微型计算机组成以及微处理器的结构共47页
微型计算机的结构
微型计算机的结构一、引言微型计算机是现代生活中不可或缺的一部分，它们广泛应用于个人和商业领域。
微型计算机的结构是指计算机内部各个组件之间的关系和连接方式。
本文将详细介绍微型计算机的结构，并对其中的各个组件进行解释和说明。
二、中央处理器（CPU）中央处理器是微型计算机的核心部件，它负责执行各种计算和处理任务。
CPU由控制单元、算术逻辑单元和寄存器组成。
控制单元负责指令的解码和执行，算术逻辑单元负责数学和逻辑运算，寄存器用于暂时存储数据和指令。
三、主存储器（内存）主存储器是计算机中用于存储数据和程序的地方。
它由随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）组成。
RAM用于临时存储数据和程序，而ROM用于存储固定的系统程序和数据。
四、输入设备输入设备用于将外部信息输入到计算机中。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪和摄像头等。
键盘用于输入文字和命令，鼠标用于控制光标和操作软件，扫描仪和摄像头用于将纸质文件或实物转换为数字化的信息。
五、输出设备输出设备用于将计算机处理后的信息显示或输出到外部环境中。
常见的输出设备包括显示器、打印机和音频设备等。
显示器用于显示文字、图像和视频，打印机用于将电子文档打印出来，音频设备用于播放音乐和语音。
六、存储设备存储设备用于长期存储数据和程序。
常见的存储设备包括硬盘、固态硬盘（SSD）、光盘和U盘等。
硬盘和固态硬盘用于存储大量的数据和程序，光盘用于存储光学介质上的信息，U盘则是一种便携式存储设备。
七、总线总线是各个组件之间传输数据和信号的通道。
它分为数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据，地址总线用于传输数据的存储地址，控制总线用于传输控制信号。
八、扩展槽扩展槽是用于插入扩展卡的插槽，可以扩展计算机的功能和性能。
常见的扩展卡包括显卡、声卡和网卡等。
显卡用于控制显示器显示图像，声卡用于处理音频信号，网卡用于连接计算机和网络。
九、电源电源是为微型计算机提供电能的设备。
第2章 微型计算机组成及微处理器功能结构
CPU 8088 由于只有8位数据线,地址顺序排列。
第2章 微处理器结构及微型计算机工作原理
• 如果字地址为奇地址，需要两次访问存储器
表2-8 BHE A0 编码含义 总线使用情况
BHE A0 0 0 1 0 1
操作
0 从偶地址开始读/写一个字 1 从奇地址开始读/写一个字节 0 从偶地址开始读/写一个字节 1 从奇地址开始读/写一个字 0
ALU
PSW 标志寄存器 标志寄存器
EU
指令译码器 EU 控制电路 执行部件 控制电路
指令对列
第2章 微处理器结构及微型计算机工作原理
第2章 微处理器结构及微型计算机工作原理
一．总线接口单元BIU
总线接口单元BIU的功能是负责完成CPU与存储器或I/O 设备之间的数据传送。具体任务是： ① 指令队列出现空字节(8088CPU 1个空字节，8086CPU
AD15---AD0 AD15---AD8 AD7---AD0 AD15---AD8 （低字节） AD7---AD0 （高字节）
第2章 微处理器结构及微型计算机工作原理
存储器的逻辑地址与物理地址
逻辑地址
段地址 : 偏移地址
物理地址
1000 : 0000H 1000 : 0001H 1000 : 0002H 1000 : 0003H 1000 : 0004H 1000 : 0005H
3. 控制总线CB(Control Bus) 控制总线是CPU向其它部件传送控制信号，以及其 它部件向CPU传送状态信号及请求信号(如中断请求信号)的一
组通信线。
第2章 微处理器结构及微型计算机工作原理
2.2
8086/8088 及80286 微处理器的功能结构
微型计算机组成计算机硬件结构图
从前端表面上可以分为 球面、柱面、平面、平面直 角和完全平面等类型。 ■
评价显示器指标
（1）分辨率 指像素数，在屏幕上共有多少行扫描线，每一 行扫描线中共有多少个点 如 640×480 800×600 1024×768 1280×1024等 （2）点距 像素中心与像素中心之间的距离，电子束每扫描 两 个 点 之 间 的 距 离 , 一 般 有 0.31mm 0.28mm 0.26mm 0.25mm等 （3）扫描方式 逐行扫描 （有绿色环保标志，同时可防静电低发热防幅射 消磁） 隔行扫描 （4）尺寸(指屏幕对角线长度) 一般有14，15，17，19、21 英寸或更大 ■
位置
主机箱内
（内存条）
