《微機(jī)原理與接口技術(shù)（第2版）》第01章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論

第1章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論本章知識(shí)要點(diǎn)：

本章是全書的基礎(chǔ)，將微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展、微型計(jì)算機(jī)與微處理器的概念、微型計(jì)算機(jī)硬件組成、微型計(jì)算機(jī)分類、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)單位表示、表示存儲(chǔ)器容量的計(jì)量單位等、有關(guān)微機(jī)系統(tǒng)及硬件的基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行了描述，對(duì)微機(jī)有一個(gè)全面的基礎(chǔ)性的認(rèn)識(shí)，為后面的更實(shí)際、更先進(jìn)的微機(jī)硬件系統(tǒng)知識(shí)打下一個(gè)鋪墊。本章的重點(diǎn)是微型計(jì)算機(jī)與微處理器的概念、微型計(jì)算機(jī)硬件組成。

1.1微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展

1．1971：全球第一塊微處理器4004芯片

2．新一代8位微處理器80803．第一代微處理器—16位的80864．第二代微處理器—16位的802865．第三代微處理器—32位的803866．第四代微處理器—32位的804867．第五代微處理器—32位的Pentium（1）高能奔騰（PentiumPro）（2）多能奔騰（PentiumMMX）（3）二代奔騰PentiumⅡ（4）PentiumⅢ（5）Pentium4

1．2微型計(jì)算機(jī)與微處理器

1．微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)，是由微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。2．微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是以微處理器為核心，再給它配以外圍控制電路、存儲(chǔ)器模塊及其控制電路、輸入/輸出接口電路、用系統(tǒng)總線把各個(gè)部件有機(jī)地連接起來，就構(gòu)成了一個(gè)典型的微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。3．微處理器是微型計(jì)算機(jī)的核心，微處理器芯片通常稱之為CPU。1．3微型計(jì)算機(jī)分類

1．3．1．按使用情況和用途

1．服務(wù)器

2．工作站

3．臺(tái)式機(jī)

4．便攜機(jī)1．3．2．按組成結(jié)構(gòu)上分

1．單片機(jī)

2．單板機(jī)1．3．3按指令系統(tǒng)分類

1．復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)—CISC2．精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)—RISC1.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成1．4．1微型計(jì)算機(jī)硬件組成

1．微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

CPU控制器運(yùn)算器輸出設(shè)備數(shù)據(jù)、程序輸入設(shè)備主存儲(chǔ)器結(jié)果控制信號(hào)數(shù)據(jù)、指令2．微處理器運(yùn)算器和控制器又稱中央處理器（CentralProcessingUnit），簡(jiǎn)稱CPU?，F(xiàn)已把CPU集成在一塊微處理器芯片內(nèi)，被稱之為微處理器芯片，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心部件。3．總線當(dāng)前微型計(jì)算機(jī)各部件之間的信息傳送都是通過總線實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)總線是計(jì)算機(jī)內(nèi)部傳輸各種信息的通道。CPU主存儲(chǔ)器I/O接口I/O設(shè)備1I/O接口I/O設(shè)備n存儲(chǔ)總線…………總線下面分別介紹計(jì)算機(jī)各部件的基本功能、結(jié)構(gòu)及工作原理。（1）存儲(chǔ)器（memoey）存儲(chǔ)器的主要功能是存放程序和數(shù)據(jù)。內(nèi)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)框圖如圖1-3所示

地址譯碼器

內(nèi)存儲(chǔ)體讀/寫控制電路地址總線數(shù)據(jù)緩沖器：：：讀寫命令地址0地址1地址2地址n數(shù)據(jù)總線地址寄存器1001001110010010100111001010001101000011100010011001110110011111（2）中央處理器（CPU）

CPU是分析指令和執(zhí)行指令的部件，是計(jì)算機(jī)的核心。它主要是由運(yùn)算器、控制器和通用寄存器組成。CPU……運(yùn)算器（ALU）操作控制器指令譯碼器指令寄存器數(shù)據(jù)寄存器程序計(jì)數(shù)器地址寄存器內(nèi)存儲(chǔ)器地址譯碼器

①運(yùn)算器（ALU）

②數(shù)據(jù)寄存器（DR）

③指令寄存器（IR）

④程序計(jì)數(shù)器（PC）

⑤地址寄存器

⑥操作控制器

4．輸入/輸出（I/O）設(shè)備1．5

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

1．5．1當(dāng)今流行的計(jì)算機(jī)多層次結(jié)構(gòu)面向問題的語言級(jí)匯編語言級(jí)操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí)指令系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)級(jí)微體系結(jié)構(gòu)級(jí)數(shù)字邏輯級(jí)第5級(jí)第4級(jí)第3級(jí)第2級(jí)第1級(jí)第0級(jí)硬件解釋（微程序）或直接執(zhí)行部分解釋（操作系統(tǒng)）翻譯（匯編程序）翻譯（編譯程序）

1.6數(shù)據(jù)單位表示

1．6．1常用的術(shù)語

1位(Bit)2字節(jié)(Byte)3字(Word)4雙字(DoubleWord)5四字(QuadWord)1．6．2表示存儲(chǔ)器容量的計(jì)量單位

1．KB2．MB3．GB4．TBPBpetabyte1PB=250字節(jié)=1024TBEBexabyte1EB=260字節(jié)=1024PBZBzettabyte1ZB=270字節(jié)=1024EBYByottabyte1YB=280字節(jié)=1024ZB1．6．3編址與尋址為了對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行有條不紊的操作和高效的管理，給每個(gè)存儲(chǔ)單元都編上一個(gè)號(hào)，也就是說給每一個(gè)存儲(chǔ)單元都分配一個(gè)地址碼，俗稱給存儲(chǔ)器地址“編址”。微型計(jì)算機(jī)在進(jìn)行數(shù)據(jù)的存取操作時(shí)，首先要給出欲存取數(shù)據(jù)的地址，然后再由硬件的地址譯碼部件