计算机组成原理
计算机组成原理
前 为配合由高等教育出版社岀版的面向21世纪课程教材《计算机组成原 理》教学和自学的需要,由该教材作者哈尔滨工业大学唐朔飞教授亲自 设计并主持指导,与该校张丽杰副教授和刘思利硕士生共同研究制作的 与该教材配套的《计算机组成原理CA软件》,又称电子教案,其主要 特点如下 1.该软件以高密度光盘为载体,记录了用 Office软件中的 Powerpoint制作的全部演示文稿,可以动画播放。 2.该软件与《计算机组成原理》教材在体系上完全一致,按教材的 章节顺序编制 3.该软件以课堂教学为依托,帮助读者边阅读边思考,通过点击鼠
前 言 为配合由高等教育出版社出版的面向21世纪课程教材《计算机组成原 理》教学和自学的需要，由该教材作者哈尔滨工业大学唐朔飞教授亲自 设计并主持指导，与该校张丽杰副教授和刘思利硕士生共同研究制作的 与该教材配套的《计算机组成原理CAI软件》，又称电子教案，其主要 特点如下。 1 . 该 软 件 以 高 密 度 光 盘 为 载 体 ， 记录了用 Office 软件中的 Powerpoint制作的全部演示文稿，可以动画播放。 2. 该软件与《计算机组成原理》教材在体系上完全一致，按教材的 章节顺序编制。 3.该软件以课堂教学为依托，帮助读者边阅读边思考，通过点击鼠
标,逐行显示干练的文字和简明的图表,既可从文稿中对教材的重点 和难点深刻理解,又可从视图中看到动态的信息流动过程,形 象地理解各种电路的工作原理和设计思路。 4该软件在操作上可根据实际需要,自行点击鼠标控制播放 速度,以满足不同读者各自所需的思考时间。 5该软件可作为从事该课程教学的老师备课的好帮手,也可 成为学生自学、复习辅导的良师。 此软件已在哈尔滨工业大学课堂教学上使用,效果良好。由 于时间仓促,难免有不完善之处,敬请读者提出宝贵意见 唐朔飞 2003年8月
标，逐行显示干练的文字和简明的图表，既可从文稿中对教材的重点 和难点深刻理解，又可从视图中看到动态的信息流动过程，形 象地理解各种电路的工作原理和设计思路。 4.该软件在操作上可根据实际需要，自行点击鼠标控制播放 速度，以满足不同读者各自所需的思考时间。 5.该软件可作为从事该课程教学的老师备课的好帮手，也可 成为学生自学、复习辅导的良师。 此软件已在哈尔滨工业大学课堂教学上使用，效果良好。由 于时间仓促，难免有不完善之处，敬请读者提出宝贵意见。 唐朔飞 2003年8月
第一章计算机系统概论 11计算机系统简介 12计算机的基本组成 13计算机硬件的主要技术指标 14本书结构
第一章 计算机系统概论 1.1 计算机系统简介 1.4 本书结构 1.3 计算机硬件的主要技术指标 1.2 计算机的基本组成
指令格式举例 12 操作码地址码 取数 ACC 0000010000001000 存数 LACC] 加 乘 Y8o [ACC]+Y]→ACC ACC]×[6] ACC 打印 打印机 停机
000001 0000001000 打印 停机 取数 α [α] ACC 存数 β [ACC] β 加 γ [ACC]+[γ] ACC 乘 δ [ACC]×[δ] ACC 指令格式举例 1.2 操作码 地址码 [ ] 打印机
计算ax2+bx+c程序清单 指令和数据存于指令 注释 主存单元的地址操作码地址码 000001000001000取数x至ACC 0001000000000得a存于ACC中 012-34—5678-9 0000100000000如b得ax+b,存于ACC 0000000000乘得(ax+b)x,存于ACC中 0001000000得x2+bx+c,存于ACC 0000000100将ax2+b+c存于主存单元 00010100000100印 000110 停机 原始数据x 原始数据a a_b-c 原始数据b 原始数据c 存放结果
指令和数据存于 主存单元的地址 指令 注释 操作码 地址码 0 000001 0000001000 取数x至ACC 1 000100 0000001001 乘a得ax存于ACC中 2 000011 0000001010 加b得ax+b,存于ACC中 3 000100 0000001000 乘x得（ax+b)x,存于ACC中 4 000011 0000001011 加c得ax 2 + bx + c,存于ACC 5 000010 0000001100 将ax 2 + bx + c存于主存单元 6 000101 0000001100 打印 7 000110 停机 8 x 原始数据x 9 a 原始数据a 10 b 原始数据b 11 c 原始数据c 12 存放结果 计算 1.2 ax 2 + bx + c 程序清单
2.计算机的解题过程 12 (1)运算器的基本组成及操作过程 ACO MO AccEMQ加法被加数 加数 和 ALUI 减法被减数 减数 差 乘法乘积高位/乘数 乘积低位被乘数 运算器 法余数 除 被除数商 除数
ACC MQ X 2.计算机的解题过程 (1)运算器的基本组成及操作过程 1.2 运算器 ACC MQ ALU X 被加数 被减数 被除数 乘数 商 加数 减数 被乘数 除数 加法 减法 乘法 除法 和 差 余数 乘积高位 乘积低位
①加法操作过程 12 指令[加M ACCHMQ 初态ACC 被加数 ALU X [ACC]+IX ACC 运算器
运算器 ACC MQ ALU X 初态 ACC 被加数 ① 加法操作过程 1.2 [ACC]+[X] ALU [M] X X ACC ACC 指令 加 M
②减法操作过程 12 指令减M ACCHMQ 初态ACC 被减数 ALU X [ACC]-IX] ACC 运算器
② 减法操作过程 1.2 运算器 ACC MQ ALU X 指令 减 M ACC 被减数 ACC 初态 [M] X X [ACC]-[X] ALU ACC ACC
③乘法操作过程 12 指令乘M ACC+ MQ 初态ACC被乘数 ALUI LMI Mo LACCI X ACC 运算器 [X]×[MQ] ACC∥MQ
运算器 ACC MQ ALU X 初态 ACC 被乘数 1.2 MQ [M] MQ 指令 乘 M ③ 乘法操作过程 X [ACC] X 0 0 ACC ALU [X]×[MQ] ACC∥MQ ACC MQ