微型计算机的组成及基本工作原理资料

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第一章微型计算机基础

（2）反码表示法
数的最高位表示数的符号，数值部分对于正数同真值，对于负数是真值各位取反，这种表示法就叫反码表示法。
1．对于正数：符号位用0表示，数字位同真值 2．对于负数：符号位用1表示，数字位为真值按位取反。
例 x＝+91＝+10l1011B [x]反=01011011B 例 y＝-91＝-1011011B [y]反=10100100B “0”的表示：[+0]反=00000000B [-0]反 =11111111B 对于8位机，反码可表示的数的范围：-127～ +127。
0⊕1＝1 读作0“异或”1等于1
1⊕0＝1 读作1“异或”0等于1
1⊕1＝0 读作1“异或”1等于0
例：
10101111
⊕11000010
01101101
1.2.2计算机中带符号数的表示方法
几个概念: 无符号数机器数
带符号数真值
机器数的三种表示方法: 原码表示法反码表示法补码表示法
（1）原码表示法
将传统计算机的运算器和控制器集成在一块大规模集成电路芯片上作为中央处理部件，简称为微处理器(CPU),微型计算机是以微处理器为核心，再配上存储器、接口电路等芯片构成的。
微处理器按照其功能可以分为两大部分：总线接口单元（BIU）和执行单元（EU）。按照计算机CPU、字长和功能划分，经历了5代的演变: ➢ 第一代（1971年～1973年）：4位和8位低档微处理器 ➢ 第二代（1974年～1978年）：8位中高档微处理器 ➢ 第三代（1978年～1980年）：16位微处理器 ➢ 第四代（1981年～1992年）：32位微处理器 ➢ 第五代（1993年以后）：全新高性能奔腾系列微处理

微型计算机原理及应用技术

0000
0
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二进制
1001 1010 1011
1100 1101 1110 1111 10000 10001
16进制
9 A B
C D E F 10 11
4. 各种数制之间的转换【例1-1】十进制数22.625转换为二进制数
②小数部分转换，每次把乘积的整数取走作为转换结果的一位，对剩下的小数继续进行乘法运算。对某些数可以乘到积的小数为0（如上述两例），这种转换结果是精确的；对某些数（如0.3）永远不能乘到积的小数为0，这时要根据精度要求，取适当的结果位数即可，这种转换结果是不精确的。
例如：十六进制数
1
A
E
4
虽然BCD码是用二进制编码方式表示的，但它与二进制之间不能直接转换，要用十进制作为中间桥梁，即先将BCD码转换为十进制数，然后再转换为二进制数；反之亦然。
十进制 0 1 2 3 4 5
表1-2 BCD编码表
8421BCD码
十进制
0000
6
0001
7
0010
8
0011Leabharlann 9010010
0101
11
8421BCD码 0110 0111 1000 1001
1.3.1 计算机的硬件系统 1.3.2 计算机的软件系统 1.3.3 计算机的主要技术指标
1.1 引言 1.1.1 计算机发展概况

计算机的基本组成与工作原理

运算器主要完成算术运算和逻辑运算，实现对数据的加工与处理。

①算术逻辑运算单元〔ALU〕：主要用于完成加、减、乘、除等算术运算和与、或者、非等逻辑运算，以及移位、求补等操作。

②标志存放器：用于存放算术、逻辑运算过程中产生的状态信息。

③累加器〔ACC〕：用于暂存运算结果以及向 ALU 提供运算对象。

发出指令脉冲，控制机器各个部件协调一致地工作。

从内存取指令和执行指令。

从内存中取出指令，并指出下一条指令在内存中的位置，将取出的指令送入指令存放器，启动指令译码器对指令发展分析，最后发出相应的控制信号和定时信息，控制和协调计算机的各个部件有条不紊的工作，以完成指令所规定的操作。

