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第1章 微处理机系统概论

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第一章微型计算机概论

第一章微型计算机概论

第一章微型计算机概论第一章微型计算机概论绪论一、计算机的应用举一些实际应用的例子二、学习方法微机原理是一门技术基础课。

对于每一位学生来说都是全新的课，它与其它的课不同，许多东西都是前人规定好的，不是推导出来的，所以要求学生1．必须认真听课，积极思考，主动学习。

2．认真理解和记忆每一个概念及其一些芯片的工作原理。

3．认真做作业，通过做作业巩固和加深对基本概念的理解，培养自己的分析问题和解决问题的能力。

4．多看一些参考书，培养自己的自学能力。

三、参考书1．戴梅萼：微型计算机技术应用，清华大学出版2．吴秀清：微型计算机原理与接口技术，中国科技大学3．扬素行：微型计算机原理及应用，清华大学出版4．姚燕南：微型计算机技术原理，西安电子科技大学出版四、课时、作业、成绩1．课时：64学时：（理论课52学时，实验12学时）2．作业：每章交一次3．成绩：作业、考勤、实验30%；其末考试70%第一章微型计算机概论本章的难点和重点掌握好带符号数与不带符号数的补码运算．1.1微型计算机的发展概况1.1.1微型计算机的发展及应用概述到今天为止，电子计算机的发展已经历了由第一代电子管计算机、第二代晶体管计算机、第三代集成电路计算机到第四代大规模集成电路、超大规模集成电路计算机的四代发展过程。

未来的计算机将是半导体技术、光学技术和电子仿生技术相结合的产物。

由于超导器件、集成光学器件、电子仿生器件和纳米技术的迅速发展，将出现超导计算机、光学计算机、纳米计算机、神经计算机和人工智能计算机等。

新一代计算机将着眼于机器的智能化，使之具有逻辑推理、分析、判断和决策的功能。

目前，已经有了第五代“非冯·诺伊曼”计算机和第六代“神经”计算机的研制计划。

计算机按其性能、价格和体积可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。

微型计算机的特点是：1．集成度高，体积小，重量轻，价格低廉；2．部件标准化，易于组装及维修；3．高可靠性及适应性。

第一章 微型计算机系统概论

第一章 微型计算机系统概论
总线 存储 总线 I/O接口
CPU
主存储器
……
I/O接口
I/O设备1
……
I/O设备n
8
1.4
微型计算机硬件系统组成
下面分别介绍计算机各部件的基本功能、结构及工作原理。 （1）存储器（memory） 存储器的主要功能是存放程序和数据。 内存储器结构框图如图1-3所示
地址0 地址1 地址2 地址 寄存 器 地 址 译 码 器 1001 1001 1001 1010 0011 0010 1100 0011 内存储体 数 据 缓 冲 器
主存储器
输出设备
结果
7
1.4
微型计算机硬件系统组成
2．微处理器 运算器和控制器又称中央处理器（Central Processing Unit） 简称CPU。现已把CPU集成在一块微处理器芯片内，被称 之为微处理器芯片，是计算机系统的核心部件。 3．总线 当前微型计算机各部件之间的信息传送都是通过总线实现 的，系统总线是计算机内部传输各种信息的通道。
一次传送 32位 一次传送 64位
14
1.7
微型计算机主要性能指标
衡量一台微型计算机性能的主要技术指标如下 ：
（1）字长—微机直接处理的二进制数的位数 （2）主频—微机中CPU的时钟频率 （3）内存容量—微机所能存储信息的字节数 （4）存取周期—连续两次读写所需的最短时间 （5）运算速度—微机每秒所能执行的指令条数
1．复杂指令系统计算机—CISC 2．精简指令系统计算机—RISC
5
微型计算机组成结构
微处理器 (CPU) 微型计算机 （主机）
存储器 (内存)
运算器 控制器 RAM ROM
输入/输出接口(PIO、SIO、CTC、ADC、DAC…) (I/O接口)

