第2章-微型计算机基础课件.ppt
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1、1第2章 微型计算机基础精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系2主要内容:主要内容:l微型机的基本结构;微型机的基本结构;l80888088(80868086)微处理器的工作原理、)微处理器的工作原理、引线及结构;引线及结构;l总线的一般概念。总线的一般概念。精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系32.1 2.1 微型机的基本结构微型机的基本结构掌握:掌握:l微机系统的基本组成;微机系统的基本组成;l微型机的工作原理;微型机的工作原理;精品课程微机原理多媒体课件精品课
2、程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系4一、计算机的工作原理冯冯 诺依曼的计算机工作原理诺依曼的计算机工作原理 存储程序工作原理存储程序工作原理精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系5冯 诺依曼机的特点:l将计算过程描述为由许多条指令按一定将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序,并放入存储器保存顺序组成的程序,并放入存储器保存l指令按其在存储器中存放的顺序执行;指令按其在存储器中存放的顺序执行;l由控制器控制整个程序和数据的存取以由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行;及程序的执行
3、;l以运算器为核心,所有的执行都经过运以运算器为核心,所有的执行都经过运算器。算器。精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系6冯 诺依曼计算机结构运算器运算器存储器存储器控制器控制器输入设备输入设备输出设备输出设备精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系7二、系统组成二、系统组成 CPU 存储器存储器 主机主机 输入输入/输出接口输出接口 硬件系统硬件系统 总线总线 外设外设l微机系统微机系统 系统软件系统软件 软件系统软件系统 应用软件应用软件精品课程微机原理多媒体课件
4、精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系81.主机硬件系统微处理器微处理器(CPU)存储器存储器 输入输入/输出接口输出接口总线总线精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系91)微处理器l微处理器简称微处理器简称CPU,是计算机的核心,是计算机的核心,主要包括:主要包括:运算器运算器 控制器控制器 寄存器组寄存器组精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系102)存储器:l定义:定义:用于存放计算机工作过程中需用于存放计算机工作过程中需要
5、操作的数据和程序。要操作的数据和程序。精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系11有关内存储器的几个概念:l内存单元的地址和内容内存单元的地址和内容l内存容量内存容量l内存的操作内存的操作l内存的分类内存的分类精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系12内存单元的地址和内容l每个单元都对应一个地址,以实现对单每个单元都对应一个地址,以实现对单元内容的寻址。元内容的寻址。1011011038F04H内存地址内存地址单元内容单元内容精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多
6、媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系13内存容量:l内存所含存储单元的个数,以字节内存所含存储单元的个数,以字节为单位。为单位。l内存容量的大小依内存容量的大小依CPUCPU的寻址范围而的寻址范围而定(即定(即CPUCPU地址信号线的位数)。地址信号线的位数)。精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系14内存操作内存操作l读:将内存单元的内容取入读:将内存单元的内容取入CPUCPU,原单元内容不改变;原单元内容不改变;l 写:写:CPUCPU将信息放入内存单元,单将信息放入内存单元,单 元中原来的内容被覆盖。元
7、中原来的内容被覆盖。精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系15内存储器的分类内存储器的分类 随机存取存储器(随机存取存储器(RAMRAM)按工作方按工作方 式可分为式可分为 只读存储器(只读存储器(ROMROM)精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系163)输入/输出接口l接口是接口是CPUCPU与外部设备间的桥梁与外部设备间的桥梁CPUI/O接口外设精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系17接口的分类:
8、串行接口串行接口 输入接口输入接口 并行接口并行接口 输出接口输出接口精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系18接口的功能:l数据缓冲寄存;数据缓冲寄存;l信号电平或类型的转换;信号电平或类型的转换;l实现主机与外设间的运行匹配。实现主机与外设间的运行匹配。精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系194)总线)总线l基本概念基本概念l分类分类l工作原理工作原理l常用系统总线标准及其主要技术指标常用系统总线标准及其主要技术指标(具体内容见后续课程)(具体内容见后续课程)精
9、品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系202.软件系统l软件:为运行、管理和维护计算机系统或为实现某一功能而编写的各种程序的总和及其相关资料。系统软件系统软件应用软件应用软件操作系统操作系统编译系统编译系统网络系统网络系统工具软件工具软件软件软件精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系21三、微型机的分类l按处理器的位数分按处理器的位数分l按功能和结构分按功能和结构分精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系22
