计算机的存储器分为两大部分

1、编辑ppt第一章第一章 微型计算机基础微型计算机基础第一节第一节 微型计算机的组成微型计算机的组成第二节第二节 微型计算机的硬件结构微型计算机的硬件结构第三节第三节 微型计算机中的先进计算机技术微型计算机中的先进计算机技术 第四节微型计算机的主要性能指标及典型第四节微型计算机的主要性能指标及典型微型计算机微型计算机 编辑ppt第一章第一章 微型计算机基础微型计算机基础第一节第一节 微型计算机的组成微型计算机的组成一、微型计算机系统的组成一、微型计算机系统的组成硬件硬件和和软件软件两大部分组成两大部分组成编辑ppt第一章第一章 微型计算机基础微型计算机基础第一节第一节 微型计算机的组成微型计算机

2、的组成二、微型计算机的硬件组成二、微型计算机的硬件组成编辑ppt第一章第一章 微型计算机基础微型计算机基础第一节第一节 微型计算机的组成微型计算机的组成二、微型计算机的硬件组成二、微型计算机的硬件组成运算器运算器输出设备输出设备控制器控制器输入设备输入设备存储器存储器指令流指令流控制命令控制命令数据流数据流编辑ppt1.1.存储器存储器 存储器是计算机中存储程序和数据的部件。计算机的存储器是计算机中存储程序和数据的部件。计算机的存储器分为两大部分，一部分为内部存储器或主存储器，存储器分为两大部分，一部分为内部存储器或主存储器，简称简称内存内存或主存；另一部分为外部存储器或辅助存储器，或主存；另

3、一部分为外部存储器或辅助存储器，简称简称外存外存或辅存。或辅存。 存储容量存储容量 描述存储器存储二进制信息量多少的指标。存储二描述存储器存储二进制信息量多少的指标。存储二进制信息的基本单位是进制信息的基本单位是位位（bitbit，b b）。一般把）。一般把8 8个二进制个二进制位组成的通用基本单元叫作位组成的通用基本单元叫作字节字节（ByteByte，B B）。微型计算）。微型计算机中通常机中通常以字节为单位以字节为单位表示存储容量。表示存储容量。 1024B1024B为为1KB 1024KB1KB 1024KB为为1MB 1024MB1MB 1024MB为为1GB 1024GB1GB 10

4、24GB为为1TB1TB 编辑ppt1.1.存储器存储器 存储速度存储速度 描述存储器工作快慢程度的指标，它指信息存入描述存储器工作快慢程度的指标，它指信息存入存储器和从存储器中取出所需要的时间。存储器和从存储器中取出所需要的时间。 存储的类型存储的类型 半导体存储器半导体存储器 磁记录存储器磁记录存储器 光盘存储器光盘存储器 编辑ppt2.2.微处理器微处理器 微处理器是微型计算机的运算和控制指挥中心。不同微处理器是微型计算机的运算和控制指挥中心。不同的微处理器，其性能有所不同，但基本组成是相同的，由的微处理器，其性能有所不同，但基本组成是相同的，由运算器运算器、控制器控制器和和寄存器阵列寄

5、存器阵列三个主要部件组成。三个主要部件组成。 编辑ppt2.2.微处理器微处理器 运算器运算器 执 行 算 术 运 算 和 逻 辑 运 算 的 部 件 ， 由执 行 算 术 运 算 和 逻 辑 运 算 的 部 件 ， 由 累 加 器累 加 器（AccumulatorAccumulator，A A）、）、暂存器暂存器（TemporaryTemporary，TMPTMP）、）、算术算术逻辑单元逻辑单元（Arithmatic Logic UnitArithmatic Logic Unit，ALUALU）、）、标志寄存器标志寄存器（Flag RegistersFlag Registers，F F）和一

6、些逻辑电路组成。）和一些逻辑电路组成。编辑ppt2.2.微处理器微处理器 运算器运算器 标志寄存器标志寄存器 CFCF进位标志进位标志 CF=CF=1 1 运算时产生了进运算时产生了进/ /借位借位 0 0 运算时无进运算时无进/ /借位借位 ZFZF零标志零标志 ZF=ZF=1 1 运算结果为运算结果为0 0 0 0 运算结果非零运算结果非零 SFSF符号标志符号标志 SF=SF=1 1 运算结果为负运算结果为负 0 0 运算结果为正运算结果为正 AFAF辅助进位标志辅助进位标志 AF=AF=0 0 运算时无辅助进运算时无辅助进/ /借位借位 1 1 运算时有辅助进运算时有辅助进/ /借位借

7、位 PFPF奇偶标志奇偶标志 PF=PF=1 1 运算结果中运算结果中“1”1”的个数为的个数为偶偶数数 0 0 运算结果中运算结果中“1”1”的个数为的个数为奇数奇数 OFOF溢出标志溢出标志 OF=OF=1 1 有溢出有溢出0 0 无溢出无溢出编辑ppt2.2.微处理器微处理器 控制器控制器 控制器是指令执行部件，包括控制器是指令执行部件，包括取指令取指令、分析指令（、分析指令（指指令译码令译码）和）和执行指令执行指令，由指令寄存器（，由指令寄存器（Instruction Instruction RegisterRegister，IRIR）、指令译码器（）、指令译码器（Instructio