1-1 微型计算机系统概论

1-1 微型计算机系统概论

4位 8位 16位 32位
8次 4次 2次 1次
4. 位编号 为便于描述，对字节,字和双字中的各位进行编号。 从低位开始，从右到左依次为 0、1、2．．． 7 字节 1 6 0 5 1 4 0 3 0 2 0 1 1 0 0 数据Data 地址Address
← 编号
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
计算机组成技术
主讲教师：吴 锐 哈工大计算机学院
1
关于课程
1.课程性质
是计算机基础教育系列课程的核心课程之一 是电类专业主干必修课
2
关于课程
2.课程任务
获得硬件方面的基本理论、基本知识、基
本技能；
培养从硬件和软件的结合上思考、分析、
解决问题的初步能力；
为进一步学习、应用相关新知识、新技术
13
世界上第一台计算机ENIAC
1946年2月，美国研制成功 ENIAC (Electronic Numberical Intergrator And Caculator，爱尼 克)。它由18000多个电子管、1500多个继电器 等组成，重30吨，耗电150千瓦，占地170平方 米，运算速度为每秒5000次。 从计算能力来看，不如现在的小计算器。
微型计算机系统是以微型 微型计算机是以微处理器 微处理器本身不是计算机， 计算机为核心，再配以相 为核心，加上由大规模集 不能独立工作,它是微型 应的外围设备、电源、辅 成电路制作的存储器（ROM 计算机的核心部件,包括 助电路和控制微型计算机 和RAM）、输入/输出接口 算术逻辑部件ALU,控制部 工作的软件而构成的完整 和系统总线组成的。它不 件和寄存器组三个基本部 计算系统。它可以独立工 是完整的计算系统，也不 分。 作，有实用意义。 能独立工作。

第 1 章 微型计算机系统概述

第 1 章 微型计算机系统概述

5
邹建伟制作 版权所有©2015
微型计算机
• 微型计算机 (Micro Computer)是以微处理器为 核心，加上由大规模集成电 路制作的存储器(ROM和 RAM)、输入/输出(I/O)接口 和系统总线组成的。有的微 型计算机是将这些组成部分 集成在一个超大规模芯片 上，则称之为单片微型计算 机，简称单片机（Micro Controller)。
• 扩展槽和外设接口
20
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固件（firmware）
• 固件是一种嵌入到硬件设备中的软件，其中的 代码是与硬件密切相关的特定代码，功能是指 挥硬件去执行高层软件的命令。固件负责理解 高层软件发送来的命令，将其转换成硬件能够 理解命令形式，然后将这些命令发送给硬件； 获取硬件执行命令后的状态，转换成高层软件 能够理解的形式，并将其提供给高层软件。 • 固件通常烧写在非易失存储器（如ROM、 PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memeory） 介质中，该非易失存储器直接安装在该设备的 电路板上（如计算机主板、显卡及网卡等）。 可以通过专门的外部硬件进行修改，但是不能 被一般的应用程序改动。
• 微型计算机系统关键技术
• 发展趋势：15年一个大周期
– 1980：个人电脑、局域网 – 1995：Internet – 2010：云计算
33
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计算机中软件存储位置
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固件：BIOS
• BIOS（Basic Input/Output System）
– 作为系统硬件和操作系统之间的抽象层，主要用来在PC启动期间检 测硬件、初始化和配置系统的硬件，启动操作系统以及提供对系统 设备底层的通讯。 – BIOS是连接CPU、芯片组和操作系统的固件，是IBM兼容计算机中启 动时调用的固件代码。 – 由四部分组成:

