微机原理 第1章 微型计算机概述.ppt

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1、第1章微型计算机概述1.1计算机的基本结构和工作原理1.2微型计算机系统1.3微型计算机的发展历程与应用1.4微型计算机的基本特点与主要性能指标1.1计算机的基本结构和工作原理1.1.1计算机的基本结构1.1.2计算机的基本工作原理1.1.1计算机的基本结构1945年6月，美籍匈牙利科学家冯•诺依曼提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念，这是所有现代电子计算机的范式，被称为“冯•诺依曼结构”。按这一结构建造的电脑称为存储程序计算机，又称为通用计算机。冯•诺依曼结构计算机的主要特点包括：计算机由运算器、存储器、控制器和输入/输出五个部件组成。存储器以二进制形式存储指令和数据。存储程

2、序工作方式：存储器一维线性编址，按址存取，指令从存储器逐条取出，串行执行。冯·诺依曼计算机的基本结构1.1.2计算机的基本工作原理当人们利用计算机来完成某项任务时，首先根据要完成的任务编制程序。所谓程序，是指完成某项任务的计算机指令序列。当要完成该项任务时，通过输入设备将指令序列和原始数据输入到计算机的内存储器中。计算机从内存中取出第一条指令，控制器按照指令的要求，从内存储器中取出数据进行指定的操作，然后再按地址把结果送到内存中去。接下来，再自动取出下一条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去，直至全部指令执行完毕。由此可见，计算机的工作方式取决于它的两个基本能力：一是能存储程

3、序，二是能自动执行程序。计算机是利用内存储器来存放所要执行的程序的，而控制器则依次从内存中取出程序的每条指令，加以分析和执行，直到完成全部指令序列为止。这就是计算机的存储程序控制方式的工作原理。这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯•诺依曼于1945年提出来的，故称为冯•诺依曼原理。1.2微型计算机系统微型计算机系统与传统的计算机系统一样，由硬件系统和软件系统两大部分组成的。硬件是组成计算机系统的各个物理部件的总称，它是计算机系统快速、可靠、自动工作的物质基础。软件是计算机系统中各类程序、有关文件以及所需数据的总称。软件系统由系统软件和应用软件两大部分组成。系统软件是指管理、控制和维护计算机

4、系统资源的程序集合，这些资源包括硬件资源和软件资源，并为用户提供一个友好的操作界面和工作平台。应用软件是指为了解决某些具体问题而编制的程序。它包括商品化的通用软件和专用软件，也包括用户自己编制的各种应用程序。1.2.1微型计算机硬件系统的基本组成微型计算机硬件系统包括微处理器、存储器、输入/输出接口与输入/输出设备，各部件通过系统总线进行数据传送。一、微处理器微处理器（MicroProcessorUnit，简称MPU），也称为中央处理器（CentralProcessingUnit，简称CPU），由控制器、运算器和寄存器组三个主要部分组成，它是计算机的核心部件。控制器：控制器是计算机的指挥

5、中心,它的作用是从存储器中取出指令,然后分析指令,发出由该指令规定的一系列操作命令,完成该指令所要求的操作。运算器：运算器又称算术逻辑单元(ArithmeticandLogicalUnit,ALU),是用二进制进行算术运算和逻辑运算的部件。寄存器组：寄存器组是CPU内部的若干个存储单元，用来存放参加运算的二进制数据以及保存运算结果。二、存储器计算机的存储器由内存储器（简称内存）和外存储器（简称外存）两部分组成。这里讲的存储器是指内存储器，它用来存放计算机的指令和数据。存储器以存储单元为单位线性编址,CPU按地址读/写存储单元中的内容,通常一个存储单元可存放8位二进制数(即一个字节)。CP

6、U只能直接访问内存。三、输入/输出接口与输入/输出设备输入/输出设备(简称I/O设备)是微机与外界联系的设备，也为外设。计算机通过外设获得各种外界信息,并且通过外设输出运算处理结果。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、摄像机等，常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。微机与I/O设备必须通过输入/输出接口(I/O接口)将二者连接起来，I/O接口实质上是将外设连接到总线上的一组逻辑电路的总称。四、系统总线总线(bus)是一组信号线的集合,是在计算机系统各部件之间传输地址、数据和控制信息的公共通路。在CPU、存储器、I/O接口之间传输信息的总线称为“系统总线”。系统总线包括以下三部分。地址

7、总线AB：它是单向总线,用于传送CPU发出的地址信息，以指明与CPU交换信息的内存单元或I/O设备。数据总线DB：它是双向的,用于CPU与内存或外设之间进行数据交换时传输数据信息。控制总线CB：控制总线用于传送控制信号、时序信号和状态信号等。CPU向内存或外设发出的控制信息、内存或外设向CPU发出的状态信息均可通过它来传送。作为整体而言,CB是双向的,而对CB中的每一根线来说,它是单向的。1.2.2IBMPC/XT机硬件系统1.3微