東大微機(jī)原理及接口技術(shù)(1-1))

1、微機(jī)(wi j)原理與接口技術(shù)主講人 楊鋼共七十三頁國家教委提出計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)(jio xu)分三個層次如圖所示： 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)(jch)教學(xué)三層次結(jié)構(gòu)課程背景共七十三頁其中：第一層次：計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)基本知識，及基本技能。第二層次：計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ) 學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)硬件、軟件的工作(gngzu)原理與相關(guān)知識。第三層次：計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)信息管理基礎(chǔ)和多媒體。本課程屬于第二層次中“計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)”課程課程(kchng)背景共七十三頁本課程地位(作用(zuyng)和任務(wù) 本課程是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)(jch)課程，是掌握微機(jī)硬件技術(shù)的入門課程之一。本課程的開設(shè)，旨在

2、培養(yǎng)學(xué)生有關(guān)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思維能力、實(shí)際動手能力，以及獨(dú)立分析問題和解決問題的能力等。 通過該課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生認(rèn)識微機(jī)系統(tǒng)的基本工作原理和組成，掌握常用接口電路設(shè)計(jì)技術(shù)及基本應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法，認(rèn)識微機(jī)接口技術(shù)在工程中的實(shí)際應(yīng)用，了解微機(jī)及其接口技術(shù)的最新發(fā)展，從而達(dá)到能獨(dú)立從事微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的最終目的。共七十三頁講課內(nèi)容: 微處理器芯片、指令系統(tǒng)、接口技術(shù)課程學(xué)時(shí)(xush): 共56學(xué)時(shí),其中: 講課40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)16學(xué)時(shí)(8次） 考核辦法采取平時(shí)、實(shí)驗(yàn)和期末考試綜合(zngh)評定成績平時(shí)成績不低于總成績的10%實(shí)驗(yàn)成績不低于總成績的20%共七十三頁復(fù)習(xí)并掌握先修課的有關(guān)內(nèi)容課堂

3、：聽講與理解、適當(dāng)筆記課后：認(rèn)真讀書、完成作業(yè)實(shí)驗(yàn)：充分準(zhǔn)備、勇于(yngy)實(shí)踐學(xué)習(xí)(xux)方法很重要共七十三頁教材： 微機(jī)計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用(yngyng) （第三版）2003 戴梅萼 史嘉權(quán) 編著 清華大學(xué)出版社出版參考書： 微型計(jì)算機(jī)技術(shù) 孫德文編著 高等教育出版社出版 微機(jī)原理與接口技術(shù) 邵鴻余 北京航空航天大學(xué)出版社 教材(jioci)、參考書共七十三頁第一章 微型(wixng)計(jì)算機(jī)概述1-1關(guān)于微型計(jì)算機(jī)的簡單(jindn)介紹1-2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成共七十三頁1-1-1 什么(shn me)是微機(jī)？微機(jī)就是PC機(jī)嗎？ PC機(jī)只是微機(jī)中的一種，是我們(w men)最熟悉、最典型

4、的微機(jī)產(chǎn)品 微機(jī)的覆蓋范圍 任何電子產(chǎn)品，只要包含了CPU、存儲器及I/O，且價(jià)格不高，都可以看作是微機(jī) 典型例子 電子詞典、電視機(jī)、洗衣機(jī)、手機(jī)、mp4 關(guān)于微型計(jì)算機(jī)的簡單介紹共七十三頁1-1-2 微型(wixng)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)體積小、重量輕價(jià)格低廉可靠性高、結(jié)構(gòu)靈活應(yīng)用面廣 科學(xué)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，事務(wù)管理，教學(xué)培訓(xùn)計(jì)算(j sun)輔助設(shè)計(jì)和制造，家庭娛樂，網(wǎng)絡(luò)通信關(guān)于微型計(jì)算機(jī)的簡單介紹共七十三頁微處理器、微機(jī)和微機(jī)系統(tǒng) 微處理器：一般亦指CPU 嚴(yán)格地講，微處理器 CPU CPU：ALU+控制部件 微處理器：CPU+寄存器組 微機(jī)：微處理器+存儲器+輸入(shr)/輸出接口+總線微機(jī)系

