微型计算机原理第1章潘名莲版

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1、微型计算机原理西南民族大学电信学院授课教师：杜诚联系方式：13076035417Email：duch_swun@tom.com第一章微型计算机系统组成及工作原理1.1计算机中的数值与编码系统1.2微型计算机基本工作原理1.3微型计算机的基本功能与先进技术1.4现代微型计算机系统组成结构举例西南民族大学电气信息工程学院1.1计算机中的数值与编码系统电子计算机是一个自动化信息处理机，中心任务是处理数据与信息。国际标准化组织（ISO）对数据定义：数据是对事实，概念或指令的一种特殊表达形式，这种特殊的表达形式可以用人工的方法

2、或者用自动化的装置进行通信，翻译转换或者进行加工处理。西南民族大学电气信息工程学院信息是对人们有用的数据，数据时客观存在的事实。数字，文字，图画，声音，活动图像，可以认为是数据或是信息。他们可以进行人工方式，如通信，转换等。对于计算机数字，文字，图画，声音，活动图像，却不能直接使用，必须采用“特殊二进制编码形式”来表达，才能由计算机进行通信，转移或加工。西南民族大学电气信息工程学院数据区分为数值型数据和非数值型数据。数值型数据是指日常生活中的数字类数据。其他的统称为非数值型数据。有一类表示文字信息的叫字符型数据。其他的可

3、以表示声音，图像等。1.1.1计算机中的数值的编码计算机中的进位计数制与数值西南民族大学电气信息工程学院二进制数十六进制数二进制编码的十进制数（BCD码）8421BCD是十进制数，每一位使用4位二进制编码表示的。(100100101111000.0001001001001)BCD为（4918.149）10BCD十进制二进制西南民族大学电气信息工程学院BCD码有两种形式，即压缩BCD码和非压缩BCD码压缩BCD码每一位用4位二进制表示，一个字节表示两位十进制数。例如：10010110B等于十进制96D非压缩BCD码用1个字

4、节表示一位十进制数，只用低4位的0000~1001表示0~9.例如00001000B表示十进制数8，或者是0~9的ASCII码。西南民族大学电气信息工程学院1.1.1计算机中信息的编码表示计算机中数是用二进制表示的。两种常用的二进制编码规则：用于二进制数向字母，字符解释的字母与字符的编码规则。用于二进制数向汉字解释的汉字编码规则。字母与字符的编码中文信息的表示和编码西南民族大学电气信息工程学院1.1.3基本数据类型位（Bit）位是计算机所能表示的最基本的，最小的数据单元。位就是一个二进制位。2字节（Byte），字（Wor

5、d），双字（Doubleword），四字（Quardword）基本数据类型在存储器中的存放顺序数据型的低字节存放在较低的地址处。西南民族大学电气信息工程学院西南民族大学电气信息工程学院1.1.4计算机的基本结构计算机的基本结构是以运算器为中心，有运算器，存储器，控制器，输入输出设备组成。称为：三总线结构西南民族大学电气信息工程学院从硬件体系结构来看，采用的基本上是计算机的经典结构-----冯。诺依曼结构。特点：①由运算器，控制器，存储器，输入输出设备五大部分组成。②数据和程序以二进制代码形式不加区别的存放在存储器中，存放

6、位置由地址指定，地址码也为二进制。③控制器是根据存放在存储器中的指令序列来工作的，并由一个程序计数器控制指令的执行。西南民族大学电气信息工程学院根据总线组织方法不同，可把总线结构分为单总线，双总线，双重总线三类。单总线结构系统存储器M和I/O接口均使用同一组信息通，因此，CPU对M的读/写和对I/O接口的输入/输出操作只能分时进行。西南民族大学电气信息工程学院双总线结构M和I/O接口各具有一组连通CPU的总线，CPU可以分别在两组总线上同时与M和I/O交换信息,因而拓宽了总线带宽,提高了总线的数据传输效率西南民族大学电气

7、信息工程学院双重总线结构有局部总线与全局总线。CPU通过局部总线访问局部M和局部I/O时,工作方式与单总线相同。当系统中某微处理器需要对全局M和全局I/O访问时，则必须由总线控制逻辑统一安排才能进行,这时该微处理器就是系统的主控设备。这样，整个系统便可在双重总线上实现并行操作,从而提高了系统数据处理和数据传输的效率。西南民族大学电气信息工程学院一、微处理器(MPU)微处理器是微型计算机的指挥控制中心，不同型号的微型计算机，其性能的差别首先在于其微处理器性能的不同。每种微处理器有其特有的指令系统。无论哪种微处理器，其内部基

8、本结构总是相同的，都有控制器、运算器和内部总线及缓冲器三大部分图中所示结构是以单总线为基础的。各基本部件的功能如下：西南民族大学电气信息工程学院西南民族大学电气信息工程学院(1)算术逻辑单元ALU(ArithmaticLogicUnit)ALU是运算器的核心，它是以全加器为基础，辅之以移位寄存器及相应控制逻辑组合而成