8、n DecoderInstruction Decoder，IDID）和定时控制电路（和定时控制电路（Timing and ControlTiming and Control）等组成。）等组成。程序程序指令指令1 1指令指令2 2指令指令3 3指令指令4 4指令指令n n 取指令取指令指令译码指令译码取操作数取操作数执行指令执行指令存结果存结果指令周期指令周期操作码操作码 操作数操作数执行执行编辑ppt2.2.微处理器微处理器 寄存器阵列寄存器阵列 寄存器阵列主要包含两类寄存器，一是寄存器阵列主要包含两类寄存器，一是通用寄存器通用寄存器，供，供用户使用；二是一些用途固定的用户使用；二是一些用途固

9、定的专用寄存器专用寄存器，如程序计数器、，如程序计数器、堆栈指示器。堆栈指示器。程序计数器程序计数器PCPC 用于存放下一条要执行的指令在存储器中存放用于存放下一条要执行的指令在存储器中存放的地址。的地址。 编辑ppt2.2.微处理器微处理器 寄存器阵列寄存器阵列 堆栈和堆栈指示器堆栈和堆栈指示器SPSP 堆栈是一块设在内存中按堆栈是一块设在内存中按先进后出先进后出（First In Last OutFirst In Last Out，FILOFILO）原则组织的存储区域，用于存放数据。数据存入栈区称）原则组织的存储区域，用于存放数据。数据存入栈区称为压入（为压入（PUSHPUSH），从栈区中

10、取出数据称为弹出（），从栈区中取出数据称为弹出（POPPOP）。）。 堆栈指示器堆栈指示器SP用用于指示当前于指示当前栈顶栈顶元素元素所在的位置，无论是所在的位置，无论是压栈还是弹栈总是在压栈还是弹栈总是在栈顶进行的。随着对栈顶进行的。随着对堆栈的压入和弹出操堆栈的压入和弹出操作，作，SP的值会自动变的值会自动变化。化。NN-1N-K+1N-K 堆栈区堆栈区（K个单元）个单元）SP数据存放方式数据存放方式为先进后出为先进后出(FILO)编辑ppt3.3.输入输出设备输入输出设备 编辑ppt三、微型计算机的软件组成三、微型计算机的软件组成 计算机的软件包含计算机的软件包含系统软件系统软件和和应用

11、软件应用软件两部分。两部分。系统软件系统软件应用软件应用软件操作系统操作系统系统应用软件系统应用软件存储器管理存储器管理进程管理进程管理设备管理设备管理文件管理文件管理用户界面用户界面GUIGUI网络软件网络软件编译系统编译系统系统维护程序系统维护程序工具软件工具软件系统增强软件系统增强软件办公办公数据库数据库图形图像图形图像游戏游戏娱乐娱乐编辑ppt第二节第二节 微型计算机的硬件结构微型计算机的硬件结构一、硬件结构一、硬件结构 微型计算机在硬件上普遍采用微型计算机在硬件上普遍采用总线结构总线结构，总线结构，总线结构使系统构成方便，并具有很好的可维护性和可扩展性。使系统构成方便，并具有很好的可

12、维护性和可扩展性。 存存储储器器I/OI/O接接口口输输入入设设备备I/OI/O接接口口地址总线地址总线 ABAB输输出出设设备备CPU数据总线数据总线 DBDB控制总线控制总线 CBCBI/OI/O接接口口编辑ppt第二节第二节 微型计算机的硬件结构微型计算机的硬件结构二、总线二、总线 所谓总线，就是一组用于信息公共传输的信号线，连所谓总线，就是一组用于信息公共传输的信号线，连在总线上的所有部件均能使用的在总线上的所有部件均能使用的公共线路公共线路，但使用必须是，但使用必须是分时的。按传输信息方向，总线分为只能单方向传输信息分时的。按传输信息方向，总线分为只能单方向传输信息的的单向总线单向总

13、线和可以双向传送信息的和可以双向传送信息的双向总线双向总线。按传输信息。按传输信息类 别 ， 总 线 分 为 传 输 数 据 信 息 的类 别 ， 总 线 分 为 传 输 数 据 信 息 的 数 据 总 线数 据 总 线 （ D a t a D a t a Bus ,DBBus ,DB）、传输地址信息的）、传输地址信息的地址总线地址总线（Address Bus Address Bus ，AB AB ）和传输控制信息的）和传输控制信息的控制总线控制总线（Control Bus, CBControl Bus, CB）。）。编辑ppt第二节第二节 微型计算机的硬件结构微型计算机的硬件结构三、三、 数

