微型计算机基础ppt课件.ppt

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1、第二章微型计算机基础7/29/20211第二章微型计算机基础2.1微处理器和微型计算机系统2.2微型计算机的硬件系统2.3微型计算机的软件系统2.4微型计算机的外部设备7/29/20212提纲微处理器和微型计算机系统微型计算机的硬件系统微型计算机的软件系统微型计算机的外部设备7/29/202132.1.1微处理器的最基本组成运算器和控制器运算器完成数据的运算控制器对于程序的执行和数据的运算进行控制7/29/20214微处理器的最基本组成——运算器运算器中的基本部件是算术逻辑单元（ArithmeticLogicUnit，简称ALU）

2、和寄存器组。寄存器中存放要进行运算的操作数和运算结果，是CPU内部的小型存储部件。寄存器的位数和CPU的字长一致。算术逻辑单元完成数据的算术运算（如加、减、乘、除、求余数等）和逻辑运算（如逻辑与、逻辑或、逻辑非，及移位运算等）。逻辑运算：逻辑与：用∩表示：0∩0=0，1∩0=0，0∩1=0，1∩1=1逻辑或，用∪表示：0∪0=0，1∪0=1，0∪1=1，1∪1=1逻辑非，，7/29/20215微处理器的最基本组成——控制器负责控制运算器的工作，并对外发送控制命令。在程序执行过程中，控制器首先从存储器中取出一条指令，存放在控制器的“

3、指令寄存器”中然后对于指令的操作进行翻译，在专业上称为“译码”，由“指令译码器”来完成译码以后就可以知道这条指令要完成什么功能，再由“控制逻辑阵列”来产生所需要的控制信号，控制运算器或者其他部件进行相应的操作7/29/20216基本工作原理指令和指令系统指令就是让计算机完成某个操作所发出的指令或命令。由二进制代码构成。每种计算机都有一组指令集供用户使用，这组指令集即为计算机的指令系统。7/29/20217操作码操作数数据传送指令数据处理指令程序控制指令输入输出指令其它指令IfGoto……＋－×÷AndOr……CPU内存I/O设备主

4、机对计算机的硬件进行管理等指令结构分类操作码要完成的操作类型或性质操作数操作的内容或所在的地址指令构成及作用7/29/20218程序的执行过程指令的执行过程分为以下4个步骤：①取指令：按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令，并送往指令寄存器。②分析指令：对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码确定操作数地址。③执行指令：由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息，去完成该指令所要求的操作。④一条指令执行完成，指令计数器加1或将转移地址码送入程序计数器

5、，然后回到①。7/29/20219指令执行示例7/29/2021102.1.2微机及微机系统的概念微型计算机（Microcomputer）：以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制成的存储器、输入/输出接口电路、系统总线所组成的小型计算机，简称微机微型计算机系统(MicrocomputerSystem)：以微型计算机为基础，配以相应的外部设备及其它软件而构成的系统。7/29/202111微机系统的组成微机系统软件系统software硬件系统hardware主机外设中央处理器内存储器运算器控制器RAM随机存储器ROM只读存储器外存储

6、器——硬盘、软盘、U盘、移动硬盘输入设备——键盘、鼠标、扫描仪……输出设备——显示器、打印机、绘图仪、音箱操作系统数据库管理系统DMS程序语言处理系统集成开发环境通用应用软件——如MSoffice2000专用应用软件——用户程序系统软件支撑软件应用软件7/29/202112总线结构计算机各主要部件之间的连接采用了总线结构总线（Bus）：连接两个或多个部件，并传输特定信息的一组传输线。采用总线结构，使得它的结构简单，扩展容易，也便于部件生产的标准化。7/29/202113总线的划分三种总线：地址总线、数据总线和控制总线。地址总线（A

7、ddressBus）：向存储器或者外部设备传输地址信息的总线。地址总线是单向总线：地址总是从CPU传送到内存储器或者外部设备。数据总线（DataBus）：传输数据的总线。数据总线是双向的，数据可以从CPU传送到内存或外设，也可以从内存或外设传送到CPU。控制总线（ControlBus）：传输控制信息的总线，向内存和I/O接口传送控制信号，也可以是从外部设备向CPU传送的控制信号。控制总线的数目随CPU的不同而不同。7/29/202114趋势及局限趋势CPU的处理能力迅速提升，但与其相连的外围设备通道带宽过窄且总落后于CPU的处理能

8、力，这使得人们不得不改造总线，尤其是局部总线。20年来，CPU已经迅速发展到6-7代，相应的总线技术创新也已经达到了10余次之多。CPU主频有加快发展的趋势，加上内存存取时间的不断缩短，PC系统总线势必面临提高数据传输率的创新局限？总线结构只允许在