微机原理_D1.3

1、1.3 微型计算机系统概论微型计算机系统概论 ( (自学自学) ) 3微型计算机系统微型计算机系统 微型计算机系统是以微型计算机为主体，配上输微型计算机系统是以微型计算机为主体，配上输入设备、输出设备、外存储器设备、电源、机箱以及入设备、输出设备、外存储器设备、电源、机箱以及基本系统软件组成的系统，它又简称为基本系统软件组成的系统，它又简称为微机系统微机系统。 1. 微机硬件系统基本结构微机硬件系统基本结构 1.3.2 微机硬件系统组成微机硬件系统组成 (1) 中央处理器（中央处理器（CPU 、微处理器微处理器MPU） 用于实现算术、逻辑运算，并对全机进行控制。用于实现算术、逻辑运算，并对全机

2、进行控制。 包括运算器、控制器和寄存器组三个主要单元。包括运算器、控制器和寄存器组三个主要单元。 运算器运算器 算术运算和逻辑运算操作。算术运算和逻辑运算操作。 控制器控制器 从存储器中取出的指令从存储器中取出的指令译码译码, 发出发出相应的控制信号，完成整个微机系统的控制。相应的控制信号，完成整个微机系统的控制。 寄存器组寄存器组 存放存放CPU频繁使用的数据和地址信频繁使用的数据和地址信息，加快息，加快CPU访问速度。访问速度。 （2）存储器）存储器 是微机存放程序和数据的装置。是微机存放程序和数据的装置。 内存储器内存储器(内存内存) 用于暂时存放程序和数据，也称用于暂时存放程序和数据，

3、也称主存。由只读存储器（主存。由只读存储器（ROM）和随机存储器（和随机存储器（RAM）两部分组成。两部分组成。 CPU内存内存 主机主机 外存储器外存储器(外存外存) 位于主机外部，用于存放大量信位于主机外部，用于存放大量信息息, 存取速度比内存慢得多。如磁盘、磁带、光盘等。存取速度比内存慢得多。如磁盘、磁带、光盘等。 (3) 外部设备外部设备 (外设外设) 输入输入/输出设备输出设备（I/O）设备设备是指负责计算机与是指负责计算机与外界通信用的设备。如键盘、鼠标器、扫描仪、条外界通信用的设备。如键盘、鼠标器、扫描仪、条码读入器；显示器、打印机等。码读入器；显示器、打印机等。 外存储器外存储

4、器 (4) 接口电路接口电路 (IO接口接口) 设置在主机与外设之间的专门电路，用于协调主设置在主机与外设之间的专门电路，用于协调主机与外设之间的信息传输。机与外设之间的信息传输。 (5) (5) 系统总线系统总线 总线（总线（BUS） 计算机中用于传输信息的一组计算机中用于传输信息的一组公用信号线。公用信号线。 系统总线系统总线用于连接微机各部件（用于连接微机各部件（CPU 、内部、内部存储器、接口电路）的总线。存储器、接口电路）的总线。 数据总线数据总线(DB) 双向三态总线双向三态总线, 传送数据和指令代传送数据和指令代码；码； 地址总线地址总线(AB) 单向总线单向总线, 传送地址；传

5、送地址； 控制总线控制总线(CB) 单向总线单向总线, 传送传送CPU对内部存储器对内部存储器或或 IO设备的设备的控制命令控制命令和和的的信信息息。 2、微机硬件系统的典型配置、微机硬件系统的典型配置 (了解了解) 微机硬件系统由微机硬件系统由主机主机和和外设外设组成。组成。 主机包括主板、主机包括主板、IO接口卡（又称适配器）以及接口卡（又称适配器）以及电源、机箱等部件，电源、机箱等部件， 微机的外设很丰富，典型的外设有键盘、鼠标器、微机的外设很丰富，典型的外设有键盘、鼠标器、显示器、打印机、软盘驱动器、硬磁盘驱动器以及光显示器、打印机、软盘驱动器、硬磁盘驱动器以及光盘驱动器等设备。盘驱动