14、据总线、地址总线、控制总线数据总线、地址总线、控制总线 因为数据传输是双向的，故因为数据传输是双向的，故DBDB是是双向总线双向总线。DBDB的的位数越宽，一次数据传输的信息量就越大，位数越宽，一次数据传输的信息量就越大，8 8位位DBDB一一次只能传输次只能传输1 1个字节的数据信息，而个字节的数据信息，而6464位位DBDB则一次可则一次可以传输以传输8 8个字节的数据信息。个字节的数据信息。数据总线数据总线DBDB编辑ppt第二节第二节 微型计算机的硬件结构微型计算机的硬件结构三、三、 数据总线、地址总线、控制总线数据总线、地址总线、控制总线 因为地址信息总是由微处理器发出，寻址存储器或

15、外因为地址信息总是由微处理器发出，寻址存储器或外设，故设，故ABAB为为单向总线单向总线。ABAB的位数越宽，寻址的空间就越大。的位数越宽，寻址的空间就越大。8 8位微处理器的地址总线为位微处理器的地址总线为1616位，即有位，即有ABAB1515ABAB0 0 16 16条地址条地址线，寻址范围为线，寻址范围为2 21616=64KB=64KB；目前生产的微处理器寻址范围；目前生产的微处理器寻址范围已达到已达到64GB64GB。地址总线地址总线ABAB编辑ppt第二节第二节 微型计算机的硬件结构微型计算机的硬件结构三、三、 数据总线、地址总线、控制总线数据总线、地址总线、控制总线 CB CB

16、包括微处理器向存储器发送的读选通信号包括微处理器向存储器发送的读选通信号RDRD、写选通信号写选通信号WRWR，以及外设向微处理器发送的中断请求，以及外设向微处理器发送的中断请求信号信号NMINMI、INTRINTR等。控制总线的各位作用不同，且一等。控制总线的各位作用不同，且一般都是单向的。般都是单向的。控制总线控制总线CBCB编辑ppt第三节第三节 微型计算机中的先进计算机技术微型计算机中的先进计算机技术一、中断技术一、中断技术 计算机暂停（或称为挂起）正在执行的程序转去处计算机暂停（或称为挂起）正在执行的程序转去处理随机事件，随机事件处理完毕后，再恢复执行原来的理随机事件，随机事件处理完

17、毕后，再恢复执行原来的程序的过程称为中断。程序的过程称为中断。 二、流水线技术二、流水线技术 流水线（流水线（PipelinePipeline）技术是一种将一条指令的执行）技术是一种将一条指令的执行过程分解为多个步骤，并让几条指令的不同步骤操作在过程分解为多个步骤，并让几条指令的不同步骤操作在时间上重叠，从而实现几条指令并行处理，提高程序运时间上重叠，从而实现几条指令并行处理，提高程序运行速度的技术。每一个步骤均由一个独立的电路来完成，行速度的技术。每一个步骤均由一个独立的电路来完成，若干个完成不同操作步骤的电路组成了指令流水线。若干个完成不同操作步骤的电路组成了指令流水线。编辑ppt第三节第

18、三节 微型计算机中的先进计算机技术微型计算机中的先进计算机技术三、乱序执行技术三、乱序执行技术 所谓乱序执行（所谓乱序执行（Out of Order ExecutionOut of Order Execution）技术就）技术就是允许是允许指令按照不同于程序中指定的顺序指令按照不同于程序中指定的顺序发送给执行部件，发送给执行部件，从而加速程序执行过程的一种新技术。它本质上是按从而加速程序执行过程的一种新技术。它本质上是按数据数据流驱动原理流驱动原理工作的（传统的计算机都是按指令流驱动原理工作的（传统的计算机都是按指令流驱动原理工作的），根据操作数是否准备好来决定一条指令是否立工作的），根据操作

19、数是否准备好来决定一条指令是否立即执行。即执行。四、推测执行技术四、推测执行技术 推测执行技术（或称为预测执行技术）是为了充分发推测执行技术（或称为预测执行技术）是为了充分发挥挥流水线与并行执行技术流水线与并行执行技术和和分支超顺序执行技术分支超顺序执行技术而采取的而采取的一种先进计算机技术。一种先进计算机技术。编辑ppt第三节第三节 微型计算机中的先进计算机技术微型计算机中的先进计算机技术五、高速缓冲存储器技术五、高速缓冲存储器技术 在在3232位微机中，为了加快处理速度，在位微机中，为了加快处理速度，在CPUCPU与主存储与主存储器之间增设了器之间增设了一级或两级高速小容量存储器一级或两级高速小容量存储器，称之为高，称之为高速缓冲存储器（速缓冲存储器（CacheCache）。）。六、虚拟存储器技术六、虚拟存储器技术 虚拟存储器技术是一种通过虚拟存储器技术是一种通过硬件和软件结合硬件和软件结合扩大用户扩大用户可用存储空间的技术。它在内存储器和外存储器（软盘、可用存储空间的技术。它在内存储器和外存储器（软盘、硬盘或光盘）之间增加一些的硬件和软件，使两者形成一硬盘或光盘）之间增加一些的硬件和软件，使两者形成一个有机整体。个有机整体。编辑ppt第四节微型计算机的主要性能指标及典型第四节微型计算机的主要性能指标及典型 微型计算机微型计算机 一、主要性能指标一、主要性能指标字长