5、統(tǒng)：微機(jī)+外圍設(shè)備+軟件1-1-3 微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次(cngc)關(guān)于微型計(jì)算機(jī)的簡單介紹共七十三頁關(guān)于微型計(jì)算機(jī)的簡單(jindn)介紹1-1-4 微機(jī)(wi j)簡史共七十三頁微機(jī)(wi j)簡史(1)前傳巴貝奇分析機(jī) 采用了三個具有現(xiàn)代意義的裝置：保存數(shù)據(jù)的寄存器（齒輪式裝置）；從寄存器取出數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算的裝置，并且機(jī)器的乘法以累次加法來實(shí)現(xiàn)；控制操作順序(shnx)、選擇所需處理的數(shù)據(jù)以及輸出結(jié)果的裝置。 共七十三頁1939年，阿塔納索夫提出(t ch)計(jì)算機(jī)三原則：采用二進(jìn)制進(jìn)行運(yùn)算；采用電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)控制和運(yùn)算；采用把計(jì)算功能和存儲功能相分離的結(jié)構(gòu)。1939年，阿塔納索夫還設(shè)計(jì)并試制

6、數(shù)字電子計(jì)算機(jī)的樣機(jī)“ABC機(jī)”，但未能完工。微機(jī)(wi j)簡史共七十三頁微機(jī)(wi j)簡史1940年，美國科學(xué)家維納闡述(chnsh)了自己對現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的五點(diǎn)設(shè)計(jì)原則數(shù)字式而不是模擬式；以電子元件構(gòu)成并盡量減少機(jī)械裝置；采用二進(jìn)制而不是十進(jìn)制；內(nèi)部存放計(jì)算表；內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)。共七十三頁微機(jī)(wi j)簡史馮諾依曼 計(jì)算機(jī)體系電子計(jì)算機(jī)應(yīng)該以二進(jìn)制為運(yùn)算基礎(chǔ)，是電子計(jì)算機(jī)應(yīng)采用“存儲程序”方式工作，整個計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由五個部分組成(z chn)：運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入裝置和輸出裝置。 輸入設(shè)備輸出設(shè)備控制器運(yùn)算器存儲器共七十三頁微機(jī)(wi j)簡史埃克特為ENIAC換電子管 ENIAC

7、1946：ENIAC永載史冊(2)第一代計(jì)算機(jī)共七十三頁微機(jī)(wi j)簡史長30.48米，寬1米，占地面積170平方米，30個操作臺，約相當(dāng)于10件普通(ptng)房間的大小，重達(dá)30噸，它使用18000個電子管，70000個電阻，10000個電容，1500個繼電器，6000多個開關(guān)，耗電量150千瓦，。每秒執(zhí)行5000次加法或400次乘法，是繼電器計(jì)算機(jī)的1000倍、手工計(jì)算的20萬倍。 (而人最快的運(yùn)算速度每秒僅5次加法運(yùn)算)，還能進(jìn)行平方和立方運(yùn)算，計(jì)算正弦和余弦等三角函數(shù)的值及其它一些更復(fù)雜的運(yùn)算。這樣的速度在當(dāng)時(shí)已經(jīng)是人類智慧的最高水平。 共七十三頁1959-1964：晶體管造就(

