微机课件第一章计算机基础

1、微型计算机原理及应用技术微型计算机原理及应用技术机械工业出版社计算机基础知识第1章1.1计算机发展概述 1.1.1 计算机发展概况 1.1.2 计算机的主要特点 1.1.3 计算机的分类 1.1.4 计算机的应用 1.1.5 计算机的发展趋势1.2 运算基础 1.2.1 进位计数制 1.2.2 二进制编码 1.2.3 带符号数的表示 1.2.4 数的定点和浮点表示1.3 计算机系统的组成及程序执行过程 1.3.1 计算机硬件系统组成及程序执行过程 1.3.2 计算机的软件系统 1.3.3 微型计算机系统的组成及特点 1.3.4 微型计算机的主要技术指标计算机发展概述采用水银延迟线作为内存，磁鼓

2、作为外存。体积大、耗电多、运算速度慢。最初只能使用二进制表示的机器语言，到20世纪50年代中期才出现汇编语言。这个时期，计算机主要用于科学计算和军事方面，应用很不普遍。电子管计算机（19451958年）内存主要采用磁芯，外存大量采用磁盘，输入输出设备有了较大改进。体积显著减小、可靠性提高、运算速度可达每秒百万次。软件方面出现了高级程序设计语言和编译系统。计算机开始广泛应用于以管理为目的的信息处理。第二代第一代晶体管计算机（19581964年）1.11.1.1计算机发展概况第三代第四代集成电路计算机 （1964-1971年）主要采用中、小规模集成电路，运算速度达每秒千万次，可靠性大大提高，体积进

3、一步缩小，价格大大降低。软件方面进步很大，有了操作系统，开展了计算机语言的标准化工作并提出了结构化程序设计方法，出现了计算机网络。计算机应用开始向社会化发展，其应用领域和普及程度迅速扩大。微型计算机的出现和发展是计算机发展史上的重大事件，使得计算机在存储容量、运算速度、可靠性和性能价格比等方面都比上一代计算机有了较大突破。各种系统软件、应用软件大量推出，功能配置空前完善，充分发挥了计算机的功能，把计算机的发展和应用带入了一个全新时代。大规模集成电路计算机（1971年至今）1.1.1计算机的发展史计算机的主要特点自动性高速性逻辑性通用性准确性特点1.1.2计算机的分类从原理上数字计算机模拟计算机

4、从结构上从用途上专用计算机通用计算机从字长上4位、8位、16位机32位、64位机位片机单片机、单板机微机系统等1.1.3航空航天科学研究家用电器计算机的应用1.1.4计算机技术的发展趋势多媒体技术两极化网络化智能化非冯诺依曼体系结构计算机 1.1.5运算基础1.2一个R进制数具有以下主要特点具有R个不同数字符号：0、1、R-1逢R进一S= an-1an-2a1a0.a-1a-2a-m =an-1Rn-1 + an-2Rn-2 +a1R1 +a0R0+a-1R-1 +a-mR-m 上述R进制数S可用多项式（称为按权展开式）表示为：1.2.1 进位计数制 用 an-1an-2a1a0.a-1a-2

5、a-m书写表方式示数据的方法称为位置表示法。十进制数具有十个不同的数字符号，即0-9逢十进一特点一个十进数可以用它的按权展开式表示。例如：（758.75）10=7102+5101+8100+710-1+ 510-21.二进制数一个二进制数可以用它的按权展开式表示。例如：(10110.101)2=124+023+122+121+020 +12-1+02-2 +12-3 =(22.625)10具有两个不同的数字符号，即0和1逢二进一特点2.(1AF.4)16 =1162 +10161 +15160 +416-1 =(430.25)10一个十六进制数可以用它的按权展开式表示。例如：具有十六个不同的数

6、字符号，即0-9和A-F逢十六进一特点3.十六进制数十进制二进制16进制十进制二进制16进制000000910019100011101010A200102111011B300113121100C401004131101D501015141110E601106151111F701117161000010810008171000111表1-1三种数制对照表【例1-1】 十进制数22.625转换为二进制数222112余0（低位）52余122余112余00余1（高位）0.625 21 .25 取整数1（高位） 20 .5 取整数0 21 .0 取整数0（低位） （0.625）10=（0.101）2所以

