电子科技大学《计算机组成原理》 第2章 数据的机器级表示 课件.pptx
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第2章数据的机器级表示;一.数值数据的表示;信息的二进制编码;数值数据的表示方法;移码表示;Unsignedinteger(无符号整数);Signedinteger（带符号整数，定点整数）;带符号整数和无符号数的比较;9;十进制数表示
尾数
6.02x1021
基数
°规格化形式:小数点前只有一位非
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2第三章信息编码与数据表示编码数值信息非数值信息编码计算机0/10/1译码译码
3第三章信息编码与数据表示信息数值数据定点数浮点数非数值数据西文字符汉字图像、声音、颜色
4第三章信息编码与数据表示数值数据的表示3.1浮点机器数的表示方法数据格式3.2定点机器数的表示方法3.33.4非数值数据的表示3.5校验码3.6现代计算机系统的数据表示3.7本章小结
53.1数值数据的表示进位计数制一不同数制之间的相互转换二十进制数的编码三
6一、进位计数制数制的两大要素：基数R：指在这种进位制中允许使用的基本数码个数。权Wi：权也称位权，
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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。 计算机分类 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，它是针对某一任务设计的计算机，但是它的适应性较差（如：工控机、IOP等） 。 通用机——适应性较高，但是牺牲了效率、速度和经济性。 计算机分类 按照计算机的体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、指令系统规模、机器价格和应用范围等条件，将计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机等。 它们的结构规模和性能指标依次递减。随着超大规模集成电路的迅速发展，类型也会发生动态变
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第五章存储体系
5.15.25.35.45.55.65.75.85.9
I
存主主高高虚外存A
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电子科技大学《计算机组成原理》第4章 指令系统 课件.pptx
第4章指令系统;第一讲指令系统设计;InstructionSet（回顾）;一条指令须包含的信息;一条指令中应该有几个地址码字段？;从指令执行周期看指令设计涉及的问题;指令格式的选择应遵循的几条基本原则
应尽量短
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指令编码必须有唯一的解释，否则是不合法的指令
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与指令集设计相关的几个基本问题
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虽然LD/ST/INC/BRN四种指令已足够编制任何可计算程序，但程序会很长
数据类型：对高级语言中的各种数据类型都能进行处理
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电子科技大学《计算机组成原理》 第9章 并行处理系统 课件.pptx
第9章并行处理系统;并行处理的主要技术问题
并行处理系统的分类;并行处理的主要技术问题;资源调度和管理
计算资源的调度和存储资源的管理，比在串行处理系统中复杂得多。
容错性和安全性
预防由于单个节点失效可能带来的数据丢失、程序出错或系统崩溃等。
要求系统必须有良好的可靠性设计、失效检测和恢复机制。
性能分析与评估
并行处理的性能通常用加速比来度量，可以有以下两种分析方法。
串行系统与并行系统中执行时间比值
并行系统与串行系统的作业吞吐量比值
评价并行系统的指标包括可用性、可扩展性、负载均衡、可靠性等;并行处理系统的分类;按处理单元的位置及其互连方式划分
多核：一个CPU芯片中含多个（2、4
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电子科技大学《计算机组成原理》 第8章 互连及输入输出组织 课件.pptx
第8章互连及输入输出组织;第一讲I/O设备和磁盘存储器;I/O系统的性能;I/O系统的功能;外设的分类;常用外部设备;外部设备的通用模型;PC机中的外存储器;磁盘存储器的信息存储原理;;如何增大磁盘的容量？;硬盘存储器的组成;硬盘驱动器的逻辑结构;磁盘存储器的连接;读一个磁盘扇区的过程分为三步：;第二步;第三步;在此例中，每个磁道包含30个固定长度的扇段，每个扇段有600个字节(17+7+41+515+20=600)。;19;硬盘的主要技术指标----平均存取时间;磁盘响应时间计算举例;冗余磁盘阵列(RAID);固态硬盘（SSD）;由于早期的SSD硬盘接口要与磁盘兼容，故其速度受到限
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电子科技大学《计算机组成原理》 第6章 指令流水线 课件.pptx
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电子科技大学《计算机组成原理》 第3章 运算方法和运算部件 课件.pptx
第一讲高级语言与机器语言涉及的运算及ALU
第二讲定点数运算及其运算部件
第三讲浮点数运算及其运算部件;第一讲：高级语言与机器语言涉及的运算及ALU;C语言程序中涉及的运算;C语言程序中涉及的运算（续）;C语言程序中涉及的运算（续）;C语言程序中涉及的运算（续）;如何实现高级语言源程序中的运算？;MIPS定点算术运算指令;MIPS逻辑运算指令（按位逻辑运算）;MIPS定点比较和分支指令;MIPS定点数据传送指令;MIPS中的浮点算术运算指令;MIPS中的浮点数传送指令;MIPS中的浮点数比较和分支指令;MIPS指令考察的结果;ALU的功能说明;回顾：1.串行进位加法器;回顾：2.
