《微型計算機系統(tǒng) 課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《微型計算機系統(tǒng) 課件（21頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、匯編語言程序設計編程序。微型計算機系統(tǒng) 最新 第1章 微型計算機系統(tǒng)微型計算機系統(tǒng) 微型計算機系統(tǒng) 最新n微型計算機（Microcomputer）簡稱“微型機”、“微機”，也稱“微電腦”，是指以微處理器為基礎，配以內存儲器及輸入輸出（I/O）接口電路和相應的輔助電路而構成的裸機。由微型計算機配以相應的外圍設備（如打印機、顯示器、磁盤機和磁帶機等）及其他專用電路、電源、面板、機架以及足夠的軟件構成的系統(tǒng)叫做微型計算機系統(tǒng)（Microcomputer System）。微型計算機系統(tǒng) 最新1.1微型計算機系統(tǒng)硬件結構微型計算機系統(tǒng)硬件結構 n1.1.1 微型計算機系統(tǒng)的基本組成n微型計算機由運算器、
2、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部分組成。其中存儲器又分主存儲器、輔助存儲器，通常我們把輸入設備及輸出設備統(tǒng)稱為外圍設備，而運算器和控制器又稱為中央處理器CPU（Central Processing Unit） 微型計算機系統(tǒng) 最新 運算器 存儲器 控制器 輸入設備 輸出設備 圖1-1 微型計算機硬件系統(tǒng)邏輯結構微型計算機系統(tǒng) 最新1運算器n運算器是計算機中處理數(shù)據(jù)的核心部件，主要由執(zhí)行算術運算和邏輯運算的算術邏輯單元ALU（Arithmetic Logic Unit）、存放操作數(shù)和中間結果的寄存器組以及連接各部件的數(shù)據(jù)通路組成，用以完成各種算術運算和邏輯運算。n在運算過程中，運算器不斷
3、得到由主存儲器提供的數(shù)據(jù)，運算后又把結果送回到主存儲器保存起來。整個運算過程是在控制器的統(tǒng)一指揮下，按程序中編排的操作順序進行的。微型計算機系統(tǒng) 最新2控制器n控制器是計算機中控制管理的核心部件。主要由程序計數(shù)器（PC）、指令寄存器（IR）、指令譯碼器（ID）、時序控制電路和微操作控制電路等組成，在系統(tǒng)運行過程中，不斷地生成指令地址、取出指令、分析指令、向計算機的各個部件發(fā)出微操作控制信號，指揮各個部件高速協(xié)調地工作。n中央處理器（CPU）是計算機的核心部件。CPU和主存儲器是信息加工處理的主要部件，通常把這兩個部分合稱為主機。微型計算機系統(tǒng) 最新3存儲器n存儲器是用來存儲數(shù)據(jù)和程序的部件。根
4、據(jù)功能的不同，存儲器一般分為主存儲器和輔存儲器兩種類型。n主存儲器主存儲器（又稱為內存儲器，簡稱為主存或內存）用來存放正在運行的程序和數(shù)據(jù)，可直接與運算器及控制器交換信息。按照存取方式，主存儲器又可分為隨機存取存儲器（Random Access Memory，RAM）和只讀存儲器（Read Only Memory，ROM）兩種。主存儲器由許多存儲單元組成，全部存儲單元按一定順序編號，稱為存儲器的地址。存儲器采取按地址存（寫）?。ㄗx）的工作方式，每個存儲單元存放一個單位長度的信息。n輔存儲器輔存儲器（又稱為外存儲器，簡稱為輔存或外存）是用來存放多種大信息量的程序和數(shù)據(jù)，可以長期保存，其特點是存儲
5、容量大、成本低，但存取速度相對較慢。微型計算機系統(tǒng) 最新4輸入/輸出設備n輸入/輸出設備（簡稱I/O設備）又稱為外部設備，它是與計算機主機進行信息交換，實現(xiàn)人機交互的硬件環(huán)境。輸入設備用于輸入人們要求計算機處理的數(shù)據(jù)、字符、文字、圖形、圖像、聲音等信息，以及處理這些信息所必需的程序，并把它們轉換成計算機能接受的形式（二進制代碼）。常見的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀、光筆、手寫板、麥克風（輸入語音）等。輸出設備用于將計算機處理結果或中間結果，以人們可識別的形式（如顯示、打印、繪圖）表達出來。常見的輸出設備有顯示器、打印機、繪圖儀、音響設備等。n輔（外）存儲器可以把存放的信息輸入到主機，主機處理后
6、的數(shù)據(jù)也可以存儲到輔（外）存儲器中。因此，輔（外）存儲設備既可以作為輸入設備，也可以作為輸出設備。微型計算機系統(tǒng) 最新1.1.2微型計算機系統(tǒng)的系統(tǒng)結構微型計算機系統(tǒng)的系統(tǒng)結構 存儲總線 系統(tǒng)總線 微處理器 CPU 存儲器 （主存） 輸入輸出接口 I/O 電路 外部 設備 時鐘 信號 圖 1-2 微型計算機硬件系統(tǒng)結構微型計算機系統(tǒng) 最新1微處理器n隨著人類科學技術水平的發(fā)展和提高，20世紀60年代末，半導體技術、微電子制作工藝有了突破性的發(fā)展，在此技術前提下，將計算機的運算器、控制器以及相關的部件集中制作在同一塊大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路上，即構成了整體的中央處理器，由于處理器的體積大大減小了
