微型计算机基础(数制与数码)剖析.pptVIP

微型计算机系统 　　 微型计算机、系统软件和外设 IBM 360系列电脑 计算机ENIAC 台式PC微机 笔记本电脑 计算机工作原理 冯. 诺依曼（J.Von Neumann） 1913年出生于匈牙利 1957年逝世于美国 冯. 诺依曼原理 程序存储和程序控制原理 冯. 诺依曼计算机基本结构 输入设备 存储器 运算器 控制器 输出设备 CPU 运算器、控制器、寄存器、接口单元 存储器 内存储器（半导体器件RAM）、外存储器（硬盘、光盘、U盘） I/O设备 输入设备、输出设备（并行及串行功能） 计算机的系统结构 注：CPU 在某一时刻仅能访问总线上的一个部件 CPU MEM I/O 数据总线 DB 控制总线 CB 地址总线 AB 三总线描述 地址总线 AB （Address Bus） 由 CPU 输出的一组地址通信线， 用于确定存储器单元地址或I/O 端口地址。 数据总线 DB （Data Bus） CPU 与存储器、I/O 接口间的数据通信线， 用于CPU与存储器单元或 I/O 端口间读写数据。 控制总线 CB （Control Bus） CPU 与存储器、I/O 接口间多种且独立的控制通信线， 完成CPU与存储器、 I/O 接口间的特定操作控制。 READY：“1” 高电平有效 BUSY：“0”低电平有效 微型计算机系统总线 片内总线 CPU 芯片内部功能单元的信号连接总线 计算机系统主板各芯片间的信号连接总线 计算机系统主板与外设间的信号连接总线 计算机系统间的信号连接总线 片总线 内总线 外总线 哈佛体系结构 冯·诺依曼总线结构 程序、数据共用总线， CPU 取指或读写数据需分时操作。 哈佛总线结构 程序、数据各用总线， CPU 取指或读写数据可同时操作。 注：哈佛体系结构的典型应用在 DSP 芯片 微机主板 微处理器 内存储器 I/O接口电路 系统总线 算术逻辑单元 控制器 寄存器阵列 只读存储器（ROM） 随机存储器（RAM） 高速缓存（Cache） 并行输入/输出接口 串行输入/输出接口 PC总线、ISA、EISA、PCI、AGP 外围设备 外部设备 外存储器 过程I/O通道 键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪、显示器、打印机、绘图仪、数码相机…… 输入/输出设备 模拟量I/O：A/D、D/A转换器、开关量I/O 磁盘、磁带 光盘、U盘 电源、机箱 模型计算机 1、 模型计算机CPU的结构 J2 I2 ALU F 内部数据总线 A B PC AR PLA ID DR CPU 3E 48 5F 87 6A C5 12 3E 00 AB 5E E6 AB DB 存储器 IR 图1.13 模型计算机的CPU结构 2、 模型计算机的存储器结构及其操作 地址寄存器AR定为8位，可寻址256个单元，模型计算机存储器由256个单元组成。 地 址 译 码 器 00单元 01单元 02单元 ┇ ┇ FF单元 00 01 02 FF 地址 单元内容 AB CB DB I/O 缓冲器 控 制 逻 辑 图1.14 模型计算机的存储器结构 存储器中的两种操作：读操作和写操作。 （1）读操作 图1.15 存储器读操作示意图 地 址 译 码 器 0单元内容 3EH ┇ ┇ FF单元内容 02 控 制 逻 辑 地址 单元内容 AB 读信号 DB 02 3EH I/O 缓冲器 （2）写操作 图1.16 存储器写操作示意图 写信号 地 址 译 码 器 0单元内容 ┇ ┇ FF单元内容 I/O 缓冲器 03 地址 单元内容 AB DB 03 0FH 0FH 控 制 逻 辑 3、总线 4、模型计算机的指令与指令系统 指令：计算机能实现的各种基本操作，我们把每一种基本操作 用命令的形式来表示。 指令系统：计算机所能执行的全部指令。 程序：把人的操作意图经分解后，用对应于所规定的指令系统 的一串指令序列来描述。 　　　指令通常分成操作码（Opcode，即Operation code）和操作数（Operand）两大部分。 操作码：表示计算机执行什么操作； 操作数：指明参加操作的数本身或操作数所在的地址。 程序运行过程 1、 程序的编写与存放 　　用模型计算机来完成一个简单的计算，假设要把15H与25H相 加，运算结果送到16H存储单元，然后停机。 首先用助记符进行编程 　　MOV B，15H 　　MOV A，25H 　　ADD A，B 　　MOV [16H]，A 　　HLT