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第2章 微型计算机组成及微处理器编程结构1PPT课件

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第2章 微型计算机系统基础-PPT课件

第2章 微型计算机系统基础-PPT课件

一致。
微型计算机内部直接与CPU交换信息的存储器称为主存储 器或内存器。其主要功能是存放计算机运行时所需要的程序
为64位。传输率可达132MB/s，64位的传输率达246MB/s，可
支持多组外围设备。PCI不能兼容现有的ISA、EISA、MCA总线， 但它不受制于处理器，是基于奔腾等新一代微处理器的总线。
5. 系统总线的性能指标 （1）总线的带宽
（2）总线的位宽
（3）总线的工作频率
1. 概念与功能 中央处理器（ Central Processing Unit ，简称CPU）
8MHz。数据总线的宽度为16位，最大传输速率为33MB/s。 （2）EISA总线是1988年由Compaq等9家公司联合推出的
总线标准。它是在ISA总线的基础上发展起来的高性能总线。
EISA总线完全兼容ISA总线信号，它的时钟频率为8.33Mhz， 数据总线和地址总线都是32位，最大传输速率为33MB/s。
1. 总线的概念 计算机系统中功能部件必须互连，但如果将各部件和每
一种外围设备都ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ别用一级线路与CPU直接连接，那么连线将
会错综复杂、难以实现。为了系统结构，常用一组线路，配 以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，这组多个功
能部件共享的信息传输线称为总线。采用总线结构便于部件
和设备的扩充，使用统一的总线标准，不同设备间互连将更 容易实现。
2.1 微型计算机系统基本组成 2.2 微型计算机的硬件系统
2.3 微型计算机的软件系统
2.4 微型计算机的分类与主要性能指标 2.5 多媒体计算机基本知识
2.6 计算机病毒基本知识
微型计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬 件系统指构成计算机系统的物理实体或物理装置。软件系统

微型计算机硬件组成.ppt

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计算机文化基础
5
常见微机系统
平板电脑 移动计算机
计算机、电视、影 音三模式
家庭网络计算机
6
微机基本结构 显示器、键盘和主机
7
2.1.2 微型计算机的分类
1 按组成结构分类 单片机 组成部分集成在一个超大规模芯片上，广泛 用于控制、仪器仪表、通信、家用电器等领域。 单板机 各组成部分装配在一块印刷电路板上，常用 于过程控制或作为仪器仪表的控制部件 。 多板机 各组成部分装配在多块印刷电路板上，如台 式、便携式PC 机。
2
计算机系统的组成
运算器
CPU
寄存器 控制器
硬件
主机
内存
随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 高速缓冲存储器
计
输入设备：键盘、鼠标、扫描仪
算 机
外部设备
输出设备：显示器、打印机 外 存：软、硬盘、光盘、闪存
系
网络设备：网卡、调制解调器等
统
操作系统：Windows、Unix、Linux
系统软件 语言处理程序：C、Pascal、VB等
使用单片机芯片构成的仿真系统。
有镜像功能的单板机
2019/12/17
计算机文化基础
9
微型计算机的发展方向
① 高速化 处理器主频
② 超小型化 典型的标志是笔记本电脑和PDA的流行。
③ 多媒体化 全新的多媒体处理芯片、多媒体和超媒体系 统的开发和标准化、虚拟现实技术和发展多媒体通信等。
④ 网络化 网络计算机、具有联网功能的PDA以及各种类 型的个人计算机等正在飞速发展。
主板板载了四条DDR2内存插槽，支持 最高8GB DDR2-800内存容量和双通道 技术。另外，内存插槽的周围布满了不 少铝壳固态电容，内存的工作稳定性完 全得以保障。

单片微型计算机的硬件结构PPT课件

单片微型计算机的硬件结构PPT课件
（4）并行I/O引脚 80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。每
一并行口包括输出锁存器、三态输入缓冲器、输出场效应管。 1）P0.0 ～ P0.7： P0口，8位双向口线。在系统扩展时，P0.0 ～ P0.7
分时提供低8位地址信息和8位双向数据信息。 当单片机与外扩芯片交换信息时，P0.0 ～ P0.7先送出外扩芯片的低8位
时序部件
AR 地址线
PSW
ALU
ID R0
IR
数据线
图2-2 典型微处理器模型的内部结构框图
3
第2章 单片微型计算机的硬件结构
2 存储器 微型计算机的存储器用于存储数据和程序，是一种采用大规模或
超大规模集成电路工艺制成的存储器芯片，通常分为ROM（只读存储 器）和RAM（随机存取存储器）两大类。
ROM存储器在正常工作时只能读不能写，通常用来存放固定程序 和常数。
地址，并在ALE信号的作用下将地址信息锁存在外部锁存器中，然后再传送数 据信息。
在没有外扩芯片时，P0.0 ～ P0.7作为一般的I/O线使用，可以直接与外 设通信。此外，由于P0.0 ～ P0.7的输出驱动电路时开漏的，所以在使用 P0.0 ～ P0.7驱动集电极开路电路或漏极开路电路时需外接上拉电阻。
2.2.2 MCS-51单片机的外部引脚
MCS-51单片机主要采用40脚双列直插式封装，引脚的排列如图2-7所示
⒈ 电源引脚 （1） VCC（40）： 芯片电源，接+5V； （2） VSS（20） ： 接地端；
⒉ 时钟引脚 （1）XTAL1（18）：晶体振荡器信号输入。 （2）XTAL2（19）：晶体振荡器信号输出。
RAM存储器在正常工作时既能读又能写，通常用来存放原始数据、 中间结果、最终结果和实时数据等。

