C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)-課件

微型計(jì)算機(jī)原理

與接口技術(shù)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)何克東微型計(jì)算機(jī)原理

與接1第1章緒論第1章緒論21.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展是以微處理器的發(fā)展來(lái)表征的。將傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器和控制器集成在一塊大規(guī)模集成電路芯片上作為微型計(jì)算機(jī)的中央處理器（CentralProcessUnit，CPU），稱(chēng)為微處理器。微型計(jì)算機(jī)是以微處理器為核心，再配上存儲(chǔ)器，接口電路芯片，輸入/輸出設(shè)備構(gòu)成。1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況微型計(jì)算機(jī)的3計(jì)算機(jī)的分代1946年，世界上第一臺(tái)現(xiàn)代意義的電子計(jì)算機(jī)ENIAC（電子數(shù)值積分計(jì)算機(jī)）在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生，使用了18000多個(gè)真空管和超過(guò)500英里長(zhǎng)的導(dǎo)線，占地170平方米，重量超過(guò)30噸，每秒只能執(zhí)行約10萬(wàn)次運(yùn)算。1948年，貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出晶體管。1949年，英國(guó)劍橋大學(xué)研制出第一臺(tái)程序存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)EDSAC(電子延遲存儲(chǔ)自動(dòng)計(jì)算器)。1958年，得克薩斯儀器公司發(fā)明了集成電路。1965年,摩爾經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),集成電路內(nèi)芯片的晶體管數(shù)目幾乎每隔18到24個(gè)月其集成度就要翻一番,即摩爾定律。計(jì)算機(jī)的分代1946年，世界上第一臺(tái)現(xiàn)代意義的電子計(jì)算機(jī)E4C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)-課件5微處理器飛速發(fā)展8038680486奔騰奔騰2代奔騰4代802868086奔騰3代IA-64(安騰)40041971年1978年1983年1985年1989年1993年1997年1999年2000年Moore(摩爾)定律:“微芯片上集成的晶體管數(shù)目每三年翻兩番”雙核2006年2001年微處理器飛速發(fā)展8038680486奔騰奔騰2代奔騰4代8061978年，第一代微處理機(jī)－16位的8086/8088CPU集成了29000個(gè)晶體管，主頻分別為5MHz/8MHz/10MHz，尋址空間為1MB，地址總線20位，數(shù)據(jù)總線16位(8088的外部數(shù)據(jù)總線為8位)。1981年IBM公司推出了使用8088CPU的微型計(jì)算機(jī)，命名為IBM-PC。1983年，推出了IBM-PC/XT。1983年，第二代微處理機(jī)－16位的80286CPU集成了13萬(wàn)多個(gè)晶體管，主頻20MHz，尋址空間為16MB，地址總線24位，數(shù)據(jù)總線16位首次提出了實(shí)方式和保護(hù)方式,引進(jìn)了段描述符表的概念.1984年IBM公司把裝有286CPU的微機(jī)命名為IBM-PC/AT。微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展1978年，第一代微處理機(jī)－16位的8086/8088CPU7IBM-PCIBM:InternationalBusinessMachineCorp.國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司PC:PersonalComputer個(gè)人計(jì)算機(jī)IBM-PCIBM:InternationalBusin8IBM-PCCPU(中央處理器)Intel(英特)OS(操作系統(tǒng))MicroSoft(微軟)IBM-PCCPUIntelOSMic91.組成它的主要部件，如中央處理器、存儲(chǔ)器、外部設(shè)備接口及其控制都由大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路(VLSI)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)已做到僅由一決芯片構(gòu)成。2.基本配置簡(jiǎn)單，一般多由主機(jī)、顯示器、鍵盤(pán)、軟盤(pán)和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器以及打印機(jī)等其他外部設(shè)備組成。整個(gè)微型機(jī)系統(tǒng)可以放在一張辦公臺(tái)上，不需要專(zhuān)門(mén)的維護(hù)人員。PC機(jī)的特點(diǎn)1.組成它的主要部件，如中央處理器、存儲(chǔ)器、外部設(shè)備接口及103.采用總線(BUS)結(jié)構(gòu)，使中央處理器、存儲(chǔ)器、外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換都通過(guò)總線完成，不僅簡(jiǎn)化了微型機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，又為擴(kuò)充其功能提供了方便。4.可靠性高。由于微型機(jī)采用大規(guī)模集成電路技術(shù)，使系統(tǒng)內(nèi)的組件數(shù)大幅度下降，相應(yīng)的連接線及焊接點(diǎn)數(shù)比采用中、小規(guī)模集成電路減少兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上。目前大規(guī)模集成電路芯片的損壞率為0.0005/千小時(shí)，大大提高了整機(jī)的可靠性，通常微型機(jī)都可正常工作數(shù)小時(shí)以上無(wú)故障。3.采用總線(BUS)結(jié)構(gòu)，使中央處理器、存儲(chǔ)器、外部設(shè)111985年10月，第三代微處理機(jī)－32位的80386CPU集成了27.5萬(wàn)個(gè)晶體管，時(shí)鐘頻率33MHz，4GB的尋址空間，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線32位在芯片內(nèi)部集成了分段存儲(chǔ)管理部件和分頁(yè)存儲(chǔ)管理部件，管理高達(dá)64TB的虛擬存儲(chǔ)，提供了“虛擬8086”的工作方式推出了數(shù)字協(xié)同處理器－80387（浮點(diǎn)運(yùn)算部件）1989年4月，第四代微處理機(jī)－32位的80486CPU集成了120萬(wàn)個(gè)晶體管，尋址空間4GB，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線32位把浮點(diǎn)運(yùn)算部件集成芯片之內(nèi)，同時(shí)把一個(gè)規(guī)模大小為8KB的一級(jí)高速緩沖存儲(chǔ)器Cache也集成進(jìn)了CPU芯片內(nèi)，芯片的整數(shù)處理部件采用RISC結(jié)構(gòu)，引進(jìn)了時(shí)鐘倍頻技術(shù)，使主頻可能超過(guò)100MHZ1985年10月，第三代微處理機(jī)－32位的80386CPU121993年3月，第五代微處理機(jī)－Pentium集成了310萬(wàn)個(gè)晶體管，尋址空間4GB，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線64位CPU內(nèi)部配置了大小為16KB的一級(jí)高速緩沖存儲(chǔ)器Cache芯片的主頻有：60MHz、66MHz、75MHz、90MHz、100MHz、120MHz、133MHz、150MHz、166MHz、200MHz1995年11月，高能奔騰（PentiumPro）芯片內(nèi)部集成了550萬(wàn)個(gè)晶體管，內(nèi)部時(shí)鐘頻率為133MHz，尋址空間4G，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線64位一級(jí)Cache大小為16KB（8KB的數(shù)據(jù)，8KB的指令），另包含了一個(gè)256KB的二級(jí)Cache芯片采用了一項(xiàng)被稱(chēng)之為“動(dòng)態(tài)執(zhí)行”的創(chuàng)新技術(shù)1993年3月，第五代微處理機(jī)－Pentium131996年底，多能奔騰（PentiumMMX）芯片內(nèi)部集成了450萬(wàn)個(gè)晶體管，頻率主要有：166MHz、200MHz、233MHz，尋址空間4G，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線64位CPU增加了57條MMX（多媒體增強(qiáng)）指令，一級(jí)Cache增加到32KB1997年5月，二代奔騰（PentiumII）集成了750萬(wàn)個(gè)晶體管，主頻分233MHz、266MHz、300MHz和333MHz4種，尋址空間4G，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線64位一級(jí)Cache的大小為32KB，二級(jí)Cache的大小為512KB雙獨(dú)立總線結(jié)構(gòu)，首次采用slot1接口標(biāo)準(zhǔn)1996年底，多能奔騰（PentiumMMX）141999年2月，PentiumIII芯片內(nèi)集成了2800萬(wàn)個(gè)晶體管，CPU主頻733MHz，尋址空間4GB，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線64位浮點(diǎn)運(yùn)算和三維處理方面能力明顯增強(qiáng)增加了71條稱(chēng)為互聯(lián)網(wǎng)SSE的指令和處理機(jī)序列號(hào)。2000年3月，Pentium4芯片內(nèi)集成了4200萬(wàn)個(gè)晶體管，CPU主頻1.3GHz，尋址空間4GB，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線64位支持更為強(qiáng)大的SSE2指令集,支持多達(dá)20級(jí)的超標(biāo)量流水線，總線頻率達(dá)到400MHz目前，P4芯片內(nèi)集成晶體管的個(gè)數(shù)已達(dá)5500萬(wàn)個(gè)，總線頻率達(dá)到800MHz,主頻達(dá)到3GHz以上。1999年2月，PentiumIII15微處理機(jī)時(shí)代Intel公司和HP公司在2001年共同開(kāi)發(fā)的64位處理器Itanium(安騰)處理器2003年4月AMD公司推出首款64位處理器，這是一款采用x86兼容架構(gòu)的64位CPU，它最大的特點(diǎn)就是在支持64位數(shù)據(jù)尋址的同時(shí)，向下兼容32位數(shù)據(jù)尋址，妥善解決了CPU從32位到64位的過(guò)渡和兼容問(wèn)題，從而掀起了桌面處理器從32位向64位過(guò)渡的技術(shù)革命。微處理機(jī)時(shí)代Intel公司和HP公司在2001年共同開(kāi)發(fā)的616微處理機(jī)時(shí)代2004年3月，Intel也發(fā)布了其首款64位Xeon處理器，它采用EM64T(IntelExtendedMemory64Technology)技術(shù)，同時(shí)支持32位和64位運(yùn)算，在運(yùn)行64位程序時(shí)采用64位工作方式，而在處理32位運(yùn)算時(shí)依然是IA32(即x86)工作結(jié)構(gòu)，這實(shí)際上也一起被稱(chēng)為x86-64架構(gòu)。

