第2章 微型计算机组成及微处理器编程结构1

第2章

微型计算机组成及微处理器编程结构从存储器中取被乘数25、乘数3，以及乘法指令在运算器中得乘积75存放乘积75从存储器中取被减数86、减数75，以及减法指令在运算器中得结果11存放最后结果从输入设备键盘输入程序和数据，到存储器中送入运算器送回存储器送入运算器送回存储器输出最后结果到输出设备2.1计算机的基本工作过程入门执行程序：86-25ᵡ3数据流控制流输入设备控制器输出设备运算器ALU

存储器2.1计算机的基本工作过程入门运算过程中控制器和运算器的作用数据流控制流

CPU控制器读指令读取的指令操作数结果

存储器状态寄存器运算器运算命令读数据2.1计算机的基本工作过程入门ALU运算器工作过程控制器加法器9操作数

RAM寄存器2寄存器7结果＋

运算器是如何得到数据呢？它怎么知道要操作的是逻辑运算还是算术运算呢？2.1计算机的基本工作过程入门控制器工作过程RAM

控制器指令指针M1

指令寄存器两数相加ALU2.1计算机的基本工作过程入门2.2计算机系统的组成硬件软件输入设备：键盘、鼠标器、扫描仪、触摸屏、光笔等输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音箱等存储器外存——软盘、硬盘、光盘、磁带等内存——RAM，ROM，Cache等总线输入输出接口运算器控制器

操作系统：MS-DOS，Windows等系统软件语言处理系统：C，BASIC，Java等数据库管理系统：Access等各种字处理软件：Word,WPS等应用软件电子表格软件：Excel等用户开发的各类软件：档案管理等CPU主机外设硬件：计算机系统中由电子线路和各种机电物理装置组成的实体。主机、显示器、键盘、鼠标、板卡等这些我们能看见的东西都是硬件2.2.1计算机硬件基本结构1.控制器控制器是计算机的神经中枢。控制器产生各种控制信号，控制计算机各部件协调工作，以指挥整个计算机有条不紊地自动执行程序。2.2.1计算机硬件基本结构2.运算器运算器又称算术逻辑单元ALU，是进行算术运算和逻辑运算的部件。2.2.1计算机硬件基本结构输入设备控制器运算器ALU

存储器数据流控制流

CPU中央处理器（CPU:CentralProcessingUnit）信息命令指令、数据结果3.存储器2.2.1计算机硬件基本结构内存储器（内存、主存）外存储器（外存、辅助存储器）按与主机的关系来分存储器分类存储器是计算机的记忆装置，用来存放程序和原始数据。3.存储器2.2.1计算机硬件基本结构内存储器（主存）

设在计算机主机中，存放当前运行的程序和数据，直接与CPU交换信息。3.存储器2.2.1计算机硬件基本结构外存储器（辅助存储器）

设在计算机主机外部，存放当前暂时不用的信息，等需要时才调入内存。3.存储器2.2.1计算机硬件基本结构硬盘

1973年，IBM推出第一台采用“温彻斯特(Winchester)”技术的硬盘：密封、固定、高速旋转镀磁盘片，磁头沿盘片径向移动。磁头悬浮在高速旋转盘片上方(0.01μm），不与盘片接触。3.存储器2.2.1计算机硬件基本结构硬盘接口标准：IDE：基本淘汰SATA：主流SCSI

SCSI接口的硬盘较贵，传输速度更快，CPU占用率低，需购买SCSI卡，适用于服务器。3.存储器2.2.1计算机硬件基本结构移动存储器闪存盘（8MB～2GB）移动硬盘(10GB~60GB)3.存储器2.2.1计算机硬件基本结构光盘3.存储器2.2.1计算机硬件基本结构返回内存的存取速度外存的存取速度外存特点：比内存慢、容量大、价格低内存的特点：存取速度快、容量小、价格高内外存存取速度比较外存可以长久地存储信息，“永久性存储设备”内存按读写功能又分为：随机存储器（RAM:RandomAccessMemory）只读存储器（ROM:ReadOnlyMemory）存储器分类3.存储器2.2.1计算机硬件基本结构随机存储器（RAM）RAM：既能读出也能写入，存放用户程序和数据，只能在电源电压正常时才能工作，其中的信息可以随时改写，断电后，里面的信息会丢失。计算机概述3.存储器2.2.1计算机硬件基本结构ROM：是只能读出而不能写入的存储器，通常存放固定不变不需修改的程序。比如计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统的基本输入/输出程序等重要信息。断电后，其中的信息不丢失。只读存储器（ROM）基本输入输出程序3.存储器2.2.1计算机硬件基本结构4.输入设备和输出设备是人和计算机交往的桥梁，我们通常把它们合在一起称为：输入/输出设备或I/O（Input/Output）设备。把I/O设备和外存统称为计算机的外部设备（简称外设）。2.2.1计算机硬件基本结构

存储器（1）输入（Input）设备输入设备

作用：把信息转变成计算机能接收的电信号送入计算机输入内容：数字和文字、位置和命令、图形、声音、视频、温度、压力……信息电信号2.2.1计算机硬件基本结构常用的输入设备

键盘、写字板、鼠标、触摸屏、扫描仪、数码相机、麦克风、MIDI乐器、摄像机、传感器……2.2.1计算机硬件基本结构扫描仪2.2.1计算机硬件基本结构键盘(101,104，107键盘)人体工学键盘常用的输入设备2.2.1计算机硬件基本结构笔输入设备（手写笔）需要专门的手写汉字识别软件支持2.2.1计算机硬件基本结构

条形码阅读器,磁卡读入机.....