7、:（22）10=(10110)2结果:（22.625）10=(10110.101)2整数部分：小数部分：4.各种数制之间的转换十进制数430.25转换为十六进制数430162616余14E（低位）116余10A余1(高位)整数部分：0小数部分：0. 2 5 1 64 . 0 取整数4结果：（430.25）10=（1AE.4）16【例1-2】注意整数部分转换，每次只求整数商，将余数作为转换结果的一位，重复对整数商除基数，一直除到商为0为止。小数部分转换，每次把乘积的整数取走作为转换结果的一位，对剩下的小数继续进行乘法运算。对某些数可以乘到积的小数为0（如上述两例），这种转换结果是精确的；对某些数

8、（如0.3）永远不能乘到积的小数为0，这时要根据精度要求，取适当的结果位数即可，这种转换结果是不精确的。：十六进制数 1 A E 4 0001 1010 1110 0100即（1AE.4）16=（110101110.01）2若要将二进制数转换为十六进制数，只要以小数点为分界，分别向左和向右每四位二进制位分为一组（若最高位或最低为不够四位则补0），对应转换为十六进制数即可。例如：二进制数 110101110.010001 1010 1110 . 0100十六进制数 1 A E . 4即（110101110.01）2=（1AE.4）16例如二进制数的算术运算【例1-3】 10100 =100001

9、 【例1-4】 100001-10100=1101 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 + 1 1 0 1 - 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 【例1-5】 11011011=10001111 【例1-6】 11100101=10111 1 1 0 1 1 0 1 商 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 + 1 1 0 1 1 1 余数 1 0 0 0 1 1 1 15.二进制数的逻辑运算【例1-7】10100101 AND 10001011 【例1-8】10100101

10、 OR 10001011 =10000001 =10101111 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 AND 1 0 0 0 1 0 1 1 OR 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 16.abNOT aNOT ba AND ba OR ba XOR b001 1000011001110010111100110【例1-9】 NOT 10100101 【例1-10】10100101 XOR 10001011 =01011010 =00101110 1 0 1 0 0 1 0 1 NOT 1 0 1 0 0 1 0

11、 1 XOR 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0二进制编码1.2.2BCD码是十进制数，有10个不同的数字符号，且是逢十进位的；但它的每一位是用4位二进制编码来表示的，因此称为二进制编码的十进制数。BCD码比较直观，例如十进制数65用BCD码书写为01100101，BCD码01001001.0111表示的十进制数为49.7。1.二进制编码的十进制数虽然BCD码是用二进制编码方式表示的，但它与二进制之间不能直接转换，要用十进制作为中间桥梁，即先将BCD码转换为十进制数，然后再转换为二进制数；反之亦然。表1-2 BCD编码表十进制8421

12、BCD码十进制8421BCD码000006011010001701112001081000300119100140100100001 000050101110001 0001字母与字符的编码 2.另外，在计算机中，汉字编码采用国标码（GB18030-2000）,它采用单、双、四字节混合编码，每个字节的最高位为1，并以此来区分汉字和ASC码。字母和字符也必须按照特定的规则，用二进制编码才能在机器中表示。编码可以有各种方式，目前微机中最普遍采用的是ASC码(American Standard Code for Information Interchange,美国标准信息交换码)。ASC码采用7位二

13、进制编码,故可表示27 =128个字符,其中包括数码(0-9)，以及英文字母等可打印的字符。ASCII（美国信息交换标准码）字符表（7位码） MSD LSD 0(H)000(B)1(H)001(B) 2(H)010(B) 3(H)011(B) 4(H)100(B) 5(H)101(B) 6(H)110(B) 7(H)111(B)0(H)1(H)2(H)3(H)4(H)5(H) 0000(B) 0001(B) 0010(B) 0011(B) 0100(B) 0101(B)NULSOHSTXETXEOTENGDLEDC1DC2DC3DC4NAKSP!“#$%012345ABCDEPQRSTUabc

14、depqrstU6(H)7(H)8(H)9(H)A(H) 0110(B) 0111(B) 1000(B) 1001(B) 1010(B)ACKBELBSHTLFSYNETBCANEMSUB&()*6789:FGHIJVWXYZfghijvwxyZB(H)C(H)D(H)E(H)F(H) 1011(B) 1100(B) 1101(B) 1110(B) 1111(B)VTFFCRSOSIESCFSGSRSVS+,-./;=?KLMNOklmNo|DEL补充:汉字编码计算机能否处理汉字是能否在我国推广计算机应用的关键.1981年我国公布“通信用汉字字符集及交换码标准GB2312-80”: 一级汉字:

15、 3775 规定7445个字符 二级汉字: 3008 西文字母,数字,图形符号:682大汉字集ISO/IEC 10646 中,日,韩汉字,共20902个.1.汉字输入的4种方法(1)整字大键盘输入:用于中文打字机, 不用.(2)手写输入:书写板(3)语音输入:正在研究开发.(4)小键盘输入:用标准英文键盘输入,共2000多种方法.常用的有:拼音输入码:如全拼,双拼等.字形编码:五笔字型等.音形编码:以字音属性为让,字形属性为辅.数字编码:如区位码,电报码等. 6763补充:汉字编码2.汉字内码:是用于汉字信息的存储,交换,检索等操作的机内代码.以GB2312-80编码(又叫国标码)为好,其特点

16、是:(1)占2个字节,其最高位都是“1”.例:“啊”的国标码是3021H,其内码是3021H H=B0A1H3.汉字交换码:用于实现不同汉字内码间系统间的汉字信息转换.主要有:(1)国标码: GB2312-80编码,又叫国标码,规定:1个汉字用2个字节组成,其高位是0.如:“啊”的国标码是3021H,即低字节00110000,高字节00100001.(2)区位码:是数字编码,无重码.把GB2312-80全部字符集组成94*94方阵,每1行称1个区,编号从01-94,区号在前 每1列称1个位,编号从01-94,位号在后每个汉字1个区号,1个位号,均用10进制表示,“啊”的区位码是1601补充:汉

17、字编码(3) 区位码与国标码的关系把区位码的区号,位号变成十六进制数,再分别加上(20)16.例:“粗”的区位码是2054,求其国标码.解: 区号(20)10= (14)16， (14)16+ (20)16= (34)16 位号(54)10= (36)16 (36)16+ (20)16= (56)164.汉字输出码:汉字输出通常使用点阵表示的字模码.一个汉字有多种字体、字形,用不同的字模码表示.不同的字体有不同的字库.内码 字库地址 选字体 字模码汉字字库:点阵字库,矢量字库.输入设备 代码转换软件 加汉字标识 字模库 输出设备 区位,国标码 双1码国标码为3456H汉字输入码汉字交换码汉字内

18、码汉字字形库汉字汉字2字节原码正数的符号位用0表示,负数的符号位用1表示,数值位保持不变。这种方法称为原码。原码的定义为: 若X+0 则X原=X 若X-0 则X原= 2n-1 X 其中n为原码的位数。1.2.3 带符号数的表示1.例 设机器字长为n=8时，试求+0、+6、+127、-0、-6、-127 的原码解： +0原=00000000 -0原=10000000 +6原=00000110 -6原=10000110 +127原=01111111 -127原=11111111正数：原码与相应的二进制数完全相同；负数：二进制数的最高位一定是“1”，其余各位是该数的绝对值。零：有正零和负零之分。原码

19、表示法最大优点：简单直观，但不便于加减运算。反码“0”有两种表示方法：+0反=00000000，-0反=111111118位二进制反码真值范围为-127+127；16位反码真值范围为-32767 。当一个带符号数用反码表示时，最高位为符号位。特点2.反码的定义为：若X+0 则X反=X 若X-0 则X反= 2n +X-1 其中n为反码的位数。例 设机器字长为n=8时，试求+0、+6、+127、-0、-6、-127 的反码解： +0反=00000000 -0反=11111111 +6反=00000110 -6反=11111001 +127反=01111111 -127反=10000000正数：反码

20、与相应的二进制数完全相同；负数：二进制数的最高位一定是“1”，其余各位是该数的原码按位取反。零：有正零和负零之分。运算性质:X反+Y反= X+Y反; X反反=X原反码作加减运算比原码简单得多： 1) X+Y反=X反+Y反（符号位与尾数一样参加运算，循环进位） 2) X-Y反=X+(-Y)反=X反+-Y反（反码把减法化成加法） 3) -Y反=Y反反（将Y反连同符号一起对所有各位求反，得 -Y反）例：x=45，y=78，用八位字长反码求x+y，x-y，-x+y，-x-y解：x=45=101101B， y=78=1001110Bx反=00101101 -x反=11010010 y反=01001110

21、 -y反=10110001x+y反=01111011 x-y反=11011110 -x+y反=00100001 -x-y反=10000100 00101101 00101101 11010010 11010010 + 01001110 01111011 11011110 100100000 110000011 +1 x+y=1111011B x-y=-0100001B -x+y=0100001B -x-y=-1111011B =123 =-33 =33 =-123补码在钟表上，指针正拨12小时或倒拨12小时，其时间值是相等的,即在钟表上X+12=X-12(mod 12)。模的概念补码的引入对于