微處理機(jī)時(shí)代2004年3月，Intel也發(fā)布了其首款64位X17微處理機(jī)時(shí)代2006年5月：英特爾?酷睿?2雙核處理器品牌隆重推出全新處理器可實(shí)現(xiàn)高達(dá)40%的性能提升，其能效比最出色的英特爾?奔騰?處理器高出40%。英特爾?酷睿?2雙核處理器包含2.91億個(gè)晶體管。微處理機(jī)時(shí)代2006年5月：英特爾?酷睿?2雙核18微處理機(jī)時(shí)代在2007年的9月6日，Intel發(fā)布代號(hào)為“Tigerton”的7300系列四核心處理器。Tigerton是一款面向4路及以上服務(wù)器的四核服務(wù)器處理器，構(gòu)成擁有16個(gè)核心的服務(wù)器。Tigerton將意味著雙獨(dú)立總線架構(gòu)的終結(jié)，它將使用專(zhuān)用連接，連接內(nèi)核和芯片組。微處理機(jī)時(shí)代在2007年的9月6日，Intel發(fā)布19INTEL宣布，在2008年9月14日推出業(yè)界首款六核心服務(wù)器處理器Dunnington。型號(hào)分別是XeonX7450/2.40GHz和XeonX7460/2.66GHz,以及2.13GHz低壓版XeonL7455，熱設(shè)計(jì)功耗分別為130W、90W以及65W。前端總線均為1066MHz。DunningtonXeon基于45nmPenryn核心，兼容TigertonXeon7300系列。這三款服務(wù)器處理器均采用45nm制程工藝。其中XeonX7460內(nèi)建16MBL3共享緩存，XeonL7455和XeonE7450內(nèi)建12MBL3共享緩存。INTEL宣布，在2008年9月14日推出業(yè)界首款六20龍芯龍芯21計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)微型化─便攜式、低功耗巨型化─尖端科技領(lǐng)域的信息處理,需要超大容量、高速度智能化─模擬人類(lèi)大腦思維和交流方式,多種處理能力系列化、標(biāo)準(zhǔn)化─便于各種計(jì)算機(jī)硬、軟件兼容和升級(jí)網(wǎng)絡(luò)化─網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)和信息高速公路多機(jī)系統(tǒng)─大型設(shè)備、生產(chǎn)流水線集中管理(獨(dú)立控制、故障分散、資源共享)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)微型化─便攜式、低功耗22程序設(shè)計(jì)的進(jìn)步機(jī)器語(yǔ)言：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展早期0、1組成的二進(jìn)制代碼編程要涉及許多代碼，開(kāi)發(fā)程序非常耗費(fèi)時(shí)間匯編語(yǔ)言：20世紀(jì)50年代用助記符代替二進(jìn)制碼編程仍然很不容易高級(jí)語(yǔ)言：1957年后FORTRAN，用公式解決數(shù)學(xué)問(wèn)題COBOL,廣泛用于商業(yè)程序設(shè)計(jì)BASIC,C/C++,PASCAL,VISUALBASIC,VC++程序設(shè)計(jì)的進(jìn)步機(jī)器語(yǔ)言：23例：把操作數(shù)0F03AH送給A機(jī)器語(yǔ)言：101111110011101011110000匯編語(yǔ)言：MOVA,0F03AH高級(jí)語(yǔ)言:A=0F03AH1111000000111010A例：把操作數(shù)0F03AH送給A1111000000111241．科學(xué)計(jì)算在大型的系統(tǒng)工程中，往往需要大量的計(jì)算。比如天氣預(yù)報(bào)：全國(guó)甚至全世界各個(gè)地域的溫度、濕度、各個(gè)不同高度的大氣數(shù)據(jù)、地域地理數(shù)據(jù)，反正是驚人的數(shù)據(jù)量集中到大型計(jì)算中心，進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)運(yùn)算，得出今后不同時(shí)期的天氣概率。2．過(guò)程控制這里往往用在生產(chǎn)、軍事領(lǐng)域。這樣的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集外界的數(shù)據(jù)，并且盡量快的加以處理，用事先定義好的應(yīng)對(duì)方式加以響應(yīng)和控制相關(guān)部件。比如化工生產(chǎn)當(dāng)中的各個(gè)管道的壓力溫度流量必須在一定的范圍內(nèi)，這是各個(gè)探頭實(shí)時(shí)采集以上數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)不對(duì)時(shí)立刻控制相關(guān)閥門(mén)加以處理。計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域1．科學(xué)計(jì)算計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域253．信息處理計(jì)算機(jī)不僅能處理數(shù)值數(shù)據(jù)和字符信息，還能處理圖形、圖象、聲音、動(dòng)畫(huà)等各種信息。在業(yè)務(wù)處理、情報(bào)處理、辦公自動(dòng)化、管理和決策方面，計(jì)算機(jī)都得到了廣泛的應(yīng)用，如管理信息系統(tǒng)（MIS），決策支持系統(tǒng)（DSS）等。4．計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造和輔助教學(xué)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM），計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI），這些都是新興的行業(yè)，利用計(jì)算機(jī)在這些傳統(tǒng)領(lǐng)域的拓展，大大縮短了制造業(yè)的設(shè)計(jì)制造周期。5．人工智能（AI）用計(jì)算機(jī)代替人類(lèi)的某些腦力勞動(dòng)。3．信息處理26位(BIT/BInarydigiT):二進(jìn)制位，這是計(jì)算機(jī)中最小的數(shù)據(jù)單位。一個(gè)二進(jìn)制位只能表示兩種狀態(tài)(0或1)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，都是由0、1組成的信息數(shù)據(jù)流。字節(jié)(Byte)：1字節(jié)=8位。這是計(jì)算機(jī)中用得最多的數(shù)據(jù)單位。計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)據(jù)單位位(BIT/BInarydigiT):二進(jìn)制位，這是計(jì)算27千字節(jié)(KB/Kilo-Bytes)：1KB=210字節(jié)=1024字節(jié)。這個(gè)數(shù)據(jù)單位現(xiàn)在用的比較少了。百萬(wàn)字節(jié)(MB/Mega-Bytes)：1MB=1024KB=220字節(jié)=1048567字節(jié)?！癕B”現(xiàn)在常用于指內(nèi)存的容量，例如256MB、512MB；顯示存儲(chǔ)器的容量，例如128MB、256MB；軟盤(pán)的容量，例如1.44MB字(Word)：字的長(zhǎng)度是指計(jì)算機(jī)在存儲(chǔ)、傳輸或操作時(shí)，作為一個(gè)單元的一組二進(jìn)制位。因此，不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的字的長(zhǎng)度是不一樣的。例如，8086、80286CPU的字長(zhǎng)是16位，80386、80486CPU的字長(zhǎng)是32位。千字節(jié)(KB/Kilo-Bytes)：1KB=210字節(jié)=128十億字節(jié)(GB/Giga-Bytes)：1GB=1024MB=230字節(jié)=1073741824字節(jié)?！癎B”現(xiàn)在主要用于指硬盤(pán)的容量，目前常用的硬盤(pán)都在60GB以上萬(wàn)億字節(jié)(TB/Trillion-Bytes)：1TB=1024GB=240字節(jié)=1099511627776字節(jié)。十億字節(jié)(GB/Giga-Bytes)：1GB=1024MB291.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微處理器微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微機(jī)性能指標(biāo)

