单元二任务二 指令系统和存储系统（课件）-《计算机组装与维护》（江苏凤凰教育出版社）同步精品课堂

2.1 计算机组成部件的功能 计算机组成与维护 第一单元 计算机工作原理 教材版本 1 任务一 中央处理单元（CPU） 2 1.了解指令的基本格式 2.了解指令的分类和功能 3.掌握存储器的分类和技术指标 4.掌握随机读写存储器的工作特征 5.了解存储器的分级结构 一 教学目标 1.能够理解指令系统在计算机系统中的功能 2.了解指令的分类和功能 3.能够理解存储系统在计算机系统中的功能 4.学会查看计算机存储器的（内存和外存）的容量大小 二 教学重难点 三 导入新课 课堂三连问 “程序员”们敲的代码是怎么被电脑的CPU识别并读取的呢？ 他们下发的指令，电脑怎么执行的呢？ 我们存在电脑里的图片、视频是存在哪里呢？ 三 导入新课 高级语言需要被翻译（编译）成一系列CPU能够直接识别和执行的基本命令。这些基本命令的集合就是指令系统（Instruction Set），也称为指令集架构（ISA）。它是软件和硬件之间最重要的接口和契约。 三 导入新课 在合理的成本下，构建一个速度接近最快存储器、容量接近最大存储器的存储体系，从而弥合CPU与外部存储之间的巨大速度差距 01 指令及指令系统 四 新知讲授 指令系统 指令是指示计算机执行某种操作的命令，在计算机内部用二进制代码表示，能够直接被计算机识别和理解。 指令系统的构成 指令字 代表指令的一组二进制代码信息。 机器字长 决定了计算机的运算速度 指令字长 一个指令字中包含二进制代码的位数。 四 新知讲授 指令系统的构成 指令系统反映了计算机具有的功能，是软件和硬件的主要接口，其格式与功能不仅会直接影响计算机的硬件结构，也会直接影响系统软件，以及计算机的使用范围。。 四 新知讲授 指令的格式 指令的格式包含操作码和地址码，是一组有意思的二进制代码。 四 新知讲授 指令字长 指令的长度称为指令字长，不同计算机的指令字长是不一样的。 四 新知讲授 指令地址码 地址码是用来参加本次运算的操作数和运算结果所在的地址。 根据地址码的个数可分为三地址指令、二地址指令、单地址指令和零地址指令几种格式。 四 新知讲授 指令操作码 操作码是用来表明本条指令要求计算机完成的操作，如加法、减法、传送、移位转移等。 四 新知讲授 指令的分类 不同机器的指令系统是各不相同的。 02 这类指令主要用于定点的算术运算 算术运算 逻辑运算 这类指令主要用于代码的转换、判断及运算 03 04 程序控制 按照计数器的现行地址顺序取指令 01 这类指令主要用来实现主存和寄存器之间的数据传送 数据传送 05 输入输出 启动外围设备，实现外部和CPU之间的信息传送。 02 存储系统 四 新知讲授 存储系统 如何设计容量大、速度快、价格低的存储器，一直是计算机发展的一个重要问题。 存储器分类 01 02 03 按储存介质分。 半导体储存器，磁介质储存器、光介质储存器和电子介质储存器。 按存取方式分类。 一类是与存取时间和地址无关的，另一类是与存取时间和地址有关的 按照读写功能分类分为RAM和ROM。 存储器分类 04 05 按信息的可保存性分类。 按断电后是否永久性记忆区分。 按在计算机中的作用分类。 分内存、外存和高速缓存存储器 存储器的性能指标 存储容量 存取时间 存取周期 存储器的性能指标 存取器的价格 存取器带宽 四 新知讲授 半导体随机读写存储器，又称RAM RAM按照电路结构和存储原理分为静态随机读写存储器（SRAM)和动态随机读写存储器(DRAM). SRAM常用于Cache；DRAM常用于计算机的内存条。 师生互动 当程序很大，所需内存空间超过物理内存容量时，如何运行？： 存储系统是一个复杂而精妙的层次化体系，它通过缓存、虚拟内存、RAID等技术，巧妙地平衡了速度、容量和成本这三者之间看似不可调和的矛盾。理解存储系统是理解现代计算机如何高效工作的关键。 师生共同回顾本节课的知识点：指令的定义、指令的分类和功能；存储器的分类和功能。 指令系统是软硬件接口。 指令 = 操作码 + 地址码。 存储系统是一个复杂而精妙的层次化体系，它通过缓存、虚拟内存、RAID等技术，巧妙地平衡了速度、容量和成本这三者之间看似不可调和的矛盾。 六 课堂小结 简答题 1.简述一个完整的指令系统应包括哪几类指令 （1）数据传送指令 （2）算数运算指令 （3）逻辑运算指令 （4）程序控制指令 （5）输入输出指令 （6）其他指令 七 布置作业 感谢观看 $