微型计算机原理与接口技术：第1章 微型计算机系统概述

微型计算机原理与接口技术：第1章 微型计算机系统概述
第1章 微型计算机系统概述
IBM PC架构
❖ AT尺寸主板：上面有CPU、内存、BIOS与出错就会鸣 叫的喇叭
❖ CPU：x86架构，原有多家厂商制造（NEC、Motorola 等） 后来为Intel与AMD所瓜分
❖ 内存：仍存在，但已经交替好几个世代 ❖ PS/2：后来全面被USB取代 ❖ ISA插槽：后来全面被PCI取代，慢慢进入PCI-E时代 ❖5.25软盘驱动器： 消失 ❖20MB硬盘： 更大的硬盘，正在与SSD时代交替中 ❖MS-DOS 3.0： 被MS Windows取代
⑤ 装入引导程序
硬盘
⑦ 装入操作系统
④
CMOS
ROM BIOS
读
出
引
③
导
从 何②处执启行动自？举程程序序
① 执行加电自检程序
RAM
⑥⑧ 执运 行行 引操 导作 程系 序 统 显示初始界面
CPU
第1章 微型计算机系统概述
DOS
❖DOS（Disk Operating System）是磁盘操作 系统的简称，MS-DOS则是最普遍使用的PC兼 容DOS。
❖ 输入设备（IN）：将程序和数据输入的部件。
❖ 输出设备（OUT）：将结果数据和其它信息输出的部件。
第1章 微型计算机系统概述
1.2.1 微型计算机系统的硬件组成
❖ 计算机五大部件之间有两类信息在流动： ▪ 数据信息：用双线表示，包括原始数据、 中间结果、计算结果和程序指令； ▪ 控制信息：用单线表示，它是由控制器发 出，指挥和协调其它各部件动作的信号。
❖微型计算机系统： ▪ 以微型计算机为主体，配上系统软件和 外设之后，就构成了微型计算机系统。
第1章 微型计算机系统概述
微机的分类

第一章 微型计算机系统概述

第一章 微型计算机系统概述

四、微型计算机的主要性能指标 1. 运算速度
通常所说的计算机运算速度(平均运算速度 ， 通常所说的计算机运算速度 平均运算速度)，是指每秒 平均运算速度 钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令／ 钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令／秒”(MIPS) 来描述。 来描述。 主频：也叫时钟频率，用来表示处理器的运行速度。 主频：也叫时钟频率，用来表示处理器的运行速度。单 位为MHz。 位为 。
方法：乘基数取整数， 2). 小数转换 方法：乘基数取整数，由上而下排列
例如：将十进制数0.8125转换为二进制小数。 例如：将十进制数0.8125转换为二进制小数。 0.8125转换为二进制小数
整个转换过程如下: 整个转换过程如下: 0.8125 × 2 1.625 0.625 × 2 1.25 0.25 × 2 0.50 0.50 × 2 1.0 整数部分为1 整数部分为1， K - 1 ＝1 K - 2 ＝1 高位
一、 二，八，十，十六进制数
十进制数的两个主要特点： 十进制数的两个主要特点：
1. 有十个不同的数字符号：0, 1, 2, … 9。 有十个不同的数字符号： 。 2. 遵循“逢十进一”原则。 遵循“逢十进一”原则。
一般地，任意一个十进制数N都可以表示为： N=Kn-1×10n-1+Kn-2 ×10n-2+······+K1×101+K0×100 + −m i K-1×10-1+K-2×10-2+······+K-m×10-m = ∑ K i × 10
2. 按结构类型分： 按结构类型分： 单片微型机、 单片微型机、 单板微型机 微型计算机
PC(Personal Computer)机： 机 是面向个人单独使 用的一类微机。 用的一类微机 。 当今的 微机的许多指标， 如存 微机的许多指标 ， 储容量、 储容量 、 运行速度等已 经赶上或超过了以前的 小型机， 小型机 ， 可以满足各种 不同的应用场合。 不同的应用场合。

第一章 微处理器系统结构概述PPT课件


物联网——物物相连的互联网
物联网技术
SoC介绍 单一芯片上实现信号 采集、转换、存储、处 理和I/O等功能，从而实 现一个系统的功能
优点 低功耗、体积小、 高速度、省成本
特点 实现复杂系统功能的软硬件统一的超大规模集成电路 设计中大量复用第三方IP核 超深亚微米/纳米级工艺技术支撑
片上系统,意指它是一个产品，是一个有专用目标的集 成电路，其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。 同时它又是一种技术，用以实现从确定系统功能开始， 到软/硬件划分，并完成设计的整个过程。
带制冷机的微电脑
2018 10nm Skymont 2016 14nm Skylake
2015 14nm Rockwell 2014 22nm Haswell 2012 32nm Westmere→Sandy Bridge
Intel 2012~2018 六年计划
对中国PC发展颇有影响的三台微计算机
Zephyr BioModule 健身服
Tacit Project手套
指套探测器
可穿戴计算机核心技术
System on Chip体系结构设计技术 微小计算机多端口、高性能I/O 设计技术 无线自组网络技术 移 动数据库技术 人机交互技术 基于蓝牙的无线连接技术
物联网：从“智能微尘”到“智慧地球” http://
后PC时代的网路通讯的两大特色为「无限」与「无 线」。「无限」指得是上网的工具与应用将无所限制， 「无线」代表的是人们将慢慢远离有线传输。
可穿戴设备
iWatch
Google Glass
索尼头戴式个人3D影院
可穿戴设备
“No Place Like Home” 卫星导航鞋
Epidermal electronics

