微机原理-第5版(周荷琴)-第一章-(3).pptx

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1、《微型计算机原理与接口技术》第5版第1章绪论§1.3微型计算机结构和系统1.3.1微型计算机基本结构1.3.2微型计算机系统1.3.1微型计算机基本结构微型计算机基本结构框图微型计算机与冯·诺依曼结构计算机无本质区别。主要不同：CPU采用集成化的微处理器，各部件通过总线相连，所有外设都应通过I/O接口电路才能连到CPU。地址总线I/O总线微处理器CPU存储器I/O接口I/O设备数据总线控制总线1.微处理器微处理器是微型机的中央处理单元(CPU)，内含算术逻辑单元(ALU)、通用寄存器(Register)、时序和控制部件、内部

2、总线。微处理器通过一组总线(Bus)与存储器和I/O接口相连，根据指令的控制，选中并控制它们。微处理器的工作：控制它与存储器或I/O设备间的数据交换；进行算术和逻辑运算等操作；判定和控制程序流向。虽然这些操作很简单，但CPU每秒能执行几百万条指令，由指令组成的程序可解决非常复杂的问题，使计算机功能十分强大。2.存储器存储器用来存放数据和指令，其内容以二进制表示。每个单元可存8位(1字节)二进制信息。为了正确存取内存单元，需要为每个单元编1个存储器地址(MemoryAddress)。地址是不带符号整数，从0开始，顺序加1，到最

3、大值后又回0。例如,CPU有16根地址线A15～A0，可表示的地址范围为216=65536个单元，地址编号为0～65535或0000～FFFFH。2.存储器常以字节（byte，B）为单位来计量存储器的容量，并使用更大的单位：210字节=1024字节=1KB（Kilobyte，千字节）220字节=1024KB=1MB（Megabyte，兆字节）230字节=1024MB=1GB（Gigabyte，吉字节）随着存储器芯片单位面积存储单元数的急剧增加，更大的容量单位开始频繁出现。如TB（210GB，TeraByte，太字节）PB（2

4、10TB,PetaByte，拍字节）EB（210PB,ExaByte，艾字节）ZB（210EB,ZettaByte，泽字节）YB（210ZB,YottaByte，尧字节）BB（210YB,BrontoByte，布朗多字节）2.存储器习惯上用中文计量单位称呼存储器容量，如1KB为千（Thousand）字节1MB为百万（Million）字节1GB为十亿（Billion）字节1TB为万亿（Trillion）字节其实只是约数，它们的精确数量是210、220、230和240。1个存储单元中存放的信息称为该存储单元的内容。例如,图1.3

5、中,地址0003H单元中存放内容为3CH，记作：（0003H）=3CH。同理（1200H）=8FH。2.存储器B802003C8FA23412C9内容地址00000001000200031200120112021203FFFF16位机，数据以字（Word，W）为单位，用两个字节单元存放一个字，并规定：低字节在前，高字节在后。极少数系统中，字数据也会按高字节在前、低字节在后的规则存放。32位机中，32位数应以4字节或双字来表示。存储器的地址和内容，一般用16进制数表示，为简单起见，本书作图时常将H省略。程序中，16进制数后

6、面的H不能省略，否则机器会把它当成10进制数。2.存储器地址与内容的关系:1）从0000H单元开始存放的3个字节数据依次为B8H、02H和00H2）1200H开始存放字数据A28FH，（1200H）字=A28FH；1202开始存放的字数据为1234H，（1202H）字=1234H3）如果是32位机，1200H单元开始存放的双字数据为1234A28FHB802003C8FA23412C9内容地址00000001000200031200120112021203FFFF2.存储器存储器的读操作1）CPU先给出地址，如1200H，这

7、由地址总线给出；2）CPU从控制总线向存储器发“读”控制命令；3）选中单元（如1200H）的内容（8FH）出现在数据总线上，经数据总线送到CPU的数据寄存器中。存储器的写操作1）CPU向存储器发地址信号，选中一个存储单元；2）CPU向存储器发“写”控制命令；3）CPU的数据寄存器中的内容经数据总线传送到所选中的存储单元中。注意：存储单元内容读出后，原来内容不会破坏，只有在新内容写入该单元后，才会覆盖原内容。3.输入输出设备和接口电路1）I/O设备输入—将原始数据和程序传送到计算机。输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、CD-ROM、

8、数码相机。输出—将计算机处理好的数据以各种形式（数字、字母、文字、图形、图像和声音等）送到外部。输出设备：激光打印机、显示终端、七段发光二极管显示器、液晶显示器、扬声器。磁盘和磁带，既可看成存储设备，也可当成I/O设备。3.输入输出设备和接口电路2）接口电路（Interface）I/O设备