①程序计数器〔PC〕②指令存放器〔IR〕③指令译码器：对现行指令发展分析，确定指令类型、指令所要完成的操作以及寻址方式。

④时序部件：用于产生时序脉冲和节拍电位以控制计算机各局部有序地工作。

⑤状态/条件存放器：用于保存指令执行完成后产生的条形码。

比方：计算是否溢出、结果为正还是为负等。

此外，该存放器还保存中断和系统工作状态等信息。

⑥微操作信号发生器：根据指令提供的操作信号、时序产生器提供的时序信号，以及各功能部件反响的状态信号等综合特定的操作序列，从而完成对指令的执行控制。

存放器是CPU 内部的暂时存储单元，既可以用来存放数据和地址，也可以用来存放控制信息或者CPU 工作时的状态。

增加存放器的数量，就可以使CPU 把执行程序时所需的数据尽可能地放在存放器中，从而减少访问内存的次数，进步其运行速度。

但是存放器的本钱很高，因此必须在性能和本钱之间取个平衡点。

①累加器：是一个数据存放器，在运算过程中暂时存放被操作数和中间运算结果，是CPU 中使用最频繁的存放器，但累加器不能用于长期地保存一个数据。

②指令存放器：用于存放正在执行的指令。

③标志存放器：用于记录运算中产生的标志信息，普通存放指令执行结果的状态信息。

典型的标志如下：*进位标志位〔C〕：当运算结果最高位产生进位时置“1”。

微型计算机基础

第二章
2.1
微型计算机基础
微型计算机基本结构
微型计算机又称为PC机，由硬件系统和软件系统两大部分组成。
2.1.1微型计算机的概念结构如图所示，是微型计算机的典型组成结构示意图，从图中我们可以看出，微型计算机由微处理器CPU①、一定容量的内部存储器（包括②ROM、RAM）、 ③输入/输出接口电路组成。各功能部件之间通过④总线有机地连接在一起，其中微处理器是整个微型计算机的核心部件。
②数据总线(Data Bus) 数据总线是CPU用来传送数据信息的信号线（双向、三态）。数据总线是双向三态总线，即数据既可以从CPU送到其它部件，也可以从其它部件传送给CPU，数据总线的位数和处理器的位数相对应。 ③控制总线(Control Bus) 控制总线是用来传送控制信号的一组总线。这组信号线比较复杂，由它来实现CPU对外部功能部件（包括存储器和I/O 接口）的控制及接收外部传送给CPU的状态信号，不同的微处理器采用不同的控制信号。控制总线的信号线，有的为单向，有的为双向或三态，有的为非三态，取决于具体的信号线，但作为整体是双向的，以双向线表示。
4 ）总线微型计算机大多采用总线结构，因为在微型计算机系统中，无论是各部件之间的信息传送，还是处理器内部信息的传送，都是通过总线进行的，系统中各功能部件之间的相互关系变为各个部件面向总线的单一关系。问题：什么是总线所谓总线，是连接多个功能部件或多个装置的一组公共信号线，用作微机各部分传递信息所共同使用的“高速信息公路”。按在系统中的不同位置，总线可以分为内部总线和外部总线。内部总线是CPU内部各功能部件和寄存器之间的连线；外部总线是连接系统的总线，即连接CPU、存储器和I/O接口的总线，又称为系统总线。

1-2计算机的工作原理和组成

1-2计算机的工作原理和组成A理论部分前面，已经涉及了微型计算机系统的组成框图的内容，为了更好的理解计算机的组成，我们先来简要的明确计算机的工作原理：一、计算机工作原理计算机之所以能脱离人的干预，自动进行数据处理、解决问题，是因为人预先将指令输入到计算机存储器（外存），存储器让指令都带有相应的地址；计算机工作后，中央处理器（CPU）中的控制器根据地址通过数据总线将指令送入内存储器，并不断的从内存储器中取指令、在运算器中分析指令（消化理解指令）、把产生的临时信息放在寄存器…此时包括：取指令、分析指令、执行指令，循环往复，直至程序运行结束。

在计算机处理信息中，主要有三种信号在总线上流动：数据流（依赖数据总线，英文是Data Bus）、地址信号（依赖地址总线，英文是Address Bus）、控制信号（依赖控制总线，英文是Control Bus）。