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2第五章存储体系存储体系概述高速存储器5.4主存储器与CPU的连接5.35.25.1存储保护5.8高速缓冲存储器Cache外存储器5.7虚拟存储器5.65.5IA32架构的存储系统举例本章小结作业5.9主存储器
35.5高速缓冲存储器CacheCache二五三四一Cache的基本原理主存与Cache的地址映射方式替换算法写策略Cache的多层次设计
4一、Cache的基本原理Cache的工作原理Cache的特点Cache的命中率123
51、Cache的特点Cache是指位于CPU和主存之间的一个高速小容量的存储器，一般由SRAM构成。Cache功能：用于弥补CP
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2《计算机组成原理》课程课程目的：掌握计算机的工作原理,深刻理解程序在计算机硬件上被执行的过程。上电启动引导程序开机自检加载操作系统检查配置文件等待响应命令取指令分析指令执行指令处理中断和特殊请求硬件上软件上
3《计算机组成原理》课程课程任务：1掌握计算机硬件系统各组成部件的工作原理、逻辑实现、设计思想2理解各部件联结成整机并协调运转的方法。3了解当代计算机系统的新技术和新成果核心：计算机工作的过程就是循环往复地取指令、分析指令、执行指令的过程。
计算机体系与课程关系在计算机硬件结构方面：4计算机硬件实现计算机组成计算机结构三个层次三门课程《数字电路设计》《计算机组
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2第七章控制器本章小结控制器的组成及指令的执行7.1数据通路和指令的执行过程7.2硬布线控制器7.3微程序控制器7.4
37.4微程序控制器微程序控制的基本概念和工作原理简单微程序控制器的设计微程序设计技术微程序控制方式下模型机的设计实例模型机微程序设计微程序控制器与硬布线控制器的比较一二三四五六
4微程序设计思想：每条机器指令的功能都用一段相应的微程序来实现。1、基本概念：微程序：微指令的有序集合，用于实现机器指令的功能。微指令：是一组微命令的集合，用于完成一个功能相对完整的操作。微命令：是组成微指令的最小单位，也就是控制实
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2第七章控制器控制器的组成及指令的执行7.1数据通路和指令的执行过程7.2硬布线控制器7.3微程序控制器作业7.4
37.3硬布线控制器定义：控制器的操作控制信号形成部件是由复杂的组合逻辑门电路和一些触发器构成，因此又称为组合逻辑控制器，或常规逻辑控制器。基本原理：根据指令的功能、当前的时序及外部和内部的状态情况，按时间的顺序发送一系列微操作控制信号。特点：速度快，设计较为繁琐、不规整，修改、扩充较难。
47.3硬布线控制器
57.3硬布线控制器控制器的设计方法一硬布线控制器的结构与原理二硬布线控制器的时序系统三简单计算机硬布线控制器设计四
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杭州电子科技大学《计算机组成原理》 第7章 控制器-1 课件.pptx
2;3;4;5;6;7;8;9;10;11;12;13;14;15;16;17;18;19;20;21;22;23;24;25;26;27;28;29;30;31;32;7.2数据通路和指令的执行过程;一、简单计算机的数据通路设计;35;36;37;38;39;40;41;42;43;44;45;46;47;48;49;50;51;52;53;54;55;56;57;58;59;60;61;62;63;64;65;66;67;68;69;70;71;72;73;（2）寄存器堆部件及其读写电路;（3）ALU部件;（4）数据存储器及其读写电路;77;（1）R型指令（运算类指令）-