8、zoji)第二代計(jì)算機(jī)肖克萊（左）、巴丁（中）、布拉頓（右）于1956年共同(gngtng)獲得諾貝爾物理學(xué)獎。微機(jī)簡史共七十三頁第二代計(jì)算機(jī)TRADIC 美國貝爾實(shí)驗(yàn)室于1954年研制成功第一臺使用晶體管的第二代計(jì)算機(jī)TRADIC。裝有800只晶體管，僅100瓦功率，占地(zhn d)也只有3立方英尺。相比采用定點(diǎn)運(yùn)算的第一代計(jì)算機(jī)，第二代計(jì)算機(jī)普遍增加了浮點(diǎn)運(yùn)算，計(jì)算能力實(shí)現(xiàn)了一次飛躍。 微機(jī)(wi j)簡史共七十三頁微機(jī)(wi j)簡史IBM 7090 晶體管電腦(dinno) 第二代電子計(jì)算機(jī)的典型代表 共七十三頁1964-1970：集成電路(jchng-dinl)使第三代計(jì)算機(jī)脫胎換

9、骨 1958年，美國物理學(xué)家基爾比和諾伊斯同時(shí)(tngsh)發(fā)明集成電路。 1969年，法庭判決基爾比(左)和諾伊斯（右）為集成電路的共同發(fā)明人 ，他們都因此成為微電子學(xué)創(chuàng)始人并獲得巴倫坦獎?wù)隆?微機(jī)簡史共七十三頁微機(jī)(wi j)簡史IBM S/360 -1964S/360極強(qiáng)的通用性適用于各方面的用戶，它具有“360度”全方位的特點(diǎn)，并因此得名。開發(fā)S/360被稱為(chn wi)“世紀(jì)豪賭”，IBM為此投入了50億美元的研發(fā)費(fèi)用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過制造原子彈的“曼哈頓計(jì)劃”的20億美元。共七十三頁微機(jī)(wi j)簡史1970：第四代計(jì)算機(jī) 從1970年至今的計(jì)算機(jī)基本上都屬于第四代計(jì)算機(jī)，它們都采用

10、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路(jchng-dinl)。隨著技術(shù)的進(jìn)展，計(jì)算機(jī)開始分化成通用大型機(jī)、巨型機(jī)、小型機(jī)和微型機(jī)。 格魯夫、諾依斯和摩爾Intel公司成立于1968年， Intel這個字是由“集成/電子(Integrated Electronics)兩個英文單詞組合成的，象征新公司將在集成電路市場上飛黃騰達(dá) 共七十三頁1971：微處理器時(shí)代(shdi)的開端1971年1月，Intel公司的霍夫研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片Intel 4004，標(biāo)志著第一代微處理器問世，微處理器和微機(jī)時(shí)代從此開始。因發(fā)明微處理器，霍夫被英國(yn u)經(jīng)濟(jì)學(xué)家雜志列為“二戰(zhàn)以來最有影響力的7位科學(xué)家”

11、之一。 微機(jī)簡史共七十三頁4004的樣子(yng zi)很像小蟲子4004的集成度只有2300個晶體管，功能其實(shí)比較弱，且計(jì)算速度較慢，以致(yzh)只能用在Busicom計(jì)算器上，更不用說進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算了。不過比起第一臺電子計(jì)算機(jī)ENIAC來說，它已經(jīng)輕巧太多太多了。而且最大的歷史意義是，它是第一個通用型處理器 微機(jī)簡史共七十三頁1972年4月，霍夫等人開發(fā)(kif)出第一個8位微處理器Intel 8008。 微機(jī)(wi j)簡史共七十三頁1973年8月，霍夫等人研制(ynzh)出8位微處理器Intel 8080 主頻2MHz的8080芯片運(yùn)算速度比8008快10倍，可存取64KB存儲器

12、，使用了基于6微米(wi m)技術(shù)的6000個晶體管，處理速度為0.64MIPS。 微機(jī)簡史共七十三頁80861978年6月，Intel推出4.77MHz的8086微處理器，標(biāo)志著第三代微處理器問世。它采用16位寄存器、16位數(shù)據(jù)總線和29000個3微米技術(shù)(jsh)的晶體管，售價(jià)360美元。 微機(jī)(wi j)簡史共七十三頁8088：IBM PC的御用(yyng)之選 1979年，Intel推出4.77MHz的準(zhǔn)16位微處理器8088。它在內(nèi)部以16位運(yùn)行，但支持8位數(shù)據(jù)總線，采用現(xiàn)有(xin yu)的8位設(shè)備控制芯片，包含29000個3微米技術(shù)的晶體管，可訪問1MB內(nèi)存地址，速度為0.33M