由于CPU的速度越来越快，访问内存速率也越来越快，按目前的技术无法达到理想的数据传输状况。

如用高速、静态RAM，成本太高。

为此在CPU和主存间加上了高速缓冲存储器（Cache），Cache提高了“命中率”和保证Cache的内容与对应的内存的内容一致。

总线（Bus）是信息传送的公共通道。

许多部件间数据传送不是通过分别的不同的线路来传送的，而是输出数据的部件把数据送入总线上（准确的讲是数据总线）,接收数据的部件从Data Bus上取数据。

节省了数据传送的线路，但每一个瞬间，只能有唯一的数据（Data）在Bus上传输，使数据传送速度减慢。

计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存贮器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中去。

接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。

依此进行下去，直至遇到停止指令。

程序与数据一样存贮，按程序编排的顺序，一步一步地取出指令，自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理。

第2章微型计算机系统的组成及工作原理

2.5.6 ISA总线的定义与应用
2. ISA总线的信号线定义 ——98芯插槽，包括地址线、数据线、控制线、时钟和电源线 (1)地址线：SA019和LA1723 (2)数据线：SD015 (3)控制线：AEN、BALE、 IOR 和 IOW、 SMEMR和 SMEMW
MEMR 和 MEMW、 MEM CS16 和 I/O CS16 、SBHE
2.1.2 微机系统的软件配置
系统软件、工具软件、应用软件、用户应用程序
.3 微机系统中的信息流与信息链
1. 微机系统中信息流与信息链的构成信息流：存储器中的数据、程序代码；接口寄存器中的I/O数据、状态、I/O命令信息链：信息流在系统中流动的路径；包括物理(硬件)环节和逻辑(软件)环节 2. 微机系统中信息流与信息链 ——早期微机系统/现代微机系统中的信息链 3. 研究信息流与信息链的意义 ——通过信息流从整体上认识微机体系结构和组成微机系统的各部件之间的关系
2.5.7 现代微机总线技术的新特点
3. 总线桥 (1) 总线桥 ——总线转换器和控制器，是两种不同总线间的总线接口内部包含兼容协议及总线信号和数据缓冲电路；把一条总线映射到另一条总线上北桥：连接CPU总线和PCI总线的桥南桥：连接PCI总线和本地总线(如ISA)的桥 (2) PCI总线芯片组 ——实现总线桥功能的一组大规模集成专用电路保持主板结构不变前提下，改变这些芯片组的设计，即可适应不同微处理器的要求 4. 多级总线结构中接口与总线的连接
2.4 I/O设备与I/O设备接口
2.4.1 I/O设备及其接口的作用
1. I/O设备的作用 2. I/O设备接口的作用——连接与转换
2.4.2 I/O设备的类型及设备的逻辑概念

【微机原理】微型计算机的基本工作原理

存储器(memory) 1. 存储器单元的地址和内容
2. 存储器的分类
存储器分为内部存储器和外部存储器两大类，分别简称为内存和外存，外存也叫辅存，内存也叫主存。程序和数据以文件的形式保存在外存中，要执行的程序和要使用的数据必须事先调入内存。为了加快CPU访问内存的速度，从而提高程序的运行速度，在内存和CPU 之间或者CPU内部增加了存取速度较高的高速缓冲存储器，即cache。为了扩充内存容量，还将外存作为内存的辅助，给用户提供比内存大得多的逻辑存储容量，这就是所谓的“虚拟存储器”。
微型计算机的基本工作原理
1 微型计算机的常用术语 2 微型计算机的基本结构 3 微型计算机的工作原理
1 微型计算机常用的术语
位(bit)——计算机所能表示的最基本、最小的数据单元。1个二进制位有两种状态“0”和“1”
字(word) ——计算机内部进行数据处理的基本单位，与寄存器、ALU宽度一致每一个字所包含的二进制位数称为字长
2.4 总线插座和接口
外部设备通过总线插座和接口与计算机连接。设置接口的主要原因
外设的工作速度远低于CPU的速度外设表示信息的格式与计算机不同接口向计算机报告设备的状态,传达计算机命令等
2.5 I/O设备
输入设备：键盘、模数转换器、扫描仪等输出设备：显示器、打印机、绘图机等输入/输出设备：磁盘和光盘等
字节(byte) ——8个Bit组成一个字节,存放相邻的 8位二制数.字节的长度固定
指令(instruction) 程序(program) 指令系统(instruction set)
2 微型计算机的基本结构微型计算机的基本组成如图所示：
2.1 CPU
CPU是微机的核心部件,具有运算和控制功能组成：算术逻辑单元ALU(arithmetic logic unit) 寄存器(register)组控制器(control unit)