22、n位二进制数，其计数范围为0（ 2n-1），在该计数器上加2n或减2n结果是不变的，我们称2n为n位计数系统的模。对钟表来说，它的模为12。在钟表上，如果现在时间是6点整，而钟表却指着8点整，快了2小时，校准的方法是正拨10小时或倒拨2小时，结果都正确，即：8+10=6（mod 12）顺拨 ，8-2=6（mod 12） 倒拨。3.模的概念 模：一个物理系统的最大量程 补数：一个数与模的差就是该数的补数 加法代替减法：减一个数总可用加上该数的补数来代替补码 一个绝对值小于模的数，若为正，其补码就是该数本身； 若为负，其补码就是该数与模的和。补码补码:X补= X原, X 0 X补= X反+1(末位

23、), X0, X补=m+x=x (mod m)当X0, X补=m+x=m-|x| (mod m)例:X1=+110, X2=-110,n=4(含符号位)解: n=4,m=24=10000X1补=m+x=10000+110=0110X2补=m+x=10000-110=101062补码纯小数的补码:在计算机中,纯小数常用补码表示.即: X原, 0X1 2+X, -1X0例:X= -0.1000B, 求X补解: X补 = 2+X=2-0.1000=1.1000B补码的简单求法正数:X补 = X原负数:X补 =XS. Xn-1. Xn-2. . X0+ 0.00.1,即数值位逐位变反,未位加1.性质:

24、 X反反= X原 , X补补= X原X补 = (mod2)原码、补码性质的举例 X X原 X反 X补 X反反 X补补 从上例可见,不论对正数还是负数,反码和补码有相似性质 X反反= X原 X补补= X原 X反反 X X原 X反 X补 X补反 X补补 取反加1变反变反加1变反加1补码补码运算要注意以下三个问题:(1)符号位与数值位一起参加运算.(2)如有进位出现,舍去不要.(3)运算性质:X补+Y补= X+Y补【例】已知X=-0.1101,Y=-0.0001,求X+Y解: :X补= 1.0011 + Y补= 1.1111 X+Y反=11.0010 X+Y= -0.1110真值 舍去不要结论:采用

25、反、补码可基本解决负数在机器内部数值位连 同符号位一起参加运算的问题。求补码的规则是符号位数值化数值位逐位变反,未位加1补码运算 ： X+Y补=X补+Y补（符号位和尾数一样参加运算)，进位丢弃不管 X-Y补=X+(-Y)补=X补+-Y补（补码把减法化成加法） -Y补=Y补补例：X=45，Y=78，用八位字长的补码求X+Y，X-Y，-X+Y，-X-Y解：X=45=101101B， Y=78=1001110Bx补=00101101 -x补=11010011 y补=01001110 -y补=10110010 x+y补=01111011 x-y补=11011111 -x+y补=00100001 -x-

26、y补=10000101 00101101 00101101 11010011 11010011 01111011 11011111 100100001 110000101 x+y=1111011B x-y=-0100001B -x+y=0100001B -x-y=-1111011 =123 =-33 =33 =-123双符号位补码：正数的符号用00表示，负数的符号用11表示。 运算过程中两个符号位不一致即发生溢出：01表示上溢 10表示下溢+3补=+3原=+3反=00000011-3补=-3反+1=11111100+1=11111101+0补=+0原=+0反=00000000-0补=-0反+1

27、=11111111+1=00000000补码的求法对n为二进制数，模为2n ，则X补=（ 2in +X）， MOD 2n ,i为正整数。补码的定义若X+0 则X补=X ， 若X -0 则X补= 2n +X，其中n为补码的位数。如果X0,则X补=（ 2in +X）MOD 2n=X,即正数的补码为原正数不变。如果X0,则X补=(2n +X) MOD 2n = 2n -1+X+1=X反+1，即负数的补码等于负数的反码加1，也就是等于负数原码除符号位外求反加1。求法与应用+0补=-0补=00000000，即0的补码为0，且只有一种表示方法。注意补码+0补=-0补=00000000。8位二进制补码真值范