机箱内（硬盘） 机箱外（磁盘/ 光盘/ 散存 / 移动硬盘…）
半导体 物理介质 (电子设备) 临时存放 存储时效 断电后信息消失 快 存取速度
与CPU直接交换信息
容量
较小
磁设备 光设备 永久存储 信息不受电源影响 慢 难与CPU速度匹配 大（无限）
功能
存放系统当前正在 处理和执行的信息
I/O总线
DB 数据总线 AB 地址总线 CB 控制总线
总线
I/O控制器
外存储器
输入设备
输出设备
系统板 上有多个扩 展槽，用来 连接各种接 口板，扩展 槽与Ｉ/O总 线相连。
中央处理器 CPU
（Central Processing Unit）
CPU都集成在 一块芯片上称之为 微处理器，它是微 机的核心部件。
打印机
• 针式打印机 点阵 9针 16针 24针 • 喷墨打印机 使用专用墨水 • 激光打印机 无噪声 、 分 辨 率 高、 打 印速度快
微型计算机组成
微型计算机的硬件组成
微型计算机的硬件组成一、CPU、内存、接口和总线的概念点击折叠视频：CPU、内存、接口和总线的概念1微型计算机的结构微型计算机包含了多种系列、档次和型号等。
这些计算机的共同特点是体积小，适合放在办公桌上使用，而且每个时刻只能一人使用，因此又称为个人计算机（PC）。
图1-3是PC的典型结构。
2主板主板是固定在微型计算机主机箱箱体上的一块电路板。
主板上装有大量的有源电子元件。
其中主要组件有CMOS、基本输入输出系统（BIOS）、高速缓冲存储器（cache）、内存插槽、CPU插槽、键盘接口、软盘驱动器接口、硬盘驱动器接口、总线扩展插槽（提供ISA、PCI 等扩展槽）、串行接口（COM1、COM2）、并行接口（打印机接口LPT1）、USB接口等。
因此，主板是计算机各种部件相互连接的纽带和桥梁。
3中央处理器中央处理器（CPU）是计算机的核心，包括运算器、控制器和寄存器等。
计算机的运转是在CPU的指挥控制下实现的，所有的算术运算和逻辑运算都是由它完成的。
因此，CPU是决定计算机速度、处理能力和产品档次的关键部件。
图1-3 PC的典型结构4内存储器存储器分为内存储器和外存储器，通常分别简称为内存和外存。
内存是计算机的主要工作存储器，是计算机用于直接存取程序和数据的地方。
计算机在执行程序前必须将程序和数据装入内存中，这种装入信息的操作称为“写入”；所执行的指令及处理的数据，也必须从内存取出，这种取出信息的操作称为“读出”。
存储器读出信息后，原内容保持不变；向存储器写入信息，则原内容被新内容所代替。
由于内存是由半导体器件构成的，没有机械装置，所以内存的读写速度远远高于外存，但容量也相对较小，主要用来存放计算机正在使用的程序和数据。
内存又分如下两种：（1）只读存储器ROM只读存储器（Read Only Memory，ROM）存储的内容由厂家一次性写入，并永久保存下来，用户只能从ROM读出原有内容，不能再向其写入新内容，因此称为只读存储器。
微型计算机组成结构
微型计算机组成结构微型计算机是一种小型电子设备，由多个电子元件组成。
下面将详细介绍微型计算机的组成结构。
1. 中央处理器（CPU）中央处理器是微型计算机的核心部件，是控制计算机执行任务的大脑。
它由控制单元和算术逻辑单元组成，能够对数据进行操作和控制。
目前，市面上较为流行的中央处理器主要有AMD和Intel两大品牌。
2. 内存模块（RAM）内存模块是计算机数据存储的主要部件，它可以快速地读写数据。
内存模块按照容量分为各种规格，依据目前市场中的情况，DDR4是最新的内存标准。
3. 存储设备（硬盘/固态硬盘）硬盘和固态硬盘是两种常见的存储设备。
硬盘是机械式设备，通过盘片的旋转实现数据的存储和读取，具有容量大、价格相对较低的优点；而固态硬盘则是利用闪存技术进行数据存储和读写，具有反应速度更快、噪音更低和抗震能力更强等优点。
4. 主板主板作为微型计算的中枢设备，承载着所有其他部件。
其重要功能在于为其他设备提供通讯、供电和各种接口。
主流的主板接口有PCIe、SATA和USB。
5. 显卡（GPU）显卡是微型计算机的图形处理器，负责计算机中图形数据的创建和处理。
显卡有独立显卡和集成显卡之分。
集成显卡通常内置在主板上，性能较低，仅能满足基本的图形处理需求；独立显卡通常以PCIe接口的形式与主板连接，在图形计算上具有优秀的表现。
6. 电源电源是微型计算机的重要配件，负责为计算机内部各个部件提供稳定的电能。
目前市场上的电源大多采用ATX标准，功率分为各种级别。
综上所述，微型计算机是一个由多个部件组成的复杂系统，其中每个部件在系统中均发挥着至关重要的作用。
IBMPC微机组成原理与基本结构.pptx
在大多数计算机中，存储器的组织都是以字节为基本 单位。每一个基本单位称为一个存储单元。
