《微机原理与汇编语言》第1章

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1、西安邮电学院计算机系系统结构教研室2008.7微机原理与汇编语言教材及参考书《微机原理与汇编语言》王钰李育贤王晓婕编著《微机原理与汇编语言》实验指导王钰编著Tuesday,July20,20211第1章微型计算机概述主要内容:微型计算机系统的组成微型计算机发展概况微型计算机的工作原理Tuesday,July20,202121.1引言自1946年世界上第一台电子计算机问世以来，计算机的发展已经历了四代，即：电子管计算机，晶体管计算机，中小规模集成电路计算机，大规模、超大规模集成电路计算机。但是到目前为止，计算机仍沿用1940年由冯·诺依曼首先提出的

2、体系结构。其基本设计思想为：机器内部以二进制形式表示指令和数据；程序和数据事先存放在存储器中，计算机在工作时能够高速地从存储器中取出指令加以执行；计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部件组成。Tuesday,July20,20213图1-1计算机硬件组成框图Tuesday,July20,20214运算器和控制器是计算机的核心部件，这两部分合称为中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)。随着微电子技术的发展，运算器和控制器的主要功能部件被合二为一，集成到一个集成电路芯片里，成为一个独立的部件，该部件称

3、为微处理器（Microprocessor/MicroProcessingUnit，MP/MPU）。微处理器的问世标志着微型计算机（微机）时代的到来。Tuesday,July20,202151.2微型计算机系统的组成1.2.1微型计算机系统的三个层次微型计算机系统的组成可分为微处理器、微型计算机、微型计算机系统三个层次。微处理器是微型计算机的核心芯片，它实际上完成着运算器和控制器的功能，因此一般仍用CPU来表示微处理器。Tuesday,July20,20216微型计算机(Microcomputer)是指以微处理器为核心，配上存储器、输入/输出接口电

4、路以及系统总线所组成的计算机(又称为主机)。若将微处理器、存储器和输入/输出接口电路等组装在一块印制电路板上或集成在一个芯片中，就构成了单板微型计算机(单板机)和单片微型计算机（单片机）。Tuesday,July20,20217微型计算机系统(Microcomputersystem)是指以微型计算机为中心，配以相应的外围设备、电源和辅助电路（统称硬件）以及指挥计算机工作的系统软件所构成的系统。因此，微型计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成，如图1-2所示。Tuesday,July20,20218应用软件系统软件操作系统系统应用程序软件系统微型

5、计算机系统主机外存储器（磁带、磁盘和光盘等）输出设备（显示器、打印机等）输入设备（键盘、鼠标等）外围设备系统总线输入/输出接口电路内存储器微处理器（CPU）运算器（算术逻辑部件ALU）控制器（控制部件CU）寄存器阵列（RA）硬件系统图1-2微型计算机系统的组成Tuesday,July20,202191.2.2微型计算机的硬件系统微型计算机的硬件系统主要由微处理器（CPU）、存储器（RAM，ROM）、输入/输出（Input/Output，I/O）接口、输入/输出设备、系统总线等构成。总线结构是微机体系结构的特点之一，微处理器、存储器、I/O接口电路

6、等通过系统总线连接起来，构成了主机部分，I/O设备通过I/O接口实现与主机的信息交换。典型的微型计算机的硬件系统结构如图1-3所示。Tuesday,July20,202110地址总线（AB）定时电路输入设备输出设备I/O接口ROMRAM数据总线（DB）控制总线（CB）微处理器（CPU）图1-3微型计算机硬件系统结构Tuesday,July20,2021111．微处理器微处理器的主要功能是实现算术逻辑运算以及对全机进行控制。运算器又称算术逻辑部件（ArithmeticLogicUnit，ALU），可以完成各种算术运算、逻辑运算以及移位、传输等操作。

7、控制器又称控制部件（ControlUnit，CU），它向计算机的各部件发出相应的控制信号，使CPU内、外各部件间协调工作，是全机的指挥控制中心。寄存器阵列（RegistersArray，RA）主要包括通用寄存器组和专用寄存器组。通用寄存器组用来存放参与运算的数据、中间结果或地址，专用寄存器组中各寄存器往往有固定用途。内部总线位于CPU内部，是CPU内部各部件之间传递信息的通路，由各部件分时使用。Tuesday,July20,2021122．存储器存储器是计算机的存储和记忆装置，用来存储程序或数据，由存储单元构成。此处介绍的存储器是指内存储器（又称

8、为主存或内存）。计算机要执行的程序以及要处理的数据都要事先装入到内存中才能被CPU执行或访问。对内存的操作有两种，即读操作和写操作。读操