第01章 微型计算机概论


• 例1.1 将十进制数47转化为二进制形式。 • 即 (47)10=(101111)2
• 例 1.2 将十进制数 0.625 转化为二进制 形式。 • 即：(0.625)10= (0.101)2
返回本节
二进制数的运算
• • • • 1. 算术运算 加、减、乘、除 2. 逻辑运算 与、或、非、异或
黄文生
常州工学院电子电子信息与电气工程系
第一章 计算机概论
1.1 微称微处理机,是微型计算机的 核心部件。包括算术逻辑部件ALU、控制部件CU和 寄存器组R3个基本部分和内部总线 2、微型计算机：以微处理器为核心，由大规模集成 电路制作的存储器M、I/O接口和系统总线 3、微型计算机系统：以微型计算机为核心，再配以 相应的外围设备、电源、辅助电路和控制 4、接口：是微处理器与I/O的连接电路，是CPU与外 界进行信息交换的中转站
• 按字长分类：
– – – – – – 1位机 4位机 8位机 16位机 32位机 64位机
1.2.2 微型计算机的分类
• 还可分为：
– 单片机 – 单板机 – 个人计算机 – 多用户系统 – 微型机网络
1.3 微型计算机的系统组成
• 计算机系统是一个复杂的工作系统，它由 硬件系统和软件系统组成。所谓计算机的硬 件系统，通俗地说就是构成计算机的看得见 摸得着的部件，即构成计算机的硬设备。例 如：计算机的主机、显示器、键盘、磁盘驱 动器等。
1.3.2 微机硬件系统结构基础
• 微型计算机的硬件组成部分主要有微处理 器（CPU）、存储器、I/O设备和系统总线。 见图1-2所示。系统总线包括地址总线AB、 数据总线DB和控制总线CB组成。在微机中， 各功能部件之间通过系统总线相连，这使得 各个部件的之间的相互关系变为面向系统总 线的单一关系。一个部件只要满足总线标准， 就可以连接到采用这种总线标准的系统中。

第1章 计算机系统概述 微型计算机原理(第三版)(共10章)


4位机和低 PMOS/ 2250 档8位机 高性能8位 NMOS/ > 2250 机 16位机 HMOS/ 13万 0.09μm / 315万
0.75
1. 5
<4
4~10
32位机
112
16~3G
另外，2004年，AMD推出了64位机 2005年，Intel推出双核处理器。
第一章 计算机系统概论
Intel CPU的发展：
第一章 计算机系统概论
1.1
计算机的发展
10世纪，早期的计算工具——算盘。
17世纪，出现计算尺，随后出现机械式、机电 式、电动式计算仪器。
1642年，法国发明实现十进制加减运算的机械 式计算机。
20世纪40年代，德国采用继电器制造机电式计 算机。 这些类型计算机的出现，为电子数字计算机的 发展奠定了基础。
（3）采用二进制码表示数据和指令。 （4）指令由操作码和地址码组成。
（5）以运算器为中心，输入输出设备与存储 器间的数据传送都通过运算器。
第一章 计算机系统概论
2. 电子数字计算机的发展的四个阶段
时间
46－58
器件
电子管
图片
软件
存储信息
应用
科学计算 数据处理、 工业控制 文字、图形 处理 社会的各个 领域
汇编语言: 用助记符表示机器指令，来编写程序。
★ 汇编语言程序转换成机器语言程序的过程 ： 汇编语言程序 源程序 汇编程序
转换
机器语言程序 目标程序
运行程序
第一章 计算机系统概论
高级语言： 是一种面向问题的语言，与自然语言相近， 与计算机的种类无关。 高级语言程序（源程序）同样必须转换为机器语言 程序（目标程序）才能执行。 高级语言程序的转换过程：

