微机系统组成及原理
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微处理器:简称μP或MP(Microprocessor)是指由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器功能的中央处理器部件,又称为微处理机。
微型计算机:简称μC或MC,是指以微处理器为核心,配上存储器、输入/输出接口电路及系统总线所组成的计算机(又称主机或微电脑)。
微型计算机系统(主机+外设+软件配置)(Microcomputer system) 简称μCS或MCS,是指以微型计算机为中心, 以相应的外围设备、电源和辅助电路(统称硬件) 以及指挥微型计算机工作的系统软件所构成的系统。
2.微机系统结构(三种总线结构):数据总线,地址总线,控制总线3.8086cup内部结构由两部分组成:总线接口单元BIU; 执行单元EU.(1).总线接口单元BIU组成:4个16位的段寄存器(CS、DS、ES、SS);1个16位的指令指针寄存器IP;1个20位的地址加法器;1个指令队列(长度为6个字节); I/O控制电路(总线控制逻辑);内部暂存器。
BIU的功能:根据EU的请求负责CPU与内存或I/O端口传送指令或数据。
①BIU从内存取指令送到指令队列②当EU执行指令时,BIU要配合EU从指定的内存单元或I/O端口中读取数据,或者把EU的操作结果送到指定的内存单元或I/O端口去。
(2)执行单元EU 组成:①ALU(算术逻辑单元);②通用寄存器组AX,BX,CX,DX(4个数据寄存器),BP(基址指针寄存器),SP(堆栈指针寄存器), SI(源变址寄存器), DI(目的变址寄存器),③数据暂存寄存④标志寄存器FR ⑤EU控制电路作用:负责执行指令,执行的指令从BIU的指令队列中取得;运算结果和所需数据,则由EU向BIU发出请求,经总线访问内存或I/O端口进行存取。
4.物理地址与逻辑地址有什么区别?答:逻辑地址是指未定位之前在程序中存在的地址,由段地址和偏移地址组成。
物理地址是实际访问存储器时的地址(通过20位地址总线传递)。
项目三选购和维护一台计算机第三节微型计算机的系统组成【教学目标】⏹了解微机主机的组成⏹了解微机外存储器的分类及特点⏹了解微机输入设备的分类及特点⏹了解微机输出设备的分类及特点【教学时序】一、微型计算机的系统组成下图所示为一台多媒体微型计算机的系统组成,它包括主机、显示器、键盘、鼠标、音箱和耳机等。
1.主机微机的主机箱内一般安装着系统主板(包括CPU和内存等)、外存(软盘、硬盘和光盘)、总线扩展槽、输入输出接口电路(显示适配卡、打印适配卡、声音卡、视频卡和Modem卡)等。
(1)主板主板也称系统主板或母板,它是一块电路板,用来控制和驱动整个微型计算机,是微处理器与其他部件连接的桥梁。
主板主要组成:■CPU插座■内存插槽■总线扩展槽■外设接口插座■串行和并行端口(2)CPU■CPU是微型计算机的心脏,主要包括运算器和控制器。
■微型计算机的处理功能是由CPU来完成的。
■CPU芯片决定了计算机的档次,CPU的性能直接决定了微型计算机的性能。
■CPU的主要性能指标有两个:字长和主频。
字长(位):指CPU一次能处理的二进制数的位数。
CPU字长越长,性能越强。
PC机的字长,已由8088的准16位(运算用16位,I/O用8位)发展到现在的32位、64位。
主频(Mhz):CPU工作的时钟频率,单位为MHz(兆赫兹)。
主频越高处理数据速度越快。
如Pentium III 800表示CPU型号为Pentium III,主频为800MHz。
Pentium 4 2.0G表示CPU型号为Pentium 4,主频为2.0GHz。
(3)内存(主存储器或主存)内存用于存放计算机当前正在运行的程序和数据,它可被CPU访问,直接与CPU交换信息。
其特点是:读写速度快,但容量较小,价格也较高。
内存储器目前大多采用半导体存储器,按功能分为RAM(Random Access Memory,随机存储器)和ROM(read only Memory,只读存储器)两类。
1.1微型计算机主要包括那几个组成部分?各部分的基本功能是什么?答:微型计算机由CPU,存储器,输入/输出接口及系统总线组成CPU是微型计算机的核心部件,一般具有下列功能:进行算术和逻辑运算,暂存少量数据,对指令译码并执行指令所规定的操作,与存储器和外设进行数据交换,提供整个系统所需要的定时和控制信号,响应其他部件发出的中断请求;总线是计算机系统各功能模块间传递信息的公共通道,一般由总线控制器,总线发送器,总线接收器以及一组导线组成;存储器是用来存储数据,程序的部件;I/O接口在CPU和外设之间起适配作用,是微型计算机的重要组成部件1.2简述CPU执行指令的工作过程答:CPU执行指令的工作过程可以归纳为3个阶段:取指令,分析指令,执行指令执行指令的基本过程:1、开始执行程序时,程序计数器中保存第一条指令的地址,指明当前将要执行的指令存放在存储器的哪个单元2控制器将程序计数器中的地址送至地址寄存器MAR,并发出读命令。
存储器根据此地址取出一条指令,经过数据总线进入指令寄存器IR3指令译码器译码,控制逻辑阵列发出操作命令,执行指令操作码规定的操作。
4、修改程序计数器的内容2.1、8086/8088CPU的功能结构由哪两部分组成?它们的主要功能是什么?答:8086/8088CPU的功能结构由以下两部分组成:总线接口单元BIU(Bus Interface Unit)和执行部件EU(Execution Unit)总线接口单元BIU的主要功能是负责与存储器,I/O端口进行数据传送。
具体讲:取指令,即总线接口部件从内存中取出指令后送到指令队列;预取指令;配合EU执行指令,存取操作数和运算结果。
执行部件EU主要功能是负责指令执行。
2.4、什么是总线周期?8086/8088CPU的基本总线周期由几个时钟周期组成?若CPU主时钟频率为10MHz,则一个时钟周期为多少?一个基本总线周期为多少?答:BIU通过系统总线对存储器或I/O端口进行一次读/写操作的过程成为一个总线周期。