微型计算机原理及接口技术

微型计算机原理及接口技术
微型计算机原理及接口技术是指在微型计算机和外部设备之间进行数据交换和通信的技术。

微型计算机原理是指微型计算机的基本工作原理，包括微处理器、存储器、输入输出设备等组成部分的工作原理。

接口技术是指微型计算机与外部设备之间进行数据交换和通信所需要的硬件和软件技术。

在微型计算机中，微处理器是控制微型计算机工作的核心部件。

它负责执行指令、进行数据处理和控制操作。

微处理器通过总线与其他部件进行连接，包括存储器、输入输出设备等。

其中，存储器用于存储程序和数据，输入输出设备用于与外界进行数据交换。

为了实现微型计算机与外部设备之间的数据交换和通信，需要使用接口技术。

接口技术可以分为硬件接口和软件接口两种。

硬件接口是指通过物理接口的方式连接微型计算机和外部设备，例如串口、并口、USB等。

软件接口是指通过编程的方式实
现微型计算机与外部设备之间的数据交换和通信。

接口技术的选择取决于具体的应用场景和外部设备的要求。

不同的外部设备可能需要不同类型的接口进行连接。

例如，打印机通常通过并口或USB接口连接到微型计算机，而鼠标则通
常通过PS/2或USB接口连接。

此外，还可以通过网络接口实
现微型计算机之间的数据通信。

总的来说，微型计算机原理及接口技术是实现微型计算机与外
部设备之间数据交换和通信的关键技术。

了解和掌握这些技术对于有效地使用微型计算机和外部设备具有重要意义。

微型计算机的基本结构3篇

微型计算机的基本结构第一篇：微型计算机的基本结构概述微型计算机（Personal Computer，简称PC）是一种广泛应用于个人日常工作和娱乐等方面的计算机，其基本结构由五个部分构成，分别是中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）、存储器、输入设备、输出设备和系统总线。

1. 中央处理器中央处理器是微型计算机最核心的部分，它是负责处理各种指令和数据的大脑。

CPU的性能直接影响着计算机的整体运行速度，因此在选择CPU时需要根据自己的需求选购合适的型号。

CPU主要由控制器和算术逻辑单元组成，其中控制器负责指导CPU完成各种操作，而算术逻辑单元则负责实现各种算术和逻辑运算。

除此之外，CPU还包括寄存器和高速缓存，它们的作用是缓存一些频繁使用的指令和数据，以提高CPU的运行效率。

2. 存储器存储器是微型计算机中用于存储数据和指令的部分，包括随机存储器（Random Access Memory，简称RAM）和只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）。

RAM是计算机中最常见的存储器，它可以被操作系统和应用程序用来存储临时数据和程序代码。

RAM的容量通常按照兆字节（Megabyte，简称MB）或者千字节（Kilobyte，简称KB）来计算，容量越大，能够同时存储的数据和程序代码就越多。

ROM是一类只能读取，不能写入的存储器，其中记录了一些固定的程序代码和数据。

ROM中的程序和数据不会被操作系统和应用程序改变，因此可以保证系统的稳定性和安全性。

3. 输入设备输入设备是用来输入数据和指令到计算机中的设备，常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。

