【微機原理與接口技術】一、微型計算機系統

 

 

-微型計算機構成:微處理器、存儲器、輸入/輸出接口電路、系統總線

1、微處理器:CPU(中央處理器),計算機系統核心。

1)從存儲器中取指令,指令譯碼;

2)簡單的算術邏輯運算;

3)在處理器和存儲器或I/O之間傳送數據;

4)程序流向控制;

2、存儲器:分爲隨機存儲器RAM和只讀存儲器ROM

主要用來存放程序和數據。

3、輸入輸出接口電路:用於將外部設備和CPU或存儲器相連接。

4、總線:將CPU、存儲器及I/O接口電路相連接,是負責在CPU與存儲器和I/O之間傳送地址、數據和控制信息的公共通道。

有三種傳送信息的總線:地址總線、數據總線、控制總線

 

-微型計算機系統:

 

-微處理器:

1、算數邏輯部件ALU:主要完成算術運算(+ - × ÷等)及邏輯運算(與 或 非 等);

2、數據寄存器和變址及指針寄存器:用來存放參加運算的數據、中間結果或地址;

3、指令指針寄存器IP:指向要執行的下一條指令的偏移地址,順序執行指令時,每取一條指令增加相計數;

4、段寄存器:給出存儲單元的段地址,與偏移地址組成20位物理地址對存儲器尋址。

5、標誌位寄存器(PSW或flag):存放算數與邏輯運算結果的狀態,可作爲轉移指令的控制。

6、控制邏輯部件:負責對整機的控制,包括從存儲器中取指令、對指令進行譯碼和分析、發出相應的控制信號和時序、將控制信號和時序送到微型計算機的相應部件、使CPU內部及外部協調工作。

 

-存儲器:

1、內部存儲器:主要是半導體存儲器,主存儲器分爲:

1、RAM(Random Access Memory)隨機存取儲存器:可隨機讀寫,斷電後存儲內容消失。

2、ROM(Read Only Memory)只讀存儲器:只能讀出已存儲內容,不能寫入。又分爲可編程只讀存儲器PROM、可擦除可編程只讀存儲器EPROM、EEPROM。

2、外部存儲器:

3、存儲器組織:

 

-I/O接口:

 

-總線:

1、總線標準的特性:

1)物理特性:連接方式;

2)功能特性:地址總線、數據總線、控制總線;

3)電氣特性:信號傳遞方向、有效電平範圍;

4)時間特性:信號有效時間;

2、總線分類:

1)內部總線:微處理器內部各個部件之間傳送信息的通路。

2)元件級總線:連接計算機系統中兩個主要部件的總線。包括

地址總線:Address Bus,是CPU用來向存儲器或I/O端口傳送地址,三態單向總線;

數據總線:Data Bus,是CPU與存儲器及外設交換數據的通路,三態雙向總線;

控制總線:Control Bus,傳輸控制信號。

3)系統總線:連接構成微處理機的各個插件版。

4)外部總線:用於微處理機系統與系統之間、系統與外設之間的信息通路。分並行與串行。

3、總線結構:

1)單總線結構:

2)面向CPU的雙總線結構:

3)面向主存儲器的雙總線結構:

 

-微處理器性能指標:

1、主頻:微型計算機中CPU的時鐘頻率,與微機運行速度相關;

2、字長:能夠直接處理的二級制數的位數;

3、內存容量:存儲信息的字節數;

4、存取週期:主存儲器完成一次讀寫所需的時間;

5、運算速度:微機每秒所能執行的指令條數。

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