IBMPC微机组成原理与基本结构.ppt

《IBMPC微机组成原理与基本结构.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、IBM-PC微机组成原理IBM-PC微机基本结构一、微机的一般构成运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。一般计算机应包括五大部件：由于微机的主要特点是其体积很小，因此在系统设计上就有一些特殊考虑，它将运算器和控制器两大部件集成在一个集成电路芯片上，称为微处理器，也叫中央处理器，简称CPU1微处理器CPU主存储器I/O接口I/O设备I/O接口I/O设备地址总线数据总线控制总线系统总线微机硬件系统基本组成框图21、中央处理器CPU微型计算机中的中央处理器也叫微处理器。它包括运算器和控制器。功能：从主存储器中逐条取出构成程序的指令序列，分析各指令的功能，控制计算机各部件完成指定功能的各项

2、操作。2、主存储器主存储器是用于存放程序和数据的部件。它由若干个存储单元构成。存储单元的多少表示存储器的容量。每个存储单元使用一个唯一的编号来标识，称为存储单元的地址。对每个存储单元内容的存和取是按照地址进行访问的。3计算机存储信息的基本单位是一个二进制位，一位可存储一个二进制数0或1。每8位组成一个字节（BYTE)。76543210在大多数计算机中，存储器的组织都是以字节为基本单位。每一个基本单位称为一个存储单元。一个存储器是由许多的存储单元构成的，如某存储器的容量为32KB,1MB,128MB等等。为了区分这些不同的存储单元，一般使用单元地址来指示各个存储单元。如一个10位二进制数表

3、示的地址，可以用来区分210＝1024＝1K个单元。存储器地址0000000000000000000100000000101111111111…………4习惯上将CPU与主存储器合称为主机在计算机中，除了主存储器之外，一般还配置有辅助存储器，简称辅存。由于它的位置是在主机之外，因此也叫做外存。3、输入输出设备及接口输入设备将外部信息（程序、数据和命令）送入计算机。包括键盘、鼠标等。输出设备将计算机处理后的结果转换为人或其它系统能识别的信息形式向外输出。如显示器、打印机等。有的设备既具有输入功能又具有输出功能。如磁盘、磁带、触摸显示屏等。5由于I/O设备的工作速度、工作原理以及所处理的信息格

4、式等与主机相差很大，因此I/O设备要通过I/O接口才能与系统总线连接。I/O接口是主机与I/O设备之间设置的逻辑控制部件。通过它实现主机与I/O设备间的信息传送。4、系统总线系统总线将CPU、存储器和I/O设备连接起来，用于传送各大部件之间的信息。系统总线包括地址总线、数据总线和控制总线三组。它们分别用于传送不同的信息。6二、Intel8086/8088CPU的功能结构指令是构成汇编语言程序的最基本单位。就象高级语言中的一个语句。程序是由一系列的指令——指令序列构成。CPU执行指令序列就是重复执行以下两个步骤：从存储器中取指令执行指令所规定的功能7这两个步骤的执行又可以分为两种情况:1.

5、串行方式取指执行存数取指执行取指取数执行忙闲忙忙闲忙忙闲CPU外部总线特点：（1）当CPU在执行指令时，不需要占用外部总线，但此时总线也不能作它用，因此外部总线的空闲时间比较多。（2）在从存储器取指令或数据时，总线处于忙状态，其所占用的时间也较长。但CPU却只需要使用很短的时间去处理。因此大部分时间都是处于闲置状态。采用串行工作方式的计算机其运行速度较慢时间82.指令流水线结构AHALBHBLCHCLDISPBPSI地址加法器IPCSDSSSES总线控制逻辑暂存器标志寄存器ALUEU控制器123456控制信号16位数据总线段寄存器通用寄存器组外部总线16位CPU内总线AXBXCX20位地

6、址总线指令队列执行单元（EU）总线接口单元（BIU）9（1）执行单元EUEU的主要任务是分析与执行指令，它包括：A、从指令队列中取出指令代码，由控制器译码后产生相应的控制信号，控制各部件完成指令规定的操作。B、对操作数执行各种指定的算术或逻辑运算C、向BIU发送访问主存或I/0的命令，并提供相应的地址和传送的数据10（2）总线接口单元BIUBIU负责CPU与存储器、I/0的信息传送。具体功能包括：A、取指令——根据CS寄存器和指令指针IP形成20位的物理地址，从该地址指定的存储器单元中取出指令，并暂存到指令队列中，等待EU取走并执行。B、存取数据——在EU执行指令的过程中，如果需要与存储

7、器或I/O端口传送数据时，根据EU提供的数据和地址，并结合相应的段寄存器（DS、ES或SS）的内容，进入外部总线周期，与存储器或I/0进行数据的存取。EU和BIU是既分工又合作的两个独立部分。它们的操作在一定程序上是并行工作的，分别完成不同的任务，因而大大加快了指令执行速度。11Intel8086/8088运行时执行过程大致如下图所示。执行执行执行执行忙存数取数取指取指取指取指忙忙忙忙忙EUBIU外部总线时间…...…...…...