1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微處理器30馮.諾依曼對(duì)計(jì)算機(jī)基本原理的闡述：必須有一個(gè)存儲(chǔ)器，程序和數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制代碼的形式存放在存儲(chǔ)器中，在形式上指令和數(shù)據(jù)是沒(méi)有區(qū)別的，程序在執(zhí)行的過(guò)程中也可以和數(shù)據(jù)一樣進(jìn)行處理和修改。必須有一個(gè)控制器。在它的控制下，將指令依次從存儲(chǔ)器中取出，然后對(duì)其進(jìn)行解釋和執(zhí)行。每條指令都由操作碼、操作數(shù)地址和運(yùn)算結(jié)果地址組成。必須有一個(gè)運(yùn)算器。用來(lái)完成所需的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。必須有輸入和輸出設(shè)備。用以進(jìn)行人機(jī)通信，而且人機(jī)之間的指令、數(shù)據(jù)及運(yùn)算結(jié)果的交換是沒(méi)有限制的。馮.諾依曼對(duì)計(jì)算機(jī)基本原理的闡述：必須有一個(gè)存儲(chǔ)器，程序和31微型計(jì)算機(jī)的組成CPU存儲(chǔ)器I/O接口I/O設(shè)備地址總線AB數(shù)據(jù)總線DB控制總線CBI/O總線控制面向系統(tǒng)單總線結(jié)構(gòu)：微型計(jì)算機(jī)的組成CPU存儲(chǔ)器I/O接口I/O設(shè)備地址總線AB32微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成運(yùn)算器

控制器寄存器組

內(nèi)存儲(chǔ)器總線輸入輸出接口電路外部設(shè)備軟件微處理器微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微處理器、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的關(guān)系微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成運(yùn)算器控制器內(nèi)存儲(chǔ)器33計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件主機(jī)處理器(CPU)軟件外圍設(shè)備運(yùn)算器控制器存儲(chǔ)器(內(nèi)存)RAMROM外部設(shè)備輔助設(shè)備輸入設(shè)備(鍵盤(pán)、掃描儀、語(yǔ)音識(shí)別儀…)輸出設(shè)備(顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、…)輔助存儲(chǔ)器(磁帶、磁盤(pán)、光盤(pán))輸入/輸出接口(PIO、SIO、CTC、ADC、DAC…)(I/O接口)總線(AB、DB、CB)系統(tǒng)軟件(操作系統(tǒng)，編輯、編譯程序，故障診斷,監(jiān)控程序…)應(yīng)用軟件(科學(xué)計(jì)算，工業(yè)控制，數(shù)據(jù)處理…)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言)電源電路時(shí)鐘電路計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件處理器軟件外圍設(shè)備運(yùn)算器存儲(chǔ)器RAM外部設(shè)備輔34內(nèi)部數(shù)據(jù)總線控制總線數(shù)據(jù)總線地址總線暫存器累加器ALU標(biāo)志寄存器指令寄存指令譯碼時(shí)序和控制邏輯通用寄存器組地址寄存器組地址總線控制數(shù)據(jù)總線控制微處理器（CPU）的基本結(jié)構(gòu)算術(shù)邏輯單元（運(yùn)算器）指令處理單元（控制器）寄存器組內(nèi)部數(shù)據(jù)總線控制總線數(shù)據(jù)總線地址總線暫存器累加器ALU標(biāo)志寄35英特爾微處理器芯片80386PentiumPentium4微處理器英特爾微處理器芯片80386PentiumPentium4368086/8088內(nèi)部結(jié)構(gòu)8086/8088內(nèi)部結(jié)構(gòu)37存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)信息的部件。存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)：存儲(chǔ)容量存取速度計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器分為2大類(lèi)：內(nèi)部存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)存或主存。又分為：RAM隨機(jī)存取存儲(chǔ)器：SRAM、DRAMROM只讀存儲(chǔ)器：ROM、PROM、EPROM、EEPROM外部存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)外存：硬盤(pán)、軟盤(pán)、磁帶、光盤(pán)另外，還有CACHERAM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)信息的部件。存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)：38C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)-課件39擴(kuò)展內(nèi)存XMS系統(tǒng)區(qū)384KBTPA640KBCPUPC系統(tǒng)的存儲(chǔ)器映象Cache主存輔存海存內(nèi)存外存存儲(chǔ)管理方式：實(shí)模式保護(hù)模式V86模式常規(guī)內(nèi)存1MB擴(kuò)展內(nèi)存系統(tǒng)區(qū)384KBTPACPUPC系統(tǒng)的存儲(chǔ)器40奇地址8位8MBFFFFFF微處理器的物理存儲(chǔ)系統(tǒng)（一）偶地址8位8MBFFFFFED7～D0D15～D800000000000116位機(jī)（8086/8088）1MB16位機(jī)（80286）16MB奇地址8位FFFFFF微處理器的物理存儲(chǔ)系統(tǒng)（一）偶地址41存儲(chǔ)體48位1GBFFFFFFFF微處理器的物理存儲(chǔ)系統(tǒng)（二）存儲(chǔ)體38位1GBFFFFFFFED23～D16D31～D2480386DX（4GB）80486SX（4GB）80486DX（4GB）0000000200000003存儲(chǔ)體28位1GBFFFFFFFDD15～D800000001存儲(chǔ)體18位1GBFFFFFFFCD7～D00000000032位機(jī)存儲(chǔ)體48位FFFFFFFF微處理器的物理存儲(chǔ)系統(tǒng)（二）存42I/O接口用于CPU(或存儲(chǔ)器)與外設(shè)之間的信息交換最常用的簡(jiǎn)單輸入輸出接口芯片主要有緩存器和鎖存器：緩沖器：74LS244、74LS245鎖存器：74LS373其它：可編程中斷控制器8259A可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器8253/8254可編程外圍接口芯片8255A串行通信和可編程接口芯片8250A模數(shù)（A/D）和數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換器DMA控制器8237AI/O接口用于CPU(或存儲(chǔ)器)與外設(shè)之間的信息交換43I/O設(shè)備輸入設(shè)備串行通信設(shè)備軟盤(pán)、硬盤(pán)鼠標(biāo)CD－ROM鍵盤(pán)掃描儀DVD輸出設(shè)備打印機(jī)（針打、激光、噴墨）軟盤(pán)、硬盤(pán)繪圖儀顯示器I/O設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備44總線(BUS) 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各個(gè)部件之間傳送信息的公共通路叫總線。從總線的不同使用角度可以分為以下幾類(lèi)：內(nèi)部總線：微處理器內(nèi)部各個(gè)部件之間傳送信息的通路。元件級(jí)總線：連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中主要部件的總線。有AB、DB、CB。系統(tǒng)總線：指在印刷電路板上連接各插件的公共通路。有ISA：16位標(biāo)準(zhǔn)總線，8MB/SEISA：擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)總線，適用于32位機(jī)，33MB/SVESA：全開(kāi)放通用局部總線，適用于486機(jī)，支持高速視頻卡操作，32/64位，132MB/SPCI：外圍元件互聯(lián)，32/64位，支持Pentium機(jī)，時(shí)鐘頻率33MHz，132MB/SAGP：高速圖形接口，用于視頻、顯示，時(shí)鐘頻率66MHz，133MB/S總線(BUS) 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各個(gè)部件之間傳送信息的公共45外部總線：USB：通用串行總線，用于鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、聲卡，10MB/SEIARS－232總線IEEE－488總線IEEE－1394外部總線：46PC機(jī)上的總線PCI總線ISA總線USB總線PC機(jī)上的總線PCI總線ISA總線USB總線47面向CPU雙總線結(jié)構(gòu)：CPUI/O總線主存I/O接口存儲(chǔ)總線特點(diǎn)：存儲(chǔ)器與I/O無(wú)通路，降低了CPU效率。CPUI/O接口I/O接口I/O設(shè)備面向主存雙總線結(jié)構(gòu)：主存存儲(chǔ)總線I/O接口I/O接口I/O設(shè)備I/O總線特點(diǎn)：保留單總線結(jié)構(gòu)，放置高速存儲(chǔ)總線。面向CPU雙總線結(jié)構(gòu)：CPUI/O總線主存I/O存儲(chǔ)總線特點(diǎn)48硬件（hardware）是指那些組成計(jì)算機(jī)的物件。其基本功能是接受計(jì)算機(jī)程序的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入、運(yùn)算、數(shù)據(jù)輸出等一系列根本性的操作。由五大部件組成：硬件（hardware）是指那些組成計(jì)算機(jī)的物件。其基本功能49（1）控制器（Controller）控制器是計(jì)算機(jī)的指揮系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)的工作就是在控制器控制下有條不紊、協(xié)調(diào)地工作的。控制器通過(guò)地址訪問(wèn)存儲(chǔ)器，逐條取出選中單元的指令，分析指令，根據(jù)指令產(chǎn)生相應(yīng)的控制。信號(hào)作用于其他各個(gè)部件，控制其他部件完成指令要求的操作。上述過(guò)程周而復(fù)始，保證了計(jì)算機(jī)能自動(dòng)、連續(xù)地工作。（1）控制器（Controller）50(2)運(yùn)算器（ALU－ArithmeticLogicUnit）運(yùn)算器又稱(chēng)算術(shù)邏輯部件，簡(jiǎn)稱(chēng)ALU，是計(jì)算機(jī)用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算的部件。數(shù)據(jù)運(yùn)算包括算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。（3）存儲(chǔ)器（Memory）存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中具有記憶能力的部件，用來(lái)存放程序（指令）或數(shù)據(jù)。指令總是送到控制器，而數(shù)據(jù)則總是送到運(yùn)算器。存儲(chǔ)器就是一種能根據(jù)地址接收或提供指令或數(shù)據(jù)的裝置。存儲(chǔ)器又分為主存(內(nèi)存）和輔存（外存）。(2)運(yùn)算器（ALU－ArithmeticLogicUn51（4）輸入設(shè)備（Inputdevice）輸入設(shè)備是用來(lái)輸入程序和數(shù)據(jù)的部件。常用的輸入設(shè)備有：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器、光筆、圖像掃描儀、數(shù)字化儀等。（5）輸出設(shè)備（Outputdevice）輸出設(shè)備正好與輸入設(shè)備相反，是用來(lái)輸出結(jié)果的部件。要求輸出設(shè)備能以人們所能接受的形式輸出信息，如以文字、圖形的形式在顯示器上輸出。除顯示器外，常用的輸出設(shè)備還打印機(jī)、繪圖儀等。（4）輸入設(shè)備（Inputdevice）（5）輸出設(shè)備（O52軟件（software）是相對(duì)硬件而言的，它包括計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需的各種程序及其有關(guān)資料。軟件（software）是相對(duì)硬件而言的，它包括計(jì)算機(jī)運(yùn)行所53計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件54系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是指那些為了方便計(jì)算機(jī)資源的使用和管理，為軟件開(kāi)發(fā)提供良好手段的軟件。其中最重要的系統(tǒng)軟件是操作系統(tǒng)(OperatingSystem)，現(xiàn)在微型計(jì)算機(jī)上常用的操作系統(tǒng)有DOS、Windows、Unix等。此外，語(yǔ)言處理軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)以及很多工具軟件都屬于系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是指那些為了方便計(jì)算機(jī)資源55應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是指用戶或者第三方軟件公司開(kāi)發(fā)的軟件。這類(lèi)軟件是為解決某一具體問(wèn)題而編制的。例如常用的文字處理、人事管理、工資管理、設(shè)備管理、輔助教學(xué)等軟件。應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是指用戶或者第三方軟件公司開(kāi)56裸機(jī)操作系統(tǒng)用戶程序各種實(shí)用程序軟件包各種語(yǔ)言處理程序計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)裸機(jī)操作系統(tǒng)用戶程序各種實(shí)用程序軟件包57字長(zhǎng)字長(zhǎng)是衡量計(jì)算機(jī)處理能力的重要指標(biāo)，它是指計(jì)算機(jī)的CPU一次能直接處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，字長(zhǎng)越大，處理能力越強(qiáng)。例如，8086、286的字長(zhǎng)是16位，386、486、586（奔騰）都是32位?！钗C(jī)主要性能指標(biāo)字長(zhǎng)☆微機(jī)主要性能指標(biāo)58速度衡量計(jì)算機(jī)速度常用的有兩種指標(biāo)：①運(yùn)算速度：用每秒鐘能執(zhí)行多少條指令來(lái)表示。國(guó)際上通用的指標(biāo)是每秒百萬(wàn)條指令MIPS（MillionInstructionsPerSecond），通常用于較大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。②

