Intel结构32位计算机技术69897.ppt

lecture 1 Intel结构32位计算机技术 潘焕成 刘兴东 聂丽文 彭艳 高等教育出版社 课程任务 以IA-32 计算机为对象，介绍当今流行的32位计算机硬件技术，以达到具备IA-32 计算机硬件分析能力的目的。同时，介绍MASM 6.1x汇编语言的知识以及以MASM 6.1x汇编语言为工具来辅助观察硬件动作行为的方法，以达到具备初步IA-32计算机硬件功能测试能力的目的。 IA-32 计算机 ——Intel Architecture 32位计算机 学习方法: 1. 课程内容前后交叉，常规的循序渐进式的学习方法不管用了。 2. 书、手册、资料是学习硬件的主要手段。 3. 硬件的规律性较差，要求在理解的基础上记忆。 4. 英文是学习好硬件的工具之一。 1.1 冯·诺依曼计算机的基本概念和结构 冯·诺依曼计算机： (Von Neumann machine) 按程序存储（Stored-Program）概念建造的计算机称之为冯·诺依曼计算机。 冯·诺依曼计算机的要点： 1、使用二进制（Binary）表示指令和数据； 2、使用程序存储工作原理； 3、计算机的硬件由 运算器（ALU）、 控制器（CU）、 存储器（Memory,也称内存或主存）、 输入设备（Input device)、 输出设备(Output device) 五部件组成。 几个术语： 指令（instruction） ： 也称机器指令（Machine instruction）。 它是控制计算机硬件进行工作的命令（Command）。 数据（Data）： 指的是能够由计算机处理的数字、字母和符号等。 机器语言（Machine Language）： 由于计算机的硬件仅能识别二进制代码表示的指令和数据，所以这种二进制代码也称之为机器语言。 注：计算机硬件如何识别内存中的指令和数据： 指令和数据分区存放（程序存储区和数据存储区），分区访问。 程序（Program)： 指的是为求解某一问题而设计的一系列指令的集合。 CISC (Complex Instruction Set Computer) ： 复杂指令系统计算机。 RISC (Reduced Instruction Set Computer) ： 精简指令系统计算机。 1、使用二进制表示指令和数据 计算机为什么要使用二进制而不使用十进制： 主要因为二进制的一个数位使用仅有两种稳定状态的电路即可表示，而十进制则需要具有十种稳定状态的电路才可表示。显然，使用二进制比使用十进制，电路实现简单多了。另外二进制进行算术和逻辑运算都很方便。 以使用5V直流电源的逻辑电路为例，在正逻辑的情况下：3V以上的电平称之为高电平，代表数字1。0.8V以下的电平称之为低电平,代表数字0。 数字信号的波形示意图： 2、使用存储程序工作原理 程序存储工作原理的要点： 程序设计， 把程序置入内存， 从内存中取指令并执行。 ? 注意： 汇编语言中的可执行语句（Executable Statement）与机器指令有一一对应的关系，即一条汇编语言可执行语句，能且仅能翻译成一条相应的机器指令； 而一条高级语言语句可翻译成相应的数条机器指令。 3. 计算机硬件的结构 冯·诺依曼计算机的硬件结构如图1.2所示。 冯·诺依曼计算机五部件的功能: 运算器的主要功能是从存储器中取出原始数据，进行运算，并把结果送回存储器。 存储器的主要功能是存放程序和数据。 输入设备的主要功能是把程序和原始数据输入到存储器。 输出设备的主要功能是把存放在存储器中的结果输出。 控制器是计算机全机的控制中心。 微处理机（Microprocessor）: 把运算器和控制器制造在一块硅片上，称之为微处理机。 微型计算机: 以微处理机为核心，再加上内存和I/O设备组成。 ? 1.2 IA-32 Intel计算机的概况 1.2.1 计算机发展简史 1946年诞生世界上第一台数字电子计算机。 通常以所采用的基本硬件技术来划分计算机发展的不同阶段： 第一代计算机 使用的电路器件是电子管或真空管。 第二代计算机 使用的电路器件是晶体管（Transistor）。 第三代计算机 使用的电路器件是小规模集成电路SSI（Small Scale Integrated）和中规模集成电路MSI（Middle Scale Integrated）。 第四代计算机 使用的电路器件是大规模集成电路LSI（Large Scale Integrated）和超大规模集成电路VLSI（V