第一章微型計算機的系統結構與工作原理

2021-03-04 09:45:19 字數 2465 閱讀 9884

1.了解微型計算機的產生和發展過程

2. 掌握微型計算機的概念和基本結構

3.掌握進製數間的轉換

4.掌握原碼、反碼與補碼

微型計算機是指以大規模、超大規模積體電路為主要部件的微處理器為核心,配以儲存器、輸入/輸出介面電路及系統匯流排所製造出的計算機系統。

②微處理器的概念與發展

1.1.2 微型計算機的特點和應用

1.微型計算機特點

微型計算機除具有一般電子數字計算機的快速、精確和通用等許多優點外,還具有獨自的特點:

(1) 體積小、重量輕、功耗低

(2) 可靠性高、對使用環境要求低

(3) 結構簡單、設計靈活、適應性強

(4) 效能**比高

2. 微型計算機的應用領域

科學計算,人工智慧,計算機輔助技術,資訊處理

1.1.3 微型計算機的分類

1. 按處理器同時處理資料的位數或字長分:

4位機、8位機、16位機、32位機、64位機

2. 按結構型別分:

單片微型機、微型計算機,單板微型機

3. 按用途分:

(1) 個人計算機(pc機)

(2) 工作站/伺服器

(3) 網路計算機(簡稱nc)

(1) 台式電腦(又稱桌面型)

(2) 可攜式(又稱可移動微機、筆記本型、膝上型、口袋型、掌上型和鋼筆型)

1.1.4 微型計算機的主要效能指標

1. 運算速度

通常所說的計算機運算速度(平均運算速度),是指每秒鐘所能執行的指令條數,一般用「百萬條指令/秒」(mips)來描述。

2. 字長

3. 儲存器的容量

儲存器分為記憶體儲器和外儲存器兩類。記憶體儲器也簡稱記憶體或主存,是cpu可以直接訪問的儲存器,記憶體大小反映了計算機即時儲存資訊的能力;外儲存器通常是指硬碟(包括內建硬碟和行動硬碟)。

以上只是一些主要效能指標,還須綜合考慮其他因素。

1.2  微型計算機系統結構

現代計算機結構仍然是在馮·諾依曼提出的計算機邏輯結構和儲存程式概念基礎上建立起來的。

1.一系列基本操作命令→程式

2. 「機器指令」概念

3. 計算機的儲存程式控制方式的工作原理:一是能儲存程式,二是能自動執行程式。

1.2.2 微型計算機的組成與系統的層次結構

一、微型計算機系統結構

微型計算機系統包括硬體系統和軟體系統。

硬體系統:構成計算機的實體。包括: 微處理器、儲存器、i/o介面、系統匯流排、外部裝置和電源。

軟體系統:在計算機上執行的各種程式。 包括:系統軟體和應用軟體。

1.2.3 微型計算機的硬體結構

微型計算機由微處理器、儲存器、輸入/輸出介面構成,它們之間由系統匯流排連線。

1. 微處理器

alu : 算術、邏輯運算單元

暫存器: 存放運算元、中間結果、位址、標誌等資訊

2.微機的儲存器分為:主存和輔存

主存(記憶體):用於存放當前正在執行的程式和正待處理資料。(cpu內部cache,主機板上的記憶體, 造價高,速度快,儲存容量小)

輔存(外存):存放暫不執行的程式和輸入處理的資料,(主機箱內或主機箱外,造價低,容量大,可長期儲存,但速度慢)

3. 輸入裝置

微型計算機常用的輸入裝置有鍵盤、滑鼠、數位化儀、影象掃瞄器、數位相機等。

4. 輸出裝置

微型計算機常用的輸出裝置有crt顯示器、印表機和繪圖儀等。

注意:﹡各種外設需要有乙個介面電路充當它們和cpu間的橋梁,通過該電路完成訊號的變換、資料的緩衝、與cpu聯絡等工作。

﹡較複雜的i/o介面電路一般都做在電路板上,這種電路板又稱為「卡(card)」,由卡的一側引出連線外界的插座,另一側做成插入端,只要將它們插入匯流排槽(i/o通道)就連到了系統匯流排。

5. 系統匯流排

所謂「匯流排」,是指傳遞資訊的一組公用導線。系統匯流排(system bus)是指從處理器子系統引出的若干訊號線,cpu通過它們與儲存器和i/o裝置進行資訊交換。系統匯流排一般分為三組

位址匯流排(address bus):

傳送位址資訊、cpu在ab匯流排上輸出將要訪問的記憶體單元或i/o埠位址、該匯流排為單向,位址匯流排的位數決定了cpu可以直接定址的記憶體單元範圍。

資料匯流排(data bus):

傳送資料資訊的匯流排。在cpu進行讀操作時,記憶體或外設的資料通過db匯流排送往cpu;在cpu進行寫操作時,cpu資料通過db匯流排送往記憶體或外設,所以該匯流排為雙向匯流排。

控制匯流排(control bus):

傳送控制資訊的匯流排。其中,有些訊號線將cpu的控制訊號和狀態訊號送往外設,外設請求或聯絡訊號送往cpu,個別訊號線兼有以上兩種情況。所以在討論控制匯流排的傳送方向時要具體到某乙個訊號,它們可能是輸出、輸入或者雙向的。

(1) 在某一時刻,只能由乙個匯流排主控裝置控制系統匯流排,其他匯流排主控裝置必須放棄對匯流排的控制。

(2) 在連線系統的各個裝置中,某一時刻只能有乙個傳送者向匯流排傳送訊號,但可以有多個裝置從匯流排同時獲得訊號。

實驗一微型計算機結構認識

一 實驗目的 1 了解計算機組成原理。2 認識微型計算機的主要組成部件。二 實驗環境 atx主機板,機箱,軟碟機,硬碟,光碟機,cpu,記憶體條,電源,顯示卡,音效卡,網絡卡,鍵盤,滑鼠,顯示器等。三 實驗內容 步驟及要求 1 識別微型計算機的主要組成部件。主機板 cpu 軟碟機 硬碟 光碟機 記憶...

微型計算機的匯流排結構

1 引言 微型計算機是由具有不同功能的一組功能部件組成的,系統中各功能部件的型別和它們之間的相互連線關係稱為微型計算機的結構。微型計算機大多採用匯流排結構,因為在微型計算機系統中,無論是各部件之間的資訊傳送,還是處理器內部資訊的傳送,都是通過匯流排進行的。2 什麼是匯流排 所謂匯流排,是連線多個功能...

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