第2章 微机组成及基本原理.ppt

第 2 章微机组成及基本原理;本章学习目标;目录;本 章 结 构;2.1 微机系统的结构与组成 ;2.1.1 计算机系统的结构;2.1.1 计算机系统的结构;2.1.1 计算机系统的结构;2.1.2 微机系统的组成;2.1.2 微机系统的组成;2.1.2 微机系统的组成;2.2 CPU的工作原理 ;2.2.1 典型CPU的内外部结构 ;微机的工作过程就是不断地从内存中取出指令并执行指令的过程。CPU逐条取出并执行某个程序中的指令，从而完成某项特定的任务。;2.2.1 典型CPU的内外部结构;2.2.1 典型CPU的内外部结构;2.2.1 典型CPU的内外部结构;2.2.1 典型CPU的内外部结构;2.2.2 存储器和I/O端口组织 ; 8086系统中采用20位地址线来寻址1M字节的存储空间，但CPU内的寄存器都只有16位，只能寻址64KB（216B），解决的办法是采用“分段管理”。即将整个存储空间分成若干个逻辑段，由段寄存器给出一个段的起始地址，由一个16位数据给出偏移地址，每个段的最大容量为64KB（216B），这样对每个段分别进行管理，以实现用两个16位数据形成一个20位的物理地址。 ;2.2.2 存储器和I/O端口组织; （4）物理地址：是存储器的实际地址，由CPU提供的20位地址码来表示，是唯一能代表内存空间中每个字节单元的地址。 逻辑地址到物理地址的转换由BIU中20位地址加法器自动完成。即物理地址由段地址左移4位加偏移地址形成。其计算公式为： 物理地址=段地址×10H＋偏移地址;2.2.2 存储器和I/O端口组织;编址方式;2.2.3 典型CPU的时序 ;2.2.3 典型CPU的时序;2.3 微机的指令系统;2.3.1 指令系统与指令格式;2.3.2 指令和操作数的寻址 ;2.3.2 指令和操作数的寻址;2.3.2 指令和操作数的寻址;④ 基址加变址寻址方式 在指令中给出一个基址寄存器BX或BP和一个变址寄存器SI或DI，两者内容之和作为操作数的有效地址 MOV AL，[BX+SI] ⑤ 相对基址加变址寻址方式 在指令中给出一个基址寄存器BX或BP、一个变址寄存器SI或DI和一个8位或16位的偏移量，三者之和作为操作数的有效地址 MOV AL，[BX+SI+10H];2.3.2 指令和操作数的寻址;2.3.3 指令的类型 ;2.3.3 指令的类型;2.3.3 指令的类型;2.3.3 指令的类型;2.3.3 指令的类型;2.3.3 指令的类型;2.3.3 指令的类型;2.3.3 指令的类型;2.3.3 指令的类型;2.4 微机的总线与接口系统 ;2.4.1 总线的功能与分类 ;2.4.1 总线的功能与分类;总线的带宽＝（总线的位宽/8）/总线周期 （B/s） （1）总线宽度：是指总线能同时传送的二进制数据的位数，即数据总线的位数。位数越多，一次传输的信息就越多。 （2）总线频率：总线通常都有一个基本时钟，总线上其他信号都以这个时钟为基准，这个时钟的频率也是总线工作的最高频率。时钟频率越高，单位时间内传输的数据量就越大。;2.4.1 总线的功能与分类;2.4.1 总线的功能与分类;2.4.1 总线的功能与分类;2.4.2 常用系统总线介绍;2.4.2 常用系统总线介绍; 2.PCI-E总线 PCI Express简称PCI-E，是新一代的总线标准。它采用高速串行总线技术，依靠高频率来获得高性能，因此PCI Express也一度被人们称为“串行PCI”。由于串行传输抗干扰能力很强，再加上差分信号技术的应用，PCI Express很容易达到较高的传输频率，其中PCI Express 1.0版总线频率为2.5GHz，2.0版总线频率为5GHz，3.0版进一步提升到了8GHz。PCI Express采用全双工工作模式，一个基本的PCI Express通道拥有4根传输线路，其中2线用于数据发送，2线用于数据接收，发送数据和接收数据可以同步进行 。 PCI Express x1和PCI Express x16已成为PCI Express的主流规格 ;2.4.3 I/O接口的功能与分类; 一般的I/O接口中，有为传递数据而设置的数据寄存器，有为控制接口电路工作方式而设置的控制寄存器，有为反映外设及接口电路工作状态而设置的状态寄存器，还有读/写控制逻辑电路以及用中断方式传送信息所需要的逻辑电路等。这些寄存器使得CPU能及时了解外设的工作状态，实现CPU与外设间正确的数据传送。;2.4.3 I/O接口的功能与分类;2.4.3 I/O接口的功能与分类;2.4.3 I/O接口的功能与分类;2