主頻：指CPU主時(shí)鐘的工作頻率（一秒鐘內(nèi)發(fā)生的同步脈沖數(shù)），主頻越高，說(shuō)明CPU的速度越快，微型計(jì)算機(jī)都用主頻這個(gè)指標(biāo)。主頻的單位為赫茲(MHz)，早期的微機(jī)主頻才幾MHZ，而現(xiàn)在P4的主頻已達(dá)到3GHz以上。例如，“P4/2.4G”，“P4”表示CPU的型號(hào)（奔騰四代），“2.4G”就表示主頻是2.4G赫茲(GHz)速度59內(nèi)存容量通常用字節(jié)(Byte)作單位。目前，微型機(jī)的內(nèi)存儲(chǔ)容量已達(dá)到數(shù)百兆甚至上吉字節(jié)。內(nèi)存速度

微機(jī)內(nèi)主存完成一次讀/寫(xiě)操作所需的時(shí)間稱(chēng)為存儲(chǔ)器的存取時(shí)間，連續(xù)兩次讀/寫(xiě)所需的最短時(shí)間稱(chēng)為存儲(chǔ)器的存取周期。存取周期越短，則存取速度越快。存取周期的大小影響計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。內(nèi)存容量?jī)?nèi)存速度

微機(jī)內(nèi)主存完成一次讀/寫(xiě)操作所60主板

芯片組

810、…、845、…865PE、875P、…

總線結(jié)構(gòu)ISA、…PCI、AGP、…

顯卡處理速度、顯存容量…主板芯片組810、…、845、…865PE、875P61性能價(jià)格比它是計(jì)算機(jī)產(chǎn)品優(yōu)劣的概括性指標(biāo)。性能主要指機(jī)器的運(yùn)算速度、存儲(chǔ)容量、存取周期、外設(shè)配置和機(jī)器的可靠性程度等硬件性能以及軟件性能。價(jià)格應(yīng)是整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格，計(jì)算機(jī)的性能越高，其性能價(jià)格比值也越高。外部設(shè)備的配置和軟件的配備

要求顯示器、鍵盤(pán)、打印機(jī)、磁盤(pán)和光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等外部設(shè)備的基本配置齊全，安裝合理達(dá)到測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)操作系統(tǒng)、漢字處理能力、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)功能等必須作全面衡量。性能價(jià)格比外部設(shè)備的配置和軟件的配備62可靠性（Reliability）可靠性是指在給定的時(shí)間內(nèi)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的概率。通常用平均無(wú)故障時(shí)間（MeanTimeBetweenFailures）MTBF表示，指系統(tǒng)能正常工作的平均時(shí)間。MTBF的時(shí)間越長(zhǎng)，表明系統(tǒng)的可靠性越高?？捎眯裕ˋvailability）可用性是指計(jì)算機(jī)的使用效率，它以系統(tǒng)在執(zhí)行任務(wù)的任意時(shí)刻能正常工作的概率來(lái)崐表示?？煽啃裕≧eliability）可用性（Availabili63可維護(hù)性（Serviceability）可維護(hù)性是指計(jì)算機(jī)的維修效率。通常用平均修復(fù)時(shí)間（MeanTimeToRepair）MTTR表示，即從故障發(fā)生到故障修復(fù)所需的平均時(shí)間。此外，還有一些評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)的綜合指標(biāo)，例如系統(tǒng)的完整性、安全性等。可維護(hù)性（Serviceability）641.3計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)格式數(shù)制及其轉(zhuǎn)換二進(jìn)制及其運(yùn)算規(guī)則計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示方法1.3計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)格式數(shù)制及其轉(zhuǎn)換65數(shù)制數(shù)制：用一組統(tǒng)一的符號(hào)和規(guī)則來(lái)表示數(shù)的方法。二進(jìn)制：每一位包含0、1兩個(gè)數(shù)字，例如：10010011B八進(jìn)制：每一位包含8個(gè)數(shù)字0～7，例如：3675Q十進(jìn)制：每一位包含10個(gè)數(shù)字0～9，例如:1200D十六進(jìn)制：每一位包含數(shù)字0～9，字母A～F，例如：0A3D6H二－十進(jìn)制（BCD碼），用4位二進(jìn)制數(shù)表示1位十進(jìn)制數(shù)，例如：00010010數(shù)制數(shù)制：用一組統(tǒng)一的符號(hào)和規(guī)則來(lái)表示數(shù)的方法。66十進(jìn)制：人二進(jìn)制：計(jì)算機(jī)八進(jìn)制：二進(jìn)制的壓縮形式十六進(jìn)制：便于人的讀、寫(xiě)、記憶10101010B252QAAH十進(jìn)制：人10101010B252QAAH67十、二、八、十六進(jìn)制數(shù)對(duì)照表16頁(yè)十、二、八、十六進(jìn)制數(shù)對(duì)照表16頁(yè)68數(shù)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成其它進(jìn)制：整數(shù)和小數(shù)分開(kāi)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的方法是：整數(shù)部分，用基數(shù)去除，并且保留余數(shù)作為結(jié)果的有效數(shù)字，重復(fù)以上過(guò)程直至商為0；小數(shù)部分乘以基數(shù)，直到小數(shù)部分為0，或者到規(guī)定保留的小數(shù)位數(shù)。例如,將十進(jìn)制數(shù)10.6875轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

