分类与结构
结构 内存条：由多个记忆单元（cell）组成，每个记忆单元包含一个晶体管和一个电容
内存条上还有地址译码器、数据缓冲器等其他组件
内存的工作原理
静态存储器（SRAM）工作原理
利用双稳态电路的记忆特性来存储信息，具有速度快、集成度高的优点，但功耗较大，价格也较高。
动态存储器（DRAM）工作原理
结构
CPU主要由运算器和控制器组成，运 算器负责执行算术和逻辑运算，控制 器负责控制指令的执行顺序。
功能
CPU是计算机的核心部件，负责执行 程序中的指令，处理数据，控制计算 机的各个部件协调工作。
CPU的工作原理
指令执行
CPU从内存中取出指令并解码，然后根据指令操作码执行相应的操作，最后将 结果写回到内存或寄存器中。
计算机组成原理课件
目 录
• 计算机系统概述 • 中央处理器 • 存储器 • 输入输出设备 • 计算机系统总线 • 计算机系统网络
01
计算机系统概述
计算机的发展历程
电子计算机时代
20世纪40年代，基于电子管技 术的第一台计算机诞生。
个人计算机时代
20世纪80年代，个人计算机（ PC）的出现，计算机进入家庭 和企业。
鼠标
触摸屏
鼠标用于在屏幕上选择、拖动和点击，其 内部结构包括滚轮、传感器、电路板等部 分。
触摸屏是一种新型的输入设备，用户可以 通过直接触摸屏幕进行操作，常见于手机 、平板电脑等移动设备。
输出设备的分类与结构
总结词
了解输出设备的分类和结构是理解计 算机如何将信息呈现给用户的关键。
显示器
显示器用于显示文字、图像和视频， 其内部结构包括背光灯、液晶面板、 控制电路等部分。
计算机基础教程(第4版)课件1
表1-5 八进制数与二进制数的对应关系
计算机应用基础教程
六、计算机中信息的表示：
5. 不同进数制之间的转换
• 二进制数与八进制数之间的转换 （1） 二进制数转换成八进制数： 将二进制数从小数点开始，整数部 分从右向左每3位一组，小数部分 从左向右每3位一组，不足3位用0 补足。 （2）八进制数转换成二进制数： 以小数点为界，向左或向右每一位 八进制数用相应的3位二进制数代 替，然后将其连在一起。 八进制数与二进制数的对应关系
计算机应用基础教程
六、计算机中信息的表示：
5. 不同进数制之间的转换
• 十进制整数转换成二进制整数：把被转换的十进制整数反复地除以2， 直到商为0，所得的余数（从末位读起）就是这个十进制数的二进制表示。 简单地说，将十进制整数转换成二进制整数的方法就是“除2取余法”。 • 十进制小数转换成二进制小数：将十进制小数连续乘以2，选取进位整 数，直到满足精度要求为止。简称“乘2取整法”。 • 非十进制数转换成十进制数：将各个非十进制数按权展开，然后求和。 简称“按权展开求和法”。例如，把二进制数(八进制数或十六进制数)写 成2（8或16）的各次幂之和的形式，然后计算其结果。
计算机应用基础教程
三、 计算机的发展概况：
1. 传统计算机的发展历史
• 第一代计算机：电子管计算机时代，所处时间为1946年~1958年。 • 第二代计算机：晶体管计算机时代，所处时间为1959年~1964年。 • 第三代计算机：集成电路计算机时代，所处时间为1965年~1971年。 • 第四代计算机：大规模和超大规模集成电路计算机时代，所处时间为 1971年以后。 • 第五代计算机：正处于开发阶段，它将采用全新的工作原理和结构体系， 更接近于人们思考问题的方式，即“推理”方式。这种新型的计算机称为 “知识信息处理系统”，其功能从目前的数据处理发展到知识的智能处理。 人们预测这样的计算机将是一台像人一样能看、能听、能思考的智能化的 计算机。
2024版计算机组成原理ppt课件
计算机的定义与发展计算机的定义计算机的发展计算机经历了从机械计算机、电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机到超大规模集成电路计算机的五个发展阶段。
包括中央处理器、存储器、输入输出设备等，是计算机的物理基础。
硬件系统包括系统软件和应用软件，是计算机的功能基础。
软件系统是计算机处理的对象，包括数字、文字、图像、音频和视频等。
数据计算机系统的组成计算机的工作原理存储程序原理01二进制原理02指令周期原理03数制与编码数制的基本概念奇偶校验编码方式逻辑代数基础逻辑变量与逻辑函数示方法。
