一.1硬件系统微型计算机的硬件系统的基本结构如图1-13所示，由微处理器（microprocessorunit，MPU）、存储器、输入设备、输出设备和系统总线组成。
微处理器（MPU）是计算机系统的核心部件，它采用大规模或超大规模集成电路技术将运算器和控制器及总线接口单元集成在一块芯片上。
【1】运算器对信息进行加工处理；
【2】控制器负责读取指令，指令译码，形成各种定时控制信号，向内部各功能单元发送相应的控制命令，协调各部件之间的工作；
【3】**总线接口负责完成所有的总线操作，形成读/写存储器和输入/输出设备的地址信号和控制信号，实现MPU与存储器和外部设备的信息交换。**各种类型的微型计算机均采用微处理器作为中央处理单元（centralprocessingunit, CPU）。
存储器是计算机系统的记忆装置，用来存储程序和数据。按其与CPU连接的位置可分为内部存储器和外部存储器等两类。
内部存储器安装在系统主板上，容量较小，速度较快，用于存放CPU当前要执行的程序和数据；外部存储器属于外部设备，如磁盘、光盘、U盘等，容量较大，速度较慢，用于存放备用的程序和数据。
输入/输出设备（input/output设备，简称I/O设备）属于外部设备，是人与机器联系的桥梁，它们通过输入/输出接口（I/O接口）与微处理器连接。
总线是连接微型计算机各组成部分的一组信号线，包括地址总线AB (addressbus）、**数据总线DB (databus）和控制总线CB (controlbus）**等三类。
【1】地址总线AB用于传送MPU发给存储器和I/O接口的地址信息，通常是单方向的。
【2】数据总线DB用来传送MPU与存储器和I/O接口的数据或命令信息，由于数据信息可在MPU和存储器、I/O设备之间相互传送，故为双向的。
【3】控制总线CB用来传送控制信号、时序信号和状态信号。由于有的信号由MPU发向存储器和I/O设备，有的信号由存储器和I/O设备发向MPU，故控制总线从整体上看是双向的。
在微处理器与存储器或I/O设备交换信息时，微处理器先通过地址总线AB输出需要访问存储单元或I/O设备的地址信息，然后经数据总线进行信息交换。
1.2 微型计算机系统的工作原理
计算机的工作过程就是执行程序的过程。程序由若干条指令组成，存放在存储器中，**当CPU执行程序时，将指令逐条取到CPU中进行译码并执行。一条指令的执行过程通常由取指令、指令译码、地址生成、取操作数、执行指令、存储结果几个步骤完成，每个步骤都需要在CPU时钟的控制下工作。**图1-14所示的为计算机的工作原理的示意图。
计算机的基本工作原理是：先将程序和原始数据由输入设备通过输入接口输入存储器中保存，当启动执行程序时，将指令从存储器某个地址单元中取出送到CPU内部的指令寄存器中暂存，然后由控制器中的译码部件进行指令译码，并根据指令功能，向各个部件发出相应的操作命令，完成取操作数、运算、输出结果等规定的操作。运算结果可以直接通过输出接口传送给输出设备（如显示器或打印机），也可以先将结果存入存储器中，然后再输出。
计算机执行指令的每个步骤都是通过硬件来实现的。在早期的计算机中，执行指令的每个步骤是串行进行的，即前一个步骤执行完成后再执行下一个步骤，如果CPU执行一个步骤需要一个时钟周期的话，那么执行一条指令就需要5～6个时钟周期。为了提高运算速度，现代计算机系统采用流水线（pipeline）技术，使不同指令的各步骤重叠操作，以实现几条指令的并行操作。
1.3微型计算机的性能指标
（1）位（bit）：位在计算机中指1个二进制位，由“0”和“1”两种状态构成，若干个二进制位的组合可表示出计算机中的各种信息。
（2）字长： 字长指微处理器内部寄存器、运算器、内部数据总线等部件之间传输数据的宽度或位数（二进制数），它是微处理器数据处理能力的重要指标。字长应该是字节的整数倍，如16位、32位、64位等，字长越长精度越高，主存容量也越大。
（3）**字节（byte）**字节是计算机中通用的基本存储和处理单位，由8个二进制位组成。
（4）字：**字是计算机内部进行数据处理的常用单位。**16个二进制位为1个字，即由2个字节组成1个字。如果微型计算机是32位的，则4个字节可组成1个双字。
（5）主频 主频也称时钟频率，单位为（MHz，兆赫[兹]），它决定了微型计算机的处理速度。
（6）主存容量 主存容量指主存储器中RAM容量和ROM容量的总和，是衡量微型计算机处理数据能力的一个重要指标。
参考文献：
【1】《微机原理与接口技术》