键盘是计算机最常见的输入设备，可以输入各种文字和命令；而鼠标则可以通过移动鼠标指针来控制计算机的操作。

4. 输出设备输出设备是用来将计算机处理的结果显示给用户的设备，常用的输出设备有显示器、打印机、音响等。

其中显示器可以显示计算机处理的图像和文字，而打印机则可以将计算机处理的结果打印出来。

计算机工作原理

1、计算机系统的组成微型计算机由硬件系统和软件系统组成。

硬件系统：指构成计算机的电子线路、电子元器件和机械装置等物理设备，它包括计算机的主机及外部设备。

软件系统：指程序及有关程序的技术文档资料。

包括计算机本身运行所需要的系统软件、各种应用程序和用户文件等。

软件是用来指挥计算机具体工作的程序和数据，是整个计算机的灵魂。

计算机硬件系统主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五部分组成。

２、计算机的工作原理（１）冯•诺依曼原理“存储程序控制”原理是1946年由美籍匈牙利数学家冯•诺依曼提出的，所以又称为“冯•诺依曼原理”。

该原理确立了现代计算机的基本组成的工作方式，直到现在，计算机的设计与制造依然沿着“冯•诺依曼”体系结构。

（2）“存储程序控制”原理的基本内容①采用二进制形式表示数据和指令。

②将程序（数据和指令序列）预先存放在主存储器中（程序存储），使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令，并加以执行（程序控制）。

③由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本部件组成计算机硬件体系结构。

（3）计算机工作过程（见下图）第一步：将程序和数据通过输入设备送入存储器。

第二步：启动运行后，计算机从存储器中取出程序指令送到控制器去识别，分析该指令要做什么事。

第三步：控制器根据指令的含义发出相应的命令（如加法、减法），将存储单元中存放的操作数据取出送往运算器进行运算，再把运算结果送回存储器指定的单元中。

第四步：当运算任务完成后，就可以根据指令将结果通过输出设备输出。

二、中央处理器中央处理器又称CPU（Central Processing Unit），是计算机系统的核心，它由运算器、控制器和寄存器组成。

1、运算器（ALU）运算器是负责对数据进行算术运算或逻辑运算的部件，由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器和通用寄存器组等组成。

算术逻辑单元用于算术运算、逻辑运算及移位、求补等操作；累加器用于暂存被操作数和运算结果；通用寄存器组是一组寄存器，运算时用于暂存操作数和数据地址；状态寄存器也称标志寄存器，它用于存放算术逻辑单元工作中产生的状态信息。

微型计算机系统的组成

微型计算机系统的组成
计算机语言分为高级语言和低级语言
机器语言：是一种最低级的计算机语言，用二进制代码表示
每一条指令，计算机能够直接执行。汇编语言：介于机器语言和高级语言之间的一种采用助记符来编写程序的伪代码语言。机器语言和汇编语言都要求熟悉计算机的内部结构，对程序员要求较高。高级语言：采用人类较熟悉的代码来编写程序的语言，此种语言编写的程序不能直接运行，必须通过编译或解释才能被计算机识别并运行。
应用程序是面向用户的最高层程序。
多媒体技术应用基础
一. 基本概念
媒体: 是指表示和传播信息的载体。多媒体：指当这种载体可表示和传播两种或两
种以上的信息时，称之为多媒体。多媒体技术：是指可以将文本、图形、图像、音
频、视频等多媒体信息经过计算机设备的获取操作、编辑、存储等综合处理后以单独或合成的形态表现出来的技术和方法。
盘安装在主机内，成为C盘，是计算机的主要外存储设备。
硬盘容量=柱面数×磁头数×扇区数×512B
目前硬盘的转速为 3600 转 / 分 -7200 转 / 分，容量为 30G40G。硬盘的质量是衡量微机性能的一项重要指标。
微型计算机系统的组成
U盘：是一种携带更加方便、使用简单的可移动数据存储器。可移动硬盘：是一种具有很强的移动性能的存储器。光盘：是一种常用的外存储器，它的容量为650MB。光盘分
多媒体技术应用基础
二、多媒体信息的表示（1）声音信息的表示
声音波形表示文件：.WAV 声音符号表示文件：.MID （2）视觉信息的表示静态图像：位图图像（.BMP）动态图像：视频图像（.AVI）
多媒体技术应用基础
三、多媒体系统的硬件

