第二章计算机硬件基础

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1、第二章计算机硬件基础第一节中央处理器一、中央处理器的组成中央处理器简称CPU,由控制器、运算器组成。运算器及控制器的基本功能：运算器是计算机进行算术和逻辑运算的部件，控制器是整个计算机中统一指挥和控制计算机各部件进行工作的控制中心。二、运算器运算器是负责对数据进行算术运算或逻辑运算的部件。运算器由算术逻辑单元(ALU)、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。如图：增用奇壯加器存器组is集蛊示倉粉算术逻辑运算单元、累加器和通用寄存器的位数决定了CPU的字长。三、控制器是计算机的指令执行部件，其工作是取指令、解释指令以及完成指令的执行。控制器由指令指针寄存器、指

2、令寄存器、控制逻辑电路和时钟控制电路等组成。指令指针寄存器(IP)用于产牛及存放一条待取指令的地址。指令寄存器用于存放指令。指令从内存取岀后放入指令寄存器。四、寄存器寄存器数量增多可以提高CPU运行速度，但是不能太多，太多会使地址编码和指令长度变长，增加复杂度。由累加器、通用寄存器组、状态寄存器、指令寄存器、地址寄存器、其他寄存器等组成。五、指令基本格式单目运算：操作码地址码二目运算：操作码第一地址第二地址六、寻址方式：CPU执行指令时寻找数据地址的方式1、立即寻址：ADDAll,78其中ADD是操作码，表示做加法；All是寄存器名；78是个常数；该指令的意思

3、是寄存器AH的值加上78。2、直接寻址：ADDAH,(78)78表示操作数的地址3、间接寻址：ADDAH,((78))78表示操作数地址的地址4、相对寻址：ADDAH,*78*78表示本指令地址+78,78称偏移量5、变址寻址：ADDAH,(DI+78)DI是变址寄存器，存放一个地址，操作数地址是寄存器地址+786、寄存器直接寻址:ADDAH,78AH是一个寄存器名，即寄存器直接寻址7、寄存器直接寻址:ADDAH,(BX)BX是一个寄存器名，存放操作数的地址七、指令分类1、数据传送指令:MOVAH,BHINAH,3782、数据处理指令:算术运算、逻辑运算、移位

4、、比较等3、程序控制指令：转移、调用、返冋4、状态管理指令：屮断、屏蔽中断八、指令的执行过程1、CPU发出指令地址2、读取指令3、指令送指令寄存器4、指令译码5、按指令操作码执行6、形成下条要执行的指令的地址九、时钟周期一个指令执行的吋间称为指令周期计算机完成一个操作(如读取指令等)所需时间称为总线周期计算机中最基本的时间单位是时钟周期，有CPU的主频决定。第二节存储器系统一、存储器的分类分类方法名称举例按存储介质分半导体存储器ROM、RAM(内存)、闪存(优盘)磁表面存储器硬盘、软盘、磁带光存储器CD-ROM.DVD-ROM按工作方随机存储器RAM(内存)、

5、硕盘、软盘1式分只读存储器ROM、CD-ROM顺序存储器磁带二、多层次存储体系:如图三、主存储器1、特点：容量小、读写速度快、价格高2、编址方式：存储容量与地址线条数相对应，64M的存储器至少需耍26跟地址线(226=64M)注：我们目前的计算机大都是32位，也就是地址线条数有32条，所以其支持的最大内存容量为4G3、分类：①随机存储器(RAM)：就是我们通常称的内存，主要参数是存储容量和工作频率。例如：一条64MX8的内存条表示该内存条有64M个单元，每个单元8位。②只读存储器(ROM):只能读不能写，一般用于存放计算机启动所需的最基本程序。③缓冲存储器(C

6、ache):速度最快，一般集成于CPU中。四、辅助存储器1、磁带：顺序存储，一般只用在小型机以上的计算机中，用作数据备份。2、软盘：目前常见的一般为3.5寸高密盘，容量为1.44MB,软盘结构如乱5眞寸软融结构注意：盘面最外层的磁道称为0磁道，0磁道如果损坏，则盘片报废。3、硬盘：硬盘由多个盘面组成一个柱形结构，其原来跟软盘类似，但是磁道更多。「4、光盘：利用光信号读取或写入的存储器。®CD-ROM：只读，容量650MB左右，一倍速为150KB/s②DVD-ROM：只读，容量4.7GB左右，一倍速为1200KB/s③CD-RW.DVD-RW：可擦写的光盘，但必

7、须专门的刻录机。第三节输入输出系统一、输入输出控制方式1、程序查询方式：软件实现，效率低2、中断方式：软硕件结合实现中断请求--＞中断响应--＞中断处理--＞中断返回3、直接存储器访问方式(DMA):硬件实现DMA请求一＞CPU响应并把总线控制权交给DMA控制器--＞数据交换--＞交还总线控制权二、系统总线分类：数据总线、地址总线、控制总线总线标准：ISA总线、PCI局部总线、MCA总线三、I/O接口1、显卡：分辨率、颜色数决定显示效果和所需显存例如：显示分辨率为1280X1024的32位真彩色，所需显卡显存最少为1280X1024X324-8二5MB2、硬盘

8、接口：①IDE、EIDE②UltraD