13、IPS。 微機(jī)簡史共七十三頁第一臺IBM PC 早在1980年7月，一個負(fù)責(zé)“跳棋計(jì)劃”的13人小組秘密來到佛羅里達(dá)州波克羅頓鎮(zhèn)的IBM研究發(fā)展中心，開始開發(fā)后來(huli)被稱為IBM PC的產(chǎn)品。一年后的8月12日，IBM公司在紐約宣布第一臺IBM PC誕生 第一臺IBM PC采用了主頻為4.77MHz的Intel 8088，操作系統(tǒng)是Microsoft提供(tgng)的MS-DOS。IBM將其命名為“個人電腦（Personal Computer）”，不久“個人電腦”的縮寫“PC”成為所有個人電腦的代名詞。 微機(jī)簡史共七十三頁P(yáng)C之父 IBM微電腦技術(shù)總設(shè)計(jì)師埃斯特利奇（Don Estri

14、dge）負(fù)責(zé)整個跳棋計(jì)劃的執(zhí)行，他的天才和辛勤工作直接導(dǎo)致了IBM PC的成功，并被后人尊稱為“PC之父”。不幸的是，4年后“PC之父”因乘坐的班機(jī)遭臺風(fēng)(tifng)襲擊而英年早逝，沒能夠親眼目睹他所開創(chuàng)的巨大輝煌。 微機(jī)(wi j)簡史共七十三頁Intel 80286 1983年,Intel推出6MHz的Intel 80286微處理器，采用16位數(shù)據(jù)總線。它提供了保護(hù)模式操作(cozu)功能，最初的批發(fā)價(jià)為360美元。 微機(jī)(wi j)簡史共七十三頁80386進(jìn)入(jnr)了32位機(jī)的時(shí)代 1985年10月，Intel推出16MHz 80386DX微處理器 微機(jī)(wi j)簡史共七十三頁I

15、ntel 486（1989） 微機(jī)(wi j)簡史共七十三頁P(yáng)entium（586）Intel于1993年3月推出奔騰(bntng)（Pentium）處理器 微機(jī)(wi j)簡史共七十三頁P(yáng)entium Pro，面向(min xin)工作站的處理器 （1995） 1995年11月1日，Intel推出Pentium Pro微處理器，采用(ciyng)了一種新的總線接口Socket 8。新的處理器對多媒體功能提供了很好的支持。 微機(jī)簡史共七十三頁P(yáng)entium MMX，支持(zhch)多媒體技術(shù)的奔騰（1996）Pentium MMX是英特爾在Pentium內(nèi)核基礎(chǔ)上改進(jìn)，最大的特點(diǎn)(tdin)是

16、增加了57條MMX指令。這些指令專門用來處理音視頻相關(guān)的計(jì)算，目的是提高CPU處理多媒體數(shù)據(jù)的效率。 微機(jī)簡史共七十三頁P(yáng)entium II，芯片(xn pin)封裝有著巨大的改變（1997） Pentium II首次(shu c)引入了S.E.C封裝(Single Edge Contact)技術(shù)，將高速緩存與處理器整合在一塊PCB板上。微機(jī)簡史共七十三頁 1999年1月，Intel推出奔騰(bntng)III處理器，其身份代碼可通過Internet讀取。 Pentium III ，增加(zngji)SSE指令（1999）微機(jī)簡史共七十三頁 2000年英特爾發(fā)布了Pentium 4處理器。用戶

