计算机硬件基础讲义 ppt课件.ppt

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1、第一章计算机基础知识第一节计算机概述一、计算机的基本组成和工作原理二、有关术语三、计算机发展简史四、微型计算机概述第二节计算机中数的表示和编码一、N进制数二、二进制数和十六进制数运算三、计算机内数的表示四、二进制编码第一节计算机概述一、计算机的基本组成和工作原理二、有关术语三、计算机发展简史四、微型计算机概述第一节计算机概述一、计算机的基本组成和工作原理二、有关术语位字节字和字长位编号指令指令系统程序寄存器译码器三、计算机发展简史四、微型计算机概述1.微型计算机的基本结构1)构成部件(1)总线(2)中央处理器CPU(3)内存(4)外设和输入/输出接口（I/O接口）2)

2、微机的工作过程2.微处理器、微型计算机、微型计算机系统3.微型计算机的特点4.微型计算机的分类1)按构成分类2)按CPU的字长分类3)按主机装置分类4)按应用分类5.IBMPC机的发展简史一、计算机的基本组成和工作原理按性能可分为：巨型机，大型机，中型机，小型机，微机现代计算机的结构基础：存储程序控制结构1945年，美籍匈牙利数学家JohnVonNeumann提出,诺依曼计算机ENIAC(1946)掌上电脑(2000)诺依曼计算机的工作原理可概述为：“存储程序”+“程序控制”要点：1．以二进制表示数据和指令(程序)2.先将程序存入存储器中，再由控制器自动读取并执行输入

3、设备控制器输出设备CPU存储器运算器ALU二、有关术语1.位(bit)2.字节(Byte)3.字和字长(word)4.位编号5.指令、指令系统和程序6.寄存器7.译码器1.位(bit)指计算机能表示的最基本最小的单位在计算机中采用二进制表示数据和指令，故：位就是一个二进制位，有两种状态，“0”和“1”2.字节(Byte)相邻的8位二进制数称为一个字节1Byte=8bit如：11000011010101113．字和字长字长是每一个字所包含的二进制位数。常与CPU内部的寄存器、运算装置、总线宽度一致字是CPU内部进行数据处理的基本单位。例某CPU内含8位运算器，则：参加运

4、算的数及结果均以8位表示,最高位产生的进位或借位在8位运算器中不保存，而将其保存到标志寄存器中10110101被加数8位+10001111加数8位进位111111101000100和8位PSW标志寄存器运算器标志寄存器运算器被加数加数和进位字长是衡量CPU工作性能的一个重要参数。不同类型的CPU有不同的字长。如:Intel4004是4位8080是8位8088/8086/80286是16位80386/80486、Pentium是32位10101100011001011001100001000011被加数+11000011110000110001010101011000加

5、数进位11111111111101110000001010001010110110011011和4位8次8位4次16位2次32位1次位1或01位字节110000118位字110000110011110016位双字1100001100111100110000110011110032位高字节低字节高字低字把一个字定为16位，1Word=2Byte一个双字定为32位1DWord=2Word=4Byte4.位编号为便于描述，对字节,字和双字中的各位进行编号。从低位开始，从右到左依次为0、1、2．．．←编号7654321010100010D7D6D5D4D3D2D1D0A7A6

6、A5A4A3A2A1A0字节数据Data地址AddressD0D7D15D8158101010101010101070A0A7A15A8字的编号为15~0双字的编号依此类推，为31~05.指令、指令系统和程序一个CPU能执行什么操作，是工程人员设计和制造好的，是固定的，用户不能改变。指令是CPU能执行的一个基本操作。如：取数、加、减、乘、除、存数等指令系统是CPU所能执行的全部操作。不同的CPU，其指令系统不同。程序是用户在使用计算机时，为要解决的问题，用一条条指令编写的指令集合。6．寄存器寄存器是用来存放数据和指令的一种基本逻辑部件。根据存放信息的不同，有指令寄存器

7、、数据寄存器、地址寄存器等。标志寄存器地址总线AB数据总线DB控制总线CB指令寄存器数据寄存器控制电路指令译码器地址寄存器指令指针寄存器R1R2R3R4寄存器组运算器IPCPU结构示意图7．译码器译码器是将输入代码转换成相应输出信号的逻辑电路。指令是CPU能执行的一个基本操作;CPU的设计者对CPU的所有指令进行编码;用户用编码形式的指令进行编程，程序存放再内存中;CPU从内存取来编码形式的指令,对指令进行译码，发出执行该指令功能所需的信号CPU总线内存标志寄存器地址总线AB程序数据数据总线DB控制总线CB地址译码器、、、指令1指令2指令3指令4、、