2222105210余數(shù)＝0余數(shù)＝1余數(shù)＝0余數(shù)＝1結(jié)果＝1010B高位低位0.6875×21.3750×20.750×21.5×21.0結(jié)果＝0.1011B高位低位∴10.6875D=1010.1011B數(shù)制轉(zhuǎn)換2222105210余數(shù)＝0余數(shù)＝1余數(shù)＝0余數(shù)＝169十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制或十六進(jìn)制的方法同二進(jìn)制，只不過(guò)是把基數(shù)換成8或16。還有一個(gè)辦法就是先把十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，然后再轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的八或十六進(jìn)制。例如,將十進(jìn)制數(shù)10.6875分別轉(zhuǎn)換成二、八、十六進(jìn)制數(shù)。

10.6875D=1010.1011B=12.54Q=A.BH十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制或十六進(jìn)制的方法同二進(jìn)制，只不過(guò)是把基數(shù)換70其它數(shù)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制：把任意進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開(kāi)成多項(xiàng)式和的形式，再把各位的權(quán)與該位上的數(shù)碼相乘后求和，就得到等效的十進(jìn)制數(shù)值。例:將二進(jìn)制數(shù)1011011.1011轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)11011.1011B=1×24+1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3+1×2-4=16+8+0+2+1+0.5+0+0.125+0.0625=27.6875D例:將八進(jìn)制數(shù)125.7轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)125.7Q=1×82+2×81+5×80+7×8-1=64+16+5+0.875=85.875D例:將十六進(jìn)制數(shù)4FC.12H轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)4FC.12H=4×162+15×161+C×160+1×16-1+2×16-2 =1024+240+12+0.0625+0.0078125=1276.0703125

其它數(shù)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制：71其它進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，也可以先把它們轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，再由二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制。例：

將八進(jìn)制數(shù)125.7轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)125.7Q=001010101.111B=85.875D將十六進(jìn)制數(shù)4FC.12H轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)4FC.12H=010011111100.00010010B=1276.0703125D其它進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，也可以先把它們轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，再由二進(jìn)制72計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)格式數(shù)值符號(hào)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)格式數(shù)值73機(jī)器數(shù)：符號(hào)數(shù)值化了的數(shù)真值：帶符號(hào)的機(jī)器數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)值原碼機(jī)器數(shù)反碼補(bǔ)碼1、數(shù)值：表示數(shù)量的多少

1、數(shù)值：表示數(shù)量的多少

74+0110111B-0110111B00110111B10110111B機(jī)器數(shù)（原碼）機(jī)器數(shù)真值真值機(jī)器數(shù)原碼反碼補(bǔ)碼補(bǔ)碼

+0110111B-0110111B00110175正數(shù)：原碼=反碼=補(bǔ)碼X=+0110111B[X]原=[X]反=[X]補(bǔ)=00110111B負(fù)數(shù)：X=-0110111B[X]原=10110111B[X]反=11001000B[X]補(bǔ)=[X]反+1（符號(hào)位除外）=11001000B+1=11001001B正數(shù)：X=+0110111B[X]原=[X]反=76X=-0110111B[X]補(bǔ)=11001001B采用補(bǔ)碼的好處：符號(hào)位參加運(yùn)算減法運(yùn)算轉(zhuǎn)換成加法運(yùn)算X=-0110111B[X]補(bǔ)=1772500011001[X]補(bǔ)+32+00100000[Y]補(bǔ)57001110013200100000[X]補(bǔ)+(-25)+11100111[Y]補(bǔ)7000001111補(bǔ)碼加法規(guī)則：[X+Y]補(bǔ)＝[X]補(bǔ)＋[Y]補(bǔ)250782500011001+（-32）+11100000-711111001-0000111求補(bǔ)2579補(bǔ)碼減法規(guī)則：[X－Y]補(bǔ)＝[X]補(bǔ)＋[－Y]補(bǔ)－0000111求補(bǔ)25[X]補(bǔ)＝

0001100100011001－32[Y]補(bǔ)＝

00100000+11100000[－Y]補(bǔ)－711111001[X]補(bǔ)[－X]補(bǔ)[X]補(bǔ)求補(bǔ)求補(bǔ)補(bǔ)碼減法規(guī)則：[X－Y]補(bǔ)＝[X]補(bǔ)＋[－Y]補(bǔ)－0000180-25[X]補(bǔ)＝

1110011111100111－(-32)[Y]補(bǔ)＝

11100000+00100000[－Y]補(bǔ)7000001111-25[X]補(bǔ)＝1110011181溢出問(wèn)題01000000＋0100000010000000000S’

S64+64[X]補(bǔ)＝01000000[Y]補(bǔ)＝01000000溢出＝S∨S’01000000＋0100000010000000CC’溢出＝C∨C’溢出問(wèn)題010000000S’S64+682BCD碼以壓縮或非壓縮的格式存儲(chǔ)，壓縮BCD數(shù)據(jù)以每字節(jié)2位十進(jìn)制數(shù)字的形式存儲(chǔ)，而非壓縮BCD數(shù)據(jù)以每字節(jié)1位十進(jìn)制數(shù)字的形式存儲(chǔ)。BCD數(shù)的范圍是從0000B到1001B即十進(jìn)制0到9。需要應(yīng)用BCD數(shù)據(jù)的有銷(xiāo)售終端，或其它任何實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單運(yùn)算的設(shè)備。如果系統(tǒng)要求復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算，很少用BCD數(shù)據(jù)，因?yàn)闆](méi)有簡(jiǎn)單有效的方法完成復(fù)雜的BCD運(yùn)算。BCD碼以壓縮或非壓縮的格式存儲(chǔ)，壓縮BCD數(shù)據(jù)以每字節(jié)2位83BCD碼十進(jìn)制壓縮的非壓縮的1200010010000000010000001062300000110001000110000011000000010000000119100000100100010000000010010000000100000000BCD碼十進(jìn)制壓縮的84定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)的小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)值位的最后邊（純整數(shù)）或數(shù)值位的最前邊（純小數(shù)）。31300S數(shù)值純整數(shù)小數(shù)點(diǎn)31300S數(shù)值純小數(shù)小數(shù)點(diǎn)定點(diǎn)數(shù)定點(diǎn)數(shù)的小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)值位的最后邊（純整數(shù)）或85浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)也叫實(shí)數(shù),包含兩個(gè)部分：尾數(shù)(有效小數(shù))和指數(shù)(階)。4字節(jié)的實(shí)數(shù)稱(chēng)為單精度實(shí)數(shù),8字節(jié)的實(shí)數(shù)稱(chēng)為雙精度實(shí)數(shù)。尾數(shù)表示方法：進(jìn)行規(guī)格化，使其值大于等于1而小于2，最高位為1，是默認(rèn)（隱藏）位。指數(shù)表示方法：以移碼形式存儲(chǔ)。對(duì)于單精度實(shí)數(shù)，偏移量為127(7FH)；對(duì)于雙精度實(shí)數(shù)，偏移量為1023（3FFH）。存儲(chǔ)浮點(diǎn)數(shù)階碼部分之前，偏移量要先加到階碼上。313023220S指數(shù)尾數(shù)（a）

636252510S指數(shù)尾數(shù)（b）

單精度雙精度浮點(diǎn)數(shù)浮點(diǎn)數(shù)也叫實(shí)數(shù),包含兩個(gè)部分：尾數(shù)(有效小數(shù))和指數(shù)(86例：?jiǎn)尉葘?shí)數(shù)表示十進(jìn)制二進(jìn)制規(guī)格化符號(hào)移碼階尾數(shù)+12110001000001010000000000000000000000-12110011000001010000000000000000000000110010001000010110010000000000000000000-1.751.1110111111111000000000000000000000說(shuō)明：+12，二進(jìn)制表示為1100，規(guī)格化結(jié)果是。第一個(gè)1是默認(rèn)位，不存儲(chǔ)在23位尾數(shù)部分內(nèi)。移碼后的階表示為127＋3＝130（即82H）。此外：數(shù)0.0存儲(chǔ)全為0；無(wú)限大數(shù)的階碼部分存儲(chǔ)全為1，尾數(shù)部分全為0。例：?jiǎn)尉葘?shí)數(shù)表示十進(jìn)制二進(jìn)制規(guī)格化87匯編程序中實(shí)數(shù)的定義與其他數(shù)據(jù)類(lèi)型一樣，匯編程序可以將實(shí)數(shù)定義為單精度或雙精度格式。因?yàn)閱尉葘?shí)數(shù)是32位數(shù)，用DD偽指令定義；用DQ（定義四字）偽指令定義64位的雙精度數(shù)?？蛇x的定義實(shí)數(shù)指令是REAL4、REAL8、REAL10，分別定義單精度、雙精度和擴(kuò)展精度實(shí)數(shù)。匯編程序中實(shí)數(shù)的定義與其他數(shù)據(jù)類(lèi)型一樣，匯編程序可以將實(shí)數(shù)定88匯編程序中實(shí)數(shù)定義舉例；單精度實(shí)數(shù)NUMB1DD1.234;定義1.234NUMB2DD-23.4;定義-23.4NUMB1REAL44.2E2;定義420NUMB1REAL41.234;定義4字節(jié)實(shí)數(shù)；雙精度實(shí)數(shù)NUMB5DQ1.234;定義1.234NUMB6REAL8-23.4;定義-23.4NUMB7REAL8123.4;定義8字節(jié)實(shí)數(shù)；擴(kuò)展精度實(shí)數(shù)NUMB8REAL10123.4;定義10字節(jié)實(shí)數(shù)匯編程序中實(shí)數(shù)定義舉例；單精度實(shí)數(shù)；雙精度實(shí)數(shù)892、符號(hào)非數(shù)值數(shù)據(jù)，用于表示一些符號(hào)標(biāo)記。ASCII碼漢字圖形圖象聲音2、符號(hào)非數(shù)值數(shù)據(jù)，用于表示一些符號(hào)標(biāo)記。ASCII碼90ASCII碼表示計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)器中的字母、數(shù)字、符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼是7位代碼，它的第8位即最高有效位，在某些系統(tǒng)中用于保存其奇偶性將字符或控制字符轉(zhuǎn)換成ASCII字符，首先定位要轉(zhuǎn)換的字符，然后查表尋找十六進(jìn)制ASCII碼的第一位數(shù)字，再找第二位數(shù)字ASCII碼表示計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)器中的字母、數(shù)字、符號(hào)91ASCII碼表ASCII碼表92C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)-課件9325鍵盤(pán)輸入0011001000110101ASCII碼00011001二進(jìn)制碼0011001000110101ASCII碼25顯示、打印25鍵盤(pán)輸入0011001000110101ASCII碼094記住常用ASCII碼：數(shù)字：0～930H～39H大寫(xiě)字母：A~41H~小寫(xiě)字母：a~61H~空格：20H回車(chē)：0DH換行：0AH記住常用ASCII碼：數(shù)字：0～930H～95微型計(jì)算機(jī)原理

