东南大学计算机结构与逻辑设计课件ppt 1

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1、1东南大学信息科学与工程学院东南大学信息科学与工程学院2007年年9月月黄黄 清清 研研 究究 员员 Email: Phone: 837920662目的与任务：目的与任务： 本课程是信息工程类专业的一门重要的技术基础课，其学本课程是信息工程类专业的一门重要的技术基础课，其学习目标是掌握计算机的基本原理和数字逻辑设计的基本技术，习目标是掌握计算机的基本原理和数字逻辑设计的基本技术，为学习计算机类的其他课程和通信、电子、控制，信号处理直为学习计算机类的其他课程和通信、电子、控制，信号处理直至电力电子等专业课程奠定必要基础，同时培养用计算机组成至电力电子等专业课程奠定必要基础，同时培养用计算机组成的

2、基本思路去考虑系统设计问题的能力，运用数字技术的基本的基本思路去考虑系统设计问题的能力，运用数字技术的基本原理分析数字电路的能力，用原理分析数字电路的能力，用CPLD方法设计数字模块及运用方法设计数字模块及运用数字模块构成数字系统的能力。数字模块构成数字系统的能力。31、掌握逻辑电路、时序电路的分析、掌握逻辑电路、时序电路的分析 和设计方法，和设计方法，2、理解逻辑运算电路的硬件结构，、理解逻辑运算电路的硬件结构，3、应用中小规模集成电路设计数字系统。、应用中小规模集成电路设计数字系统。41、数学：布尔代数，集合论2、电路、电子线路基础：门电路基础3、VHDL语言(Top-down设计方法)4

3、、微机原理与接口技术5、计算机组织结构与性能(英文)5 6 输输入入设设备备输输出出设设备备存储器存储器运算器运算器控控 制制 器器7 I/O设备设备I/O设备设备存存储储器器CPU存储器存储器CPUI/O设备设备I/O设备设备以内存为中心的双总线结构以内存为中心的双总线结构单单 总总 线线 结结 构构80.4 计算机的运行计算机的运行虚拟机器虚拟机器M4（使用高级语言）使用高级语言）虚拟机器虚拟机器M3（使用汇编语言或其它中间语言）使用汇编语言或其它中间语言）虚拟机器虚拟机器M2（使用操作系统）使用操作系统）实际机器实际机器M1（使用机器语言）使用机器语言）执行执行 由硬件或微程序执行机器语

4、言由硬件或微程序执行机器语言解释解释 由机器语言解释操作系统语言由机器语言解释操作系统语言编译编译2 经编译程序翻译成机器语言程序或操作系统语言经编译程序翻译成机器语言程序或操作系统语言编译编译1 经编译程序翻译成汇编语言程序或其它中间语言程序经编译程序翻译成汇编语言程序或其它中间语言程序9计算机的运行过程可概括为：计算机的运行过程可概括为： 通过输入设备将使用者提供的数据和程序存入存储通过输入设备将使用者提供的数据和程序存入存储器；按程序的安排将数据从存储器中取出，送到运算器器；按程序的安排将数据从存储器中取出，送到运算器中处理，然后再送入存储器；将处理的结果从存储器中中处理，然后再送入存储

5、器；将处理的结果从存储器中取出，通过输出设备报告使用者或完成某项控制任务。取出，通过输出设备报告使用者或完成某项控制任务。输输入入设设备备输输出出设设备备存储器存储器运算器运算器控控 制制 器器100.5 计算机与数字系统计算机与数字系统1）计算机的活动是控制器按照存放在存储器中的程序，一）计算机的活动是控制器按照存放在存储器中的程序，一条指令一条指令地按序执行；条指令一条指令地按序执行；2） 每条指令包含若干操作，这些操作的基本内容是将数据每条指令包含若干操作，这些操作的基本内容是将数据从一个寄存器（经过处理）向另一个寄存器传送，而每一个从一个寄存器（经过处理）向另一个寄存器传送，而每一个操

6、作都是在控制器的命令下完成的。操作都是在控制器的命令下完成的。 计算机与数字系统对比计算机与数字系统对比纯硬件构成的数字系统：纯硬件构成的数字系统： 只完成特定功能；耗材多；速度高只完成特定功能；耗材多；速度高数字计算机：数字计算机： 处理能力强；速度低处理能力强；速度低1112 12211001122111010101010101010nmiiimmnnnnddddddddV 1221100112211nmiiimmnnnnRrRrRrRrRrRrRrRrV基数基数di 0,1,9基数基数ri 0,1,R-113 122110011221122222222nmiiimmnnnnbbbbbbb

7、bV14二进制数：01011010.11 b=90.75 d75.9025. 05 . 0281664212120212021212021210123456V15十进制数：26d=11010b 商商 01 3 6 13 26 ( 2) 余数余数 1 1 0 1 0 (二进制数，二进制数， H -L)16二进制数八进制数0000010100111001011101110123456717十六进制数h二进制数b循环码0123456789ABCDEF0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111000000010011

8、00100110011101010100110011011111111010101011100110004位二进制码、循环码位二进制码、循环码18Sm19Sm=2n-1+m20SISF21SCCSISCCSF格式格式1：格式格式2：22SCFSCFSEFSEF23十进制数十进制数NNBCD（8421)码码余余3码码2421码码循环码0000000110000000010001010000010001200100101001000113001101100011001040100011101000110501011000101101116011010011100010170111101011010

9、100810001011111011009100111001111100024表1.7 ASCII编码表b3b2b1b0b6b5b40000010100111001011101110000NULDLESP0P、p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111DELETB7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;Kk1100FFFS,N n1111SIUS/?OoDEL