微型计算机的基础知识2010姚

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1、微机原理及应用北京科技大学信息工程学院本章主要的内容是介绍微型计算机基本知识（1）微型计算机的功能组成及工作原理（2）微处理器的内部组成以及指令执行过程（3）微型计算机系统中数据的编码方式（4）微型计算机系统中的数值运算。第1章微型计算机的基本知识重点掌握和理解的知识（1）重点掌握微处理器的组成原理和工作过程（2）重点掌握计算机系统中数值的编码方式及相关的概念（3）掌握微型计算机的系统组成结构，掌握相关的技术指标（4）掌握字符的编码方法（5）掌握计算机系统中的数的运算方法（6）了解BCD码和溢出

2、等基本概念冯∙诺依曼原理采用二进制代码表示数据程序存储由运算器存储器控制器和输出输入设备等功能单元组成冯∙诺依曼原理计算机的基本工作原理在计算机内部使用二进制数；即用二进制数码表示数据和指令、程序数据、指令都必须最终转换为二进制数码在物理上，必须使用有两个稳定物理状态的介质，存储记录二进制数码程序存储是诺依曼原理的核心事先确定计算机应进行的操作和该操作所需要的有关数据将数据和处理数据的程序(指令)共同存入计算机计算机“获得了”运算所需要的“知识”和“方法”计算机将在该程序的控制下，“自动”地工作

3、冯氏体系结构的计算机基本组成存储数据和程序指令将二进制代码转换为相应的源信息形式；输出数据信息存储器输入设备运算器控制器输出设备识别并分析指令；向相关功能组件发送操作指令；实现程序控制；协调各部工作；是计算机的控制中心将原始数据和程序输入到计算机内部；转换成为二进制代码算术运算逻辑运算比较运算字符运算等等微型计算机的结构特点微型计算机是计算机家族中一个特殊成员；遵从计算机的组成原理；具有三个显著特点：微型计算机以主板作为硬件组件的“集成平台”微型计算机采用总线结构，连接各硬件组件，传送各种数

4、据信号微型计算机将运算器和控制器集成在一个芯片上，称为微处理器，即CPU微型计算机的基本结构CPU内存I/O接口I/O设备数据总线DB地址总线AB控制总线CB主机微型计算机的概念结构程序与指令的执行过程指令的执行过程LOAD005ADD006SUB007STORE008HALTABC数据寄存器累加器运算器000001002003004005006007008AABA+BCA+B-CA+B-CA+B-C指令的执行过程译码器操作控制器地址寄存器AR累加器暂存器通用寄存器程序计数器PC指令寄存器IR数

5、据寄存器DRCPUALU地址指令或数据内容20CLA21ADDAX,[30]………3000000631……000020000020000021CLACLA000000ADDAX,[30]ADDAX,[30]000006000006000006000006000021000030传送地址读存储器执行运算下条指令地址微型计算机系统的主要性能指标字与字长：计算机在同一时间内能够处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”；这组二进制数的位数就称为“字长”；在其他指标相同时，字长越大计算机的处理数据的速度就

6、越快反映了CPU在一次操作中能够处理数据的最大能力以人为例：若计算5×6，则立即可以得到答案是30；但对于55×66，就不容易立即得到正确的答案，这就是说55或66已超出了人脑的“字长”这时为了得出结果，就必须把复杂的问题分解成易于处理的问题（将55×66可分解为50×60，50×6，5×60，5×6），然后再综合起来，得出结果微型计算机系统的主要性能指标主存容量：主存贮器所能存贮的信息总量为主存容量；表示主存容量有两种方法：用字节数表示；如64KB；1MB用存储单元数×字长表示：128K*8；

7、256M*16微型计算机系统的主要性能指标主频：主时钟信号的频率称为计算机主频，用于协调各硬件组件操作；决定着计算机的处理速度，频率越高，处理速度越快；一般用MHz或GHz来描述运算速度(平均运算速度)：指每秒钟所能执行的指令条数；一般用“百万条指令/秒”来描述计算机中的数制及其编码内容介绍计算机中的常用数制及特点计算机中的数据编码计算机中数值型数据的表示方法数制的意义按进位的原则进行计数，称为进位计数制，简称“数制”数制的三要素及意义进位基数R：逢R进一数码(或称为数符)：使用那些字符表示数位

8、权：一个数字在某个固定位置时的值基数R的意义:数码有R种可能的取值“逢R进一”小数点右移一位相当于乘R反之相当于除以R数的展开式重要约定：整数部分的最低为称为第0位123456.123＝1*105+2*104+3*103+4*102+5*101+6*100+1*10－1+2*10－2+3*10－3计算机中常用进制数进制数码进位基数R位权标记十进制0-9逢十进一以10为底的幂D二进制0，1逢二进一以2为底的幂B十六进制0-9，A-F逢十六进一以16为底的幂H八进制0-7逢八进一以8为底的幂O或Q1