微型计算机硬件技术基础全套课件.PPTX

1微型计算机 硬件技术基础 2第1章 微型机系统概述主要内容：计算机系统的层次结构硬件系统的逻辑构成和物理构成软件系统微型机的一般工作过程 3一、概 述微型计算机的发展概况计算机系统计算机系统的应用 4计算机的发展概况电子计算机的发展：电子管计算机（1946-1956）晶体管计算机（1957-1964）中小规模集成电路计算机（1965-1970）超大规模集成电路计算机（1971-今）电子计算机按其性能分类：大中型计算机/巨型计算机（Mainframe Computer）小型计算机（Minicomputer）微型计算机（Microcomputer）单片计算机（Single-Chip Microcomputer）微型计算机的核心：微处理器(中央处理器CPU)Intel CPU的发展见下页表 5Intel微处理器的发展简况代发表年份字长(bits)型号线宽(?m)晶体管数(万个)时钟频率(MHz)速度(MIPS)一197119724840048008500.20.3<10.05二197488080200.52-40.5三19781982168086/8088802862-32.9134.77-108-20<11-2四198519893280386804861-227.512012-3325-666-1220-40五199332Pentium0.6-0.833060-200100-200六1995199619971999200132P/ProP/MMXPIIPIIIP4P4E0.60.60.35.25-.13.18-.130.095504507508503K-5.5K12.5133-200166-233233-45045032003200-4000>300七2002？64Itanium ？0.08CPU:2.5KCache:30K800(20条指令/CLOCK)>3000 6微型计算机系统的组成微处理器存储器I/O接口总线 硬件系统软件系统微 型计算机系 统微 型计算机(主机)外 设ALU寄存器控制器键盘、鼠标显示器软驱、硬盘、光驱 打印机、扫描仪系统软件应用软件 7微型计算机系统的层次结构用户应用程序系统应用程序操作系统机器指令微指令硬件逻辑电路应用程序BIOS硬件逻辑电路从系统结构的观点从程序员的观点操作系统 8计算机的应用科学计算天气预报、石油勘探、。。。数据处理统计、管理、银行、。。。计算机控制（自动控制）工业控制、遥控遥测、机器人、。。。人工智能思维、行为、推理、。。。计算机辅助系统-设计/制造/教学/… 9二、主机的硬件系统微处理器 系统的核心存储器 记忆设备，内存/外存总线 信息的传输设备（CPU总线、系统总线）I/O接口 与外设进行信息交换的“桥梁” 10微型计算机的概念结构存储器I/O接口输入设备I/O接口地址总线 AB输出设备CPU数据总线 DB控制总线 CBI/O接口AB: Address Bus，DB: Data Bus，CB: Control Bus 11微机硬件系统组成框图CPU北桥南桥RAMCacheAGPCRTBIOSKBD，Mouse串行/并行接口HDD/CDROM(IDE)FDDUSBPCIISA前端总线/CPU总线接口卡外设总线扩展槽 12主机板CPU插座芯片组内存插槽高速缓存（Cache）CMOS－存放硬件系统参数系统BIOSPOST, SysInit, Setup, 系统服务总线扩展槽串/并行接口 ┇主板结构 13Intel 845GE 14三、软件系统系统软件应用软件操作系统系统应用软件存储器管理进程管理设备管理文件管理用户界面GUI网络软件编译系统系统维护程序工具软件系统增强软件办公数据库图形图像游戏娱乐。。。 15四、冯·诺依曼计算机结构以运算器为核心、以存储程序原理为基础运算器输出设备控制器输入设备存储器指令驱动指令流控制命令数据流 16五、程序的执行过程程序指令1指令2指令3指令4指令n… …取指令指令译码取操作数执行指令存结果指令周期操作码操作数执行 17指令执行过程取指令指令译码取操作数执行指令存结果问题：1。CPU如何知道从哪里取出程序的第一条指令？——操作系统2。CPU如何按程序控制流执行指令？——程序计数器3。CPU如何知道从哪里取操作数？——地址、寻址方式 18指令执行过程(取指/译码/执行)地址寄存器AR累加器A加法器数据寄存器DR指令寄存器IR指令译码器ID时序逻辑电路时序控制信号（控制命令）10110101000010001111 0100内部总线存储器01234程序计数器PC地址MOV A, 5ADD A, 8HL