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01 計算機基礎.ppt
文檔介紹:
第一章計算機基礎
一.計算機基本結構
二、指令系統
三、CPU執行過程
五、微型計算機系統
四、CPU的主要性能指標
一.計算機基本結構
外部設備
微處理器
(CPU)
存儲器
輸入/輸出
接口電路
數據總線
控制總線
地址總線
1.微處理器(CPU)
程序計數器 PC
指令寄存器 IR
處理器狀態字PSW
堆棧指示器 SP
指令譯碼器 ID
I/O
控制邏輯
工作寄存器
地址寄存器
數據寄存器
ALU
控制器
微處理器包括運算器、控制器、寄存器組三大部分,一般被集成在一個大規模集成芯片上,如8088、80x86等等,它是計算機的核心部件,具有計算、控制、數據傳送、指令譯碼及執行等重要功能,它直接決定了計算機的主要性能.
? ALU ——運算器的核心部件是算邏單元ALU,所有的算術
運算, 邏輯運算和移位操作都是由ALU完成的.
?控制器—— CPU的指揮機關,完成指令的讀入、寄存、譯
碼和執行。
程序計數器 PC——用于保存下一條要執行的指令的地址。
指令寄存器 IR ——保存從存儲器中讀入的當前要執行的指令。
指令譯碼器 ID ——對指令寄存器 IR中保存的指令進行譯碼分析。
堆棧指示器 SP ——對堆棧進行操作時提供地址。
處理器狀態字PSW ——暫存處理器當前的狀態。
?工作寄存器組——暫存尋址和計算過程的信息.
地址寄存器——地址寄存器用于操作數的尋址。
數據寄存器——數據寄存器用來暫存操作數和中間運算結果。
? I/O控制邏輯——包括CPU中輸入/輸出操作有關的邏輯,
其作用是處理輸入/輸出的操作。
2.存儲器
用于存放程序代碼及有關數據.
地址譯碼器
地址
內容
00 01 02 03 04
FF
00單元
01單元
02單元
03單元
FF單元
11010011
10100010
00100110
10011101
:
:
11100001
AB
DB
控制
CB
存儲器由若干存儲單元、地址譯碼器及相應的控制電路組成。
存儲單元:存儲器由若干個單元組成,每個單元可存放 8 位二進制信息
(通常也用兩位十六進制數表示)。
存儲單元的地址:為區分不同的單元,對這些單元分別編了號,這些編
號即它們的地址。
存儲器的讀寫操作:存儲器中的不同存儲單元,是由地址總線上送來的
地址,經過存儲器中的地址譯碼器譯碼,選中該單
元,然后根據控制總線上的控制命令(或讀或寫),
進行相應的讀寫操作。
3.輸入輸出接口電路
由于外部設備如鍵盤、顯示器、軟盤、硬盤、打印機等,在數據格式、運行速度等方面與 CPU 不匹配,故在連接時,需通過輸入輸出接口電路使外部設備與之相連。
4.總線
總線是微型計算機中模塊到模塊之間傳輸信息的通道,是各種公共信息
線的集合,采用總線結構便于部件和設備的擴充。對微機而言,總線可以
分為以下四類:
CPU
片內總線
M
I/O
片間總線
I/O接口板
外部設備
內總線
外總線
片內總線——這種總線是微處理器的內總線,在微處理器內用來連接ALU、
CU和寄存器組等邏輯功能單元。這種總線沒有具體標準,由
芯片生產廠家自己確定。

片間總線——微處理器、存儲器芯片、I/O接口芯片等之間的連接總線。片
間總線通常包括數據總線、地址總線和控制總線。

內總線——內總線是微型計算機系統內連接各插件板的總線(系統總線)
內總線有不同的總線標準,如 S-100總線(IEEE-696標),
STD總線,IBM-PC總線,ISA總線、PCI總線標準等,采用
不同總線標準的功能板無法連接在一起。

外總線——用于微型計算機系統之間或者微型計算機與外部設備之間的
通信。外總線技術已經很成熟,各種應用要求皆有標準可遵
循。如并行總線IEEE-488標準,串行總線RS-232標準等。
IEEE1394,USE(通用串行總線)。
按總線傳送信息的類別:
可以把總線分成控制總線、地址總線和數據總線。總線也包括電源線和地線。

地址總線:用于傳送 CPU 要訪問的存儲單元的地址或 I/O
端口地址,地址總線的位數決定了 CPU 可以
直接尋址的地址范圍。

控制總線:用來傳送控制信號。

數據總線:用于 CPU 與存儲器、 CPU 與外設之間傳送信息。 內容來自淘豆網www.kcagwo.live轉載請標明出處.
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