28、围为-128+127，16位补码真值范围为-32768 。一个用补码表示的二进制数，最高位为符号位，当符号位为“0”即正数时，其余位即为此数的二进制值；但当符号位为“1”即负数时，其余位不是此数的二进制值，其值为后面各位按位取反，在最低位加1。当采用补码表示时，可以把减法运算转换为加法运算，即XY补=X补+Y补。8位带符号的补码特点补码完成四则运算,只需具有双向移位功能的加法器.数的表示方法十进制数二进制数原码反码补码-128-127-126-2-1-0+0+1+2+126+127-10000000-1111111-1111110-0000010-0000001-0000000 -111111

29、11111111101000001010000001100000000000000000000001000000100111111001111111-100000001000000111111101111111101111111100000000000000010000001001111110011111111000000010000001100000101111111011111111000000000000000000000001000000100111111001111111表1-3所谓溢出是指运算结果超出了规定长度数据的表数范围，在此特指带符号数的补码运算溢出。对字长为n位的补码表示的

30、带符号数，其最高位表示符号，其余n-1位表示数值，其表数范围为-2n-1+2n-1-1。如果一个运算的结果超出了这个范围，就称为补码溢出（简称溢出），这时运算结果是错误的。例如，对于8位字长的二进制补码数，其表数范围为-128+127。如果运算结果超出了此范围，就会产生溢出。4. 补码运算的溢出及其判断方法已知60补=00111100，-60补=11000100 100补=01100100，-100补=10011100 60补= 00111100 -60补= 11000100 60补= 00111100+ 100补= 01100100 + -100补= 10011100 + -100补= 10

31、011100 10100000 101100000 11011000 自然丢失 符号 符号 符号即 60+100补=10100000，两个正数相加，结果为负数，是错误的；(-60)+(-100)补=01100000，两个负数相加，结果为正数，是错误的；60+(-100)补=11011000=-40。 前两个运算结果之所以不正确，是因为其相加结果分别为+160和-160，均超出了表数范围，使结果的数值部分占据了符号位，产生了溢出错误。但一个正数与一个负数相加，一定不会产生溢出错误。判断溢出的方法很多，上例根据参加加法运算的两个数据的符号及运算结果的符号可以判断是否溢出。 计算机中，根据加法运算中

32、在最高位与次高位的两个进位来判断。设8位二进制数的各位记为D7D6D5D0,运算中两个D6位的进位记为C6，两个D7位的进位记为C7，用OV= C7 XOR C6（XOR是逻辑异或运算）判别式可以判断溢出情况。如果OV=0，表示结果无溢出，否则当OV=1时，表示结果有溢出。 请注意进位与溢出的区别。进位是指运算结果的最高位向更高位的进位，如上所述的8位运算中的C7。进位通常记做Cy，Cy=0表示无进位，Cy=1表示有进位。而溢出是用最高位进位（即Cy）与次高位进位的逻辑异或结果来判断的。通过上例可以看出，有进位不一定就有溢出，无进位也不一定就无溢出。同理，有溢出不一定就有进位，无溢出也不一定就

33、无进位（请计算(-60)+100来验证）。可见，进位和溢出是两个不同性质的概念，不能混淆。 例: 溢出判别 X=-34-98=-132 （字长为8位） X补=-34补+-98补 -34补=11011110B -98补=10011100B 11011110 10011100 1 01111010 丢失微型机中常用的溢出判别法：双高位判别法Cs：如最高位（符号位）有进位，CS=1，否则，CS=0。CP：如次高位有进位，CP=1，否则，CP=0。判别法则：无溢出：若最高位进位Cs 和次高位进位Cp相同同为0或同为1有溢出： Cs 和Cp相异。当CSCp=1时，表示有溢出产生，否则无溢出产生正溢出：

34、CS=0，CP=1负溢出： CS=1， CP=0定点表示法约定小数点在符号位之后、数值部分最高位之前，因此数据是纯小数，故又称定点小数，其格式为：符号位数值部分（尾数）小数点位置定点小数法比例因子的选择：例如有两个数为010.01和001.100，若进行两数相加时：010.01+001.100=（0.1001+0.0110） 22 ，该比例因子选为22 ，而且两数相加结果仍小于1。1.2.4 数的定点和浮点表示一 定点小数法约定小数点的位置固定在数值部分的最低位之后，也就是把数表示为纯整数，其格式如下：符号位数值部分（尾数）小数点位置定点整数表示法也有比例因子的选择问题，例如上例两个数化为定点