第2章 微型计算机和微处理器的结构

第2章 微型计算机和微处理器的结构

2.1.1 微处理器（微处理机）
微处理器：是微型计算机的中央处理部件，是由一片 或几片大规模集成电路组成的中央处理器，一般也称 CPU（Center Process Unit）。其内部通常包括算术逻辑 部件，累加器、通用寄存器组，程序计数器，时序和控制 逻辑部件，内部总线等等。 2.1.2 存储器
存储结果 1
取指令 4
……
EU
……
译码 1
执行 1
译码 2
执行 2
……
（b）流水处理
如图： 8086/8088 CPU 由于指令执行部件EU和总线接口 部件BIU相互独立，可并行操作，进行流水线处理。若一条指 令执行过程中不需要从存储器取操作数和向存储器存储结果， 即不占CPU总线时间，总线接口部件便可对下一条要执行的指 令预取。可见。采用流水线技术提高了指令执行速度。
2.2.3 8086/8088微处理器的功能结构 从功能上来看，8086/8088 CPU可分为两部分，即总线接 口部件BIU（Bus Interface Unit）和执行部件EU（Execution Unit）。
图2.3 8086/8088CPU内部功能结构图
(1) 执行部件（EU）
功能：负责指令的执行。(主要进行8位及16位的各种运算) 组成：①ALU(算术逻辑单元)； ②通用寄存器组； ③标志寄存器（ FLAGS ）。 ①通用寄存器（AX、BX、CX、DX） 8086 有4个16位的通用寄存器（AX、BX、CX、DX）， 可以存放16位的操作数，也可分为8个8位的寄存器（AL、AH； BL、BH；CL、CH；DL、DH）来使用。其中AX称为累加器， BX称为基址寄存器，CX称为计数寄存器，DX称为数据寄存 器。这些寄存器在具体使用上有一定的差别，如表2-1所示。

第二章 微型计算机结构与微处理器PPT课件

第二章 微型计算机结构与微处理器PPT课件

4. 段寄存器
2.2
四个专门的段寄存器，用来保存段地址。
CS代码段寄存器，用来存放当前正在运行的程序代码所 在段的段基址，而下一条将要执行的指令的偏移地址则由 IP提供。
DS数据段寄存器，存放当前使用数据所在数据段的段基 址。
SS堆栈段寄存器，存放当前栈的段基址。
ES附加段寄存器，存放当前使用的附加数据段的段基址。
1. 总线接口单元 （BIU）
2.2
总线接口单元负责从内存取指令送到指令队列， 也对I/O接口进行读写操作。
各部分组成：
（1）4个16位段地址寄存器。代码段寄存器CS（Code Segment）；数 据段寄存器DS（Data Segment）；堆栈段寄存器SS（Stack Segment）； 附加段寄存器ES（Extra Segment）。
2.1
微 处 理 器
系 统 总 线
存储器
地址总线AB 数据总线DB 控制总线CB
I/O接口 I/O设备
图2-1 微型计算机的结构
2.1
一、微型计算机的外部结构
CPU、存储器、外围接口与设备、系统总线。
系统总线： 地址总线（Address Bus） 数据总线（Data Bus） 控制总线（Control Bus）
三、8086 CPU的引脚功能
2.2
1. 数据总线和地址总线 2. 控制信号线 3. 电源、地、时钟等
GND AD14 AD13 AD12 AD11 AD10 AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0 NMI CLK INTR GND
BIU
取指1
取指2
取指3
取指4
取指5
取指6
……