一个存储器是由许多的存储 单元构成的，如某存储器的 容量为32KB, 1MB, 128MB等 等。为了区分这些不同的存 储单元，一般使用单元地址 来指示各个存储单元。如一 个10位二进制数表示的地址， 可以用来区分210＝1024＝1K 个单元。
2、主存储器
主存储器是用于存放程序和数据的部件。它由若干 个存储单元构成。存储单元的多少表示存储器的容量。 每个存储单元使用一个唯一的编号来标识，称为存储单 元的地址。对每个存储单元内容的存和取是按照地址进 行访问的。
3
计算机存储信息的基本单位是一个二进制位，一位可存 储一个二进制数0或1。每8位组成一个字节（BYTE)。
3. 变址寄存器 有两个16位的变址寄存器SI和DI，一般被用来作地址指针。
SI——源变址寄存器 DI——目的变址寄存器
同BP寄存器一样，SI和DI也可以用作通用数据寄存 器存放操作数和运算结果。
16
二、段寄存器
8086/8088CPU在使用存储器时，将它划分成若干个 段。每个段用来存放不同目的内容，如程序代码、数据等 等。每个存储段用一个段寄存器来指明该段的起始位置 （也叫段基址）。
B、存取数据——在EU执行指令的过程中，如果需要与存 储器或I/O端口传送数据时，根据EU提供的数据和地址， 并结合相应的段寄存器（DS、ES或SS）的内容，进入外 部总线周期，与存储器或I/0进行数据的存取。
EU和BIU是既分工又合作的两个独立部分。它们的操 作在一定程序上是并行工作的，分别完成不同的任务，因 而大大加快了指令执行速度。
段基址
CS 段基址 DS 段基址 SS ES 段基址
单片微型计算机的硬件结构PPT课件
一并行口包括输出锁存器、三态输入缓冲器、输出场效应管。 1）P0.0 ～ P0.7： P0口，8位双向口线。在系统扩展时，P0.0 ～ P0.7
分时提供低8位地址信息和8位双向数据信息。 当单片机与外扩芯片交换信息时，P0.0 ～ P0.7先送出外扩芯片的低8位
时序部件
AR 地址线
PSW
ALU
ID R0
IR
数据线
图2-2 典型微处理器模型的内部结构框图
3
第2章 单片微型计算机的硬件结构
2 存储器 微型计算机的存储器用于存储数据和程序，是一种采用大规模或
超大规模集成电路工艺制成的存储器芯片，通常分为ROM（只读存储 器）和RAM（随机存取存储器）两大类。
ROM存储器在正常工作时只能读不能写，通常用来存放固定程序 和常数。
地址，并在ALE信号的作用下将地址信息锁存在外部锁存器中，然后再传送数 据信息。
在没有外扩芯片时，P0.0 ～ P0.7作为一般的I/O线使用，可以直接与外 设通信。此外，由于P0.0 ～ P0.7的输出驱动电路时开漏的，所以在使用 P0.0 ～ P0.7驱动集电极开路电路或漏极开路电路时需外接上拉电阻。
2.2.2 MCS-51单片机的外部引脚
MCS-51单片机主要采用40脚双列直插式封装，引脚的排列如图2-7所示
⒈ 电源引脚 （1） VCC（40）： 芯片电源，接+5V； （2） VSS（20） ： 接地端；
⒉ 时钟引脚 （1）XTAL1（18）：晶体振荡器信号输入。 （2）XTAL2（19）：晶体振荡器信号输出。
RAM存储器在正常工作时既能读又能写，通常用来存放原始数据、 中间结果、最终结果和实时数据等。
第03章 微型计算机的结构.ppt
• 3.1 微处理器的结构(8086/8088) • 3.2 存储器(组织) • 3.3 寻址方式 • 3.4 指令系统(概括)
3.1微处理器的结构
• 3.1.1 8086/8088 CPU的结构 • 3.1.2 8086/8088的寄存器
3.1.1 8086/8088 CPU 的结构
• (6)转移
(13)外同步
• (7)数据串操作 (14)空操作
CPU执行程序的过程
•
从内存取指令
从内存取指令
执行指令
从内存取指令
执行指令
传统CPU执行指令 的过程
执行指令
现代CPU执行指令 的过程
3.1.2 8086/8088CPU的寄存器
• 8086/8088的寄存器分为4种类型： • （1）通用寄存器 • （2）指针和变址寄存器 • （3）段寄存器 • （4）标志寄存器
3.2存储器组织
• 3.2.1 存储器的分段结构 • 3.2.2 实际地址的产生
3.2.1 存储器的分段结构
3.2.2 实际地址的产生
举例: CS=9482, IP=2350, 实际地址为: 1001 0100 1000 0010
0010 0011 0101 0000
1001 0110 1011 0111 0000
• MOV AL,[BX+SI+1234H] ; • 指令码:8A803412 • 假定:BX=1000H,SI=2000H • 则: 结果, AL=78H
