微型计算机的基本组成
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微型计算机的硬件组成一、CPU、内存、接口和总线的概念点击折叠视频:CPU、内存、接口和总线的概念1微型计算机的结构微型计算机包含了多种系列、档次和型号等。
这些计算机的共同特点是体积小,适合放在办公桌上使用,而且每个时刻只能一人使用,因此又称为个人计算机(PC)。
图1-3是PC的典型结构。
2主板主板是固定在微型计算机主机箱箱体上的一块电路板。
主板上装有大量的有源电子元件。
其中主要组件有CMOS、基本输入输出系统(BIOS)、高速缓冲存储器(cache)、内存插槽、CPU插槽、键盘接口、软盘驱动器接口、硬盘驱动器接口、总线扩展插槽(提供ISA、PCI 等扩展槽)、串行接口(COM1、COM2)、并行接口(打印机接口LPT1)、USB接口等。
因此,主板是计算机各种部件相互连接的纽带和桥梁。
3中央处理器中央处理器(CPU)是计算机的核心,包括运算器、控制器和寄存器等。
计算机的运转是在CPU的指挥控制下实现的,所有的算术运算和逻辑运算都是由它完成的。
因此,CPU是决定计算机速度、处理能力和产品档次的关键部件。
图1-3 PC的典型结构4内存储器存储器分为内存储器和外存储器,通常分别简称为内存和外存。
内存是计算机的主要工作存储器,是计算机用于直接存取程序和数据的地方。
计算机在执行程序前必须将程序和数据装入内存中,这种装入信息的操作称为“写入”;所执行的指令及处理的数据,也必须从内存取出,这种取出信息的操作称为“读出”。
存储器读出信息后,原内容保持不变;向存储器写入信息,则原内容被新内容所代替。
由于内存是由半导体器件构成的,没有机械装置,所以内存的读写速度远远高于外存,但容量也相对较小,主要用来存放计算机正在使用的程序和数据。
内存又分如下两种:(1)只读存储器ROM只读存储器(Read Only Memory,ROM)存储的内容由厂家一次性写入,并永久保存下来,用户只能从ROM读出原有内容,不能再向其写入新内容,因此称为只读存储器。
1微型计算机由哪几部分组成 ?(一)答:三部分:微型计算机(微处理器,存储器,I/0接口,系统总线),外围设备,电源。
2什么是微机的总线,分为哪三组?答:是传递信息的一组公用导线。
分三组:地址总线,数据总线,控制总线。
3 8086/8088CPU的内部结构分为哪两大模块,各自的主要功能是什么?答:总线接口部件(BIU)功能:根据执行单元EU的请求完成CPU与存储器或IO设备之间的数据传送。
执行部件(EU),作用:从指令对列中取出指令,对指令进行译码,发出相应的传送数据或算术的控制信号接受由总线接口部件传送来的数据或把数据传送到总线接口部件进行算术运算。
4 8086指令队列的作用是什么?答:作用是:在执行指令的同时从内存中取了一条指令或下几条指令,取来的指令放在指令队列中这样它就不需要象以往的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的工作,从而提高CPU的利用率。
5 8086的存储器空间最大可以为多少?怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址?完成逻辑地址到物理地址转换的部件是什么?答:8086的存储器空间最大可以为2^20(1MB);8086计算机引入了分段管理机制,当CPU寻址某个存储单元时,先将段寄存器内的内容左移4位,然后加上指令中提供的16位偏移地址形成20位物理地址。
6 段寄存器CS=1200H,指令指针寄存器IP=FF00H,此时,指令的物理地址为多少?指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗?答:指令的物理地址为21F00H;CS值和IP值不是唯一的,例如:CS=2100H,IP=0F00H。
7 设存储器的段地址是4ABFH,物理地址为50000H,其偏移地址为多少?答:偏移地址为54100H。
(物理地址=段地址*16+偏移地址)8 8086/8088CPU有哪几个状态标志位,有哪几个控制标志位?其意义各是什么?答:状态标志位有6个: ZF,SF,CF,OF,AF,PF。
其意思是用来反映指令执行的特征,通常是由CPU根据指令执行结果自动设置的;控制标志位有3个:DF,IF,TF。
微型计算机常见的微型计算机由哪五部分组成,并简述各部分的功能2011-02-20要具体的微型计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。