计算机组成原理和微机原理

计算机组成原理和微机原理计算机组成原理和微机原理是计算机科学与技术领域中非常重要的两门课程，它们涉及到计算机的硬件和软件方面的知识。

本文将详细介绍计算机组成原理和微机原理的概念、内容和重要性。

一、计算机组成原理的概念和内容计算机组成原理是计算机科学与技术领域中的基础课程之一，它主要研究计算机的硬件结构和工作原理。

计算机组成原理涉及到的内容很广泛，主要包括计算机的基本组成、计算机的运行过程、计算机的存储结构、计算机的输入输出系统等方面。

1.计算机的基本组成计算机的基本组成包括中央处理器（CPU）、存储器（memory）和输入输出设备（I/O devices）。

中央处理器是计算机的核心部件，负责执行计算机的指令和处理数据。

存储器用于存放程序和数据，可以分为主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、光盘等）。

输入输出设备用于与计算机进行交互，如键盘、鼠标、显示器等。

2.计算机的运行过程计算机的运行过程包括指令的周期性执行和数据的处理。

在计算机中，每个指令都是由一系列的操作码（Opcode）和操作数（Operand）组成，其中操作码表示操作的类型，操作数表示操作的具体内容。

指令的周期性执行是通过时钟信号来实现的，时钟信号可以控制计算机的时序和同步。

3.计算机的存储结构计算机的存储结构主要包括主存储器和辅助存储器。

主存储器用于存放正在执行的程序和数据，是计算机运行的关键部件。

主存储器可以按照访问方式分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。

辅助存储器用于存放大量的程序和数据，可以分为硬盘、光盘、磁带等。

4.计算机的输入输出系统计算机的输入输出系统是计算机与外部世界进行交互的重要组成部分。

输入设备用于将外部的信息传递给计算机，如键盘、鼠标等；输出设备用于将计算机的结果显示给用户，如显示器、打印机等。

输入输出设备和计算机之间有一个接口（interface），可以通过接口进行数据的传输和控制。

二、微机原理的概念和内容微机原理是计算机科学与技术领域中的重要课程，它主要研究微型计算机的组成和工作原理。

微机原理第1章微型计算机简介

1.1.2 微机系统的主要性能指标
微型计算机的主要性能指标有以下一些内容: 字长字长以二进制位为单位，是CPU能够同时处理的二进制数据的位数，它直接关系到计算机的计算精度、功能和运算能力。微机字长一般都是以2的幂次为单位，如4位、8位、16位、32位和64位等。运算速度计算机的运算速度（平均运算速度）是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用百万条指令/秒（MIPS）来描述。因为微机执行不同类型指令所需时间是不同的，通常用各类指令的平均执行时间和相应指令的运行比例综合计算，作为衡量微机运行速度的标准。目前微机的运行速度已达数万MIPS。时钟频率（主频）时钟频率是指CPU在单位时间（秒）内发出的脉冲数。通常，时钟频率以兆赫（MHz）或吉赫（GHz）为单位。一般的时钟频率越高，其运算速度就越快。
2、微型计算机的外部设备微型计算机的外部设备包括外存储器、输入设备和输出设备等，如图 1.3所示。
外存储器硬盘软盘光盘键盘鼠标扫描仪、数码相机等显示器打印机
外部设备
输入设备
输出设备
图 1.3 微型计算机的外部设备图 1.4 微型计算机的外部设备
1.1.1 微型计算机的体系结构和系统构成
1.1.1 微型计算机的体系结构和系统构成
输入设备输入设备是计算机外部设备之一，是向计算机输送数据的设备。其功能是将计算机程序、文本、图形、图像、声音以及现场采集的各种数据转换为计算机能处理的数据形式并输送到计算机。常见的输入设备有键盘和鼠标等。输出设备输出设备是将计算机中的数据信息传送到外部媒介，并转化成某种人们所认识的表示形式。在微型计算机中，最常用的输出设备有显示器和打印机。
地址总线数据总线控制总线

