【微机原理与接口技术】一、微型计算机系统

 

 

-微型计算机构成:微处理器、存储器、输入/输出接口电路、系统总线

1、微处理器:CPU(中央处理器),计算机系统核心。

1)从存储器中取指令,指令译码;

2)简单的算术逻辑运算;

3)在处理器和存储器或I/O之间传送数据;

4)程序流向控制;

2、存储器:分为随机存储器RAM和只读存储器ROM

主要用来存放程序和数据。

3、输入输出接口电路:用于将外部设备和CPU或存储器相连接。

4、总线:将CPU、存储器及I/O接口电路相连接,是负责在CPU与存储器和I/O之间传送地址、数据和控制信息的公共通道。

有三种传送信息的总线:地址总线、数据总线、控制总线

 

-微型计算机系统:

 

-微处理器:

1、算数逻辑部件ALU:主要完成算术运算(+ - × ÷等)及逻辑运算(与 或 非 等);

2、数据寄存器和变址及指针寄存器:用来存放参加运算的数据、中间结果或地址;

3、指令指针寄存器IP:指向要执行的下一条指令的偏移地址,顺序执行指令时,每取一条指令增加相计数;

4、段寄存器:给出存储单元的段地址,与偏移地址组成20位物理地址对存储器寻址。

5、标志位寄存器(PSW或flag):存放算数与逻辑运算结果的状态,可作为转移指令的控制。

6、控制逻辑部件:负责对整机的控制,包括从存储器中取指令、对指令进行译码和分析、发出相应的控制信号和时序、将控制信号和时序送到微型计算机的相应部件、使CPU内部及外部协调工作。

 

-存储器:

1、内部存储器:主要是半导体存储器,主存储器分为:

1、RAM(Random Access Memory)随机存取储存器:可随机读写,断电后存储内容消失。

2、ROM(Read Only Memory)只读存储器:只能读出已存储内容,不能写入。又分为可编程只读存储器PROM、可擦除可编程只读存储器EPROM、EEPROM。

2、外部存储器:

3、存储器组织:

 

-I/O接口:

 

-总线:

1、总线标准的特性:

1)物理特性:连接方式;

2)功能特性:地址总线、数据总线、控制总线;

3)电气特性:信号传递方向、有效电平范围;

4)时间特性:信号有效时间;

2、总线分类:

1)内部总线:微处理器内部各个部件之间传送信息的通路。

2)元件级总线:连接计算机系统中两个主要部件的总线。包括

地址总线:Address Bus,是CPU用来向存储器或I/O端口传送地址,三态单向总线;

数据总线:Data Bus,是CPU与存储器及外设交换数据的通路,三态双向总线;

控制总线:Control Bus,传输控制信号。

3)系统总线:连接构成微处理机的各个插件版。

4)外部总线:用于微处理机系统与系统之间、系统与外设之间的信息通路。分并行与串行。

3、总线结构:

1)单总线结构:

2)面向CPU的双总线结构:

3)面向主存储器的双总线结构:

 

-微处理器性能指标:

1、主频:微型计算机中CPU的时钟频率,与微机运行速度相关;

2、字长:能够直接处理的二级制数的位数;

3、内存容量:存储信息的字节数;

4、存取周期:主存储器完成一次读写所需的时间;

5、运算速度:微机每秒所能执行的指令条数。

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