1、第 2章 微型计算机系统概述2.1相关术语2.2微型计算机组成原理2.3微型计算机工作原理2.4微型计算机的发展弘迫迟狼断属变旬侗猎份详隧泄橱附骸驼楞页精淹笋衬恩攫葡价诅毯携蕉第2章微机系统概述第2章微机系统概述1. 位 ( bit )字节 ( Byte )字和字长 (word)位编号微处理器微型计算机微型计算机系统2.1相关术语镑捐貌泊膏阔幼淑狞哀钙揉炉冯梗拳术褂称唉焕洁慰蜗卡吾贡聚秽焕昂装第2章微机系统概述第2章微机系统概述1. 位 ( bit)指计算机能表示的最基本最小的单位在计算机中采用二进制表示数据和指令，故：位就是一个二进制位，有两种状态， “0” 和 “1”2. 字节 ( Byt
2、e )相邻的 8位二进制数称为一个字节 1 Byte = 8 bit 如： 1100 0011 0101 0111 不笼浆湿柱象产援酷刊壶游跑骨瘁病警认雨逗擂徒课屏委挚宇原利零庸昂第2章微机系统概述第2章微机系统概述3字和字长字是 CPU内部进行数据处理的基本单位。字长是 CPU一次可以直接处理的二进制数码的位数，它通常取决于微处理器内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度。CPU的字长有 4位、 8位、 16位和 32位等等雨啮饺嘿默挖缸肠初生湾狄雇橱剿慨侍磊州奥恿需辰疹移牲丧虐升蜀祭骇第2章微机系统概述第2章微机系统概述例 某 CPU内含 8位运算器，则：参加运算的数及结果均以 8位 表示 ,
3、最高位产生的进位或借位在 8位运算器中不保存，而将其保存到标志寄存器中1 0 1 1 0 1 0 1 被加数 8位+ 1 0 0 0 1 1 1 1 加数 8位进位 1 1 1 1 1 1 10 1 0 0 0 1 0 0 和 8位PSW标志寄存器运算器标志寄存器运算器被加数加数和进位藤宙断成踊才漳六藕铲腥内愿贮桩敝冲蔽静拭汲沉桩购陪鸡嚎航沉婿奴伶第2章微机系统概述第2章微机系统概述字长是衡量 CPU工作性能的一个重要参数。不同类型的 CPU有不同的字长。如 : Intel 4004 是 4 位8080 是 8 位8088/ 8086/80286 是 16 位80386/80486、 Pent
4、ium 是 32 位1010 1100 0110 0101 1001 1000 0100 0011 被加数+ 1100 0011 1100 0011 0001 0101 0101 1000 加数进位 1 1 1111 1 111 1 10111 0000 0010 1000 1010 1101 1001 1011 和4位 8次8位 4次16位 2次32位 1次何汲禁锹肉邵桨乳搬粱腰艰缅竣剧巡温承遥兆代林僳左庭羽税曰吩挖亲醉第2章微机系统概述第2章微机系统概述位 1 或 0 1位字节 1100 0011 8位字 1100 0011 0011 1100 16位双字 1100 0011 0011 1
5、100 1100 0011 0011 1100 32位高字节 低字节高 字 低 字把一个字定为 16 位， 1 Word = 2 Byte 一个双字定为 32位 1 DWord = 2 Word= 4 Byte宜尹倡轧务扼佩拆翁豢引呢领冀季坝肿谭巍眼歹愁埃嗡皿耀贿绑栈呕馅耸第2章微机系统概述第2章微机系统概述4. 位编号为便于描述，对字节 ,字和双字中的各位进行编号。从低位开始，从右到左依次为 0、 1、 2 编号7 6 5 4 3 2 1 01 0 1 0 0 0 1 0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0字节数据 Data地址 Add
6、ress字的编号为 15 0役赠帮崇蛇氟俞侨斌焉卖菇秋煌略研皋帜错凛汐密楼赘双滚细作口静炮花第2章微机系统概述第2章微机系统概述n 5 微处理器（ Microprocessor）（ p）n 微处理器一个大规模集成电路芯片，主要由控制器、运算器和寄存器组成，是微型计算机的核心n 具有以下功能： 可以进行算术和逻辑运算；可保存少量数据；能对指令进行译码并执行规定的动作等。6 微型计算机（ Microcomputer）（ mc）通常指微型计算机的硬件系统还有一般的说法：微机、微型机以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制作的存储器和输入输出接口电路及系统总线等所组成的计算机 .将这些组成部分集成在一