與接口技術(shù)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)何克東微型計(jì)算機(jī)原理

與接96第1章緒論第1章緒論971.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展是以微處理器的發(fā)展來(lái)表征的。將傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器和控制器集成在一塊大規(guī)模集成電路芯片上作為微型計(jì)算機(jī)的中央處理器（CentralProcessUnit，CPU），稱(chēng)為微處理器。微型計(jì)算機(jī)是以微處理器為核心，再配上存儲(chǔ)器，接口電路芯片，輸入/輸出設(shè)備構(gòu)成。1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況微型計(jì)算機(jī)的98計(jì)算機(jī)的分代1946年，世界上第一臺(tái)現(xiàn)代意義的電子計(jì)算機(jī)ENIAC（電子數(shù)值積分計(jì)算機(jī)）在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生，使用了18000多個(gè)真空管和超過(guò)500英里長(zhǎng)的導(dǎo)線，占地170平方米，重量超過(guò)30噸，每秒只能執(zhí)行約10萬(wàn)次運(yùn)算。1948年，貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出晶體管。1949年，英國(guó)劍橋大學(xué)研制出第一臺(tái)程序存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)EDSAC(電子延遲存儲(chǔ)自動(dòng)計(jì)算器)。1958年，得克薩斯儀器公司發(fā)明了集成電路。1965年,摩爾經(jīng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),集成電路內(nèi)芯片的晶體管數(shù)目幾乎每隔18到24個(gè)月其集成度就要翻一番,即摩爾定律。計(jì)算機(jī)的分代1946年，世界上第一臺(tái)現(xiàn)代意義的電子計(jì)算機(jī)E99C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)-課件100微處理器飛速發(fā)展8038680486奔騰奔騰2代奔騰4代802868086奔騰3代IA-64(安騰)40041971年1978年1983年1985年1989年1993年1997年1999年2000年Moore(摩爾)定律:“微芯片上集成的晶體管數(shù)目每三年翻兩番”雙核2006年2001年微處理器飛速發(fā)展8038680486奔騰奔騰2代奔騰4代801011978年，第一代微處理機(jī)－16位的8086/8088CPU集成了29000個(gè)晶體管，主頻分別為5MHz/8MHz/10MHz，尋址空間為1MB，地址總線20位，數(shù)據(jù)總線16位(8088的外部數(shù)據(jù)總線為8位)。1981年IBM公司推出了使用8088CPU的微型計(jì)算機(jī)，命名為IBM-PC。1983年，推出了IBM-PC/XT。1983年，第二代微處理機(jī)－16位的80286CPU集成了13萬(wàn)多個(gè)晶體管，主頻20MHz，尋址空間為16MB，地址總線24位，數(shù)據(jù)總線16位首次提出了實(shí)方式和保護(hù)方式,引進(jìn)了段描述符表的概念.1984年IBM公司把裝有286CPU的微機(jī)命名為IBM-PC/AT。微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展1978年，第一代微處理機(jī)－16位的8086/8088CPU102IBM-PCIBM:InternationalBusinessMachineCorp.國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司PC:PersonalComputer個(gè)人計(jì)算機(jī)IBM-PCIBM:InternationalBusin103IBM-PCCPU(中央處理器)Intel(英特)OS(操作系統(tǒng))MicroSoft(微軟)IBM-PCCPUIntelOSMic1041.組成它的主要部件，如中央處理器、存儲(chǔ)器、外部設(shè)備接口及其控制都由大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路(VLSI)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)已做到僅由一決芯片構(gòu)成。2.基本配置簡(jiǎn)單，一般多由主機(jī)、顯示器、鍵盤(pán)、軟盤(pán)和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器以及打印機(jī)等其他外部設(shè)備組成。整個(gè)微型機(jī)系統(tǒng)可以放在一張辦公臺(tái)上，不需要專(zhuān)門(mén)的維護(hù)人員。PC機(jī)的特點(diǎn)1.組成它的主要部件，如中央處理器、存儲(chǔ)器、外部設(shè)備接口及1053.采用總線(BUS)結(jié)構(gòu)，使中央處理器、存儲(chǔ)器、外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換都通過(guò)總線完成，不僅簡(jiǎn)化了微型機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，又為擴(kuò)充其功能提供了方便。4.可靠性高。由于微型機(jī)采用大規(guī)模集成電路技術(shù)，使系統(tǒng)內(nèi)的組件數(shù)大幅度下降，相應(yīng)的連接線及焊接點(diǎn)數(shù)比采用中、小規(guī)模集成電路減少兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上。目前大規(guī)模集成電路芯片的損壞率為0.0005/千小時(shí)，大大提高了整機(jī)的可靠性，通常微型機(jī)都可正常工作數(shù)小時(shí)以上無(wú)故障。3.采用總線(BUS)結(jié)構(gòu)，使中央處理器、存儲(chǔ)器、外部設(shè)1061985年10月，第三代微處理機(jī)－32位的80386CPU集成了27.5萬(wàn)個(gè)晶體管，時(shí)鐘頻率33MHz，4GB的尋址空間，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線32位在芯片內(nèi)部集成了分段存儲(chǔ)管理部件和分頁(yè)存儲(chǔ)管理部件，管理高達(dá)64TB的虛擬存儲(chǔ)，提供了“虛擬8086”的工作方式推出了數(shù)字協(xié)同處理器－80387（浮點(diǎn)運(yùn)算部件）1989年4月，第四代微處理機(jī)－32位的80486CPU集成了120萬(wàn)個(gè)晶體管，尋址空間4GB，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線32位把浮點(diǎn)運(yùn)算部件集成芯片之內(nèi)，同時(shí)把一個(gè)規(guī)模大小為8KB的一級(jí)高速緩沖存儲(chǔ)器Cache也集成進(jìn)了CPU芯片內(nèi)，芯片的整數(shù)處理部件采用RISC結(jié)構(gòu)，引進(jìn)了時(shí)鐘倍頻技術(shù)，使主頻可能超過(guò)100MHZ1985年10月，第三代微處理機(jī)－32位的80386CPU1071993年3月，第五代微處理機(jī)－Pentium集成了310萬(wàn)個(gè)晶體管，尋址空間4GB，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線64位CPU內(nèi)部配置了大小為16KB的一級(jí)高速緩沖存儲(chǔ)器Cache芯片的主頻有：60MHz、66MHz、75MHz、90MHz、100MHz、120MHz、133MHz、150MHz、166MHz、200MHz1995年11月，高能奔騰（PentiumPro）芯片內(nèi)部集成了550萬(wàn)個(gè)晶體管，內(nèi)部時(shí)鐘頻率為133MHz，尋址空間4G，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線64位一級(jí)Cache大小為16KB（8KB的數(shù)據(jù)，8KB的指令），另包含了一個(gè)256KB的二級(jí)Cache芯片采用了一項(xiàng)被稱(chēng)之為“動(dòng)態(tài)執(zhí)行”的創(chuàng)新技術(shù)1993年3月，第五代微處理機(jī)－Pentium1081996年底，多能奔騰（PentiumMMX）芯片內(nèi)部集成了450萬(wàn)個(gè)晶體管，頻率主要有：166MHz、200MHz、233MHz，尋址空間4G，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線64位CPU增加了57條MMX（多媒體增強(qiáng)）指令，一級(jí)Cache增加到32KB1997年5月，二代奔騰（PentiumII）集成了750萬(wàn)個(gè)晶體管，主頻分233MHz、266MHz、300MHz和333MHz4種，尋址空間4G，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線64位一級(jí)Cache的大小為32KB，二級(jí)Cache的大小為512KB雙獨(dú)立總線結(jié)構(gòu)，首次采用slot1接口標(biāo)準(zhǔn)1996年底，多能奔騰（PentiumMMX）1091999年2月，PentiumIII芯片內(nèi)集成了2800萬(wàn)個(gè)晶體管，CPU主頻733MHz，尋址空間4GB，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線64位浮點(diǎn)運(yùn)算和三維處理方面能力明顯增強(qiáng)增加了71條稱(chēng)為互聯(lián)網(wǎng)SSE的指令和處理機(jī)序列號(hào)。2000年3月，Pentium4芯片內(nèi)集成了4200萬(wàn)個(gè)晶體管，CPU主頻1.3GHz，尋址空間4GB，地址總線32位，數(shù)據(jù)總線64位支持更為強(qiáng)大的SSE2指令集,支持多達(dá)20級(jí)的超標(biāo)量流水線，總線頻率達(dá)到400MHz目前，P4芯片內(nèi)集成晶體管的個(gè)數(shù)已達(dá)5500萬(wàn)個(gè)，總線頻率達(dá)到800MHz,主頻達(dá)到3GHz以上。1999年2月，PentiumIII110微處理機(jī)時(shí)代Intel公司和HP公司在2001年共同開(kāi)發(fā)的64位處理器Itanium(安騰)處理器2003年4月AMD公司推出首款64位處理器，這是一款采用x86兼容架構(gòu)的64位CPU，它最大的特點(diǎn)就是在支持64位數(shù)據(jù)尋址的同時(shí)，向下兼容32位數(shù)據(jù)尋址，妥善解決了CPU從32位到64位的過(guò)渡和兼容問(wèn)題，從而掀起了桌面處理器從32位向64位過(guò)渡的技術(shù)革命。微處理機(jī)時(shí)代Intel公司和HP公司在2001年共同開(kāi)發(fā)的6111微處理機(jī)時(shí)代2004年3月，Intel也發(fā)布了其首款64位Xeon處理器，它采用EM64T(IntelExtendedMemory64Technology)技術(shù)，同時(shí)支持32位和64位運(yùn)算，在運(yùn)行64位程序時(shí)采用64位工作方式，而在處理32位運(yùn)算時(shí)依然是IA32(即x86)工作結(jié)構(gòu)，這實(shí)際上也一起被稱(chēng)為x86-64架構(gòu)。

