PowerPoint 演示文稿 东华大学.
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
逻辑“非”运算
控制器
控制计算机进行运算及指挥各个部件协 调工作，包括：
指令寄存器和指令译码器 时序部件和操作控制部件
存储器
分为
内存器（主存储器） - 半导体 外存储器 - 磁盘、磁带、光盘
存储器由若干存储单元组成
每个存储单元一个地址 大小通常为：1byte
输入输出设备
输入设备 - 从外界将数据、指令等输入 到微机的内存 输出设备 - 将微机处理后的结果信息转 换为外界能够使用的数字、文字、图形、 声音
2
加载程序
3
运算
4
输出结果
输盘命令被逐一读取 到寄存器，然后存放 到主存储器中。
CPU 寄存器堆
程序计数器
ALU
系统总线
存储总线
总线接口
I/O桥
主存储器
USB控制器 鼠标 键盘
图形适配器
I/O总线 磁盘控制器
扩展槽，留待网络适 配器一类的设备使用
显示器
磁盘
执行程序的过程 – Hello World！
字（word）
字：由若干个字节构成，字的位数叫做 字长，不同档次的机器有不同的字长。 例：
8位机，1个字 = 1个字节，字长：8位 16位机，1个字 = 2个字节，字长：16位 64位机，1个字 = 8个字节，字长：64位
字是计算机一次数据处理和运算的单位， 是计算机性能的一个重要指标。
二进制和十六进制转换
在实际表述中经常用十六进制的形式，其 与二进制的对应关系为：
每4位二进制 数对应一位十 六进制数
计算机使用的容量单位
1 Kilobyte(K/KB)=210 bytes=1,024 bytes 1 Megabyte(M/MB)=220 bytes=1,048,576 bytes 1 Gigabyte(G/GB)=230 bytes=1,073,741,824 bytes 1 Terabyte(T/TB)=240 bytes=1,099,511,627,776 bytes
指令 译码器
Φ
运算器 定时与控制
控制
内部总线
A B C 寄存器组
地址
8086/8088微处理器
Intel 8086/8088
1978年设计的16位微处理器芯片， x86架构兴起开端，也是第三代 微处理器的起点
集成2.9万个晶体管 8086有16根数据线和20根地址线，
它既能处理16位数据，也能处理 8位数据 可寻址的内存空间为1MB
体系结构
Von Neumann “计算机” 定义 设备:
接收输入 处理数据 存储数据 产生输出
体系结构图
数据 指令
输入设备
处理 结果
输入设备
存储器
运算器 控制器
数据传输线 控制信号线
微型计算机硬件组成
中央处理单元 存储器 输入输出设备 输入输出接口 总线
CPU 寄存器堆
程序计数器
图形适配器
I/O总线 磁盘控制器
扩展槽，留待网络适 配器一类的设备使用
显示器
磁盘
摩尔定律
硬件发展原动力
半导体技术发展
摩尔定律
集成电路上的晶体管集成数量每隔2年左右 就会翻一番，芯片的性能也随之提高一倍， 而价格将降低一半
主题
✓ 计算机组成概述 微处理器基本原理 指令系统
微处理内部结构
数据
ALU 系统总线
存储总线
总线接口
I/O桥
主存储器
USB控制器 鼠标 键盘
图形适配器
I/O总线 磁盘控制器
扩展槽，留待网络适 配器一类的设备使用
显示器
磁盘
运算器
ALU, 计算机中进行算术运算、逻辑运算的部 件 核心部件：全加器 基本运算
两数相加、两数相减、 把一个数左移或右移一位， 比较两个数的大小， 将两数进行逻辑“与”、“或”、“异或”运算，
第一章
微型计算机硬件基础
主题
计算机组成概述 微处理器基本原理
数的表示
二进制数与十进制数 二进制数与十六进制数
二进制数
在计算机内部任何数据和程序都是以二进 制的形式存储和处理的 二进制只有0和1两种符号，逢二进一 二进制的计数有两种基本单位 bit 和 byte
1 byte (B) = 8 bits (b) 字节 = 8个二进制位
1
输入指令
2
加载程序
3
运算
4
输出结果
CPU执行指令（操作系 统），将hello程序文件 的代码和数据从磁盘拷 贝到主存，该过程称为 加载。
