第二章_微型计算机基础.pptVIP

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 8086 CPU的结构及工作原理 总线概念 §2.1 微型机的基本结构 主要内容 微机系统的基本组成 微型机的工作原理 微机8086的存储器组织 一、微型计算机系统组成 1、微型计算机的硬件系统 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 主机硬件系统之一：CPU CPU是计算机的控制中心，提供运算、判断能力 构成：ALU、CU、Registers ALU是实际进行运算的部件，完成算术运算和逻辑运算功能，但只有ALU完成不了运算，如同只有算盘、没人打一样，所以必须配置控制单元CU。控制单元控制ALU去完成各种运算。参加运算的数据、以及运算的中间结果要有存放的地方，寄存器就是在运算过程中数据的临时存放处。 例：Intel 8088/8086、PIII、P4、Celeron CPU的位数是指能同时处理的二进制数据的位数，有4位、8位、16位、32位、64位之分，位数越多处理能力越强。 主机硬件系统之二：存储器 存储器是存放程序和数据的记忆装置，分为内存和外存。 内存：ROM、RAM，用来存放当前正在执行的程序和正在处理的数据。 特点：随机存取、速度快、容量小、位价格高，CPU直接访问。 外存：磁盘、光盘、半导体盘、…，用来存放暂时不用的程序和数据，在需要时将被调入内存。 特点：顺序存取、或者块存取，速度慢，容量大、位价格低。CPU不能直接访问。 存储器相关概念1：地址和内容 内存包含有很多存储单元（每个内存单元包含8位），为区分不同的内存单元，给微机中的每个内存单元进行编号。内存单元的编号称为内存单元的地址，如同房间号。 存储器相关概念2：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。 存储器相关概念3：内存储器的分类 读写存储器（RAM） 可读可写 易失性，临时存放程序和数据 RAM又分静态RAM和动态RAM，即SRAM、DRAM 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 主机硬件系统之三：输入输出接口 I/O接口是指主机与外设的交接部分，位于系统总线和外设之间，是主机和外设联系的桥梁。 接口有两个面向：一是要面向CPU，通过总线与CPU相连；二是要面向设备，通过总线与外部设备相连。 CPU不能直接访问外设，要经过I/O接口。 主机硬件系统之四：总线 定义：一组能为多个功能部件分时共享的信息传输线路，总线把微机的功能模块连接成为一个有机的整体。 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。地址线的位数决定了CPU的寻址范围。（单向） CPU的寻址范围 = 2n， n：地址线位数 数据总线DB：用来在CPU与存储器、I/O接口之间传送数据。数据总线的位数决定CPU一次最多可以传送的数据宽度。（双向） 控制总线CB：用来传送各种控制信号或状态信号。 当前微型计算机大多采用PCI总线连接各部件。 2. 微型计算机的软件系统 所谓软件是为运行、管理和维护计算机系统、以及为实现某一应用功能而编写的各种程序及其相关资料的总和。 二、计算机的工作过程 存储程序是冯·诺依曼思想的核心，也反映了计算机的工作方式，有三个要点：①事先编制程序；②事先存储程序；③自动执行程序。 计算机处理任何问题都是通过执行程序来实现的。在求解问题时，按照解决问题的算法编制程序。程序是一组指令的有序集合，它规定计算机做什么和怎么做。 无论用什么语言编制程序，最终都要转换为二进制代码表示的机器指令，存储在计算机的存储器中，等待计算机执行。 计算机一旦启动，就会自动地从存储器中逐条取出指令，按指令要求完成相应的操作，直到整个程序执行完毕，并输出结果。 程序的执行过程 §2.2 8086微处理器 主要内容 8086CPU概述 8086CPU的内部结构和特点 各内部寄存器的功能 一、概述 8088、8086基本类似： 16位CPU、AB宽度20位； 40条引脚，相同指令系统。 8088、8086的主要差别： 指令预取队列：8088为4字节，8086为6字节 数据总线引脚：8088有8位，8086有16位 8088为准16位CPU，内部DB为16位，但外部仅为8位，16位数据要分两次传送。 本课程主要介绍8086（IBM PC采用8088） 8086CPU的两种工作模式 8086可工作于两种模式： 最小模式为单处理机模式，控制信号较少，一般可不必外接总线控制