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第2章 微型计算机基础 主要内容： 微型机的构成及工作原理 8088/8086 CPU的结构及工作原理 系统总线 §2.1 微型机的基本结构 掌握： 微机系统的基本组成 微型机的工作原理 微机8088的存储器组织 一、微型计算机系统组成 微型计算机系统的三个层次 核心级——微处理器 微处理器简称CPU，是计算机的核心，主要包括： 运算器ALU：完成各种运算； 控制器CU：控制中心 寄存器组：专用和通用寄存器。 CPU实现了运算功能和控制功能，每种 CPU有其特有的指令系统。 硬件系统级——微型计算机 以微处理器为核心，配上只读存储器(ROM)、读写存储器(RAM)、输入/输出(I/O)接口电路及系统总线等部件，就构成了微型计算机。 将CPU、存储器、I/O接口、总线等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。 系统级 以微型计算机为中心，配以相应的外围设备以及控制微型计算机工作的软件，就构成了完整的微型计算机系统。 微型计算机如果不配有软件，通常称为裸机 软件分为系统软件和应用软件两大类。 一、微型计算机的基本结构 微处理器（CPU） 存储器 输入/输出接口 总线 微型计算机的概念结构 主机硬件系统——CPU 计算机的控制中心，提供运算、判断能力 构成：ALU、CU、Registers（图2-3） 例：Intel 8088/8086、PIII、P4、Celeron等 AMD （Athlon、Duron等） CPU的位数：4位、8位、16位、32位、64位 是指一次能处理的数据的位数 主机硬件系统——存储器 存放程序和数据的记忆装置 用途：存放程序和要操作的各类信息（数据、文字、图像…） 内存：ROM、RAM 特点：随机存取，速度快，容量小 外存：硬盘、光盘、U盘等 特点：顺序存取/块存取，速度慢，容量大 有关内存储器的几个概念 内存单元的地址和内容 内存容量 内存的操作 内存的分类 内存单元的地址和内容 内存包含有很多存储单元(每个内存单元包含8bit)，为区分不同的内存单元，对计算机中的每个内存单元进行编号，内存单元的编号就称为内存单元的地址。 内存容量 即内存单元的个数，以字节为单位。 注意：内存空间与内存容量的区别 内存容量：实际配置的内存大小。例：某微机配置2条128MB的SDRAM内存条，其内存容量为256MB 内存空间：又称为存储空间、寻址范围，是指微机的寻址能力，与CPU的地址总线宽度有关。 内存操作 读：将内存单元的内容取入CPU，原单元内容不改变； 写：CPU将信息放入内存单元，单元中原内容被覆盖； 内存的读写的步骤为： CPU把要读写的内存单元的地址放到AB上 若是写操作，CPU紧接着把要写入的数据放到DB上， CPU发出读写命令，数据被写入指定的单元或从指定的单元读出到DB； 若是读操作， CPU紧接着从DB上取回数据 内存储器的分类 随机存取存储器（RAM） 可读可写 易失性，临时存放程序和数据 只读存储器（ROM） 工作时只能读 非易失性，永久或半永久性存放信息 主机硬件系统——输入/输出接口 简写为I/O接口，是CPU与外部设备间的桥梁 接口的功能 提供驱动外设的电压或电流； 匹配计算机与外设之间的信号电平、速度、信号类型、数据格式等； 缓存发给外设的数据、控制命令和外设提供的运行状态信息； DMA控制和中断控制。 主机硬件系统——总线BUS 连接多个功能部件的一组公共信号线 地址总线AB：用来传送CPU输出的地址信号，确定被访问的存储单元、I/O端口。地址线的根数决定了CPU的寻址范围（内存空间）。 CPU的寻址范围 = 2n，n-地址线根数 数据总线DB：在CPU与存储器、I/O接口之间数据传送的公共通路。数据总线的条数决定CPU一次最多可以传送的数据宽度。 控制总线CB：用来传送各种控制信号。 2. 微型计算机的软件系统 软件：为运行、管理和维护计算机系统或为实现某一功能而编写的各种程序的总和及其相关资料。 3.微型计算机的物理结构 微型计算机的物理结构 INTEL芯片组 主板 主板的主要硬件构成 CPU插座 芯片组（南北桥/HUB） 内存插槽 高速缓存（现已集成到CPU内部） 系统BIOS，硬件控制 CMOS，存放硬件配置参数 总线扩展槽，PCI、ISA 串行、并行接口 软/硬盘、光驱插座 芯片组 CPU的外围控制芯片，通常为2片 两种架构：南北桥、HUB（加速中心） 南北桥 北桥——提供CPU/主存/高速缓存的连接、AGP接口、PCI桥接 南桥——提供U