微型计算机原理与接口技术

微型计算机原理与接口技术1第1页，课件共12页，创作于2023年2月第一章绪论一、计算机的基本组成基础二、计算机的工作原理三、CPU的结构四、CPU的结构的特点五、提高微型计算机工作速度的途径六、微型计算机的外部结构2第2页，课件共12页，创作于2023年2月一、冯．诺依曼理论

微型、小型、大中型计算机的功能没有本质区别。它们的基本结构也一样，称为冯．诺依曼理论――计算机的经典理论。第一章绪论运算器RegisterMemory输入接口输入设备输出接口输出设备控制器单向数据流

双向数据流程序指令控制信息CPU微型计算机3第3页，课件共12页，创作于2023年2月

(1)运算器ALU：算术/逻辑运算。

(2)存储器Register&Memory：存储数据和程序指令的触发器阵列。

(3)输入接口：输入设备通过输入接口，输入数据和程序指令。

(4)输出接口：通过输出接口，输出数据和程序指令给输出设备。

(5)控制器：按执行的程序指令发出各种计算机内部控制命令，使各部件之间相互协调工作。

1、计算机由运算器、控制器、存储器、输入接口、输出接口五大部分组成。4第4页，课件共12页，创作于2023年2月

2、(运算)数据和(程序)指令以二进制代码形式，不加区别地存放在内存中。它们存放的位置由程序指令指定。综上所述，冯．诺依曼理论确定了计算机的工作方式是硬件结构支撑和软件程序控制的结合。

3、由一个指令指针IP(或程序计数器PC)控制指令的执行。指令的执行方式有顺序和跳转二种执行方法。5第5页，课件共12页，创作于2023年2月二、计算机的工作原理（存储程序和程序控制）1.将事先编好的程序及运算中所需的数据，按一定的方式输入并存储在计算机的内存中；2.将程序的第一条指令存放的地址送入指令指针寄存器IP中，并启动运行；3.计算机自动地逐一取出程序的一条条指令，加以分析并执行所规定的功能。6第6页，课件共12页，创作于2023年2月三、CPU的结构(单总线)(寄存器阵列)(算逻单元)(指令寄、译及定时控制）由于制造工艺的原因，CPU结构受到的限制：1、引脚数的限制；2、芯片面积的限制；3、器件速度的限制；第7页，课件共12页，创作于2023年2月四、CPU结构的特点：

1、引脚功能复用；

D0——D7为数据双向口，由“读/写”控制信号决定数据流的方向。2、单总线、累加器结构；3、可控三态电路；为避免总线冲突和信号串扰，采用可控三态电路与总线相连，不工作的器件所连的三态电路处于高阻。4、总线分时复用；8第8页，课件共12页，创作于2023年2月五、提高微型计算机工作速度的途径1.提高CPU的时钟频率，减小存储器的访问时间；2.增加CPU内部寄存器的数量和种类；3.将取指和执指并行进行。9第9页，课件共12页，创作于2023年2月六、微型计算机的外部结构CPU存储器存储器I/O接口

I/O接口

ABDBCB微机的单总线结构10第10页，课件共12页，创作于2023年2月CPU主存储器I/O接口

I/O接口

I/O接口

I/O设备

I/O设备

I/O设备

存储总线I/O总线面向CPU的双总线结构11第11页，课件共12页，创作于2023年2月CPU主存储器I