Байду номын сангаас
CPU 寄存器堆
程序计数器
ALU
系统总线
存储总线
总线接口
I/O桥
主存储器
USB控制器 鼠标 键盘
图形适配器
I/O总线 磁盘控制器
扩展槽，留待网络适 配器一类的设备使用
输入输出接口
外部设备
构造各异 特性各异 与系统单元相比，速度慢
接口：实现外部设备与系统单元的连接、进行 数据传送速率、电平、数据格式等转换工作
系列化、标准化 可编程
总线
连接微处理器、存储器和输入输出接口等装置 或功能部件
传送信息（信号）的公共通道，可传送定长的 字节块（word）
例：01011100，00001111
十六进制数表示方法
16进制 - 逢16进1
0~9，A(10)，B (11) ，C(12)，D(13)，E(14)， F(15)
表示方法：在数字后面加上 H
例: 2AF5H = 5 * 160 + F * 161 + A * 162 + 2 * 163 = 10997
显示器
磁盘
执行程序的过程 – Hello World！
1
输入指令
2
装载程序
3
运算
4
输出结果
将“Hello World\n”串 中的字节从存储器中 拷贝到寄存器堆中， 再从寄存器中拷贝到 显示设备，最终显示 在屏幕上。
CPU 寄存器堆
程序计数器
ALU
系统总线
存储总线
总线接口
I/O桥
主存储器
USB控制器 鼠标 键盘
数据总线 （Data Bus）
地址总线 数据内容 （Address Bus）
控制总线 （Control Bus）
系统总线 （System Bus）
存储器总线 连接部件 （Memory Bus）
I/O总线 （Input/Output Bus）
执行程序的过程 – Hello World！
1
输输入入指指令令
1981年，IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机中， 从而开创了全新的微机时代。
8086/8088结构
通用寄存器
AX
AH
AL
BX
BH
BL
CX
CH
CL
DX
DH
DL
SP
BP
DI
SI
执行部件EU
暂存寄存器
EU
控
制
ALU
系
统
FR
总线接口部件BIU
地址总线20位
控制器
控制计算机进行运算及指挥各个部件协 调工作，包括：
指令寄存器和指令译码器 时序部件和操作控制部件
存储器
分为
内存器（主存储器） - 半导体 外存储器 - 磁盘、磁带、光盘
存储器由若干存储单元组成
每个存储单元一个地址 大小通常为：1byte
输入输出设备
输入设备 - 从外界将数据、指令等输入 到微机的内存 输出设备 - 将微机处理后的结果信息转 换为外界能够使用的数字、文字、图形、 声音
2
加载程序
3
运算
4
输出结果
输盘命令被逐一读取 到寄存器，然后存放 到主存储器中。
CPU 寄存器堆
程序计数器
ALU
系统总线
存储总线
总线接口
I/O桥
主存储器
USB控制器 鼠标 键盘
图形适配器
I/O总线 磁盘控制器
扩展槽，留待网络适 配器一类的设备使用
显示器
磁盘
执行程序的过程 – Hello World！
字（word）
字：由若干个字节构成，字的位数叫做 字长，不同档次的机器有不同的字长。 例：
8位机，1个字 = 1个字节，字长：8位 16位机，1个字 = 2个字节，字长：16位 64位机，1个字 = 8个字节，字长：64位
字是计算机一次数据处理和运算的单位， 是计算机性能的一个重要指标。
二进制和十六进制转换
在实际表述中经常用十六进制的形式，其 与二进制的对应关系为：
每4位二进制 数对应一位十 六进制数
计算机使用的容量单位
1 Kilobyte(K/KB)=210 bytes=1,024 bytes 1 Megabyte(M/MB)=220 bytes=1,048,576 bytes 1 Gigabyte(G/GB)=230 bytes=1,073,741,824 bytes 1 Terabyte(T/TB)=240 bytes=1,099,511,627,776 bytes
指令 译码器
Φ
运算器 定时与控制
控制
内部总线
A B C 寄存器组
地址
8086/8088微处理器
Intel 8086/8088