⑤基变址寻址(2)
• 基变址寻址的格式: • [BX+SI+位移量] [BX+DI+位移量] • [BP+SI+位移量] [BP+DI+位移量] • [BX+SI] [BX+DI] [BP+SI] [BP+DI] • 错误的写法: [BX+BP] [SI+DI] • 位移量的范围: 补码表示的16位 • (-32768~+32767)
第02章 微型计算机系统中的微处理器
主要引线（最小模式下）：
8088是工作在最小还是最大模式由MN/MX端状态决 定。MN/MX=0工作于最大模式，反之工作于最小模式
AD7---AD0：低8位地址和数据信号分时复 用。在传送地址信号时为单 向，传送数据信号时为双向。 A19--- A16：高4位地址信号，分时复用。 A15--- A8 ：输出8位地址信号。
第2章 微型计算机系统中的微处理器
2.1 微型计算机的组成及工作原理 2.1.1微型计算机基本结构（冯诺依曼结构）
存储程序工作原理是指把程序存储在计算机内， 使计算机能像快速存取数据一样地快速存取组 成程序的指令。为实现控制器自动连续地执行 程序，必须先把程序和数据送到具有记忆功能 的存储器中保存起来，然后给出程序中第一条 指令的地址，控制器就可依据存储程序中的指 令顺序周而复始地取指令、译码、执行，直到 完成全部指令操作为止，即控制器通过指令流 的串行驱动实现程序控制
2.1.2微处理器CPU
1、寄存器组 2、算术逻辑单元ALU 3、控制器 （1）程序计数器PC （2）地址寄存器AR （3）数据寄存器DR （4）指令寄存器IR和指令译码器ID （5）时许部件
2.1.3 总线
1、DB 2、AB 3、CB
2.1.4 存储器----P11 通常指内存，有读、写操作
图2-13 8086CPU最小模式下的典型配置
2．最大工作模式
由图2-4可知， 最大模式配 置和最小模 式配置有一 个主要的差 别： 最大模 式下多了 8288总线控 制器。
图2-4 8086CPU最大工作 模式下的典型配置
2.6 8086的总线时序
1．读周期的时序 2．写周期的时序
1．读周期的时序（图2-9）
第2章
微型计算机组成以及微处理器的结构47页PPT
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。—
典型微型计算机组成结构图微处理器
输入输出设备和输入输出接口
输入输出设备是指微型计算机上配备的I/O设备 也称为外部设备或外围设备（简称外设），其功能 是为微型计算机提供具体的输入/输出手段 微型计算机上配置的标准输入设备和标准输出设备 一般是指键盘和显示器，二者又合称为控制台 为了解决微型计算机与种类繁多的外设之间的信息 交换，各种外设都通过相应的接口(Interface)电 路与主机系统相连。
集成度：2000管/片 价格低廉、使用方便，主要应用于简单计算与控制。
第二代（1973－1978年）：中高档8位微处理器时代
1973年，Intel公司推出了性能更好的8位微处理器8080。 Motorola公司的M6800，Zilog公司的Z80，Intel公司的8085，Rockwell与 MOS Technology的6502等。 通常人们把这一时期的微处理器称为第二代微处理器。 特点 字长： 8位 时钟频率： 2～4MHz 平均执行指令时间： 1～2 μs 集成度：5000 ～ 10000管/片
内存中存放的数据和程序，从形式上看都是二进制数
微机通过给各个内存单元规定不同地址来管理内存
位——计算机存储信息的基本单位
7 6 5 4 3 2 1 0
每8位组成一个字节
若字长为16位，由2个字节组成
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
字 高位字节 低位字节
每一个字节单元有一 个存储器地址，地址 用二进制数表示，为 无符号整数，书写格 式为16进制
数据流单指令多数据扩展2(SSE2)指令集扩展 MMX和SSE技术,更好的支持DVD播放，音频和 3D图形数据处理，网络流数据处理等
采用了全新的一级（L1）指令高速缓存技术 采用先进的400MHz系统总线 具有双通道RDRAM，可实现更高性能
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16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
Eቤተ መጻሕፍቲ ባይዱD
微型计算机组成以及微处理器的结构
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。