【微机原理】微型计算机的基本工作原理
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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) Fra Baidu bibliotek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)
CPU对存储器的操作有读和写两种，读操作是 CPU将存储单元的信息取到CPU内部，而写操作是 CPU将其内部的信息传送到存储单元保存。写操作要 改变被写存储单元的内容，而读操作则不改变被读存 储单元的内容。向存储单元存放或取出信息，都称为 访问存储器。访问存储器时，先由地址译码器将送来 的单元地址进行译码，找到相应的存储单元；再由读 写控制电路，根据送来的读或写命令确定访问存储器 的方式，完成读出(读)或写入(写)操作。
2.2 总线
总线是把计算机各部分有机地连接起来的一组并 行导线，是各个部分之间进行信息交换的公共通道
微机的三总线： 数据总线DB
在CPU与存储器和CPU与I/O接口之间双向传送 数据.其条数决定了每一次能同时传送的二进制 数的位数。如：8088的数据总线为8条，一次 能够传送8位二进制数，用D7～D0表示
②高速缓冲存储器
高速缓冲存储器即高速缓存Cache是使用速度 与CPU相当的静态随机读/写存储器芯片组成的小容量 存储器，用来存放微处理器最近要用的指令和数据。
Cache中的内容其实是内存中一小部分内容的复制 品，内存中经常被微处理器使用到的一部分内容要烤页 到Cache中，并不断地更新Cache中的内容，使得 Cache中总是保存有最近经常被微处理器使用的一部分 内容。
Cache中存放的内容除了内存中的指令和数据外，还要 存放这些指令和数据在内存中的对应地址。当微处理器 存取指令和数据时，Cache截取微处理器送出的地址， 并判别这个地址与Cache中保存的地址是否相同。若相 同，则从Cache中存取该地址中的指令或数据；否则就 从内存中存取。
3. 存储器的操作
2.3 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”。
地址总线AB 传送CPU发出的地址，以寻址存储单元或I/O
端口。AB的宽度决定了计算机系统能够使用的 最大的存储器容量。如：地址总线为20条，用 A19～A0表示，可寻址220=1M的存储空间 控制总线CB 向计算机系统的各部件发送操作命令和定时信 息。带有上横线的表示低电平有效,无上横线的表 示高电平有效 如：ALE(address latch enable)、INTR高 电平有效，MEMW、MEMR、IOR、IOW、 INTA低电平有效
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
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
①虚拟存储器 人们通常所指的内存是由“内存条”组成的物
理存储器，物理存储器是由地址总线直接访问的存储空 间，其地址称为物理地址。显然，地址总线的条数决定 了物理存储器即内存的最大容量。
虚拟存储器是相对物理存储器而言的，虚拟存储器是指程 序使用的逻辑存储空间，它可以比物理存储空间大得多。虚拟存 储器由内存、辅存和管理部件共同组建。通过管理软件达到内存 和辅存密切配合，使整个存储系统的速度接近内存、容量接近辅 存。当应用程序访问虚拟存储器时，必须给出虚拟地址即逻辑地 址，在此过程中，先通过硬件和软件找出逻辑地址到物理地址之 间的对应关系，判断要访问的是否已装入内存，如已装入则直接 访问内存，否则，相应的硬件和管理软件会将要访问的有关数据 块从辅存调入内存，与此同时将内存中原有的暂时不使用的某数 据块调回辅存，并且将虚拟地址转变为物理地址。
指令(instruction) 程序(program) Fra Baidu bibliotek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)
CPU对存储器的操作有读和写两种，读操作是 CPU将存储单元的信息取到CPU内部，而写操作是 CPU将其内部的信息传送到存储单元保存。写操作要 改变被写存储单元的内容，而读操作则不改变被读存 储单元的内容。向存储单元存放或取出信息，都称为 访问存储器。访问存储器时，先由地址译码器将送来 的单元地址进行译码，找到相应的存储单元；再由读 写控制电路，根据送来的读或写命令确定访问存储器 的方式，完成读出(读)或写入(写)操作。
2.2 总线
总线是把计算机各部分有机地连接起来的一组并 行导线，是各个部分之间进行信息交换的公共通道
微机的三总线： 数据总线DB
在CPU与存储器和CPU与I/O接口之间双向传送 数据.其条数决定了每一次能同时传送的二进制 数的位数。如：8088的数据总线为8条，一次 能够传送8位二进制数，用D7～D0表示
②高速缓冲存储器
高速缓冲存储器即高速缓存Cache是使用速度 与CPU相当的静态随机读/写存储器芯片组成的小容量 存储器，用来存放微处理器最近要用的指令和数据。
Cache中的内容其实是内存中一小部分内容的复制 品，内存中经常被微处理器使用到的一部分内容要烤页 到Cache中，并不断地更新Cache中的内容，使得 Cache中总是保存有最近经常被微处理器使用的一部分 内容。
Cache中存放的内容除了内存中的指令和数据外，还要 存放这些指令和数据在内存中的对应地址。当微处理器 存取指令和数据时，Cache截取微处理器送出的地址， 并判别这个地址与Cache中保存的地址是否相同。若相 同，则从Cache中存取该地址中的指令或数据；否则就 从内存中存取。
3. 存储器的操作
2.3 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”。
地址总线AB 传送CPU发出的地址，以寻址存储单元或I/O
端口。AB的宽度决定了计算机系统能够使用的 最大的存储器容量。如：地址总线为20条，用 A19～A0表示，可寻址220=1M的存储空间 控制总线CB 向计算机系统的各部件发送操作命令和定时信 息。带有上横线的表示低电平有效,无上横线的表 示高电平有效 如：ALE(address latch enable)、INTR高 电平有效，MEMW、MEMR、IOR、IOW、 INTA低电平有效
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
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
①虚拟存储器 人们通常所指的内存是由“内存条”组成的物
理存储器，物理存储器是由地址总线直接访问的存储空 间，其地址称为物理地址。显然，地址总线的条数决定 了物理存储器即内存的最大容量。
虚拟存储器是相对物理存储器而言的，虚拟存储器是指程 序使用的逻辑存储空间，它可以比物理存储空间大得多。虚拟存 储器由内存、辅存和管理部件共同组建。通过管理软件达到内存 和辅存密切配合，使整个存储系统的速度接近内存、容量接近辅 存。当应用程序访问虚拟存储器时，必须给出虚拟地址即逻辑地 址，在此过程中，先通过硬件和软件找出逻辑地址到物理地址之 间的对应关系，判断要访问的是否已装入内存，如已装入则直接 访问内存，否则，相应的硬件和管理软件会将要访问的有关数据 块从辅存调入内存，与此同时将内存中原有的暂时不使用的某数 据块调回辅存，并且将虚拟地址转变为物理地址。