1978年设计的16位微处理器芯片， x86架构兴起开端，也是第三代 微处理器的起点
集成2.9万个晶体管 8086有16根数据线和20根地址线，
它既能处理16位数据，也能处理 8位数据 可寻址的内存空间为1MB
体系结构
Von Neumann “计算机” 定义 设备:
接收输入 处理数据 存储数据 产生输出
体系结构图
数据 指令
输入设备
处理 结果
输入设备
存储器
运算器 控制器
数据传输线 控制信号线
微型计算机硬件组成
中央处理单元 存储器 输入输出设备 输入输出接口 总线
CPU 寄存器堆
程序计数器
图形适配器
I/O总线 磁盘控制器
扩展槽，留待网络适 配器一类的设备使用
显示器
磁盘
摩尔定律
硬件发展原动力
半导体技术发展
摩尔定律
集成电路上的晶体管集成数量每隔2年左右 就会翻一番，芯片的性能也随之提高一倍， 而价格将降低一半
主题
✓ 计算机组成概述 微处理器基本原理 指令系统
微处理内部结构
数据
ALU 系统总线
存储总线
总线接口
I/O桥
主存储器
USB控制器 鼠标 键盘
图形适配器
I/O总线 磁盘控制器
扩展槽，留待网络适 配器一类的设备使用
显示器
磁盘
运算器
ALU, 计算机中进行算术运算、逻辑运算的部 件 核心部件：全加器 基本运算
两数相加、两数相减、 把一个数左移或右移一位， 比较两个数的大小， 将两数进行逻辑“与”、“或”、“异或”运算，
第一章
微型计算机硬件基础
主题
计算机组成概述 微处理器基本原理
数的表示
二进制数与十进制数 二进制数与十六进制数
二进制数
在计算机内部任何数据和程序都是以二进 制的形式存储和处理的 二进制只有0和1两种符号，逢二进一 二进制的计数有两种基本单位 bit 和 byte
1 byte (B) = 8 bits (b) 字节 = 8个二进制位
1
输入指令
2
加载程序
3
运算
4
输出结果
CPU执行指令（操作系 统），将hello程序文件 的代码和数据从磁盘拷 贝到主存，该过程称为 加载。
Байду номын сангаас
CPU 寄存器堆
程序计数器
ALU
系统总线
存储总线
总线接口
I/O桥
主存储器
USB控制器 鼠标 键盘
图形适配器
I/O总线 磁盘控制器
扩展槽，留待网络适 配器一类的设备使用
输入输出接口
外部设备
构造各异 特性各异 与系统单元相比，速度慢
接口：实现外部设备与系统单元的连接、进行 数据传送速率、电平、数据格式等转换工作
系列化、标准化 可编程
总线
连接微处理器、存储器和输入输出接口等装置 或功能部件
传送信息（信号）的公共通道，可传送定长的 字节块（word）
例：01011100，00001111
十六进制数表示方法
16进制 - 逢16进1
0~9，A(10)，B (11) ，C(12)，D(13)，E(14)， F(15)
表示方法：在数字后面加上 H
例: 2AF5H = 5 * 160 + F * 161 + A * 162 + 2 * 163 = 10997
显示器
磁盘
执行程序的过程 – Hello World！
1
输入指令
2
装载程序
3
运算
4
输出结果
将“Hello World\n”串 中的字节从存储器中 拷贝到寄存器堆中， 再从寄存器中拷贝到 显示设备，最终显示 在屏幕上。
CPU 寄存器堆
程序计数器
ALU
系统总线
存储总线
总线接口
I/O桥
主存储器
USB控制器 鼠标 键盘
数据总线 （Data Bus）
地址总线 数据内容 （Address Bus）
控制总线 （Control Bus）
系统总线 （System Bus）
存储器总线 连接部件 （Memory Bus）
I/O总线 （Input/Output Bus）
执行程序的过程 – Hello World！
1
输输入入指指令令
1981年，IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机中， 从而开创了全新的微机时代。
8086/8088结构
通用寄存器
AX
AH
AL
BX
BH
BL
CX
CH
CL
DX
DH
DL
SP
BP
DI
SI
执行部件EU
暂存寄存器
EU
控
制
ALU
系
统
FR
总线接口部件BIU
地址总线20位