微型计算机系统的总线结构

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1、§1.3微型计算机的总线结构1.3.1总线和微型计算机的基本结构微型计算机基本结构CPURAMROMI/O接口外设地址总线AB控制总线CB数据总线DB（P.5图1-2）2总线通常有以下三种：内部总线：指微处理器内部各部件之间传送信息的通路，用来连接CPU内部的各逻辑部件。系统总线：又称外部总线。用于连接微型计算机内的CPU、存贮器及I/O接口电路。通信总线：用于各微型计算机系统之间或微型计机系统与其它系统之间的通信。通常所说的总线是指系统总线。总线(BUS)是指连接计算机各部件或计算机之间的一束公共信息线，是计算机系统中传送信息的公共途径

2、。3鼠标器键盘显示器调制解调器打印机显示卡并口串口键盘接口软驱光驱主板(CPU、芯片组、BIOS、RAM等)硬驱接口光驱接口软驱接口硬盘电源主机箱总线插槽PC机的硬件组成框图4微型计算机的基本结构就是以系统总线为连接的结构，简称总线结构。5系统总线分为地址总线AB(AddressBus)、数据总线DB(DataBus)和控制总线CB(ControlBus)三种。6地址总线的宽度(根数)决定了CPU可直接寻址的内存容量。当地址总线的宽度为N时，其直接寻址的内存容量为2N。如8086的地址总线有20根（位），则它直接寻址的内存容量为220=1

3、MB。386、486的地址总线为32根，则它可直接寻址的内存容量为232=4GB。地址总线一般是单向的。地址总线用于从CPU输出一组地址信息，以指明CPU所要找的某个外界部件(存贮器或外部设备)的地址。7数据总线用来传送数据。数据总线的宽度决定了一次最多可传送的数据位数。数据总线是双向的。控制总线用于传送控制信号和状态信号，使各部件能协调动作。81.3.2系统运行过程的名词概念数据从存贮器或I/O接口电路送往CPU称为CPU读数或取数。读是非破坏性的。数据从CPU送往存贮器或I/O接口电路称为CPU写数或存数。读（取）写（存）数据的过程又

4、统称为访问。存贮器分为内存与外存。CPU不直接与外存打交道。一、读/写数9CPU把一条指令分解成若干个步骤完成。取指控制器发出指令地址及控制信号，将需要执行的那条指令从存储器取出送到控制器，这一过程称为“取指”。一条指令取走后，指令指针寄存器IP自动加1,被修改成下一条要读取的指令的地址。译码控制器将取来的指令分解成一些更简单的微操作称为“译码”。微指令参与。译码后放入指令队列中。取数按照指令中给出的地址从存储器取出参与运算的操作数，这一过程称为“取数”。有的指令不用再取数。二、操作方式执行控制器控制ALU完成指令规定的操作，这一过程称为

5、“执行”。10同一时刻有若干条指令由不同的部件同时处理，完成不同的操作，这种操作方式称为流水方式。分步越细，流水深度越深，CPU的性能越高，甚至，有多条流水线。将CPU划分成若干个独立的功能部件，使它们独立地并行操作，称为并行操作方式。11三、寄存器寄存器分为两类：通用寄存器和专用寄存器。通用寄存器用于临时存放数据和地址，以减少CPU对存储器的访问，提高运行速度。专用寄存器如程序计数器PC(在Intel微处理器中称为指令指针IP)、标志寄存器等。控制部件微处理器CPU算术逻辑部件寄存器内总线12四、堆栈堆栈是按先入后出的原则存取信息的一种

6、数据结构。堆栈只有一个数据出入的端口，称为栈顶。堆栈指针SP总是指向堆栈栈顶的那个数据。当堆栈为空栈时，SP指向堆栈的栈底。数据存入堆栈称为压入（PUSH），数据从堆栈取出称为弹出（POP）。堆栈以字为单位操作。13CPU通过对I/O端口进行读/写操作，实现对外设的控制。I/O接口结构示意图I/O端口1I/O端口2I/O端口3地址译码数据缓冲控制电路外设ABDBCBCPU1.3.3输入/输出接口电路