第一章微机系统导论

存储单元：存储器中能够存 储一个字节数据的单位。 存储容量：存储单元的总数 目，取决于地址线的根数。 存储地址：人为地赋予每个 单元一个编号。

注意区别： 各存储单元的地址与该地址中 存放的内容是完全不同的意思 ，不可以混淆。

③

1.4.2
存储器的组成
随机存取存储器由存储体、地址译码器、控制电路组成。 现假定存储器由256个单元组成，每个单元存储8位二进制信息,即字 长为8位。这种规格的存储器，通常称为256×8位的读／写存储器。

CP U
主 存 储 器
辅 助 存 储 器
海 量 存 储 器
cache
内存储器
外存储器
存储体系结构 “优盘”，是什么概念？
1.4.1 基本概念

位（Bit）：指一个二进制位，它是 计算机中信息储存的最小单位。 字节（Byte）： 指相邻的８个二进 制位。1B＝8bit；1024个字节构成 一千个字节，用kB表示；1024 kB＝ 1MB；1024MB＝1GB； Q：1吉内存＝1吉硬盘吗？ 字（Word）：2个字节组成一个字来 标识16位数据的长度。 字长: 表示计算机数据总线上一次 能处理的信息的位数，即位长，并 由此而定义是多少位的计算机,如1 位机，4位机、8位机、16位机、32 位机等。 字长≠字的长度。
1.3.2 控制器
1.指令寄存器IR 存放从存储器中取来的将要执行的指令（操作码）。 2.指令译码器ID 对IR中的指令进行译码，以确定该指令应执行什么动作。 3.可编程逻辑阵列PLA 用来产生取指令和执行指令所需的各种微操作控制信号。
1.3.3
内部寄存器
1.累加器A 累加器是用得最频繁的一个寄存器。在进行算术逻辑运算时， 它具有双重功能：运算前，用来保存一个操作；运算后， 用来保存结果。 2.数据寄存器DR 数据寄存器DR用来暂存数据或指令。 从存储器读出时，若读出的是指令，经DR 暂存的指令通过 内部数据总线送到指令寄存器IR;若读出的是数据, 则通 过内部数据总线送到有关的寄存器或运算器。 向存储器写入数据时,数据是经数据寄存器DR，再经数据总 线DB写入存储器的。

PentiumⅡ虽采用了与Pentium Pro相同的核心结构，增加了MMX指令 集，以加速16位操作系统的执行速度。在PentiumⅡ里面，集成进750万个 晶体管，比Pentium Pro多了200万个晶体管。
Intel将PentiumⅡ上的一级高速缓冲存储器Cache从16KB加倍到32KB， （16KB指令Cache +16KB数据Cache）。
微机系统与接口
2．微型计算机硬件系统是以微处理器 为核心，再给它配以外围控制电路、存储 器模块及其控制电路、输入/输出接口电路、 用系统总线把各个部件有机地连接起来， 就构成了一个典型的微型计算机硬件系统。
3．微处理器是微型计算机的核心，微 处理器芯片通常称之为CPU。微处理器芯 片是通过总线对存储器和输入/输出操作进 行控制的。
Intel于1989年4月正式推出80486微处理器芯片。在一片芯片 内集成了120万个晶体管的CPU，是Intel第一次将微处理器的晶 体管数目突破100万只。它不仅把浮点运算部件集成进芯片之内， 同时还把一个其规模大小为8KB的一级高速缓冲存储器Cache也 集成进了CPU芯片内。芯片的整数处理部件采用了RISC结构， 以加速处理单一指令的速度，而芯片内部其他方面则保留CISC 原样，用以处理复杂的指令，并保证其兼容性。
微机系统与接口
（4）Pentium Ⅲ
Intel于1999年2月发布了Pentium Ⅲ芯片。Pentium Ⅲ称为“多能奔腾二代处理机”。CPU主频更达到 733MHz，芯片内集成进了2800万个晶体管，体积更小。 Pentium Ⅲ由于增加了MMX指令，其浮点运算和三维 处理能力明显增强。
Pentium Ⅲ增加了71条称为互联网SSE （Streaming SIMD Extensions直译为单指令多数据流 扩展）的指令。

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)

5）运算速率：运算速率指微机每秒所能执 行的指令条数，单位用MIPS（Million Instruction Per Second），即百万条指令/ 秒。
3. 微型计算机系统
以微型计算机为主体，配上外部输入/输 出设备及系统软件就构成了微型计算机系统。 外设用来实现数据的输入/输出。如键盘、扫 描仪等都是输入设备，打印机、显示器等都 是输出设备。没有配置软件的计算机称为裸 机，仍然什么事也干不了，必须配上系统软 件和应用软件。图1-4所示的是微型计算机系 统的组成框图。
四、总线 息 结11接. ）的 构的总物在公来方线理计共连式标特算通接。准性机道各包的：系叫个括特物统总功总性理中线能线特，。部的性各微件根指个型的数的部计。、是件算各总总之机个线线间是部的物传以件插理送总都头连信线面、 向插总座线是，什系么统形功状能、扩引展脚时是，如只何要排符列合等总等线。标 准2），功部能件特就性可：以功加能入特到性此描系述统的中是去总。线中每 一根线的功能是什么。从功能上看，总线
3. 总线结CP构U
I/O总I线 /O总线
地址总线
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