其中存储器又分内存储器、外存储器;通常我们把输入设备及输出设备统称为外围设备;而运算器和控制器又称为中央处理器――cpu(centralprocessingunit)。
1.微处理器微型计算机的中央处理器(cpu)习惯上称为微处理器,是微型计算机的核心,由运算器和控制器两部分组成:运算器是微机的运算部件;控制器是微机的指挥控制中心。
随着大规模集成电路的出现,使得微处理器的所有组成部分都集成在一块半导体芯片上,目前广泛使用的微处理器有:intel公司的80486、pentium(奔腾)、pentiumpro(高能奔腾)、pentiummmx(多能奔腾)、pentiumii(奔腾二代)、pentiumiii(奔腾三代)、pentiumiv(奔腾四代);amd公司的amdk5、amdk6、amdk7等。
[我们熟知的286、386、486,指的是80286、80386、80486处理器。
因为在美国数字不能申请为商标,所以从80486以后,intel开始用pentium作为处理器的名称。
]表征微机运算速度的指标是微机cpu的主频,主频是cpu的时钟频率,主频的单位是mhz(兆赫兹)。
主频越高,微机的运算速度越快。
2.内存储器(主存)目前,微型计算机的内存由半导体器件构成。
内存按功能可分为两种:只读存储器(readonlymory,简称rom)和随机(存取)存储器(randomaccessmory,简称ram)。
rom的特点是:存储的信息只能读出(取出),不能改写(存入),断电后信息不会丢失。
一般用来存放专用的或固定的程序和数据。
ram的特点是:可以读出,也可以改写,又称读写存储器;读取时不损坏原有存储的内容,只有写入时才修改原来所存储的内容。
断电后,存储的内容立即消失。
第1章计算机基础知识三、简答题1.微型计算机的基本组成?答:以微型计算机为主体,配上相应的系统软件、应用软件和外部设备之后,组成微型计算机系统。
(微型计算机+软件系统,也可)2.简述冯.诺依曼型计算机基本思想?答:冯.诺依曼型计算机是由运算器,控制器,存储器,输入设备和输出设备组成的。
其中,运算器是对信息进行加工和运算的部件;控制器是整个计算机的控制中心,所以数值计算和信息的输入,输出都有是在控制器的统一指挥下进行的;存储器是用来存放数据和程序的部件,它由许多存储单元组成,每一个存储单元可以存放一个字节;输入设备是把人们编写好的程序和数据送入到计算机内部;输出设备是把运算结果告知用户。
(写出主要内容,即可)3.什么是微型计算机?答:微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成。
(只要答出五大组成部分即可)4.什么是溢出?答:溢出就是在运算中,使用已经确定的二进制位数,没有办法表示运算结果。
二、简答题1.在内部结构中,微处理器主要有哪些功能部件组成?答:1) 算术逻辑部件 2) 累加器和通用寄存器组3) 程序计数器 4) 时序和控制部件(意思相近即可)2. 微处理器一般应具有哪些功能?答:1)可以进行算术和逻辑运算 2)可保存少量数据3)能对指令进行译码并完成规定的操作 4)能和存储器、外部设备交换数据5)提供整个系统所需的定时和控制 6)可以响应其他部件发来的中断请求3. 什么是总线周期?答:CPU使用总线完成一次存储器或I/O接口的存取所用的时间,称为总线周期,一个基本的总线周期包含4个T状态,分别称为T1、T2、T3、T4。
(意思相近即可)?2.中断服务程序结束时,。
RET应该可以使中断服务程序返回主程序,但因为RETF是子程序返回指令,它只从堆栈中恢复CS和IP,而不能使状态字PSW得以恢复,所以不能使断点完全恢复,对源程序的继续执行造成不良影响。
(回答可以返回2分,出现的问题3分,意思相近即可)3.写出把首地址为 BLOCK1) MOV BX,OFFSET BLOCK+6 2) LEA BX,BLOCK 3) LEA BX,BLOCKMOV DX,[BX] MOV DX,[BX+12] MOV SI,12MOV DX,[BX+SI]4. 设BX=134AH,BP=1580H,DI=0528H,SI=0234H,DS=3200H,SS=5100H,求在各种寻址方式下源操作数的物理地址。
微型计算机的基本组成一、微型计算机的基本组成:两大部分,硬件和软件。
1、中央处理器(CPU):它由运算器、控制器和寄存器3大部分组成。
2、存储器:主要是存储代码和运算数据的。
3、接口:是连接主机和外设的桥梁。
4、输入/输出(I/O)设备:能把外部信息传送到计算机的设备叫输入设备。
将计算机处理完的结果转换成人和设备都能识别的和接收的信息的设备叫输出设备。
5、总线:连接各硬件部分的线路。
一组是用来传递数据信息的叫数据总线简称DB;第二组是用来传递地址信息的简称AB;第三组是专门用来传递控制信息简称CB。