10、四、主板的主要硬件构成l CPUCPU插座插座l 芯片组芯片组l 内存插槽内存插槽l 系统系统BIOSBIOSl CMOS CMOSl 总线扩展槽总线扩展槽l 串行、并行接口串行、并行接口精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系232.2 8088微处理器主要内容:l8088CPU外部引线及功能;外部引线及功能;l8088CPU的内部结构和特点;的内部结构和特点;l各内部寄存器的功能;各内部寄存器的功能;l8088的工作时序。的工作时序。精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计
11、算机系24一、概述指令的一般执行过程:指令的一般执行过程:取指令取指令 指令译码指令译码 读取操作数读取操作数 执行指令执行指令 存放结果存放结果精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系25串行和并行方式的指令流水线:l串行工作方式:串行工作方式:控制器和运算器交替工作,按顺序完成控制器和运算器交替工作,按顺序完成 上述指令执行过程上述指令执行过程;l并行工作方式:并行工作方式:运算器和控制器可同时工作。运算器和控制器可同时工作。精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系2
12、6串行工作方式:l80888088以前的以前的CPUCPU采用串行工作方式:采用串行工作方式:取指令1执行1存结果1 取指令2 取操作数执行2CPUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系27并行工作方式:l8088CPU采用并行工作方式采用并行工作方式取指令2 取操作数BIU存结果取指令3 取操作数 取指令4执行1执行2执行3 EUBUS忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系288088/8086 CPU的特点l采用并行流
13、水线工作方式:采用并行流水线工作方式:通过设置指令预取队列实现l对内存空间实行分段管理:对内存空间实行分段管理:将内存分为4个段并设置地址段寄存器,以实现对1MB空间的寻址l支持多处理器系统。支持多处理器系统。精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系298088CPU的两种工作模式l8088可工作于两种模式下,即:可工作于两种模式下,即:最小模式和最大模式。最小模式和最大模式。l最小模式为单处理机模式,控制信号较最小模式为单处理机模式,控制信号较少,一般可不必接总线控制器。少,一般可不必接总线控制器。l最大模式为多处理机模式,控制信
14、号较最大模式为多处理机模式,控制信号较多,须通过总线控制器与总线相连。多,须通过总线控制器与总线相连。精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系30最小模式下的连接示意图:8088CPU控制总线控制总线数据总线数据总线地址总线地址总线地址地址锁存锁存数据数据收发收发ALE时钟发时钟发生生 器器精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系31最大模式下的连接示意图:8088CPU数据总线数据总线地址总线地址总线地址地址锁存锁存数据数据收发收发ALE时钟发时钟发生生 器器总总 线线
15、控制器控制器控制总线控制总线精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系32二、8088CPU的引线及功能引脚定义的方法可大致分为:l每个引脚只传送一种信息(每个引脚只传送一种信息(RDRD等);等);l引脚电平的高低不同的信号(引脚电平的高低不同的信号(IO/MIO/M等);等);lCPUCPU工作于不同方式有不同的名称和定义工作于不同方式有不同的名称和定义(WR/LOCK WR/LOCK 等);等);l分时复用引脚(分时复用引脚(ADAD7 7-AD-AD0 0 等)等);l引脚的输入和输出分别传送不同的信息引脚的输入和输出分别传送
16、不同的信息(RQ/GTRQ/GT等)。等)。精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系33主要引线(最小模式下):8088 8088是工作在最小还是最大模式由是工作在最小还是最大模式由MN/MXMN/MX端状端状态决定。态决定。MN/MX=0MN/MX=0工作于最大模式,反之工作工作于最大模式,反之工作于最小模式于最小模式lADAD7 7-AD-AD0 0:低低8 8位地址和数据信号分时复位地址和数据信号分时复 用。用。在传送地址信号时为单在传送地址信号时为单 向,传送数据信号时为双向。向,传送数据信号时为双向。lA A1919-A-
17、A1616:高高4 4位地址信号,分时复用。位地址信号,分时复用。lA A1515-A-A8 8:输出输出8 8位地址信号。位地址信号。精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系34主要的控制和状态信号lWRWR:写信号;写信号;lRDRD:读信号;读信号;lIO/MIO/M:为为“0”“0”表示访问内存,表示访问内存,为为“1”“1”表示访问接口;表示访问接口;lDENDEN:低电平有效时,允许进行读低电平有效时,允许进行读/写操写操 作;作;lRESETRESET:复位信号。复位信号。精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒
18、体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系35例:l当当WR=1WR=1,RD=0RD=0,IO/M=0IO/M=0时,时,表示表示CPUCPU当前正在进行当前正在进行读存储器读存储器操作。操作。精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系36READY信号:T T1 1T T2 2T T3 3TwaitTwaitT T4 4精品课程微机原理多媒体课件精品课程微机原理多媒体课件安徽工程科技学院安徽工程科技学院*计算机系计算机系37中断请求和响应信号lINTR:可屏蔽中断请求输入端可屏蔽中断请求输入端lNMI:非屏蔽中断请求
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