第2章微型计算机系统的组成pPPT课件

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18
2.5 输入/输出设备
2.5.2 输出设备
2、打印设备 打印机是微机的传统输出设备，它将微机中的数字信息以打 印的方法转换为书面信息。按照打印机的工作原理，打印机 分为击打式和非击打式两大类，其中击打式主要是针式打印 机；非击打式种类较多，如激光打印机、喷墨打印机、热敏 式打印机等，其中常见的打印机有针打、喷墨打印机和激光 打印机3类。
2．运算单元
运算单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）又称为 算术逻辑单元，是负责处理数据的部件。它既能进行 加、减、乘、除等算术运算，又能进行与、或、非、 比较等逻辑运算。可以把它比做数据的加工厂。
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计算机第一定律——摩尔定律
单
位
晶
时
体
间百
管 数
执
/
万 条
行每
的秒
指
令
数
每18个月芯片能力增长一倍。
16
2.3 存储器
2.3.2 存储器的基本性能指标 2、存取速度
存储器的存取速度可以用存取时间和存取周期来 衡量。 （1）存取时间。存取时间是指启动一次存储器操作 到完成该操作所用的时。 （2）存取周期。存取周期是指连续两次独立的存储 器操作之间的最小时间间隔。通常存取周期略大于 存取时间，其差别与存储器的物理实现细节有关。 3、价格 存储器的价格常用每位的价格来衡量。
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2.3 存储器
2.3.1 存储器的分类 1、按存储介质分类 （1）半导体存储器 （2）磁表面存储器 （3）光存储器 2、按存储器的读写功能分类 （1）只读存储器ROM （2）随机存储器RAM
12
2.3 存储器
2.3.1 存储器的分类 3、按信息的可保存性分类 （1）非永久性记忆的存储器。 （2）永久性记忆的存储器 4．按在微机系统中的作用分类 （1）主存储器 （2）辅助存储器 （3）高速缓冲存储器
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2.2.1 计算机硬件基本结构 3.存储器
光盘
19
内外存存取速度比较
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
内存的存 取速度
外存的存 取存储设 备”
21
2.2.1 计算机硬件基本结构 3.存储器
存储器分类
内存按读写功能又分为：
计
算
机
概述
23
2.2.1 计算机硬件基本结构
3.存储器
只读存储器（ROM）
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。
基本
输入
输出
程序
24
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）。
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2.2.1 计算机硬件基本结构
（1）输入（Input）设备
信息
输入 电信号
存
设备
储
器
作用：
把信息转变成计算机能接收的电信号送入计算机
8
2.2.1 计算机硬件基本结构
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。
这些我们能看见的东西 都是硬件
主机、显示器、键盘、鼠标、 板卡等
9
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。
10
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。
11
2.2.1 计算机硬件基本结构
3.存储器
信息
输
入
命
设
令
备
存储器 指
结果 令、
运算器ALU
数
CPU 据
控制器
数据流
控制流
中央处理器（CPU: Central Processing Unit）
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
读 指 令 读 数 据
存储器
操
结
作
果
数
读 取 的
寄存器
指
令
状 运算器 运算
态
命令
控制器
CPU
数据流
控制流
5
2.1计算机的基本工作过程入门
运算器工作过程
RAM
运算器是如何得
操
到数据呢？
作
数
它怎么知道要操 作的是逻辑运算还是
寄存器2 寄存器7
16
2.2.1 计算机硬件基本结构 3.存储器
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。
17
2.2.1 计算机硬件基本结构
3.存储器
移动存储器
闪存盘（8MB～2GB）
移动硬盘(10GB~60GB)
人体工学键盘
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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
30
2.2.1 计算机硬件基本结构 其他输入设备
条形码阅读器,磁卡读入机.....
31
2.2.1 计算机硬件基本结构
在运算 器中得 乘积75
送回 存储器
存放乘 积75
从存储器中 送入 在运算
取减被数7减5，数8以6、运算器
器中得 结果11
及减法指令
送回 存放最 存储器 后结果
执行程序：86-25ᵡ3
输出最 后结果 到输出 设备
3
2.1计算机的基本工作过程入门
输
存储器
输
入
出
运算器ALU
设
设
备
控制器
备
数据流
控制流
4
结 果
算术运算呢？
加法器
ALU
9
＋
控制器
6
2.1计算机的基本工作过程入门
控制器工作过程
RAM
指令指针 控制器
M1
指令寄存器 两数相加
ALU
7
2.2 计算机系统的组成
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
外设
存储器 外存——软盘、硬盘、光盘、磁带等
硬件
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2.2.1 计算机硬件基本结构 3.存储器 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。
15
2.2.1 计算机硬件基本结构 3.存储器
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。
第2 章
微型计算机组成及 微处理器编程结构
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
2.1计算机的基本工作过程入门
从输入设 备键盘输 入程序和 数据，到 存储器中
从存储器中 送入 取被乘数25、 乘数3，以 运算器 及乘法指令
内存——RAM，ROM，Cache等
总线
输入输出接口 运算器
CPU
主机
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
软件
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
随机存储器（RAM:Random Access Memory） 只读存储器（ROM:Read Only Memory）
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2.2.1 计算机硬件基本结构
3.存储器 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。
输入内容：
数字和文字、位置和命令、图形、声音、视频、温度、压 力……
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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……
27
2.2.1 计算机硬件基本结构 扫描仪
28
2.2.1 计算机硬件基本结构
常用的输入设备 键盘(101,104，107键盘)
12
2.2.1 计算机硬件基本结构 3.存储器
存储器是计算机的记忆装置，用来存放程 序和原始数据。
存储器分类
按与主机的关系来分
内存储器（内存、主存）
▪外存储器（外存、辅助存储器）
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2.2.1 计算机硬件基本结构 3.存储器 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。