第1章 微型计算机系统概述


3.微型计算机的分类概述 按组装形式和系统规模划分，常见的微型计算机 有单片机、单板机和个人计算机等。 （1）单片机。即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）。这是一种把构成一个微型计算机的 一些功能部件集成在一块芯片之中的计算机。 （2）单扳机。将微处理器、RAM、ROM以及一些 I/O接口电路,加上相应的外设以及监控程序固件等安装 在一块印刷电路板上所构成的计算机系统。 （3）个人计算机（Personal Computer，PC）。 是指由微处理器芯片装成的，便于搬动而且不需要维 护的计算机系统。
2.微处理器发展概况
2000年6月又推出了新型体系结构的32位微 处理器芯片Pentium 4，其起始主频为1.3～ 1.5GHz，增加了144条SSE2指令，目前用于 PC机的P4的主频已超过3MHz,3.8GHz主频的 P4芯片也已问世。 2000年11月，Intel公司推出了第一代64位 微处理器芯片Itanium（安腾），标志着Intel的 处理器芯片进入64位时代。
1.3.3用三类总线构成的微机系统
习题
1.试述微处理器、微型计算机和微型计算机系 统的关系。 2.什么是单片机？ 3.什么是单板机？ 4.什么是个人计算机？ 5.试从微型计算机的结构说明数据总线、控制 总线、和地址总线的作用。
ch1
•
end
(1)CPU的类型。 (2)内存条的类型。 (3)提供USB接口的数目以及IEEE1394接口的数目是2个、 4个、6个还是8个。(4)存储器总线的最大频率。 (5)PCI总线类型。 (6)对称多处理能力。 (7)对内置PCI、EIDE控制的支持. (8)内置PS/2鼠标、键盘控制器、BIOS以及实时时钟电 路。 芯片组性能的好坏直接影响整个系统的性能，几乎 微机系统的所有功能，包括总线频率、CPU读写模式、 各种外部设备的工作模式、RAM及Cache的工作方式、 电源以及当前微机系统的各种新技术。 芯片组一旦选定，则系统的上述特性就同时固定， 在使用的过程中，芯片组是无法升级的。
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汇编语言级
操作系统级
指令系统体系结构级
微体系结构级
1-30 试分别说明表示存储器容量的 KB、MB、GB、和 TB 的含义。 （1） KB 是 kilobyte 的缩写，是“千字节”的意思。1KB=1024B （2） MB 是 megabyte 的缩写，是“兆字节”的意思。1MB=1024KB （3） GB 是 gigabyte 的缩写，是“吉字节”的意思。1GB=1024MB （4） TB 是 terabyte 的缩写，是“太拉字节”的意思。1TB=10 标志寄存器内保存着微处理器的各种状态信息和条件信息 1-9 程序计数器（PC）在微处理器芯片系统内的作用是什么？ 在程序计数器内保存着下一条要被取指令的地址 1-10 指令寄存器（IR）在微处理机系统内的作用是什么？ 指令寄存器内存放着最近取出来将要被执行的指令 1-11 什么是 ALU？它的作用是什么？ ALU 是算术运算和逻辑运算部件 ALU 的主要功能是：进行二进制的定点算术运算、逻辑运算和各种移位操作运算 1-12 微处理器功能非常强大，其最基本的操作时什么？试分别叙述之。
4/4
存取速度快
1-18 在微处理机系统内总线的作用是什么？ 总线式微处理机系统中两个或多个设备互连的一组公共信号线， 连接计算机系统各部分 的总线，负责微处理器与它的存储器和 I/O 设备之间进行地址、数据和控制传送的传送 操作。
2/4
1-19 在微处理机系统内总线有几种？它们各自进行什么操作？ （1） 地址总线：用来指定数据在数据总线上的来源和去向。 （2） 数据总线： 在微处理器与它的存储器和 I/O 地址空间之间提供传送数据的路径。 （3） 控制总线：用来对数据总线、地址总线的访问操作和使用进行控制，完成对存 储器或 I/O 设备的读/写操作。 1-20 试分析微处理器的总线宽度和存储器容量之间存在着什么关系。