35、整数运算则为（010.01+001.100）=（01001 ） 2-2 ，该比例因子选为2-2。二 定点整数法定点表示法PfP1P2PmSfS1S2Sn 阶符 阶码 数符 尾数浮点数包括两部分：即阶码P和尾数S，它们都有各自的符号位。阶码的符号位又称阶符，用Pf表示，阶码有P1、P2Pm位；尾数的符号位又称数符，用Sf表示，尾数有S1、S2Sn位。在浮点表示法中，小数点的位置是不固定的或者说是可浮动的。一般来说，任何一个二进制数的浮点表示格式为：浮点表示法由此得出：任何一个二进制数，它的浮点数可表示为：N= 2P S。 例如：二进制数N= 2+11 0.1011，在浮点机中的表示格式为：000

36、1101011阶符 阶码 数符 尾数规定：当尾数满足0.5S1时,即为规格化数。从而看出，所谓规格化数，即尾数的最高有效位是有效数字1，而不是0。对定点小数来说，用选择恰当的比例因子实现规格化；对浮点表示法,需要调整阶码的数值实现规格化。 例如：N= 2+11 0.0101，这是非规格化浮点数。改写成：N= 2+10 0.1010，这是规格化浮点数。浮点表示法定点表示法与浮点表示法的比较由于浮点数的小数点的位置是隐含于阶码之中，阶码不同的两个尾数不能直接加减，需先把两个数的阶码调整到一致，这称为“对阶”，然后两个尾数才能相加减。数值表示范围假定某机器字长32位，数符占1位，尾数占31位，则：定

37、点小数表示范围： 2-31 S1- 2-31定点整数表示范围： 1S 231 -1浮点数的运算比定点数的运算复杂采用二进制数的形式表示指令和数据 将指令序列（程序）和数据预先存入计算机的存储器中 计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成 冯诺依曼型计算机工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”，即“集中顺序控制”。 当人们要解决问题时,首先将问题程序化,形成指令序列,然后将它存入存储器中,再由CPU的控制器从存储器中逐条取出指令解释,并取出该指令要处理的操作数送往运算器中执行,最后输出程序结果.即“程序存储和程序控制”工作原理.这就是冯.诺依曼原理.1.3 计算机系

38、统的组成及程序执行过程Von Neumann计算机体系结构要点计算机硬件的基本结构输入设备运算器输出设备存储器控制器数据流控制流图1-1 计算机的基本硬件组成1.3.1 计算机的硬件系统组成及程序执行过程1.运算器、存储器和控制器在微型机中存储单元通常以8bit即1字节为单位。为了能唯一确定并找到任一个存储单元，计算机对每一存储单元都指定一个唯一的编号，称之为存储单元的地址，地址通常从0开始顺序编排。即图1-2所示。2031-18.186012.n地址 内 容图1-2 存储单元的地址与内容运算器主要包括能完成加、减、乘、除算术运算及逻辑运算的电路以及多个寄存器。在控制信号的指挥下，运算器完成诸

39、如算术运算、逻辑运算、暂存操作数或运算结果以及数据传送等工作。2.1.3.1 计算机的硬件系统组成及程序执行过程 2. 指令指针寄存器(IP)指令寄存器（IR）指令译码器（ID）控制信号发生器控制器运算器、存储器和控制器1.3.1 计算机的硬件系统组成及程序执行过程ACC通用寄存器组专用寄存器组IP读/写控制电路地址译码器存储单元暂存器1暂存器2指令寄存器IR指令译码器ID控制信号发生器算术逻辑单元ALU地址总线AB 内部控制信号外部控制信号数据总线DB控制总线CB图1-3 简单计算机的硬件2.运算器、存储器和控制器电路结构示意图1.3.1 计算机的硬件系统组成及程序执行过程3. 程序执行过程

40、 程序的执行过程就是执行指令序列的过程，也就是一条条地执行指令的过程。 每一条指令的执行，都要先从存储器中取出指令（称为取指阶段），然后由控制器进行分析译码、发出一系列控制信号完成该指令的执行（称为分析执行阶段）。 1.3.1 计算机的硬件系统组成及程序执行过程4. 控制器设计微程序控制器按照其产生微操作控制信号的方式传统的组合逻辑控制器控制器把指令的执行分解成若干个微操作，用微指令将这些微操作编成微程序，通过执行微程序来完成这些微操作，即执行了指令。这就是微程序技术的基本原理。1.3.1 计算机的硬件系统组成及程序执行过程系统软件1.3.2 计算机的软件系统各种语言的汇编或解释、编译程序机器的监控管理程序、操作系统、调试程序、故障诊断程序程序库系统软件1.应用软件 计算机系统硬件、软件与用户