6、器等设备。（1）主板）主板 微处理器微处理器 微处理器是主板的核心芯片。不同类型的微处理微处理器是主板的核心芯片。不同类型的微处理器可构成不同性能的主板。如器可构成不同性能的主板。如 80486芯片构成的主板芯片构成的主板为为486主板，主板，Pentium芯片构成的主板为芯片构成的主板为Pentium主板。主板。同一档次的芯片构成的主板也有一些差异，如同一档次的芯片构成的主板也有一些差异，如 486DX2 66MHZ（双倍速度微处理器）芯片构成的主双倍速度微处理器）芯片构成的主板与板与 486DX4100MHZ（四倍速度微处理器）芯片构四倍速度微处理器）芯片构成的主板，其性能不同。成的主板，

7、其性能不同。 一般来讲，采用越先进的微处理器芯片，其主板一般来讲，采用越先进的微处理器芯片，其主板的性能就越高。的性能就越高。 外部高速缓存外部高速缓存 大容量的动态随机存取存储器（大容量的动态随机存取存储器（DRAM）相对微相对微处理器而言，其速度较慢。为了加快微处理器访问处理器而言，其速度较慢。为了加快微处理器访问DRAM所存信息的速度，通常在微处理器和所存信息的速度，通常在微处理器和DRAM之之间加入了一层速度接近间加入了一层速度接近CPU、容量较小的静态随机存容量较小的静态随机存取存储器（取存储器（SRAM），），作为主存信息访问的高速缓冲作为主存信息访问的高速缓冲存储器（存储器（Ca

8、che）。）。Cache的容量一般不大，典型配置的容量一般不大，典型配置为为64KB256KB，可实现可实现CPU访问主存零等待。访问主存零等待。 当当Cache位于微处理器芯片外部时，称为位于微处理器芯片外部时，称为外部高外部高速缓冲存储器速缓冲存储器，位于微处理器芯片内部时，则称为，位于微处理器芯片内部时，则称为内内部高速缓冲存储器部高速缓冲存储器。 计算机使用的各种程序的集合计算机使用的各种程序的集合汇编语言汇编语言 先先才才操作系统操作系统 翻译程序（语言处理程序）翻译程序（语言处理程序） 将汇编语言将汇编语言/高高级语言源程序级语言源程序“翻译翻译”成计算机能成计算机能 “懂懂”的机

9、器语言的机器语言目标程序的软件。包括汇编程序、目标程序的软件。包括汇编程序、BASIC解释程序、解释程序、各种高级语言的编译程序。各种高级语言的编译程序。汇编语言汇编语言源程序源程序汇编程序汇编程序机器语言机器语言目标程序目标程序汇编汇编高级语言高级语言源程序源程序编译程序编译程序机器语言机器语言目标程序目标程序编译编译微型计算机软、硬件和人的关系1.1.指令的表示方法指令的表示方法 指令指令 让计算机执行某一操作的命令。让计算机执行某一操作的命令。 （1）指令的机器码表示法）指令的机器码表示法 机器码机器码 用二进制表示的指令。用二进制表示的指令。操作码操作码 操作数操作数 操作性质操作性质

10、 操作对象操作对象（不可缺少不可缺少） 不同指令的长度（二进制代码位数）不一定相同，但不同指令的长度（二进制代码位数）不一定相同，但都是字节的整数倍。都是字节的整数倍。 第一个字节一定是指令操作码。第一个字节一定是指令操作码。（2 2）指令的符号表示法）指令的符号表示法助记符助记符符号或数字符号或数字 助记符通常是表示指令功能的英文单词或单助记符通常是表示指令功能的英文单词或单词词/词组的缩写，词组的缩写，不可缺少不可缺少。 MOV AL, 05H；AL 05H MOVE 指令指针寄存器（指令指针寄存器（IPIP）用于存放将要执用于存放将要执行的指令的地址。行的指令的地址。 IP IP是可预置的加是可预置的加1 1计数器。计数器。 例例 操作码操作码操作数操作数操作码操作码操作数操作数操作码操作码 (3) (3) 执行程序执行程序 给给IPIP赋初值赋初值00H00H，启动模型机，开始执行。，启动模型机，开始执行。 每条指令分为每条指令分为取指令（操作码），执行指令取指令（操作码），执行指令两个阶段。两个阶段。 1. 掌握计算机中有符号数、无符号数的表示方掌握计算机中有符号数、无符号数的