7、，故稱為微處理器。習慣上一般把微處理器直接稱為CPU。n1971年Intel公司研制推出的4004處理器芯片，標志著微處理器的誕生。之后的30多年來，微處理器不斷向更高的層次發(fā)展，由最初的4004處理器（字長4位，主頻1MHz），發(fā)展到現(xiàn)在的Pentium IV處理器（字長64位，主頻3.6GHz或更高）。微型計算機系統(tǒng) 最新2系統(tǒng)總線n總線是將計算機各個部件聯(lián)系起來的一組公共信號線。采用總線結構形式，具有系統(tǒng)結構簡單、系統(tǒng)擴展及更新容易、可靠性高等優(yōu)點，但由于必須在部件之間采用分時傳送操作，因而降低了系統(tǒng)的工作速度。微機的系統(tǒng)結構中，連接各大部件之間的總線稱為系統(tǒng)總線。系統(tǒng)總線根據(jù)傳送的信號
8、類型，分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線三部分。n數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線（Data BUS，DB）是傳送數(shù)據(jù)和指令代碼的信號線。數(shù)據(jù)總線是雙向的，即數(shù)據(jù)可傳送至CPU，也可從CPU傳送到其他部件。n地址總線地址總線（Address BUS，AB）是傳送CPU所要訪問的存儲單元或輸入/輸出接口地址的信號線。地址總線是單向的，因而通常地址總線是將地址從CPU傳送給存儲器或輸入/輸出接口。n控制總線控制總線（Control BUS，CB）是管理總線上活動的信號線。控制總線中的信號是用來實現(xiàn)CPU對其他部件的控制、狀態(tài)等信息的傳送以及中斷信號的傳送等。微型計算機系統(tǒng) 最新3微型計算機和個人計算機n根據(jù)微處理器
9、的應用領域，微處理器大致可以分為三類：通用高性能微處理器、嵌入式微處理器和微控制器。一般而言，通用處理器追求高性能，用于運行通用軟件，配備完備、復雜的操作系統(tǒng)；嵌入式微處理器強調處理特定應用問題，用于運行面向特定領域的專用程序，配備輕量級操作系統(tǒng)，如移動電話、PDA（Personal Digital Assistant，個人數(shù)字助理）等電子設備；微控制器價位相對較低，在微處理器市場上需求量最大，主要用于汽車、空調、自動機械等領域的自控設備。n通常所說的微型計算機，其實特指的是以通用高性能微處理器為核心，配以存儲器和其他外設部件，并裝載完備的軟件系統(tǒng)的通用微型計算機，簡稱微機。微型計算機系統(tǒng) 最
10、新1.1.3微型計算機系統(tǒng)的性能指標微型計算機系統(tǒng)的性能指標 n字長字長是指CPU能夠同時處理的比特（bit）數(shù)目。它直接關系到計算機的計算精度、功能和速度。字長越長，計算精度越高，處理能力越強。目前微型機字長有8位、16位、32位、64位。n主頻主頻即CPU的時鐘頻率（CPU Clock Speed），是CPU內核（整數(shù)和浮點數(shù)運算器）電路的實際運行頻率。一般稱為CPU運算時的工作頻率，簡稱主頻。主頻越高，單位時間內完成的指令數(shù)也越多。目前主流的微型機CPU主頻是3.0GHz、3.2GHz。n運算速度由于計算機執(zhí)行不同的運算所需的時間不同，只能用等效速度或平均速度來衡量。一般以計算機單位時間
11、內執(zhí)行的指令條數(shù)表示運算速度。單位是MIPS（每秒百萬條指令數(shù)）。n內存容量內存容量是指內存儲器中能夠存儲信息的總字節(jié)數(shù)，以KB、MB、GB為單位，反映了內存儲器存儲數(shù)據(jù)的能力。內存容量的大小直接影響計算機的整體性能。n存取周期存取周期是指對內存進行一次讀/寫（取數(shù)據(jù)/存數(shù)據(jù)）訪問操作所需的時間。微型計算機系統(tǒng) 最新1.1.4 微型計算機系統(tǒng)的性能評價n系統(tǒng)的兼容性系統(tǒng)的兼容性一般包括硬件的兼容、數(shù)據(jù)和文件的兼容、系統(tǒng)程序和應用程序的兼容、 硬件和軟件的兼容等。對于用戶而言，兼容性越好，則越便于硬件和軟件的維護和使用；對機器而言，更有利于機器的普及和推廣。n系統(tǒng)的可靠性和可維護性系統(tǒng)的可靠性是
12、指系統(tǒng)在正常條件下不發(fā)生故障或失效的概率，一般用平均無故障時間來衡量。系統(tǒng)的可維護性指系統(tǒng)出了故障能否盡快恢復，一般用平均修復時間來衡量。n外設配置外設包括計算機的輸入和輸出設備，不同的外設配置將影響計算機性能的發(fā)揮。例如，顯示器有高、中、低分辨率之分，若使用分辨率較低的顯示器，將難以準確還原顯示高質量的圖片；硬盤的存儲量大小不同，選用低容量的硬盤，則系統(tǒng)就無法滿足大信息量的存儲需求。n軟件配置軟件配置包括操作系統(tǒng)、工具軟件、程序設計語言、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網絡通信軟件、漢字軟件及其他各種應用軟件等。計算機只有配備了必需的系統(tǒng)軟件和應用軟件，才能高效率地完成相關任務。n性能價格比性能一般指計算機的綜合性能，包括硬件、軟件等各方面；價格指購買整個計算機系統(tǒng)的價格，包括硬件和軟件的價格。購買時應該從性能、價格兩方面來考慮。性能價格比越高越好。
微型計算機系統(tǒng) 課件
