微机原理 第二章.ppt

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1、第二章微型计算机基础§2.1微型计算机基本结构§2.28088/8086微处理器§2.3总线的一般概念§2.1微型计算机基本结构计算机的工作原理系统组成一、计算机的工作原理冯•诺依曼的计算机工作原理存储程序工作原理冯•诺依曼机的特点：将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序，并放入存储器保存指令按其在存储器中存放的顺序执行由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行以运算器为核心，所有的执行都经过运算器冯•诺依曼计算机结构运算器存储器控制器输入设备输出设备哈佛结构哈佛结构的主要特点是将程序和数

2、据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址，独立访问。与两个存储器相对应的是系统中设置了程序总线和数据总线，从而使数据的吞吐率提高了一倍。由于程序和存储器在两个分开的空间中，因此取指和执行能完全重叠。二、系统组成CPU存储器主机输入/输出接口硬件系统总线外设微机系统系统软件软件系统应用软件1.主机硬件系统微处理器（CPU）存储器输入/输出接口总线1）微处理器微处理器简称CPU，是计算机的核心，主要包括：运算器控制器寄存器组总线接口部件2）存储器定义：用于

3、存放计算机工作过程中需要操作的数据和程序。几个概念：内存单元的地址和内容内存容量内存的操作内存的分类内存单元的地址和内容每个单元都对应一个地址，以实现对单元内容的寻址10110110B38F04H内存地址单元内容内存容量内存所含存储单元的个数，以字节为单位内存容量的大小依CPU的寻址范围而定（即CPU地址信号线的位数）内存操作读：将内存单元的内容取入CPU，原单元内容不改变写：CPU将信息放入内存单元，单元中原来的内容被覆盖P11图1-8内存分类随机存取存储器（RAM）按工作方式可分为只读存储器（ROM

4、）3）输入/输出接口接口是CPU与外部设备间的桥梁CPUI/O接口外设接口的分类串行接口输入接口并行接口输出接口接口的功能数据缓冲寄存信号电平或类型的转换实现主机与外设间的运行匹配4）总线Bus概念：由一组导线和相关电路组成，是各种公共信号线的集合，用作微机各部分传递信息所共同使用的“高速信息公路”。系统总线分类：数据总线DB（databus）地址总线AB（addressbus）控制总线CB（controlbus）常用系统总线标准及其主要技术指标（具体内容见后续课程）2.软件系统软件：为运行、管理和维护

5、计算机系统或为实现某一功能而编写的各种程序的总和及其相关资料。系统软件应用软件操作系统编译系统网络系统工具软件软件§2.28086/8088微处理器8086/8088微处理器概述8086/8088的引脚及其功能8086/8088的编程结构8086的存储器组织8086的操作和时序一、8086/8088微处理器概述Intel系列的16位微处理器16根数据线20根地址线，寻址220=1M字节时钟频率5MHz、10MHz5V电源8088为准16位微处理器，数据线8根指令的一般执行过程：取指令→指令译码→读取操作

6、数→执行指令→存放结果P7图1-21-3一、8086/8088微处理器概述串行和并行方式的指令流水线：串行工作方式：控制器和运算器交替工作，按顺序完成上述指令执行过程并行工作方式：运算器和控制器可同时工作串行工作方式：8088以前的CPU采用串行工作方式取指令1执行1存结果1取指令2取操作数执行2CPUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌并行工作方式：8088CPU采用并行工作方式取指令2取操作数BIU存结果取指令3取操作数存结果执行1执行2执行3EUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌8088/8086CPU的特点采用并

7、行流水线工作方式：通过设置指令预取队列实现对内存空间实行分段管理：将内存分为4个段并设置地址段寄存器，以实现对1MB空间的寻址支持多处理器系统8088CPU的两种工作模式8088可工作于两种模式下，即：最小模式和最大模式。最小模式为单处理机模式，控制信号较少，一般可不必接总线控制器。最大模式为多处理机模式，控制信号较多，须通过总线控制器与总线相连。最小模式下的连接示意图8088CPU••控制总线数据总线地址总线地址锁存数据收发ALE时钟发生器最大模式下的连接示意图8088CPU数据总线地址总线地址锁存数

8、据收发ALE时钟发生器总线控制器控制总线二、8088CPU的引线及功能8086/8088CPU具有40条引脚，双列直插式封装，采用分时复用地址数据总线，从而使8086/8088CPU用40条引脚实现20位地址、16位数据、控制信号及状态信号的传输。8086/8088CPU芯片可以在两种模式下工作，即最大模式和最小模式。最大模式：指系统中通常含有两个或多个微处理器（即多微处理器系统），其中一个主处理器就是8086/8088CPU，另外的处理器