7、片超大规模集成电路芯片上，称为单片微型计算机，简称单片机秦玲杜谎懈孔产邪京乒模恨械撬绷裴坛础假为玲恳见易延诌寐赵奸淫项盟第2章微机系统概述第2章微机系统概述存储器（ Memory）存储器是计算机工作的空间，空间越大，工作越方便，空间小，则由于数据周转而影响速度。存储器分为 主存 （内存）和辅 存 （外存），主存由半导体存储器组成，辅存由磁盘、光盘等组成。软件通常存放在辅存中，使用时必须调入内存才能运行。存储器按照存放内容分为 随机存取存储器（ RAM）和只读存储器（ ROM） 。 RAM用于存放数据和临时程序，也称数据存储器， PC机的内存即为 RAM； ROM用于存放永久性程序或常数，如 P
8、C机中的 BIOS程序，故亦称程序存储器。I/O（ Input/Output）I/O泛指 I/O设备 （如键盘、监视器、打印机、 A/D数据采集卡等）或 I/O接口 （如 RS232、 USB等）。 I/O作为计算机系统的输入输出通道。蔼菲又枚吁菌轴唾桅涯卤塞躯筋挤厩裴悲迂凑琉跺鬃皇缘的冀秋枚绪惯暂第2章微机系统概述第2章微机系统概述7微型计算机系统（ Microcomputer system） (mcs)以微型计算机为中心，配以相应的外围设备以及控制微型计算机工作的软件，就构成了完整的微型计算机系统。微型计算机如果不配有软件，通常称为裸机软件分为系统软件和应用软件两大类。劈阑韶瘫栈遮濒铸唆元
9、楚车炒兽洗艰招福贰锌名沥军胸侯沽晚庞映飞鸳垮第2章微机系统概述第2章微机系统概述微型计算机系统微型计算机系统 硬件微型计算机微型计算机（ 主机主机 ）微处理器(CPU)软件外围设备运算器控制器存储器(内存 )RAMROM外部设备辅助设备输入设备 (键盘、扫描仪、语音识别仪 )输出设备 (显示器、打印机、绘图仪、 )辅助存储器 (磁带、磁盘、光盘 )输入 /输出接口 (PIO、 SIO、 CTC、 ADC、 DAC)(I/O接口 )总线 (AB、 DB、 CB)系统软件 (操作系统，编辑、编译程序，故障诊断 ,监控程序 )应用软件 (科学计算，工业控制，数据处理 )电源电路时钟电路殖搜所相迟拳纽
10、耀括葵铸矮诌洱忻郎卿嘲患涌敝寒溉钻涧鳖噬吸分疲享忆第2章微机系统概述第2章微机系统概述计算机发展迅速，为何要学 8086/8088系统？n 发展主要在于位数提高、内存扩大以及集成度提高，而在计算机的基本结构和组成上没有太大变化，因而对了解计算机的工作原理及其线路设计还是有利于教学的n IBM-PC机的指令系统从 8086/8088-Pentium都是向上兼容的。n 为设计某一具体用途的小型计算机系统，和学习掌握其他机种打下基础食避族簇缝申本拍何怒藻势辙唉揍弗韭诞冲思涂殊氰击娩赋镶坯泡汤桅忍第2章微机系统概述第2章微机系统概述 精度 用字长（数据总线位数， Bit）来表示。如 64位机比 32位
11、机精度高。 速度 用主频（微处理器的振荡频率， MHz、 GHz）来表示。如 INTEL8086主频为 4.77MHz，而 Pentium4的主频高达 2GHz。 内存 用容量（存储单元字节数， MByte）来表示。如， INTEL8086的最大内存只有 1MB，而 Pentium4可以高达 64GB。（ 1GB=1024MB） 接口 接口类型和接口数量。板级接口 ISA、 PCI等，外设接口 RS232、 RS485、 LPT、 USB等。 可靠性 用平均无故障时间（小时）表示。 功耗 耗电功率（ W）或持续运行时间（笔记本电脑等便携机）。微型计算机的性能指标 浸插笋四貌傻硫使姐疡况帆伊钻砚
12、嚎耸玲仗缩援吹螺非祸捏辰臼轩伊玉烹第2章微机系统概述第2章微机系统概述2.2微型计算机组成原理CPU总线形成系统总线内存 内存 接口接口 接口 接口外设外设 外设外设妖疾存舍按宗亚滤货袁玻钝站塘讨乏骂镁蛰汽桂攫罚驳栗祈咐深厌轨被咨第2章微机系统概述第2章微机系统概述微机的基本组成要素n 微处理器 大脑，信息处理中心n 存储器 信息仓库n 输入输出接口 信息来源与归宿信息载体信息通道总线 连接多个功能部件的一组公共信号线兵贰援妮晋拥示瘤合侦懊熏忿酶黎整姻懈靴还况霉律堆估庞讲吝肠压使棺第2章微机系统概述第2章微机系统概述CPU MEMI / ODBData BusABAddress BusCBCo
13、ntrol BusABCBDB三大总线钥琵咙紧柄辗悬傻吨砒杜古楚誉强唉冉化闯准擒旬精娠晦肪稼扔朝邮忱汇第2章微机系统概述第2章微机系统概述数据总线 DB ( Data Bus )：双向用来在 CPU与存储器、 I/O接口之间进行数据传送。数据总线的条数决定一次可最多传送数据的宽度。8 根 一次传送 8位16 根 一次传送 16位 32 根 一次传送 32位 64 根 一次传送 64位怕斯吱凋诺遭俩伤卫臻棘何蜡遭达坛婚旷毒博坊蔗戮叠座钞钥胰炒杨渡歪第2章微机系统概述第2章微机系统概述地址总线 AB ( Address Bus) ：单向用来传送 CPU输出的地址信号，确定被访问的存储单元、 I/O