逻辑代数的基本公式和定理逻辑运算逻辑门电路基本逻辑门电路介绍与门、或门、非门等基本逻辑门电路的工作原理及实现方法。
复合逻辑门电路讲解与非门、或非门、异或门等复合逻辑门电路的工作原理及实现方法。
逻辑门电路的应用阐述逻辑门电路在组合逻辑电路和时序逻辑电路中的应用。
数值数据的表示定点数表示法浮点数表示法原码、反码和补码非数值数据的表示ASCII码汉字编码Unicode编码数据校验方法奇偶校验通过在数据位后面添加一位校验位，使得整个数据中1的个数为偶数（偶校验）或奇数（奇校验）。
海明校验通过在数据位中插入多个校验位，利用这些校验位来检测和纠正一位或多位的错误。
循环冗余校验（CRC）通过对待发送的数据进行多项式计算，生成一个校验码附加在数据后面，接收方通过同样的多项式计算来验证数据的正确性。
定点数的表示方法定点数的加减运算定点数的乘除运算浮点数的表示方法浮点数的加减运算浮点数的乘除运算对阶、尾数加减、规格化、舍入处理阶码加减、尾数乘除、规格化与舍入处理IEEE 754标准（单精度、双精度）运算器的组成与设计运算器的基本结构运算器的设计原则运算器的实现技术运算器的性能指标01指令格式02寻址方式03指令周期指令格式与寻址方式概述指令的寻址过程与数据传送方式指令的寻址过程数据传送方式数据传送过程立即寻址操作数就在指令中，紧跟在操作码后面，作为指令一部分存放在内存的代码段中，该操作数为立即数，这种寻址方式称为立即寻址方式。
纪禄平-计算机组成原理PPT(第4版) 1-2 概论-计算机的诞生和发展
EDVAC阐述了电子计算机和程序设计的新思想，是计 算机发展史上一个划时代的文献，宣告电子计算机时代 即将来临。
EDVAC方案的意义： 催生了第1台严格意义上的电子计算机（ENIAC, 宾夕法尼亚大学，1946年2月）
2/46
1.2.1 冯 ·诺依曼体系
1.用二进制代码表示程序和数据；
任何复杂运算和操作都转换成用二进制代码表 示的指令，数据也用二进制代码来表示；
2.采用存储程序的工作方式
将程序和数据存储起来（存储程序），让计算 机自动地执行指令，完成各种复杂的运算操作 （核心思想）。
3/46
3. 新型的现代计算机硬件组成
✓存储器、 ✓运算器、 ✓控制器、 ✓输入设备和输出设备
冯 ·诺依曼体系 奠定了现代电子计算机的理论基础。
4/46
1.2.2 计算机的发展历程
速度高达GIPS乃至TIPS级，多 机系统和计算机网络迅速发展， 微型计算机出现；
5/46
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.2.3 未来的发展趋势
1、向巨型化方向 2、向微型化方向 3、向多媒体化方向 4、向网络化方向 5、向智能化方向
6/46
1.2 计算机的诞生和发展
中文：约翰·冯·诺依曼 外文：John Von Neumann 国籍：美籍匈牙利人 出生地：布达佩斯 出生日期：1903年12月28日 逝世日期：1957年2月8日 毕业院校：苏黎世大学、布达佩斯大学 称谓：计算机之父
1/46
冯·诺依曼思想的产生背景
1944年加入了美国军方ENIAC计算机研制项目，1945年 提出并发表了一个全新的“存储程序通用电子计算机” 方案—EDVAC（冯·诺依曼思想）。
类型 第1代 第2代 第3代
第4代
EDVAC方案的意义： 催生了第1台严格意义上的电子计算机（ENIAC, 宾夕法尼亚大学，1946年2月）
2/46
1.2.1 冯 ·诺依曼体系
1.用二进制代码表示程序和数据；
任何复杂运算和操作都转换成用二进制代码表 示的指令，数据也用二进制代码来表示；
2.采用存储程序的工作方式
将程序和数据存储起来（存储程序），让计算 机自动地执行指令，完成各种复杂的运算操作 （核心思想）。
3/46
3. 新型的现代计算机硬件组成
✓存储器、 ✓运算器、 ✓控制器、 ✓输入设备和输出设备
冯 ·诺依曼体系 奠定了现代电子计算机的理论基础。
4/46
1.2.2 计算机的发展历程
速度高达GIPS乃至TIPS级，多 机系统和计算机网络迅速发展， 微型计算机出现；
5/46
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.2.3 未来的发展趋势
1、向巨型化方向 2、向微型化方向 3、向多媒体化方向 4、向网络化方向 5、向智能化方向
