第1章_微型计算机的基础知识_.ppt

* 指令系统简介， 增加指令概念，指令系统概念。 程序要读入内存，在内存中存储，根据存放地址取出指令，取出的是0101代码， 代码送入指令译码器，译出对应的操作。 执行， 准备执行下条指令。 * ASCII码是128个字符组成的字符集。 ASCII码的每个字符用7位二进制表示。而一个字符在计算机内实际是用8位表示，最高位为“0”。 微机原理及应用 北京科技大学信息工程学院 本章主要的内容是介绍微型计算机基本知识 （1）微型计算机的功能组成及工作原理 （2）微处理器的内部组成以及指令执行过程 （3）微型计算机系统中数据的编码方式 （4）微型计算机系统中的数值运算。 第1章 微型计算机的基本知识 重点掌握和理解的知识 （1）重点掌握微处理器的组成原理和工作过程 （2）重点掌握计算机系统中数值的编码方式及相关的概念 （3）掌握微型计算机的系统组成结构，掌握相关的技术指标 （4）掌握字符的编码方法 （5）掌握计算机系统中的数的运算方法 （6）了解BCD码和溢出等基本概念 冯?诺依曼原理 采用二进制代码表示数据 程序存储 由运算器存储器控制器和输出输入设备等功能单元组成 冯?诺依曼原理 计算机的基本工作原理 在计算机内部使用二进制数；即用二进制数码表示数据和指令、程序 数据、指令都必须最终转换为二进制数码 在物理上，必须使用有两个稳定物理状态的介质，存储记录二进制数码 程序存储是诺依曼原理的核心 事先确定计算机应进行的操作和该操作所需要的有关数据 将数据和处理数据的程序(指令)共同存入计算机 计算机“获得了”运算所需要的“知识”和“方法” 计算机将在该程序的控制下，“自动”地工作 冯氏体系结构的计算机基本组成 存储数据 和程序指令 将二进制代码转换为相应的源信息形式；输出数据信息 存储器 输入设备 运算器 控制器 输出设备 识别并分析指令； 向相关功能组件发送操作指令； 实现程序控制；协调各部工作； 是计算机的控制中心 将原始数据和程序输入到计算机内部；转换成为二进制代码 算术运算逻辑运算 比较运算字符运算 等等 微型计算机的结构特点 微型计算机是计算机家族中一个特殊成员；遵从计算机的组成原理；具有三个显著特点： 微型计算机以主板作为硬件组件的“集成平台” 微型计算机采用总线结构，连接各硬件组件，传送各种数据信号 微型计算机将运算器和控制器集成在一个芯片上，称为微处理器，即CPU 微型计算机的基本结构 C P U 内存 I/O接口 I/O设备 数据总线DB 地址总线AB 控制总线CB 主机 微型计算机的概念结构 程序与指令的执行过程 指令的执行过程 LOAD 005 ADD 006 SUB 007 STORE 008 HALT A B C 数据寄存器 累加器 运算器 000 001 002 003 004 005 006 007 008 A A B A+B C A+B-C A+B-C A+B-C 指令的执行过程 译码器 操作 控制器 地址寄存器AR 累加器 暂存器 通用寄存器 程序计数器PC 指令寄存器IR 数据寄存器DR CPU ALU 地址 指令或数据内容 20 CLA 21 ADD AX,[30] … … … 30 000 006 31 … … 000 020 000 020 000 021 CLA CLA 000 000 ADD AX,[30] ADD AX,[30] 000 006 000 006 000 006 000 006 000 021 000 030 传送地址 读存储器 执行运算 下条指令地址 微型计算机系统的主要性能指标 字与字长： 计算机在同一时间内能够处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”； 这组二进制数的位数就称为“字长” ； 在其他指标相同时，字长越大计算机的处理数据的速度就越快 反映了CPU在一次操作中能够处理数据的最大能力 以人为例：若计算5×6，则立即可以得到答案是30；但对于55×66，就不容易立即得到正确的答案，这就是说55或66已超出了人脑的“字长” 这时为了得出结果，就必须把复杂的问题分解成易于处理的问题（将55×66可分解为50×60，50×6，5×60，5×6），然后再综合起来，得出结果 微型计算机系统的主要性能指标 主存容量：主存贮器所能存贮的信息总量为主存容量； 表示主存容量有两种方法： 用字节数表示；如64KB；1MB 用存储单元数×字长表示：128K*8；256M*16 微型计算机系统的主要性能指标 主频：主时钟信号的频率称为计算机主频，用于协调各硬件组件操作；决定着计算机的处理速度，频率越高，处理速度越快；一般用MHz或GHz来描述 运算速度(平均运算速度)：指每秒钟所能执行的指令条数；一般用“百万条