微机原理第一章课件.ppt

1、微型计算机系统原理与应用,1.1 80 x86系列结构的概要历史,微型计算机的发展是以微处理器的发展来表征的 微处理器的集成度每隔18个月就会翻一番，芯片的性能也随之提高一倍,微处理器芯片上集成的晶体管的密度,Intel 80 x86微处理器简介,80386,80486,（586）奔腾,奔腾II,奔腾4,80286,8086（8088）,奔腾III,IA-64 （安腾itanium ）,4004,8008,8080,8085,微处理器飞速发展,形成了IA-32 （Intel Architecture）-32结构,Intel 超线程处理器,超线程（Hyper-Threading HT）技术指一个

2、物理处理器能够用共享的执行资源同时执行两个或多个独立的代码流（称为线程）。从体系结构上讲，一个具有超线程技术的IA-32处理器包含两个或多个逻辑处理器，,Intel公司于2002年推出了具有超线程技术的IA-32系列处理器。,Intel 双核技术处理器,双核处理器即是基于单个半导体的一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心。换句话说，将两个物理处理器核心整合入一个核中。,双核心技术与超线程技术的区别:,可以简单地把双核心技术理解为两个物理处理，；而超线程技术只是两个逻辑处理器。,BACK,1.2 计算机基础,1.2.1计算机的基本结构,CPU：运算器、控制器 主机： CPU(运算器、控制器)和

3、内存 外部设备：输入设备、输出设备和外存,微处理器 一个大规模集成电路芯片 把CPU（由运算器和控制器组成）和一组称为寄存器（Registers）的特殊存储器集成在一片大规模集成电路或超大规模集成电路封装之中，这个器件被称为微处理器，是微机中的核心芯片。,微型计算机系统的三个层次,英特尔微处理器芯片,80386,Pentium,8088CPU,Pentium 4,微型计算机 通常指微型计算机的硬件系统 还有一般的说法：微机、微型机 以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制作的只读存储器（ROM）、读写存储器（RAM）、输入输出接口电路及输入输出设备所组成的计算机，称为微型计算机。,微型计算机系

4、统的三个层次（续）,将微型计算机的各组成部分安装在一块印刷电路板上，称为单板微型计算机，简称单板机。 将微型计算机的各组成部分集成在一片超大规模集成电路芯片上，称为单片微型计算机，简称单片机。,单板机与单片机,单片机,有镜像功能的单板机,微型计算机系统 指由硬件和软件共同组成的完整的计算机系统,微型计算机系统的三个层次（续）,1.2.2计算机中的数和编码系统,1.计算机中的数制,2.带符号数的表示,把二进制数的最高一位定义为符号位，符号位为0表示正数，符号位为1表示负数。,这种在计算机中使用的、连同符号位一起数值化了的数，称为机器数。,机器数所表示的真实的数值，称为真值。,机器数的表示方法,原

5、码 记作X 原 反码 记作X反 补码 记作X补,原码,用机器数的最高一位表示符号位（正数的符号 位为0，负数的符号位为1），其余位表示数值 的大小（绝对值），这种表示方法称为原码。,原码举例,38原=,例：机器字长n=8bit,38原,0100110B原=,00100110B=26H,0100110B原=,10100110B=A6H,反码,反码表示法：正数的反码同原码，负数的反码 数值位与原码相反。,反码举例,例：机器字长n=8bit X=-4，X原=10000100B X反=11111011B=FBH,补码,正数的补码：同原码,负数的补码：等于它的反码末位加。,补码举例,例： 机器字长n=8

6、位 X= -4 X原=10000100B，X反=11111011B， X补=11111100B=FCH,当求补码的真值时，如最高位为0，其余位即为此数的 二进制值，但当最高位为1时，需把其余位按位取反以 后最低位加1才是它的二进制值。,补码转换为真值方法,例 求以下补码的真值 设X补=01111110B，求X 设X补=10000010B，求X,X= +1111110B= +126D,X= -（1111101B+1）= -1111110B= -126D,补码求真值举例,3.数字编码,是指用若干位二进制代码来表示一位十进制数。,常用的是8421BCD码，用四位权为8421的二进制数来表示等值的一位

7、十进制数。,二-十进制编码BCD（Binary Coded Decimal Number),BCD码有两种格式：压缩型BCD码（组合BCD码）和非压缩型BCD码（非组合BCD码）,压缩型BCD码（组合BCD码）,用4位二进制数表示一个十进制数，整个十 进制数形式为一个顺序的以4位为一组的数串。,例如，9502D的压缩型BCD码为：,1001 0101 0000 0010B,每4位之间留一空格,即：9502H,非压缩型BCD码（非组合BCD码）,以8位为一组表示一个十进制数位，8位中的低4位0000B1001B表示09，而高4位为0。,例如，9502D的非压缩型BCD码为：,00001001 0

8、0000101 00000000 00000010B,每8位之间留一空格,即：09050002H,BACK,4.字符编码,ASCII码,1.4微型计算机的结构,1.4.1微型计算机的外部结构,微处理器与各个模块之间通过地址总线AB(Address Bus)、数据总线DB（Data Bus）、控制总线CB（Control Bus）联系在一起。,微处理器：进行算数 运算和逻辑运算。,存储器：存储程序、 数据、符号等,I/O接口：使外设 与微机相连。,总线的基本概念,总线是一组信号线的集合，是一种在各模块之间传送信息的公共通道 总线是各部件联系的纽带,8086CPU,微处理器外部有数量有限的输入输出

9、引脚，这些引脚称为微处理器的外部总线,按总线传送的信息可分成三组 地址总线AB：传送地址信息 数据总线DB ：传送数据信息 控制总线CB ：传送控制信息,总线信号,地址总线AB-单向总线 输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址 地址线的多少决定了系统直接寻址内存的范围 数据总线DB-双向总线 CPU读操作时，外部数据通过数据总线送往CPU CPU写操作时，CPU数据通过数据总线送往外部 数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数 控制总线CB 协调系统中各部件的操作，有的是CPU向内存及外设发出的控制信息，有的是内存及外设等发给CPU的信息，个别的还兼有以上两种情况。就某根来说是单向或双向。,举例,举例,1.4.2微型计算机的内部结构,微处理器的内部主要由三部分组成：,1. 内部寄存器阵列,2. 累加器和算术逻辑单元,3. 指令寄存器，指令译码器和定时及各种控制信号的产生电路,运算器,控制器,BACK,Intel 80 x86CPU的地址线位数,Intel80 x86 地址线位数 存储容量 8086 20 1MB 8088 20 1MB 80286 24 16MB 80386Pentium 32 4GB Pentium Pro Pentium 4 36 64GB,返回,Intel 80