第2章微型计算机硬件系统ppt课件.ppt

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1、第2章微型计算机硬件系统2.1计算机系统概述2.2计算机基本工作原理2.3微型计算机硬件组成12.1计算机系统概述系统软件应用软件计算机系统分为：硬件+软件硬件软件2输入设备：键盘、鼠标、扫描仪输出设备：显示器、打印机外存：软、硬盘、光盘、闪存网络设备：网卡、调制解调器等计算机系统软件外部设备系统软件应用软件硬件运算器寄存器控制器主机内存CPU随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)高速缓冲存储器(Cache)操作系统：Windows、Unix、Linux语言处理程序：C、Pascal、VB等实用程序：诊断程序、排错程

2、序等通用：办公软件包、数据库管理系统专用：各企业管理信息系统2.1.1计算机系统构成32.1.2计算机系统的层次关系硬件系统操作系统语言处理系统应用程序人裸机操作系统应用程序用户4处理器2.1.3冯•诺依曼计算机的基本组成冯.诺依曼结构的主要特点：计算机由5个基本部分组成运算器控制器存储器输入、输出设备程序与数据一样存放在存储器中,需要按地址访问。程序和数据都以二进制表示。数据流控制流存储器运算器外存储器输出设备内存储器输入设备控制器51.运算器功能：进行算术运算和逻辑运算算术运算：加、减、乘、除等逻辑运算：与、或、非

3、、比较大小等复杂运算都要转换为以上基本运算后一步一步地实现包括：ALU（算术逻辑单元，ArithmeticandLogicUnit）；寄存器。数据来自内存，运算结果又送回内存对内存的读写操作由控制器控制62.控制器功能：控制计算机各部件有条不紊地工作，按以下步骤进行：（1）从存储器取出指令（2）分析指令（3）向其他部件发出控制信号主要部件：指令寄存器指令译码器时序电路和控制电路运算器和控制器一起称为CPU：CentralProcessingUnit73.存储器功能：存放程序和数据组成：由一些记忆单元组成，每个记忆单元由

4、8位二进制位组成存储器读操作：从存储器中取出信息存储器写操作：把信息保存到存储器中类型：（1）内存储器(内存、主存)：通常是半导体存储器信息交流中心，与各个部件打交道造价相对较高，容量受限制不能长期保存数据（RAM）内存的存取速度直接影响计算机的速度（2）外存储器（辅存）：磁盘、磁带、光盘等主要用来长期保存暂时不用的程序和数据,容量较大通常只和内存打交道，存取速度相对内存慢8内存储器的访问过程地址0001控制:写数据10000000例：向[0001]单元写数据000011101101000111001101001011

5、10110100111110100101001110110101011000110101101000110101111110110110000000地址存储单元94.输入设备功能：接受用户输入的原始数据和程序，并将它们转变为计算机可以识别的形式（二进制代码），存放到内存中。常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、写字板、麦克风等。105.输出设备功能：将内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的方式。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音响等。112.2计算机基本工作原理计算机通过执行程序来完成各种复杂的计算或处理。程序

6、由一系列指令组成，由编程人员编写。指令是计算机能够识别并执行的用于完成一定功能的命令。122.2.1指令和指令系统1.指令能被计算机识别并执行的的二进制代码，每条指令完成某种操作。2.指令的组成操作码操作数操作码要完成的操作类型或性质，如取数、加法、减法等操作码的位数决定了指令的条数操作数操作的内容或所在的地址操作数多数情况下是数据所在的地址，称为地址码。3.指令系统：一台计算机的所能识别的指令的集合。134.指令的种类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控制指令的执行顺序算术运算、逻辑运算CPU内

7、存I/O设备主机对计算机的硬件进行管理等142.2.2程序的执行过程1.指令的执行过程分以下4个步骤：（1）取指令：按照程序计数器中的地址，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，程序计数器加1或将转移地址码送入程序计数器，然后回到（1）。15指令执行过程示例：程序

8、计数器PC0100H起始地址地址内容…………0100H070270H0101H…………0270H数据程序区数据区操作码地址码07H0270H译码器操作控制线路累加器算术、逻辑运算①指令寄存器②③④控制器运算器自动加1⑤⑦⑨⑧⑥162.程序执行过程程序：由一系列指令构成，完成特定的功能。CPU不断的取指令、分析指令、执行指令，这就是