专业英语P3U1教学课件解读.ppt

P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能 图3-1A-2 程序和数据在内存中的安排 P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能 在简单的计算机中，每条指令可分为四段，每段有四位。每条指令包括操作代码（或操作码，每条指令有唯一的操作码）、操作数地址、立即数、转换地址。 在一个实际的指令集中，有很多指令。也有大量的存储单元来存储指令和数据。为了增加存储单元的数目，如果我们使用同样的方法，地址段的指令一定长于16位。除了增加指令长度外，还有很多增加微处理器寻址范围的方法：可变指令段、多字指令、多寻址模式，可变指令长度。我们不将详细讨论它们。 存储数据 数据是存储器中代表代码的信息。为了有效利用存储空间和处理时间，大多数计算机提供了不同长度和表示方法的处理数据能力。能被处理器识别的各种不同表示称作数据类型。常用的数据类型有：位、二进制码、十进制数字（4位字节，BCD）、字节（8位）、字（2个字节）、双字（4个字节）。 P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能 有一些处理器提供了可处理其他数据类型。例如单精度浮点数据类（32位）和双精度浮点数据（64位）等的指令。还有另一类的数据–––特征数据。通常也表示为8位。在标准键盘上，每个计算机终端键和键的组合（例如shift和control功能键）有定为美国信息交换标准码的7位码。 存储器类型 在数字控制系统的应用中，我们也关注不同存储技术的特征。对主存储器来说，我们需用它临时存储信息，并逐次地从不同单元写入或获得信息。这种类型的存储器称作随机访问存储器（RAM）。在某些情况下，我们不想让存储器中的信息丢失。因此我们愿使用特殊技术写入存储器。如果写入只在物理改变连接时才能实现，那么这种存储器称为只读存储器（ROM）。如果相互连接的模式可由程序设定，那存储器叫做可编程只读存储器（PROM）。如果需要实现改写的情况，我们有可擦的可编程只读存储器（EPROM）。电可擦除的PROM缩写为EEPROM。 P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能 中央处理单元CPU CPU的工作是从存储器中取回指令并执行。CPU的结构如图3-4A-3。它有四个主要部件：算术－逻辑单元，一系列存储器，一个内部处理器总线和控制器。 图3-1A-3 中央处理单元(CPU) P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能 CPU的这些及其其他部件和它们在指令周期的分享将在后面的章节中说明。 算术－逻辑单元（ALU） ALU提供很广泛的算术操作，包括加、减、乘、除。它也完成布尔逻辑操作，例如：与、或、二进制算术求补。其他操作，例如字比较也可达到。计算机任务的主要部分包括ALU，但为了利用ALU指令，需要大量的数据移动。 寄存器 CPU内的一系列寄存器是用于存储信息的。 指令寄存器 当一条指令取回来，它被复制到指令寄存器内，并被译码。译码意味着检查操作代码并用于确定执行顺序的各步 CPU的编程器模型 可由编程器检查或修改的寄存器集称为CPU的编程器模型。由指令集操作或明显受硬件输入或数据操作的结果影响的一类寄存器是模型中表示的寄存器。 P3U1A Computer Structure and Function 第三部分第一单元课文A 计算机的结构与功能 标志寄存器 执行顺序不仅由指令而且也由前面指令的结果来确定。例如，如果在ALU中进行加法运算，加法的结果（不论结果是正、负或0）存储在称为标志寄存器、状态寄存器或条件寄存器中。如果下一指令是一个条件转移指令，标志字需要检验以确定是否需要转移。 程序计数器（指令指针） 下一指令的地址位于称作程序计数器的寄存器中。 数据寄存器 当一指令用寄存器存储数据，指令中的寄存器参考被称作寄存器寻址。