二、微机常用术语:1、位(Bit):位是指计算机中使用的二进制数的一位,它是存储信息中的最小单位。
只有“0”和“1”两种状态。
2、字节(Byte):计算机存储数据时,通常把8位二进制数作为一个存储单元,一个存储单元也叫一个字节。
字节的长度固定,它是存储器存取信息的最小单位。
3、字(Word):字是计算机中处理和传送信息的最基本单位。
它通常与寄存器、运算器、传输线的宽度一致。
4、字长:一个字所包含二进制数的长度称为字长。
实际上字长所表示的是CPU并行处理的最大位数。
如16位机字长为16位,占2个字节。
32位机的字长为32位,占4个字节。
5、存储容量:存储单元以字节为单位。
存储容量是指CPU构成的系统所能访问的存储单元数。
6、指令:计算机能识别和执行的基本操作命令。
有两种方式:机器码和助记符。
7、指令系统:计算机所能执行的全部指令的集合,称为该计算机的指令系统。
8、程序:为完成某一任务所作的指令(或语句)的有序集合称为程序。
9、运算速度:计算机完成一个具体任务所用的时间就是完成该任务的时间指标,计算机的速度越高,所用的时间越短。
三、8086/8088微处理器的结构:按功能可分成两大部分:执行单元(EU)和总线接口单元(BIU)。
1、执行单元(EU):由8个通道寄存器,、1个标志寄存器、算术逻辑运算单元ALU及EU控制单元组成。
EU从BIU指令队列寄存器中获得指令和待处理数据进行操作。
将指令代码译码后,发出相应的控制信息,将数据在ALU中进行运行,运算结果的特征保留在标志寄存器FLAG中。
2、总线接口单元(BIU):总线借口单元BIU包括4个段寄存器、1个指令指针寄存器、1个内部寄存器、1个先入先出的6个字节(8088是4个字节)的指令队列、总线控制逻辑电路及20条地址线。
当EU从指令队列中取走指令,指令队列出现空字节时,BIU即从内存中去除后续的指令代码放入队列中。
当EU需要数据时,BIU根据EU给出的地址,从指定的内存单元或外设中取出数据提供给EU。
运算结束后,将运算结果送入指定的内存单元或外设。
如果指令队列的所有字节全空,EU停止执行。
直到指令队列中有指令,并把指令传到EU单元,EU开始操作。
一般情况下,程序是顺序执行的。
当遇到跳转指令时,BIU就使指令队列复位,从新地址中取出指令并立即送给EU去执行。
四、8086内部寄存器:按其功能可分为:通用寄存器(8个)、段寄存器(4个)和控制寄存器(2个)。
1、通用寄存器:包括数据寄存器、地址指针寄存器和变址寄存器。
⑴数据寄存器:有AX、BX、CX、DX4个16位寄存器,每个寄存器可分为高8位和低8位两部分使用,也就是说也可作为8位寄存器使用。
高8位表示成:AH、BH、CH、DH,低8位表示成:AL、BL、CL、DL。
⑵地址指针寄存器:有堆栈指示器(SP)和基址指示器(BP)两个。
SP和BP只能用于堆栈段,不能指示其他段。
但SP和BP应用上是有区别的,SP可用于PUSH、POP、CALL、RET等指令,而1、数据传送:MOV、PUSH、POP、XCHG、IN、OUT、LEA2、算数运算:ADD、ADC、INC、SUB、DEC、CMP、MUL、DIV3、逻辑运算:AND、TEST、OR、NOT、XOR、SAL、SHL、SAR、SHR4、程序控制:JMP、条件转移P79表4-7、循环控制P79表4-8(看书本课后习题P82)十一、汇编语言程序结构,能读懂程序或设计程序。
十二、掌握一些伪指令:DB、DW、DD、DUP、EQU十三、存储器采用哪3级存储结构?分类方法?存储器结构?性能指标?1、存储器采用:Cache、主存、外存3级存储结构。
2、分类方法:⑴按存储介质分类⑵按存取方法分类⑶按所处位置及功能分类⑷按信息的可保存性分类⑸按存储器在计算机中的作用分类3、存储器的基本结构:⑴存储体:信息存储的集合体,存储单元矩阵。
⑵地址存储器:按地址码的位置来设置。
⑶地址译码器:线性译码、复合译码。
⑷控制逻辑⑸三态数据缓冲器4、主要性能指标:⑴存储容量⑵存储速度⑶可靠性⑷功耗十四、存储器的扩展:1、位扩展法:仅在位数方向扩展(加大字长),而芯片的字数和存储器的字数是一致的。
位扩展的连接方式是将各芯片的地址线、片选和读/写线并联起来,而将各芯片的数据线单独列出。
2、字扩展法:指仅在字数方向扩展,而位数不变。
存储器的位数等于存储器芯片的位数。
这种方法将地址分成两部分,一部分送到各存储器芯片,一部分经过译码送到存储器的片选输入端。
各存储器的数据线中的相应位连接在一齐。
3、字位扩展:即上述两种方法的组合,既在方向进行扩展,又在字方向进行扩展。
(看课后习题P169)十五、微机与I/O传送的信息大致分为数据信息、控制信息和状态信息三类。
