第2章_微型计算机硬件基础ppt课件.ppt

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1、西安交通大学计算机教学实验中心第2章计算机硬件系统1主要内容：微型计算机的组成及工作原理微型计算机的硬件系统微型计算机的主要技术指标问题的提出什么是计算机系统？它是如何组成的？计算机的基本工作原理是什么？它是如何工作的？什么是主机？主机如何构成？什么是存储器？内存和外存的作用和区别？有哪些常用的外部设备？微型计算机的组成及工作原理冯.诺依曼结构计算机微型计算机的造成微型计算机的基本工作原理现代微型计算机硬件系统的结构冯•诺依曼计算机结构采用二进制，在内存中存储程序与数据在程序控制下自动进行计算系

2、统由五大模块组成。存储器输入设备运算器控制器输出设备输入输出控制流数据流冯•诺依曼机的特点：将计算过程描述为由多条指令按一定顺序组成的程序，并放入存储器保存。指令按其在存储器中存放的顺序执行；由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行；以运算器为核心，所有的执行都经过运算器。运算器存储器控制器存取数据运算存储器存储单元的内容和地址运算器算数逻辑部件暂存器标志寄存器控制器指令存储器程序计数器地址暂存器数据暂存器指令暂存器指令译码输入输出设备输入输出微型计算机的组成中央处理器（CPU）存储器输入/

3、输出接口总线以微型计算机为例，介绍主机系统的逻辑结构，它包括以下4个部分：CPUALUCUBIUFPUMMUCache内存RAMROM总线AB决定存储器的地址空间CBDB决定一次总线操作能传输的数据位数I/O接口I/O接口I/O端口计算机系统=计算机硬件系统+计算机软件系统计算机系统主机打印机磁盘（光盘等）网络设备（路由器等）操作系统编译系统网络操作系统其他硬件设备应用软件系统软件文档、资料硬件系统软件系统硬件系统主机外部设备整个系统运行的物理平台硬件系统的核心是主机，主机的核心是——CPU。软件

4、系统软件系统是支撑硬件系统的逻辑平台，是计算机系统的灵魂、神经中枢和大脑。软件：为运行、管理和维护计算机系统或为实现某一功能而编写的各种程序的总和及其相关资料。软件系统的核心是系统软件，系统软件的核心是操作系统。计算机系统的概念结构外部存储器（硬盘、光盘、优盘）输入设备（键盘、鼠标、扫描仪）输出设备（显示器、打印机）其他（网卡、显卡、声卡、视频卡）计算机系统硬件系统软件系统主机外部设备CPU内存储器输入/输出接口总线系统软件应用软件操作系统语言编译系统工具软件网络系统OA软件管理信息系统图像处理系

5、统计算机系统的层次结构用户系统应用程序操作系统机器语言硬件系统微型计算机的工作原理指令和指令系统程序计算机的一般工作过程程序的执行方式指令和程序指令：计算机能够识别的“命令”；指令系统：计算机能够识别的所有指令的集合。程序：按一定顺序组织在一起的指令序列。指令格式指令码目标操作数源操作数说明指令的功能说明指令操作的对象for(k=1;k＜100;k++)；循环语句,执行100次;sum=sum+k;；求1～100的累加和MOVAX,BX将BX中的内容送到AX中操作码操作数举例：ADDAX，[SI+

6、6]；将(SI+6)+(AX)的结果送到AX中INC[BX]；将(BX)+1的结果送到BX中HLT；停机用简单的Z-80指令可编写程序如下：存储单元地址存储单元内容说明（十六进制）（二进制）004000111110取56送到004100111000（56）寄存器A004200000110取43送到004300101011（43）寄存器（B）004410000000把B加到A上004500110010把A内容送到0046010010000048单元004700000000空操作00480110001

7、1（99）（存结果的单元）004901110110停机汇编语言程序说明START：LDA，38H38H表示38是十六进制数LDB，2BH2BH表示2B是十六进制数ADDA，BA为累加器（A+B）LD（48H），AB为寄存器NOP空语句HALT停语句C程序语句说明intn,m,l;定义n、m、l为整形变量n＝56;把55赋给nm=43;把43赋给ml＝m＋n;把m＋n之和赋给lprintf(“L=%d”,l);输出结果计算机的工作过程计算机是在程序的控制下工作的。计算机的工作过程就是执行程序的过

8、程。指令执行的一般过程取指令分析指令读取操作数执行指令存放结果程序执行过程否程序执行指令结束分析指令是结束指令？取指令以中央处理器CPU为主的体系结构：程序与数据在计算机中均按二进制存储；程序和数据的处理是在内存中执行；在CPU的控制下，自动从存储器中取出指令并执行，完成各种工作。指令处理方式按逻辑顺序一条条指令地处理:在运行时，从内存中取出一条指令；按指令要求，从存储器中取出数据进行指定运算；按地址把结果送到内存中去。再取下一条指令，重复上述操作，直到结束为止。计算机执行程序的方