3/4
将数据送入 CPU，也可以将数据从 CPU 送出给外围设备。 （3） 数据处理操作：CPU 对数据进行算数运算或逻辑运算操作。 （4） 控制操作：用指令来改变程序的执行顺序。 1-25 微处理机的主要性能指标有哪些？ 为处理机的主要性能指标有：字长、主频、内存容量、存取周期和运算速度。 1-26 微处理机中的位、字节、字、双字、四字分别是什么意思？ （1） 位（bit） ：位是二进制数据的最小单位。 （2） 字节（byte） ： （3） 字（word） ：通常，把计算机在进行数据处理时，一次存取加工和传送的数据长 度称为字；就微处理机而言，1word=2byte。 （4） 双字（double word） ：即两个字，4 字节，32 位。 （5） 四字（quad word） ：即四个字，8 字节，64 位。 1-27 常用来表示存储器容量的量度单位是什么？它们之间关系如何？ 最基本的存储器单元是位 （bit） ， 但是在计算容量是常用字节 （Byte） 或机器字长 （Word） 作单位。 最常用的单位是千字节 KB （1024 Bytes） ， 其余的依次为兆字节 MB （1024 KB） 、 吉字节 GB（1024 MB）和太字节。 1-28 微处理机存储器是如何进行编址的？ 微处理机给每个存储器单元编一个号， 即分配一个地址码， 俗称给存储器地址 “编址” 。 1-29 试简述当今流行的计算机多层次结构。 第5级 翻译（编译程序） 第4级 翻译（汇编程序） 第3级 部分解释（操作系统） 第2级 解释（微程序）或直接执行 第1级 硬件 第0级 数字逻辑级 面向问题的语言级
存储器容量 = ������地址总线宽度
1-21 是地址总线决定了存储器容量的大小，还是数据总线决定了存储器容量大小？为什 么？ 是地址总线决定了存储器容量的大小， 因为数据总线的宽度决定了每次能同时传送的二 进制信息位的多少，而地址总线的宽度则反映了 CPU 能够访问的存储器地址的能力， 即寻址能力，也决定了存储器容量的大小。 1-22 在进行总线操作时，常用的控制信号有几种？起什么作用？ 常用的控制信号有以下几种： （1） 存储器写 （memory write） 操作： 将数据总线上的信息写入被寻址存储器单元； （2） 存储器读（memory read）操作：将从寻址道德存储器单元内的数据读出、并 放到数据总线上； （3） I/O 写（I/O write）操作：是将数据总线上的数据输出、传送到被寻址的 I/O 端口上； （4） I/O 读（I/O read）操作：将被寻址到的 I/O 端口上的数据存放到数据总线上； （5） 传输响应（transfer ACK） ：表明数据已经成功接收，或已经把数据传送到数据 总线上； （6） 总线请求（bus request） ：表示微处理机系统的某个设备想要获得对总线的控 制权； （7） 总线允许（bus grant） ：表示总线请求的设备已经获得了对总线的使用权； （8） 中断请求（interrupt request） ：表示某个中断源已经发出了请求中断的信息； （9） 中断响应（interrupt ACK）表示保持的中断请求被响应； （10） 时钟（clock） ：进行同步操作的同步信号； （11） 复位（reset） ：将总线上所有设备进行初始化。 1-23 试简述总线的操作过程。 总线操作： 如果连到总线上的一个设备希望向另一个设备发送数据，它必须做两件事： （1） 获得对总线的控制权； （2） 通过总线对数据进行传送操作。 如果连到总线上的一个设备希望接收来自另一个设备上的数据，它也必须做两件事： （1） 获得对总线的控制权； （2） 这个设备通过适当的控制总线和地址总线向另一个设备发出一个接收数据请求 信号，然后必须等待另一个设备送回数据。 1-24 计算机的指令周期是由哪几种执行周期构成？ 主要由以下 4 类操作： （1） CPU 与存储器之间的操作：既可以是将数据从 CPU 传送到存储器，也可以是从 存储器将数据传送到 CPU。 （2） CPU 与 I/O 部件之间的操作：是通过 CPU 与 I/O 模块之间的传输操作，既可以