微處理機(jī)時(shí)代2004年3月，Intel也發(fā)布了其首款64位X112微處理機(jī)時(shí)代2006年5月：英特爾?酷睿?2雙核處理器品牌隆重推出全新處理器可實(shí)現(xiàn)高達(dá)40%的性能提升，其能效比最出色的英特爾?奔騰?處理器高出40%。英特爾?酷睿?2雙核處理器包含2.91億個(gè)晶體管。微處理機(jī)時(shí)代2006年5月：英特爾?酷睿?2雙核113微處理機(jī)時(shí)代在2007年的9月6日，Intel發(fā)布代號(hào)為“Tigerton”的7300系列四核心處理器。Tigerton是一款面向4路及以上服務(wù)器的四核服務(wù)器處理器，構(gòu)成擁有16個(gè)核心的服務(wù)器。Tigerton將意味著雙獨(dú)立總線架構(gòu)的終結(jié)，它將使用專(zhuān)用連接，連接內(nèi)核和芯片組。微處理機(jī)時(shí)代在2007年的9月6日，Intel發(fā)布114INTEL宣布，在2008年9月14日推出業(yè)界首款六核心服務(wù)器處理器Dunnington。型號(hào)分別是XeonX7450/2.40GHz和XeonX7460/2.66GHz,以及2.13GHz低壓版XeonL7455，熱設(shè)計(jì)功耗分別為130W、90W以及65W。前端總線均為1066MHz。DunningtonXeon基于45nmPenryn核心，兼容TigertonXeon7300系列。這三款服務(wù)器處理器均采用45nm制程工藝。其中XeonX7460內(nèi)建16MBL3共享緩存，XeonL7455和XeonE7450內(nèi)建12MBL3共享緩存。INTEL宣布，在2008年9月14日推出業(yè)界首款六115龍芯龍芯116計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)微型化─便攜式、低功耗巨型化─尖端科技領(lǐng)域的信息處理,需要超大容量、高速度智能化─模擬人類(lèi)大腦思維和交流方式,多種處理能力系列化、標(biāo)準(zhǔn)化─便于各種計(jì)算機(jī)硬、軟件兼容和升級(jí)網(wǎng)絡(luò)化─網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)和信息高速公路多機(jī)系統(tǒng)─大型設(shè)備、生產(chǎn)流水線集中管理(獨(dú)立控制、故障分散、資源共享)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)微型化─便攜式、低功耗117程序設(shè)計(jì)的進(jìn)步機(jī)器語(yǔ)言：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展早期0、1組成的二進(jìn)制代碼編程要涉及許多代碼，開(kāi)發(fā)程序非常耗費(fèi)時(shí)間匯編語(yǔ)言：20世紀(jì)50年代用助記符代替二進(jìn)制碼編程仍然很不容易高級(jí)語(yǔ)言：1957年后FORTRAN，用公式解決數(shù)學(xué)問(wèn)題COBOL,廣泛用于商業(yè)程序設(shè)計(jì)BASIC,C/C++,PASCAL,VISUALBASIC,VC++程序設(shè)計(jì)的進(jìn)步機(jī)器語(yǔ)言：118例：把操作數(shù)0F03AH送給A機(jī)器語(yǔ)言：101111110011101011110000匯編語(yǔ)言：MOVA,0F03AH高級(jí)語(yǔ)言:A=0F03AH1111000000111010A例：把操作數(shù)0F03AH送給A11110000001111191．科學(xué)計(jì)算在大型的系統(tǒng)工程中，往往需要大量的計(jì)算。比如天氣預(yù)報(bào)：全國(guó)甚至全世界各個(gè)地域的溫度、濕度、各個(gè)不同高度的大氣數(shù)據(jù)、地域地理數(shù)據(jù)，反正是驚人的數(shù)據(jù)量集中到大型計(jì)算中心，進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)運(yùn)算，得出今后不同時(shí)期的天氣概率。2．過(guò)程控制這里往往用在生產(chǎn)、軍事領(lǐng)域。這樣的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集外界的數(shù)據(jù)，并且盡量快的加以處理，用事先定義好的應(yīng)對(duì)方式加以響應(yīng)和控制相關(guān)部件。比如化工生產(chǎn)當(dāng)中的各個(gè)管道的壓力溫度流量必須在一定的范圍內(nèi)，這是各個(gè)探頭實(shí)時(shí)采集以上數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)不對(duì)時(shí)立刻控制相關(guān)閥門(mén)加以處理。計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域1．科學(xué)計(jì)算計(jì)算機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域1203．信息處理計(jì)算機(jī)不僅能處理數(shù)值數(shù)據(jù)和字符信息，還能處理圖形、圖象、聲音、動(dòng)畫(huà)等各種信息。在業(yè)務(wù)處理、情報(bào)處理、辦公自動(dòng)化、管理和決策方面，計(jì)算機(jī)都得到了廣泛的應(yīng)用，如管理信息系統(tǒng)（MIS），決策支持系統(tǒng)（DSS）等。4．計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造和輔助教學(xué)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM），計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI），這些都是新興的行業(yè)，利用計(jì)算機(jī)在這些傳統(tǒng)領(lǐng)域的拓展，大大縮短了制造業(yè)的設(shè)計(jì)制造周期。5．人工智能（AI）用計(jì)算機(jī)代替人類(lèi)的某些腦力勞動(dòng)。3．信息處理121位(BIT/BInarydigiT):二進(jìn)制位，這是計(jì)算機(jī)中最小的數(shù)據(jù)單位。一個(gè)二進(jìn)制位只能表示兩種狀態(tài)(0或1)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，都是由0、1組成的信息數(shù)據(jù)流。字節(jié)(Byte)：1字節(jié)=8位。這是計(jì)算機(jī)中用得最多的數(shù)據(jù)單位。計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)據(jù)單位位(BIT/BInarydigiT):二進(jìn)制位，這是計(jì)算122千字節(jié)(KB/Kilo-Bytes)：1KB=210字節(jié)=1024字節(jié)。這個(gè)數(shù)據(jù)單位現(xiàn)在用的比較少了。百萬(wàn)字節(jié)(MB/Mega-Bytes)：1MB=1024KB=220字節(jié)=1048567字節(jié)。“MB”現(xiàn)在常用于指內(nèi)存的容量，例如256MB、512MB；顯示存儲(chǔ)器的容量，例如128MB、256MB；軟盤(pán)的容量，例如1.44MB字(Word)：字的長(zhǎng)度是指計(jì)算機(jī)在存儲(chǔ)、傳輸或操作時(shí)，作為一個(gè)單元的一組二進(jìn)制位。因此，不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的字的長(zhǎng)度是不一樣的。例如，8086、80286CPU的字長(zhǎng)是16位，80386、80486CPU的字長(zhǎng)是32位。千字節(jié)(KB/Kilo-Bytes)：1KB=210字節(jié)=1123十億字節(jié)(GB/Giga-Bytes)：1GB=1024MB=230字節(jié)=1073741824字節(jié)?！癎B”現(xiàn)在主要用于指硬盤(pán)的容量，目前常用的硬盤(pán)都在60GB以上萬(wàn)億字節(jié)(TB/Trillion-Bytes)：1TB=1024GB=240字節(jié)=1099511627776字節(jié)。十億字節(jié)(GB/Giga-Bytes)：1GB=1024MB1241.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微處理器微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微機(jī)性能指標(biāo)