1.2微型计算机的工作原理和组成

需要计算机完成某项工作时，首先应按照计算机的能完成的基本操作，将所需完成的工作按一定的顺序分解成计算机能实现的基本操作的有序组合，以指令的形式按一定的顺序排列起来，这就是程序（人们为解决问题而编制的一系列按一定顺序排列的指令的集合）。程序编制好后，为了让计算机自动执行，采用了程序存储的原理，即将程序送到计算机的存储器中存储起来，然后让计算机执行程序，通过执行程序，完成规定的操作，从而解决问题。
从上面的分析可以看出，计算机是通过呆板的依次执行人们编制的程序中的指令来完成所需的工作的。计算机工作的过程就是执行程序的过程。
依据上述原理，计算机应该包含哪些功能部件？
计算机的功能部件
依据冯诺 ·伊曼原理，计算机应包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备几个部件，这些部件由总线连接起来,如下图所示：
存储器系统的性能指标：容量、速度和成本
存储容量是存储器系统的首要性能指标，因为存储容量越大，则系统能够保存的信息量就越多，相应计算机系统的功能就越强；位（bit）、字节(Byte)、字（word）微型计算机的存储容量通常都是以字节为单位表示的。 1K=210=1024, 1M=220 1G=230, 1T=240
第二节
微型计算机的工作原理
1945年，约翰· 诺依曼提出了冯· 存储程序的计算机工作原理，也称为冯· 诺依曼原理，定义计算机的各个部件并描述其功能。依据这一原理，计算机的功能部件包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备及各部分。其主要特点是：二进制、程序存储、程序控制。
图 1 -2 冯 .诺伊曼
指令寄存器：保存从存储器中读入的当前要执行的指令。指令译码器：对指令寄存器中保存的指令进行译码，确定要执行的操作。时序部件：产生微机各部件所需的定时信号，以保证各部件有条不紊的进行信息传送、加工和存储等操作，它由时钟系统及节拍发生器等组成。控制逻辑：依据译码后的信号、节拍发生器产生的节拍信号以及外部的状态信号，发出一系列的控制信号，完成指令的操作。

第二章_微型计算机基础

例：Intel 8088/8086、PIII、P4、Celeron
CPU的位数是指能同时处理的二进制数据的位数，有4位、8位、16位、32位、64位之分，位数越多处理能力越强。
7
主机硬件系统之二：存储器
存储器是存放程序和数据的记忆装置，分为内存和外存。
内存：ROM、RAM，用来存放当前正在执行的程序和正在处理的数据。
8086的流水线操作
8086CPU流水线的实现 BIU不断地从存储器取指令送入指令队列IPQ，EU不地从IPQ取出指令执行 EU和BIU构成了一个简单的2段流水线指令预取队列IPQ是实现流水线操作的关键（类似于工厂流水线的传送带）
新型CPU将一条指令划分成更多的阶段，以便可以同时执行更多的指令例如，PIII为14个段，P4为20个段（超标量流水线）
CPU送到AB上的20位的地址称为物理地址。
34
物理地址：数据交换时CPU使用的实际地址
物理地址
存储器的操作完全基于物理地址。 ➢问题： 8086的内部总线和内部寄存器均为16位，如何生成20位地址？ ➢解决：存储器分段
. . 60000H F0H 60001H 12H 60002H 1BH 60003H 08H 60004H . . .
10
存储器相关概念3：内存储器的分类
读写存储器（RAM）
可读可写易失性，临时存放程序和数据 RAM又分静态RAM和动态RAM，即SRAM、DRAM
只读存储器（ROM）
工作时只能读非易失性，永久或半永久性存放信息
11
主机硬件系统之三：输入输出接口
I/O接口是指主机与外设的交接部分，位于系统总线和外设之间，是主机和外设联系的桥梁。

微型计算机的组成及工作原理

外设
1.3 微型计算机的基本工作过程
微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程，也就是CPU自动从程序存放的第1个存储单元起，逐步取出指令、分析指令，并根据指令规定的操作类型和操作对象，执行指令规定的相关操作。如此重复，周而复始，直至执行完程序的所有指令，从而实现程序的基本功能，这就是微型计算机的基本工作原理。
工作过程：
取指令
分析指令
执行指令
微机原理与应用
微机原理与应用
微型计算机的组成及工作原理
1.1 微型计算机中的基本概念 1．微处理器（Microprocessor） 2．微型计算机（1）单片微处理机（2）通用微型计算机
3．微型计算机系统
1.2 微型计算机的基本结构微型计算机的基本组成
总
线
C
形
P
成
U
电
路
内存
内存
系统总线
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