17、使用(shyng)基于Pentium 4處理器的個人電腦，可以創(chuàng)建專業(yè)品質(zhì)的影片，透過因特網(wǎng)傳遞電視品質(zhì)的影像，實(shí)時(shí)進(jìn)行語音、影像通訊，實(shí)時(shí)3D渲染，快速進(jìn)行MP3編碼解碼運(yùn)算，在連接因特網(wǎng)時(shí)運(yùn)行多個多媒體軟件。這是目前空前強(qiáng)大的個人電腦處理器產(chǎn)品，仍然在繼續(xù)銷售中。微機(jī)(wi j)簡史共七十三頁 64位機(jī)2000年底推出P7（Iantium）：安騰 2001年底推出Mckinley：安騰2 主要(zhyo)應(yīng)用：面向工作站和服務(wù)器 2003年9月 AMD公司發(fā)布了面向臺式機(jī)的64位處理器：Athlon 64和Athlon 64 FX 微機(jī)(wi j)簡史共七十三頁共七十三頁發(fā)展趨勢：更寬、更

18、快、更強(qiáng) 更寬：字長(z chn) 更快：時(shí)鐘更強(qiáng)：集成度，IC芯片內(nèi)晶體管的數(shù)量共七十三頁處理器型號高速緩存工作頻率（MHz）晶體管數(shù)(萬)工藝（m）發(fā)布年代8086無5-102.9319788088無5-82.93197980286無6-2513.41.5198280386DX片外16-4027.51198580486DX8KB25-661201-0.81989Pentium16KB60-2003300.8-.351993Pentium MMX32KB166-2334500.35-.281996Pentium Pro16KB+512 KB133-2005500.6-.351995Penti

19、um II32KB+512 KB233-4507500.35-.251997Pentium III32KB+256 KB450-140028000.181999Pentium 420KB+512 KB1300-3800125000.18-.092000Pentium D56KB+4MB2800-3600376000.09-.0652005Core 2 Duo64KB+4MB1600-3000291000.0652006共七十三頁1-1-5 微型(wixng)計(jì)算機(jī)的分類1) 按構(gòu)成分類2) 按CPU的字長分類3) 按主機(jī)裝置分類關(guān)于微型計(jì)算機(jī)的簡單(jindn)介紹共七十三頁1) 按構(gòu)成(gu

20、chng)分類單片機(jī)、單板機(jī)、多板機(jī) 單片機(jī) 將CPU、內(nèi)存、I/O接口電路全部集成一塊芯片上， 構(gòu)成具備基本功能的計(jì)算機(jī)，稱單片機(jī)。 特點(diǎn)：超小型、高可靠性、價(jià)廉 應(yīng)用：智能儀表、工業(yè)實(shí)時(shí)控制、家用電器等 產(chǎn)品：Intel 的8051、8096/8098系列 Motorola 的6801、6805系列 Hitachi (日立) 的 H8S、SH系列關(guān)于微型計(jì)算機(jī)的簡單(jindn)介紹共七十三頁計(jì)算機(jī)應(yīng)用通常分成(fn chn)如下各個領(lǐng)域科學(xué)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，人工智能，由于微型計(jì)算機(jī)具有如下特點(diǎn)體積小、價(jià)格低工作可靠、使用方便、通用性強(qiáng)所以，可以分為兩個主要應(yīng)用方向共

21、七十三頁用于數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)處理及信息管理方向通用微機(jī)，例如：PC微機(jī)功能越強(qiáng)越好、使用越方便越好用于過程控制及智能化儀器儀表方向?qū)Ｓ梦C(jī)，例如：單片機(jī)、工控機(jī)可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)程序相對(xingdu)簡單、處理數(shù)據(jù)量小共七十三頁 單板機(jī)將CPU、內(nèi)存、I/O接口及其它輔 助電路 全部裝在一塊印刷電路板上，組成單板機(jī)。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)廉 應(yīng)用：過程控制、數(shù)據(jù)處理 產(chǎn)品：TP-801 以Z80CPU為核心的單板機(jī) 80年代各院?！拔C(jī)原理”的實(shí)驗(yàn)機(jī)關(guān)于(guny)微型計(jì)算機(jī)的簡單介紹共七十三頁 多板機(jī) 把CPU、內(nèi)存、I/O接口芯片裝在多塊電路板上， 各印刷板插在主機(jī)板的總線插槽上， 通過系統(tǒng)

