《计算机硬件基础》PPT课件

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1、计算机硬件组成与原理宋燕林songyl@biti.edu.cn64884677，86432472第三章计算机的硬件系统第一节系统概述第二节中央处理器第三节存储器第四节输入输出设备第五节微型计算机硬件系统第六节多媒体计算机第一节系统概述信息流指令系统总线结构（内）存储器中央处理器（CPU）控制器输入设备输出设备数据流地址控制流运算器计算机硬件基本组成一、信息流数据信息一般数据指令数据控制信息地址信息二、指令系统指令系统是计算机硬件的语言系统，是CPU能够接受并执行的基本任务，也称指令集，代表了计算机所能完成的基本功能。指令格式指令系统的种类指令的分类指令的执行

2、1.指令格式一般指令包含四部分：操作码（加法，乘法）源操作数目的操作数下一条指令的地址2.指令系统的种类CISC复杂指令集RISC精简指令集3.指令的分类数据传送类算术运算类逻辑类数据变换类输入/输出类系统控制类控制权转移类4.指令的执行计算下一条要执行的指令地址根据指令地址从内存中取出指令对指令进行译码来确定指令要实现的功能计算操作数的地址根据地址读取操作数执行操作把执行后的结果保存起来5、程序计算机程序是指在计算机系统上为完成某一个特定任务而编制的指令的序列。源程序：人编写的某种指令的序列（例如：C语言编写的程序，汇编，机器码。可运行程序：机器指令的序列

3、，就是机器码（一般扩展名是：COM或EXE。源程序通过编译链接程序可以转换成可运行程序（机器码）三、总线结构计算机的各个部分之间需要传递信息流，信息流的传递一般就是通过一些连线来完成，为了降低电路的复杂性，这些连线一般是公用的，多个部件同时连接在上面，称为总线。计算机内有内部总线和系统总线、接口总线。1.系统总线概述系统总线（外部总线）是连接CPU、存储器和输入输出设备的一组信号线，是各个部件的公共信息通路，在一个时刻只能有一个设备发送数据到总线上。系统总线有大约50-100根信号线组成，这些信号线可分成3组，分别传输数据信息、地址信息和控制信息。1.系统总

4、线概述地址总线AB（AddressBus）根数代表了所能访问的存储的大小20（8086）32（386）数据总线DB（DataBus）32位机控制总线CB（ControlBus）总线的主要参数1.总线的带宽2.总线的位宽3.总线的工作时钟频率2.多层总线结构3.常用的微机总线简介ISA工业标准体系结构EISA扩展的工业标准体系结构VESA局部总线PCI总线接口总线：IDE、SCSI、USB、AGP第二节中央处理器中央处理器（CPU）是计算机的大脑，由它根据程序指令指挥计算机的各个部分完成信息处理和计算。第二节中央处理器中央处理器（CPU）能完成的工作：读取指令

5、解释指令读取数据处理数据保存结果第二节中央处理器CPU由三部分组成：算术逻辑运算单元（ALU）控制单元（CU）寄存器组（Register）控制单元（CU）控制器是计算机的核心。控制器从存储器读取指令码并进而对该指令码翻译识别、安排操作时序，向计算机各有关部件发出一系列执行该指令所需要的微操作控制信号，使指令得到执行。控制器是计算机按程序控制原理有条不紊工作的关键部件。控制器控制器是计算机的神经中枢。控制器按照计算机的工作节拍（主频）产生各种控制信号，以指挥整个计算机有条不紊地自动执行程序。工作节拍是由计算机内的时钟电路产生的，它的频率称为主频。寄存器组用户可

6、见的寄存器通用寄存器数据寄存器地址寄存器标志寄存器状态控制寄存器寄存器组状态控制寄存器程序计数器（PC）指令寄存器（IR）程序状态字（PSW）进位标志相等标志符号位影响CPU性能的因素字长8位，16位，32位，64位主频4.77MHz8088100MHz804862.4G，3.2GP4位、字节和字长位：在数字电路和微机技术中采用二进制，代码只有“0”和“1”，其中无论是“0”或是“1”在CPU中都是一“位”。字节和字长：微机技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位

7、的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。由于常用的英文字符用8位二进制就可以表示，所以通常就将8位称为一个字节。位、字节和字长位和字节的长度是固定的，对于不同的CPU、字长的长度则不一样。8位的CPU一次只能处理一个字节，而32位的CPU一次就能处理4个字节，同理字长为64位的CPU一次可以处理8个字节。第三节存储器在主机里，用来存放数据的部件是存储器。存储器分为两种，内存储器和外存储器，简称内存（主存）和外存（辅存）。主存储器是能由CPU直接编程访问的存储器，它存放需要执行的程序与需要处理的数据。因为它通常位于所谓主机的范畴之内，所以常称为内

8、存。第三节存储器由于主存容量有限（受地址位数、成本、