第02章微型计算机概述PPT课件

通用 寄存器
AH AL BH BL
CH CL DH DL
SP BP DI SI
16位
20位
地址加法器 16位
段寄存器 CS
DS SS ES IP
内部暂存器
I/O 控制电路
系统 总线
运算寄存器 ALU
执行部件 控制电路
8位 指令队列缓冲器
标志寄存器
执行部件(EU)
总线接口部件(BIU)
执行部件(EU)和总线接口部件(BIU)
外设
数据总线 DB 双向 地址总线 AB 单向 控制总线 CB 双向
数据总线
数据总线：用来传输数据，数据总线是双向的。
思考 数据总线上传送的一定是数据吗？
答：在微型机中，数据的含义也是广义的。 数据总线上传送的不一定是真正的数据， 还有可能是指令代码、状态量或控制量。
地址总线
地址总线： 专门用来传送地址信息，地址总线是单向
BIU负责CPU与存储器、I/O端口之间的数据传送，包 括取指令、存储器数据读写、I/O端口数据读写。
取指令——BIU负责从内存取出指令，送到指令队列中排队 存储器数据读操作、I/0端口数据读操作——在执行指令时
所需的操作数，由BIU负责从指定的内存单元或I/O端口中 取出，传送给EU部分去执行 存储器数据写操作、I/O端口数据写操作——BIU负责把EU 的执行结果传送到指定的内存单元或I/0端口中
注意观察：地址线根数、单元地址、存储单元、位
A0
A1 A2
译 码
A3
器
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 RR01 R2
位
0000 0001 0010
. . .
R14 1110 R15 1111
D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0
R0 RR 12
A0
译
AAA 123
码 器
CPU
I/O接口
外设
接口的功能
(1)数据缓冲寄存 (2)信号电平或信号类型的转换 (3)实现CPU与外设间的运行匹配
2.2.2 微型计算机的结构
微型计算机的结构采用的是总线结构。 总线是传输信号的一组导线，作为微机 各部件之间信息传输的公共通道。
微型计算机总线结构
CPU
AB
DB 系统总线
CB
存储器 I/O接口
有关内存储器的几个概念：
内存单元的地址和内容 内存容量 内存操作 内存分类
内存单元的地址和内容
每个单元都对应一个地址，以实现对单元内 容的寻址。
单元内容
38F04H
内存地址
内存容量
存储单元一般以字节为单位 内存容量指内存所能存放信息的最大字节 数（即最大存储单元个数） 存储单元个数与地址线根数有关
EU负责指令的执行
BIU与EU的动作管理
（一）计算机CPU动作的基本步骤
在时钟信号协调下，产生一系列控制信号，控制CPU 各部分。基本步骤如下： 1. 从内存取指令，同时IP修正； 2. 识别，分析操作码； 3. 如果需要，从M中取数； 4. 执行； 5. 如果需要，向M送结果； 6. 每一条指令执行时重复执行1—5。
2.2 微型计算机
2.2.1 微型计算机系统概述 P5
算术逻辑部件 微
累加器、寄存器 处
控制部件 内部总线
理微 器型 微
计型
存储器(ROM.RAM) 输入输出接口
算 机
计 算
系统总线
机
系
外部设备
统
系统软件
应用软件Fra Baidu bibliotek
微型计算机系统组成
微处理器（CPU）
存储器
硬件系统
微型计算机 （主机）
输入/输出接口 系统总线
第2章 微型计算机概述
主要内容
计算机概论 微型计算机的基本结构 8086微处理器 存储器的结构
计算机中常用术语
bit位即一个二进制位 1Kb=1024bit=210bit 1Mb=10241024bit=220bit 1Gb=230bit=1024Mb 1Tb=240bit=1024Gb Byte字节，一个字节由8位二进制数组成 1 Byte=8bit，1KB=1024 Byte
2.1 计算机概论
2.1.1 计算机硬件基本结构 P2
计算机硬件体系结构基本上还是经典的 冯·诺依曼结构 由运算器、控制器、存储器、输入设备 和输出设备5个基本部分组成
2.1.2 计算机的工作原理 P2
冯 • 诺依曼机的特点：
将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组 成的程序，并放入存储器保存 指令按其在存储器中存放的顺序执行 由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序 的执行 以运算器为核心，所有的执行都经过运算器
8
256
16
65536=64K
9
512
内存操作
读：将内存单元的内容取入CPU，原单元内容 不改变
写：CPU将信息放入内存单元，单元中原来的 内容被覆盖
内存分类
内存按工作方式可分为: 随机存取存储器（RAM）——可读可写 只读存储器（ROM）——可读不可写
输入/输出接口
接口是CPU与外部设备间的桥梁
RR 34
16 x 8存 储 器
存储器由寄存器组成, 可以看作是一个寄存器堆,
每个存储单元实际上相当于一个缓冲寄存器。
地址线根数n与存储单元个数N对照表
n
N
n
N
2
4
10
1024=1K
3
8
11
2048=2K
4
16
12
4096=4K
5
32
13
8192=8K
6
64
14
16384=16K
7
128
15
32768=32K
微处理器的组成和功能
微处理器(Microprocessor)——微型计算机的运 算及控制部件，也称为中央处理单元（CPU）
组成——由算术逻辑单元（ALU） 、寄存器组R、 控制部件CU和内部总线组成。
功能——保存少量的数据、计算功能、控制功能、 编程功能
存储器（Memory）
存储器又叫内存或主存，是微型计算机的存储和 记忆部件，用于存放数据和当前执行的程序。
微型计算机系统
外部设备
系统软件 软件系统
应用软件
明确3个概念的区别
微处理器（Microprocessor）
微型计算机中的核心芯片
微型计算机（Microcomputer）
通常属于微型计算机系统的硬件系统，又称为“微 机”、“微型机”
微型计算机系统（Microcomputer system）
指由硬件系统和软件系统共同组成的完整的计算机系统
的
控制总线
控制总线:用来传输控制信号。 包括: CPU送往存储器和I/O接口的控制信号，如
读信号、写信号。 存储器和I/0接口送到CPU的信号，如时钟
信号、中断请求信号、准备就绪信号。
2.3 8086微处理器
一.总线接口部件 二.执行部件 三.总线接口和执行部件的动作管理
8086CPU编程结构图