1-13 从现代微处理机系统的角度看，CPU 是由哪些功能部件构成？ CPU 由 CU（控制器） 、ALU（算术和逻辑运算部件） 、寄存器等部件构成 1-14 控制器是由哪些主要部分组成？各部分的作用是什么？ （1） 指令译码器:主要是对指令寄存器中的操作码进行分析解释 ,产生相应的控制信 号,有的机器也需要对寻址方式字段进行译码,用以产生有效地址所需的信号； （2） 时序部件:是产生各种时序信号的部件； （3） 微操作控制信号形成部件:是用来产生各种微操作控制信号的； （4） 中断机构:是专门用于处理计算机运行过程中所出现的异常情况和某些请求的 部件。 1-15 存储器系统是由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 计算机存储器系统主要由内存(内部存储器)和外存(外部存储器)组成;内存主要存放当前 正在使用的、 或者经常使用的程序和数据； 外存存放相对来说不经常使用的程序和数据。 1-16 衡量存储器的性能的主要指标是什么？ 存储器的性能指标可以用存储容量和存取速度来衡量。 1-17 常用半导体存储器有几类？它们各自的特征是什么？ 计算机存储器系统的构成 存储器 只读存储器（ROM） 随机存储器（RAM） 动态 RAM（DRAM） 静态 RAM（SRAM） 高速缓冲存储器（Cache） 只能读取 既可读取也可写入 特征
1/4
简单的算术和逻辑运算 操作 加 减 乘 除 AND 说明 操作 OR NOT NEG 逻辑乘 移位 循环 说明 逻辑加 逻辑取反 算术取反
8086 到 80486 和 Pentium/Pentium Pro 微处理器的判断 判断 零 符号 进位 奇偶 溢出 说明 测试数是零或者不是零 测试数是正还是负 测试加法的进位或者减法后的借位 测试数中 1 的个数是奇数还是偶数 测试溢出，指示加法或减法后有符号数的结果无效
1-1 从宏观上来看，计算机硬件系统是由哪几个不分构成？它们各自起什么作用？ （1） 从宏观上来说，其硬件的基本构成都是由微处理器、存储系统和输入输出系统 三大块构成。 （2） 微处理器主要完成微处理器与存储器或者 I/O 设备之间的数据传递、进行简单 的算术和逻辑运算、通过简单的判断来实现对程序流向的控制。 （3） 存储系统主要负责储存各种数据。 （4） 计算机输入输出系统是人机进行信息交互的一种非常重要的手段。 1-2 计算机硬件系统的核心部件是什么？ 微处理机系统的核心部件是微处理器芯片，通常称之为 CPU（central processing unit） 。 1-3 CPU 的主要功能是什么？ CPU 主要完成以下三项任务： （1） 在微处理器与存储器或者 I/O 设备之间传送数据； （2） 进行简单的算术运算和逻辑运算操作； （3） 通过简单的判断来实现对程序流向的控制。 1-4 总线在计算机系统中的作用是什么？ 总线是微处理机系统中两个或多个设备互连的一组公共信号线， 连接计算机系统各部分 的总线，负责在微处理器与它的存储器和 I/O 设备之间进行地址/数据和控制传送信号 的传送操作。 1-5 在微处理器芯片的发展过程中， Intel 的 16 位微处理器芯片有几种？试说出它们的名称。 Intel16 位的微处理器芯片有以下四种：8086、8088、80186、80286. 1-6 到目前为止，Intel 的 32 位微处理器芯片共有几种？试说出它们的名称。 Intel32 位的微处理器芯片有以下六款：80386、80486、经典奔腾 Pentium、高能奔腾 Pentium Pro、二代奔腾 Pentium II、Pentium III，Pentium 4. 1-7 通用寄存器的名称和作用如何？ 寄存器 EAX EBX ECX EDX ESI EDI EBP ESP 名称 累加寄存器 基地址寄存器 计数器寄存器 数据寄存器 源变址寄存器 目标变址寄存器 基址指针寄存器 堆栈指针寄存器