1、第1章计算机系统概述本章重点：计算机系统的层次结构 硬件系统的组成 数据总线、地址总线和控制总线的特点 软件系统的组成 计算机中的数制及相互关系 指令的执行过程 系统的运行过程教学建议：n先讲述计算机系统的层次结构，在此基础上讲述总线结构，建立计算机系统的整体概念。n讲清硬件系统和软件系统的各部份的功能。n粗线条地了解指令的执行过程和系统运行过程。n本章用4学时1.1 系统组成与结构系统组成与结构计算机系统包括n硬件系统n软件系统 n文档资料1.1.1 硬件系统硬件系统1硬件组成n运算器n控制器n存储器n输入设备n输出设备 2硬件的体系结构 计算机系统的总线结构 三种不同功能的总线：n 数据总
2、线DB(data bus)：传输数据n 地址总线AB(address bus)：传送地址信息n 控制总线CB(control bus)：传输控制信号1.1.2 软件系统 n系统软件n基础软件n支撑软件 n应用软件1 系统软件 操作系统 程序设计语言及语言处理程序 系统实用程序和开发工具 数据库管理系统 网络通信管理软件2 应用软件 各种各样不断更新和扩展1.1.4 层次结构层次结构1.2 系统配置与主要指标系统配置与主要指标微处理器为P4的计算机n主频：1.7GHz3.2GHzn数据：32位n地址：36位n内存容量：128MB1GB，n软盘：3.5英寸n硬盘容量：20GB200GBn光驱：40
3、52倍速n显示器：CRT或液晶n网络卡：n调制解调器n键盘，鼠标，激光打印机n操作系统：Windows 98/2000。计算机硬件配置示意图1.3 基本原理和工作过程基本原理和工作过程1.4.1 冯冯诺依曼型计算机的特征诺依曼型计算机的特征 计算机由计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备设备组成。组成。数据、地址和指令在机器中均用数据、地址和指令在机器中均用二进制二进制表示。表示。计算机的最基本功能是计算机的最基本功能是执行指令执行指令。指令由。指令由操作码和操操作码和操作数作数组成。组成。把程序和数据一起存储在存储器中，并可以由计算机把程序和
4、数据一起存储在存储器中，并可以由计算机进行修改。进行修改。程序按指令程序按指令顺序顺序存放。存放。1.3.2 数制及其转换数制及其转换1计算机中常用的三种数制n二进制n十六进制nBCD码 二进制的表示和例子31242(1010.0101)1 21 2 1 21 2 10121012222222nnmnnmbbbbbb2()b十六进制的表示和例子21016(3 8)3 16 14 16 8 16E 1012161012()161616161616nnmnnmhhhhhhh二十进制的表示和例子3210(1976)1 109 107 106 10BCD 11011101()101010101010n
5、nmBCDnnmddddddd 几种常用数制的对应关系二进制数十六进制数BCD码十进制数00000000000001100011001020010200113001130100401004010150101501106011060111701117几种常用数制的对应关系二进制数十六进制数BCD码十进制数100081000810019100191010A非法101011B非法111100C非法121101D非法131110E非法141111F非法152数制之间的转换(1)十进制转换成二进制 基本方法：整数部分除2取余；小数部分乘2取整。(2)二进制与十六进制之间的转换n以小数点为基准向左或向右，
6、每4位为一组（若不足4位则补0）用1个十六进制数字表示n把每个十六进制数字用4位二进制数表示。(3)十进制转换成十六进制 可用两种方法：与十进制转换成二进制类似：整数部分除16取余，反序排列；小数部分乘16取整，正序排列。先转换成二进制数，再按4位一组转换成十六进制数。(4)二进制或十六进制数转换为十进制按权相乘，求累加和 二进制表达式：2nibiim16nihiim十六进制表达式：1.3.3 算术运算算术运算n原码、反码和补码n原码简单，但加减运算不统一n正数：原码、反码和补码相同n补码：反码加1；加减运算统一n 补码的加减运算 nX+Y补=X补+Y补 X-Y补=X补+-Y补n 二进制数的取
7、值范围 n 进位和溢出 1.3.3 逻辑运算逻辑运算n假设 A=0110 1001 B=0101 1010 n非运算 例：A=1001 1011 n与运算 例：AB=0100 1000 n或运算 例：AB=1110 1101 n异或运算 例：A B=1101 00111.3.4 指令执行过程指令执行过程n取指n指令：操作码和操作数n根据指令指针IP所给出的地址，从内存中读取当前指令送到指令寄存器IR中，随后IP自动加1。n译码n执行 指令执行过程中各部件之间的联系 1.4.5 系统运行过程 1.1.存储程序存储程序 编辑加工 翻译转换 连接配装2.2.程序控制程序控制(1)(1)系统程序：系统程序：开机，系统测试开机，系统测试 读取引导程序读取引导程序 装配操作系统装配操作系统 等待用户命令等待用户命令(2)(2)应用程序应用程序:装配应用程序装配应用程序 执行执行应用程序应用程序 返回操作系统返回操作系统