6/46
1.2 计算机的诞生和发展
中文：约翰·冯·诺依曼 外文：John Von Neumann 国籍：美籍匈牙利人 出生地：布达佩斯 出生日期：1903年12月28日 逝世日期：1957年2月8日 毕业院校：苏黎世大学、布达佩斯大学 称谓：计算机之父
1/46
冯·诺依曼思想的产生背景
1944年加入了美国军方ENIAC计算机研制项目，1945年 提出并发表了一个全新的“存储程序通用电子计算机” 方案—EDVAC（冯·诺依曼思想）。
类型 第1代 第2代 第3代
第4代
《计算机组成原理(第四版)》第1章计算机系统概论资料
存放数据 将信息和转程换序成机 器能识别的形式
存储器
算将术结运果算转换成 逻人辑们运熟算悉的形式
输入设备
运算器
输出设备
2021年3月23日星期二
控制器
指挥程序 运行
46
冯·诺依曼机与现代微机 存储器
冯·诺依曼机结构
以运算器为中心
现代微机结构
以存储器为中心
22021年3月23日星期二
38
1.2.4 计算机的性能指标（2/3）
总线宽度 一般指运算器与存储器之间的数据总线宽度。
注意课本上的表述错误！
主存储器容量 主存储器所能存储二进制数据的位数。
或者说“主存储器中所有存储元的总数目”，而非“存储单元”！
主存储器带宽 单位时间内从主存储器读出的二进制信息量，一般用字节数/秒表示。
吞吐量
表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量。
响应时间
从输入有效到系统产生响应之间的时间度量，用时间单位来表示。
利用率
在给定的时间间隔内，系统被实际使用的时间所占的比率，用百分 比表示。
处理机字长（机器字长）
处理机运算器中一次能够完成二进制运算的位数，如32、64位； 机器字长与系统数据总线宽度具有一定的相关性。
第1章 计算机系统概论
目录
1.0 预备知识 1.1 计算机的分类 1.2 计算机的发展简史 1.3 计算机的硬件 1.4 计算机的软件 1.5 计算机系统的层次结构
2021年3月23日星期二
2
学习要求
了解计算机的发展历程； 清楚计算机的系统层次结构、计算机硬件的基本组成(五大部件
的构成)、计算机软件的分类，以及计算机的基本工作过程； 了解计算机性能评价指标和相关参数；
1计算机基础课件(第四版)-第一章
现代技术中心 倪立志编写
2.R进制计数制
从对十进制计数制的分析可以得出，任意R 进制计数制同样有基数R、位权和按位权展开 表达式。其中R可以为任意正整数，如二进制 的R为2，十六进制的R为16等。
现代技术中心 倪立志编写
⑴基数：
• 一种计数制所包含的数字符号的个数称为该数制的基 数（radix），用R表示。 十进制（decimal）：任意一个十进制数可用0、1、2 、3、4、5、6、7、8、9共10个数字符号表示，它的 基数R=10，即“逢十进一”。 二进制（binary）：任意一个二进制数可用0、1两个 数字符号表示，其基数R=2，即“逢二进一”。 八进制（octal）：任意一个八进制数可用0、1、2、3 、4、5、6、7共8个数字符号表示，它的基数R=8，即 “逢八进一”。 十六进制（hexadecimal）：任意一个十六进制数可用 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E 、F共16个数字符号表示，它的基数R=16，即“逢十 六进一”。
计算机应用基础
（第四版）
现代技术中心 倪立志编写
第1章 计算机基础知识
现代技术中心 倪立志编写
1.1 计算机概述
1.1.1 计算机的发展简史
1946年2月15日，第一台电子计算机ENIAC， （electronic numerical integrator and calculator，电 子数字积分计算机）在美国宾夕法尼亚大学诞生 。
现代技术中心 倪立志编写
1.1.5 信息技术的发展 １.数据与信息 数值、文字、语言、图形、图像等都是不同形 式的数据。数据是信息的载体。 数据与信息的区别：数据处理之后产生的结果 为信息。信息具有时效性、针对性;信息有意义 ，而数据没有。单纯的数据并没有意义，当数 据以某种形式经过处理、描述或与其它数据比 较时，便被赋予了意义，这才是信息，信息是 有意义的。