22、總線連接起來，構(gòu)成多板機(jī)。 特點(diǎn)：見前面微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 產(chǎn)品：IBM PC/XT/AT、486機(jī)、Pentium機(jī)等 90年代以來各院校“微機(jī)原理”和計(jì)算機(jī)硬件 的實(shí)驗(yàn)機(jī)關(guān)于微型計(jì)算機(jī)的簡單(jindn)介紹共七十三頁2) 按CPU的字長(z chn)分類CPU的性能可以用兩個(lin )主要參數(shù)來描述：速度：用CPU的工作頻率表示，單位MHzCPU內(nèi)部寄存器寬度：寄存器的位數(shù)寬度： 外部數(shù)據(jù)總線寬度：數(shù)據(jù)線的根數(shù) 地址總線寬度：地址線的根數(shù) 按CPU 的字長，微機(jī)可分為： 4位機(jī)、8位機(jī)、16位機(jī)、32位機(jī)、64位機(jī)CPU內(nèi)部的寄存器寬度可用字長描述關(guān)于微型計(jì)算機(jī)的簡單介紹共七十三頁3)

23、按主機(jī)(zhj)裝置分類桌上型：臺式電腦便攜型：筆記本、掌上電腦等關(guān)于微型(wixng)計(jì)算機(jī)的簡單介紹共七十三頁1-2 微型(wixng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成存儲器I/O接口輸入設(shè)備I/O接口數(shù)據(jù)總線 DB控制總線 CB地址總線 AB輸出設(shè)備CPU共七十三頁輸入設(shè)備運(yùn)算器控制器輸入(shr)信息輸出設(shè)備輸出信息讀出讀出外存儲器寫入內(nèi)存儲器寫入取出指令數(shù)據(jù)(shj)信息控制信息微型計(jì)算機(jī)CPU+內(nèi)存+I/O接口外圍設(shè)備中央處理器 CPU微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成共七十三頁1-2-1 硬件(yn jin)部分微處理器：CPU 功能：取指令、分析指令、執(zhí)行指令 組成： ALU：算術(shù)邏輯運(yùn)算單元 控制(kngzh

24、)部件：控制(kngzh)核心 寄存器組：一種特殊的存儲器件，其存儲二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)通常與字長一致 內(nèi)部數(shù)據(jù)通路：其寬度通常與字長一致 主要參數(shù)：字長、速度微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成共七十三頁外頻是CPU的基準(zhǔn)頻率，單位也是MHz。CPU的外頻決定著整塊主板的運(yùn)行(ynxng)速度。前端總線(FSB)頻率實(shí)質(zhì)上表示了CPU和外界數(shù)據(jù)(shj)傳輸?shù)乃俣?。?shù)據(jù)(shj)交換速度（FSB數(shù)據(jù)(shj)帶寬）/8。微處理器的幾個重要概念主頻也叫時(shí)鐘頻率，單位是MHz，用來表示CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度。CPU的主頻外頻倍頻系數(shù)。CPU的主頻與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力是沒有直接關(guān)系的 外頻與前端總線(FSB)頻

25、率的區(qū)別：前端總線的速度指的是數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋忸l是CPU與主板之間同步運(yùn)行的速度。也就是說，100MHz外頻特指數(shù)字脈沖信號在每秒鐘震蕩一千萬次；而100MHz前端總線指的是每秒鐘CPU可接受的數(shù)據(jù)傳輸量是100MHz64bit8Byte/bit=800MB/s。微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成共七十三頁IORQRESET數(shù)據(jù)總線緩沖器/鎖存器D15D0雙向數(shù)據(jù)總線標(biāo)志(biozh)寄存器指令(zhlng)寄存器寄存器選擇鎖存器算術(shù)邏輯單元ALU十進(jìn)制調(diào)整多路轉(zhuǎn)換開關(guān)通用寄存器陣列堆棧指針SP(16)指令指針I(yè)P(16)加1/減1地址鎖存器地址緩沖器A19A0地址總線累加器（16位）暫寄存器（16位） 指

