硬基第2章-概述

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1、第二章微型机系统概述主要内容：2.1微机系统概述2.2微机系统硬件结构2.3微机的基本工作原理2.4PC系列机2021/7/20微型计算机系统的组成微处理器存储器I/O接口总线硬件系统软件系统微型计算机系统微型计算机(单片机)外设ALU寄存器控制器键盘、鼠标显示器软驱、硬盘、光驱打印机、扫描仪系统软件应用软件2.1微机系统概述CPUMPU2021/7/20软件系统系统软件应用软件操作系统系统应用软件存储器管理进程管理设备管理文件管理用户界面GUI网络软件编译系统系统维护程序工具软件系统增强软件办公数据库图形图像游戏娱乐。。。2021/7/202.1

2、.1微机系统的三个层次2.微型计算机（单片机）3.微型计算机系统*只有微型计算机系统才是完整的计算机硬件软件1.微处理器CPU(MPU)2021/7/20微型计算机系统的层次结构用户应用程序系统应用程序操作系统机器指令微指令硬件逻辑电路系统结构的观点程序员的观点应用程序BIOS硬件逻辑电路操作系统2021/7/202.1.2微机系统的主要性能指标1.字长:16位,32位,64位2.Cache容量：1MB,2MB,4MB,8MB3.存储器容量：(内/外)1KB,1MB,1GB,1TBPentium32位4G4.运算速度:MIPS,MHz主频：1秒内发

3、生的同步脉冲数5.外设扩展能力6.软件配置情况2021/7/202.2微机系统的硬件结构微处理器系统的核心存储器记忆设备，内存/外存总线信息的传输设备（CPU总线、系统总线）I/O接口与外设进行信息交换的“桥梁”2021/7/202.2.1三总线结构及分类1.冯·诺依曼计算机结构3个特点：①有五大部件组成的。②数据、程序以二进制形式在存储器中。③控制器是按程序来工作的。指令驱动控制命令指令流数据流输出设备运算器控制器存储器输入设备2021/7/202.微型计算机的总线结构存储器I/O接口输入设备I/O接口地址总线AB输出设备数据总线DB控制总线CB

4、I/O接口AB:AddressBus，DB:DataBus，CB:ControlBus*硬件五大部件之间是通过数据总线DB、控制总线CB、地址总线AB相连的。CPU三总线结构总线结构优点:构造简单,具有灵活性、扩展性、可维修性。2021/7/203.总线的结构分类按总线组织方法的不同单总线结构双总线结构多层总线结构（双层）三种结构2021/7/20单总线结构CPUMMI/OI/OI/ODB,AB,CB缺点：高速的存储器与低速的I/O接口竞争总线，影响了存储器的读写速度2021/7/20双总线结构面向CPU的双总线结构CPUMI/OI/OI/ODB,

5、AB,CBDB,CB,AB缺点：存储器与I/O设备的数据传输必须通过CPU2021/7/20多层总线结构缓冲器全局M全局I/O局部MCPUI/OI/O总线控制逻辑局部I/ODMA控制器DirectMemoryAccess,译为“直接存储器存取“2021/7/202.2.2微机各大组成部分简介1.微处理器MPU(CPU)算术逻辑单元：ALU（以全加器为基础，完成四则运算和各种逻辑运算）累加器ACC：累加寄存器标志寄存器FR（溢出、进位、为0？）寄存器组RS堆栈和栈指针SP[后进先出,push(sp+1),pop]程序计数器PC指令寄存器IR，译码器I

6、D，操作控制器OC2021/7/20微处理器的典型结构示意图MOVA,5CHADDA,2EH2021/7/202021/7/202.存储器存储器（主板上）：称为内存或主存，存放数据和程序。2726252423222120存是计算机存储信息的记忆单元集合，每个记忆单元通常由8位二进制位组成，可读写其中的数据。100010101011101011000011101010012021/7/20（1）常用术语bit（位，比特）1个二进制位Byte（字节）8个二进制位KB，MB，GB，TBWord（字）2个或多个字节2021/7/20（2）内存操作：CPU对

7、内存（RAM)可进行读写操作。（3）内存分类：随机存储RAMDRAM动态SRAM静态固化ROM(PROMEPROM)特点:RAM可读可写（断电消失）ROM只读（断电不消失）2021/7/20内存储器的访问过程**内存单元地址与内存单元内容是不同概念11101101110011011000110111101101111010011110110111101101111011011110110111101101111011011110110110001101110011011000110111101101000000010010001101000101

8、0110011110001001101010111100110111101111地址0001控制:写数据100000001