1.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微處理器125馮.諾依曼對(duì)計(jì)算機(jī)基本原理的闡述：必須有一個(gè)存儲(chǔ)器，程序和數(shù)據(jù)都以二進(jìn)制代碼的形式存放在存儲(chǔ)器中，在形式上指令和數(shù)據(jù)是沒(méi)有區(qū)別的，程序在執(zhí)行的過(guò)程中也可以和數(shù)據(jù)一樣進(jìn)行處理和修改。必須有一個(gè)控制器。在它的控制下，將指令依次從存儲(chǔ)器中取出，然后對(duì)其進(jìn)行解釋和執(zhí)行。每條指令都由操作碼、操作數(shù)地址和運(yùn)算結(jié)果地址組成。必須有一個(gè)運(yùn)算器。用來(lái)完成所需的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。必須有輸入和輸出設(shè)備。用以進(jìn)行人機(jī)通信，而且人機(jī)之間的指令、數(shù)據(jù)及運(yùn)算結(jié)果的交換是沒(méi)有限制的。馮.諾依曼對(duì)計(jì)算機(jī)基本原理的闡述：必須有一個(gè)存儲(chǔ)器，程序和126微型計(jì)算機(jī)的組成CPU存儲(chǔ)器I/O接口I/O設(shè)備地址總線AB數(shù)據(jù)總線DB控制總線CBI/O總線控制面向系統(tǒng)單總線結(jié)構(gòu)：微型計(jì)算機(jī)的組成CPU存儲(chǔ)器I/O接口I/O設(shè)備地址總線AB127微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成運(yùn)算器

控制器寄存器組

內(nèi)存儲(chǔ)器總線輸入輸出接口電路外部設(shè)備軟件微處理器微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微處理器、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的關(guān)系微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成運(yùn)算器控制器內(nèi)存儲(chǔ)器128計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件主機(jī)處理器(CPU)軟件外圍設(shè)備運(yùn)算器控制器存儲(chǔ)器(內(nèi)存)RAMROM外部設(shè)備輔助設(shè)備輸入設(shè)備(鍵盤(pán)、掃描儀、語(yǔ)音識(shí)別儀…)輸出設(shè)備(顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、…)輔助存儲(chǔ)器(磁帶、磁盤(pán)、光盤(pán))輸入/輸出接口(PIO、SIO、CTC、ADC、DAC…)(I/O接口)總線(AB、DB、CB)系統(tǒng)軟件(操作系統(tǒng)，編輯、編譯程序，故障診斷,監(jiān)控程序…)應(yīng)用軟件(科學(xué)計(jì)算，工業(yè)控制，數(shù)據(jù)處理…)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言)電源電路時(shí)鐘電路計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件處理器軟件外圍設(shè)備運(yùn)算器存儲(chǔ)器RAM外部設(shè)備輔129內(nèi)部數(shù)據(jù)總線控制總線數(shù)據(jù)總線地址總線暫存器累加器ALU標(biāo)志寄存器指令寄存指令譯碼時(shí)序和控制邏輯通用寄存器組地址寄存器組地址總線控制數(shù)據(jù)總線控制微處理器（CPU）的基本結(jié)構(gòu)算術(shù)邏輯單元（運(yùn)算器）指令處理單元（控制器）寄存器組內(nèi)部數(shù)據(jù)總線控制總線數(shù)據(jù)總線地址總線暫存器累加器ALU標(biāo)志寄130英特爾微處理器芯片80386PentiumPentium4微處理器英特爾微處理器芯片80386PentiumPentium41318086/8088內(nèi)部結(jié)構(gòu)8086/8088內(nèi)部結(jié)構(gòu)132存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)信息的部件。存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)：存儲(chǔ)容量存取速度計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器分為2大類(lèi)：內(nèi)部存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)存或主存。又分為：RAM隨機(jī)存取存儲(chǔ)器：SRAM、DRAMROM只讀存儲(chǔ)器：ROM、PROM、EPROM、EEPROM外部存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)外存：硬盤(pán)、軟盤(pán)、磁帶、光盤(pán)另外，還有CACHERAM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)信息的部件。存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)：133C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)-課件134擴(kuò)展內(nèi)存XMS系統(tǒng)區(qū)384KBTPA640KBCPUPC系統(tǒng)的存儲(chǔ)器映象Cache主存輔存海存內(nèi)存外存存儲(chǔ)管理方式：實(shí)模式保護(hù)模式V86模式常規(guī)內(nèi)存1MB擴(kuò)展內(nèi)存系統(tǒng)區(qū)384KBTPACPUPC系統(tǒng)的存儲(chǔ)器135奇地址8位8MBFFFFFF微處理器的物理存儲(chǔ)系統(tǒng)（一）偶地址8位8MBFFFFFED7～D0D15～D800000000000116位機(jī)（8086/8088）1MB16位機(jī)（80286）16MB奇地址8位FFFFFF微處理器的物理存儲(chǔ)系統(tǒng)（一）偶地址136存儲(chǔ)體48位1GBFFFFFFFF微處理器的物理存儲(chǔ)系統(tǒng)（二）存儲(chǔ)體38位1GBFFFFFFFED23～D16D31～D2480386DX（4GB）80486SX（4GB）80486DX（4GB）0000000200000003存儲(chǔ)體28位1GBFFFFFFFDD15～D800000001存儲(chǔ)體18位1GBFFFFFFFCD7～D00000000032位機(jī)存儲(chǔ)體48位FFFFFFFF微處理器的物理存儲(chǔ)系統(tǒng)（二）存137I/O接口用于CPU(或存儲(chǔ)器)與外設(shè)之間的信息交換最常用的簡(jiǎn)單輸入輸出接口芯片主要有緩存器和鎖存器：緩沖器：74LS244、74LS245鎖存器：74LS373其它：可編程中斷控制器8259A可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器8253/8254可編程外圍接口芯片8255A串行通信和可編程接口芯片8250A模數(shù)（A/D）和數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換器DMA控制器8237AI/O接口用于CPU(或存儲(chǔ)器)與外設(shè)之間的信息交換138I/O設(shè)備輸入設(shè)備串行通信設(shè)備軟盤(pán)、硬盤(pán)鼠標(biāo)CD－ROM鍵盤(pán)掃描儀DVD輸出設(shè)備打印機(jī)（針打、激光、噴墨）軟盤(pán)、硬盤(pán)繪圖儀顯示器I/O設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備139總線(BUS) 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各個(gè)部件之間傳送信息的公共通路叫總線。從總線的不同使用角度可以分為以下幾類(lèi)：內(nèi)部總線：微處理器內(nèi)部各個(gè)部件之間傳送信息的通路。元件級(jí)總線：連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中主要部件的總線。有AB、DB、CB。系統(tǒng)總線：指在印刷電路板上連接各插件的公共通路。有ISA：16位標(biāo)準(zhǔn)總線，8MB/SEISA：擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)總線，適用于32位機(jī)，33MB/SVESA：全開(kāi)放通用局部總線，適用于486機(jī)，支持高速視頻卡操作，32/64位，132MB/SPCI：外圍元件互聯(lián)，32/64位，支持Pentium機(jī)，時(shí)鐘頻率33MHz，132MB/SAGP：高速圖形接口，用于視頻、顯示，時(shí)鐘頻率66MHz，133MB/S總線(BUS) 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各個(gè)部件之間傳送信息的公共140外部總線：USB：通用串行總線，用于鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、聲卡，10MB/SEIARS－232總線IEEE－488總線IEEE－1394外部總線：141PC機(jī)上的總線