十六、I/O的编址通常有两种不同方式,一种是I/O端口与存储器单元统一编址,另一种是I/O端口独立编址。
1、统一编址:优点是简化指令系统的设计,同时I/O控制信号与存储器的控制信号公用,给应用带来极大的方便。
另外由于访问存储器的指令种类多、寻址方式多样化,这种方式给访问外设带来了很大的灵活性。
对I/O设备可以使用功能强大且像访问存储器那样的指令,如直接对I/O数据近来运算等。
缺点是外设占用了一部分内存的地址空间减少了内存可用的地址范围,对内存容量有潜在的影响。
此外,从指令上不易区分当前指令是对内存进行操作还是对外设进行操作。
2、独立编址:优点是:由于内存访问指令也可以用于访问I/O端口,而内存访问指令一般功能较强,可直接对输入、输出数据进行处理,这对改善程序效率,提高总的处理速度是有利的。
其次,编一编址方式可使I/O接口得到较大的寻址空间,这对于大型测控和数据通信系统是有利的。
统一编址方式后,I/O部分的控制逻辑可以比较简单。
缺点是I/O端口会占据一定的内存可寻址空间。
十七、中断的概念:所谓中断,就是指当CPU正在执行程序时,外设(或其他中断源)向CPU发出请求,CPU暂停当前程序的执行,转向该外设服务(或称中断服务)程序,当中断服务程序运行结束后,返回原程序继续执行的过程。
可屏蔽中断与不可屏蔽中断的区别:可屏蔽中断是通过CPU的INTR引脚引入,当中断标志IF=1时允许中断,当IF=0时禁止中断;不可屏蔽中断是由NMI引脚引入,不收IF标志的影响。
中断的优先级顺序:计算机系统根据紧急事物的紧急程度,把中断分为不同的优先级,并规定:高优先级的中断能暂停低优先级的中断服务程序的执行。
十八:输出/输入的传送方式1、无条件传送方式:无条件传送方式是一种最简单的输入/输出控制方法,需要注意的是,输入时,当CPU执行IN指令时要确保输入的数据已经准备好,否则就可能读入不正确的数据;在输出时当CPU执行OUT指令时,需确保外部设备已将上次送来的数据取走,它才可以接收的数据,否则会发生数据“冲突”。
2、查询传送方式:又称为有条件传送方式。
其优点是能较好地协调外设与CPU之间的定时关系;缺点是CPU需要不断查询标志位的状态,这将占用CPU较多的时间。
3、中断传送方式:CPU执行完每一条指令后,都会去查询外部是否有中断请求,若有,就暂停执行现行的程序,转去执行中断服务程序,完成传送数据的任务。
4、DMA传送反方式 P181十九:8255A有3种工作方式:1、方式0—简单输入/输出—查询方式;ABC三个端口均可工作在方式0。
2、方式1—选通输入/输出—中断方式;AB两个端口均可工作在方式1。
3、方式2—双向输入/输出—中断方式;只有A端口才能工作在方式2。
通道A:8位数据输出锁存/缓冲器,是一个独立的8位I/O口,它的内部有对数据输入/输出的锁存功能。
通道B:8位数据输入/输出锁存/缓冲器,仅对输出数据有锁存功能。
通道C:8位数据输出锁存/缓冲器,8位数据输入缓冲器。
可以看作是一个独立的8位I/O 口;也可以看作是两个独立的4位I/O口。
也是仅对输出数据进行锁存。
A,B,C均可做数据通道;C可分为2个4位的部分,分别与A,B配合使用,作为控制和状态信息通道。
编程题应该从尼三条出:P83 4-10 从2000H单元开始的10个单元,存放10个数,找出最大的数,存入2000H单元,请编写相应的程序。
解:MOV BX 2000HMOV AL, [BX]MOV CL 09HLI: INC BXCMP AL [BX]JGE L2MOV AL [BX]L2: DEC CLJNE L1MOV BX, 2000HMOV [BX], ALP84 4-15 将存放在100H单元和102H单元的两个无符号数相乘,结果存放在地址为104H开始的单元中。
请编写相应程序。
解:MOV AX[100H]MVL [102H]MOV [104H] AXMOV [106H],DXP125 5-4从TABLE开始的单元中有10个16位无符号数,编写一个程序找出其中最小数并存入MIN 单元。
解:DATA SEGMENTMIN DW?COONT DW10TABLE DW10DUPC?)DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE DS DATASTART XORAX , AXMOV AX ,DATAMOV DS ,AXLEA SI ,TABLEMOV CX , COUNT-1MOV AX , [SI]LP1: ADD SI, 2CMP [SI], AXJAE NEXTMOV AX [SI]NEXT: LOOP LP1MOV MIN, AXCODE ENDSEND STAR。