其他输入设备2.2.1计算机硬件基本结构（2）输出（Output）设备

存储器

作用：把计算机处理好的结果，转变成人所要求的并且可识别的形式(文本、声音、动画、图像……)表达出来。输出设备运算结果人所识别的形式2.2.1计算机硬件基本结构常用输出设备计算机显示系统通常由两部分组成：监视器（Monitor）

CRT（阴极射线管）

LCD（LiquidCrystalDisplay）显示控制器（显示卡、图形卡、视频卡）

有的集成在主板上显示器日常所说的“显示器”2.2.1计算机硬件基本结构常用的输出设备显示器、打印机、绘图仪、音箱……2.2.1计算机硬件基本结构CRTLCD显示器2.2.1计算机硬件基本结构打印机按印字方法可以分为：击打式和非击打式常用：针式打印机、喷墨打印机、激光打印机2.2.1计算机硬件基本结构365.总线基本概念分类常用系统总线结构

总线功能2.2.1计算机硬件基本结构37（1）

基本概念总线：

是一组导线和相关的控制、驱动电路的集合。是计算机系统各部件之间传输地址、数据和控制信息的通道。地址总线（AB）数据总线（DB）控制总线（CB）2.2.1计算机硬件基本结构38（2）总线分类CPU总线系统总线外部总线片内总线片外总线按相对CPU的位置分按层次结构分2.2.1计算机硬件基本结构39（3）总线的系统结构单总线结构CPUMMI/OI/OI/O2.2.1计算机硬件基本结构40多总线结构面向CPU的双总线结构面向主存的双总线结构双总线结构多总线结构2.2.1计算机硬件基本结构41面向CPU的双总线结构存储器与I/O接口间无直接通道CPUMI/OI/OI/O多总线结构

双总线结构

42面向存储器的双总线结构在单总线结构基础上增加一条CPU到存储器的高速总线CPUMI/OI/OI/O多总线结构

双总线结构

43现代微机中的多总线结构多总线结构

多总线结构

44（4）总线的基本功能数据传送仲裁控制出错处理总线驱动5.总线2.2.1计算机硬件基本结构456.输入/输出接口接口是CPU与外部设备间的桥梁CPUI/O接口外设2.2.1计算机硬件基本结构46(1)接口的分类串行接口并行接口数字接口模拟接口输入接口输出接口2.2.1计算机硬件基本结构47(2)接口的功能数据缓冲寄存；信号电平或类型的转换；实现主机与外设间的运行匹配。2.2.1计算机硬件基本结构1.软件1.2.4计算机的软件系统

是指使计算机运行所需的各种程序、数据及其有关文档的集合。程序+数据+文档功能：

用户与计算机硬件的桥梁。

操作系统与其他系统软件各种应用软件用户计算机硬件(裸机)软件系统2.2.2计算机软件系统软件系统软件应用软件操作系统数据库系统语言处理程序（编译和解释系统）用户定制（工资管理程序,图书检索程序、生产控制等）系统服务程序（诊断、排错、编辑）通用应用软件（WORD、EXCEL、PhotoShop、AutoCAD、CorelDraw、PowerPoint、KV3000等）2.2.2计算机软件系统I）计算机语言

三个发展阶段：机器语言汇编语言高级语言1）计算机语言及语言处理程序本课相关软件知识充电2.2.2计算机软件系统1)机器语言：

第一代语言，由0、1代码组成，机器能直接执行的语言2)汇编语言：

第二代语言，也称符号语言，便于识别记忆，用助记符表示一条机器指令。（例：0000010000001010ADDAL,10--AL的内容加10，和值放在AL中）I）计算机语言2.2.2计算机软件系统3)高级语言:

第三代语言，算法语言，与人们日常熟悉的自然语言和数学语言更接近。0000010000001010ADDAL,10I=I+10I）计算机语言2.2.2计算机软件系统FORTRAN语言

FORmulaTRANslation(公式翻译)应用于大型科学与工程计算Pascal语言

开发于1971年，用于帮助学生学习编程语言C、C++(对C语言的扩充)Basic语言：

QBasic、TurboBasic、VisualBasic

Java(用于网络环境下开发)

1995年Sun公司常见高级语言2.2.2计算机软件系统源程序语言处理程序（翻译程序）机器语言程序（目标程序）语言处理程序（翻译程序）

是指一个把源程序翻译（编译、解释）成机器语言程序的程序源程序用汇编语言或高级语言编写的有待翻译的程序目标程序也称为结果程序，是源程序经过翻译程序加工以后所生成的程序II）语言处理程序2.2.2计算机软件系统1)汇编程序(assembler)

：把汇编语言编写的源程序翻译成机器语言目标程序的翻译程序。

2)解释程序(interpreter)

：按源程序中指令（或语句）的执行