26、令譯碼器定時(shí)與控制中斷請求寫讀I/O請求存儲器請求等待時(shí)鐘INTWRRDMREQWAIT內(nèi)部數(shù)據(jù)總線微處理器典型結(jié)構(gòu)共七十三頁存儲器： 功能：存放程序與數(shù)據(jù) 分類： 三級存儲體系：內(nèi)存、外存、緩存Cache RAM與ROM：分別存放數(shù)據(jù)和程序 虛擬存儲器：通常由硬盤構(gòu)成 組織形式： 存儲單元：以字節(jié)為單位 單元(dnyun)地址：一組二進(jìn)制數(shù) 地址寬度與單元數(shù)量的關(guān)系：2n 主要參數(shù) 容量(rngling) 速度微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成共七十三頁微型(wixng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成各種( zhn)存儲設(shè)備共七十三頁I/O： 幾個容易混淆的概念： I/O設(shè)備：具體實(shí)現(xiàn)功能的外設(shè)，如顯示器 I/O接口：CP

27、U與外設(shè)之間的緩沖電路，如顯卡 I/O端口：接口電路中的一些寄存器 為什么要使用I/O接口？ 因?yàn)橥庠O(shè)與CPU存在速度(sd)、信息種類、格式以及信號電平高低上的差異 端口地址：與存儲單元地址本質(zhì)相同 端口種類：由CPU與外設(shè)之間傳送信息的類型決定 三類端口：數(shù)據(jù)端口、控制端口、狀態(tài)端口 端口寬度：由外設(shè)傳輸數(shù)據(jù)的能力決定微型(wixng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成共七十三頁 按信號的作用，總線分為(fn wi)三類： 地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線 存儲器I/O接口輸入設(shè)備I/O接口數(shù)據(jù)總線 DB控制總線 CB地址總線 AB輸出設(shè)備CPU總線：BUS，就是(jish)計(jì)算機(jī)各部件之間傳送信息的公共通道微型

28、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成共七十三頁地址總線 AB ( Address Bus) ：單向用來傳送(chun sn)CPU輸出的地址信號，確定被訪問的存儲單元、I/O端口。存儲器I/O接口輸入設(shè)備I/O接口數(shù)據(jù)總線 DB控制總線 CB地址總線 AB輸出設(shè)備CPU微型(wixng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成共七十三頁地址總線的條數(shù)(tio sh) 決定CPU的尋址能力。10根 210 1024 1K 20根 220 1024K 1M32根 232 22 230 4G36根 236 26 230 64G微型(wixng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成共七十三頁數(shù)據(jù)總線 DB ( Data Bus )：雙向 用來在CPU與存儲器、I/O接口

29、之間進(jìn)行(jnxng)數(shù)據(jù)傳送。存儲器I/O接口輸入設(shè)備I/O接口數(shù)據(jù)總線 DB控制總線 CB地址總線 AB輸出設(shè)備CPU微型(wixng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成共七十三頁數(shù)據(jù)總線的條數(shù)決定(judng)一次可最多傳送數(shù)據(jù)的寬度。 8 根 一次傳送(chun sn) 8位16 根 一次傳送 16位 32 根 一次傳送 32位 64 根 一次傳送 64位微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成共七十三頁控制總線(zn xin)CB ( Control Bus ) ： 用于傳送各種控制信號。 有的是CPU發(fā)出，如讀控制(kngzh)信號、寫控制(kngzh)信號； 有的是發(fā)向CPU，如外設(shè)向CPU發(fā)出的中斷申請信號。存儲器I/O接口輸