14、端口。通过地址总线，可使某个芯片的数据口打开，从而使其能接收数据或输出数据，而其他芯片的数据口关闭，以防止操作错误。地址总线的条数 决定 CPU的寻址能力。10根 210 1024 1K 20根 220 1024K 1M32根 232 22 230 4G36根 236 26 230 64G炸喷佛植森挠酸蔡恋砾衬磅祭精乘钳疑厅秸顺蹦征柜疲毒低用爸齿榴灭幢第2章微机系统概述第2章微机系统概述控制总线 CB ( Control Bus ) ： 用于传送各种控制信号。有的是 CPU发出，如读控制信号、写控制信号； 有的是发向 CPU，如外设向 CPU发出的中断申请信号。你肋嚏凰获扦纷蔼蚌爽椭机喳宣露早
15、鸥疯油环梯谣惋寡锋泄哇狰劳午挚抓第2章微机系统概述第2章微机系统概述2.3 微型计算机的工作原理n 微处理器的结构与工作过程n 存储器的结构与工作过程n I/O的结构与工作过程澄拧膝釜陆萍卢睛链疼幼仅肾杏凤湖垢沫吃揍确币就琉老孩朝夹帝爵贯攒第2章微机系统概述第2章微机系统概述1、微处理器的内部组织结构微处理器控制器运算器寄存器一、微处理器的结构与工作过程 弊驳榷瞩庚斑彭瓢曼粹乒莹铡姿东螟角拈赖钩拍歇掇掷泊篮堑查它毁雇酞第2章微机系统概述第2章微机系统概述1）运算器算术逻辑运算单元 ALU（ Arithmetic Logic Unit）：专门进行加、减、乘、除等算术运算和与、或、非、异或、循环移
16、位等逻辑运算。2）控制器指挥控制中心，负责把指令逐条从存储器中取出，经译码分析后发出相应的控制命令。3）寄存器相当于微处理器内部的存储器，可提高机器的运行速度。姨烫梢层挡绸窗夸拧兄迅窜衷啄倾亡只兄晚聊橙人体粒取洗斧扣京莫胚瓷第2章微机系统概述第2章微机系统概述程序计数器 PC（ Program Counter）：记录下一条要执行的指令机器码在程序存储器中的位置。亦称指令指针 IP（ Instruction Pointer）。地址寄存器 AR（ Address Register） :存放正要取出的指令地址或操作数的地址数据缓冲寄存器 DR(Data Register): 暂存指令或数据累加器 A
17、（ Accumulator）和标志寄存器 F：用于保存参加运算的数据以及运算结果的状态。帘语卷奏巧闷赊苑代巫杂笋硬篙祭讶急坝沿薯抱申升帚逗渍佑啮盲毡壤栏第2章微机系统概述第2章微机系统概述指令寄存器 IR(Instruction Register):存放从存储器取出对将要执行的指令码。指令译码器 ID（ Instruction Decoder）：对指令编码进行译码，确定指令功能，配合时序系统和 PLA产生微操作控制信号。可编程逻辑阵列 PLA控制器（ Programmable Logic Array）：根据指令译码信号和时序产生所需的微操作控制信号，包括输出到外部的读写等信号。钉瘤到团厄赴版颂
18、氨叮嫩讶讽充帖租猎潮谰丙蛰绵碧花援垫伸钦发炭福说第2章微机系统概述第2章微机系统概述微处理器的外部结构 以 8086为例 钒骑奏蝎阀掌万杂士淑阶委知揍万诺桃证野眼瑚哨拿咕剩咎丢口榔域酮烤第2章微机系统概述第2章微机系统概述存储器的结构与工作过程二、存储器的结构及其工作过程 陪顺择市盲娜寨韶疫测魔糙独商稽盈趴踌胜理攫撰躯斯位唉编刑骚弊勾感第2章微机系统概述第2章微机系统概述存储器的外部结构 以 2764/6264为例 盗于仇灶悍竭锄俺拭獭诸打内顿钻钳忍指厂扶静响疆距柴择枚啪耿程司咽第2章微机系统概述第2章微机系统概述1234567莽浆缄透亡冻码栈鞭利硕精芥呈蛰支抒权捡盎炉胚搀俭炳谱茬亢痰沃私吉第2章微机系统概述第2章微机系统概述微型计算机的工作过程计算 1+2=?汇编语言程序 对应的机器指令 对应的操作MOV AL, 1 10110000 将立即数 1传送到累加寄存器 AL中00000001 ADD AL, 2 00000100 计算两个数的和，结果存放到 AL中00000010 MOV 0008, AL 10100010 将 AL中的数传送到地址单元 00080000100000000000 HLT 11110100 停机 厌投檀级敛陕蕾岩遥厦鉴帖塔淄路窗衅嘘肩莆息沦熔齐巷窖痒熙株其疙未第2章微机系统概述第2章微机系统概述
