微型计算机组成以及微处理器的结构

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1、第第2 2章章 微型计算机组成及微处理器功能结构微型计算机组成及微处理器功能结构西南大学电子信息工程学院1教学内容：教学内容： 微型机的基本结构和工作原理 Intel 8086/80286/80386/80486/Pentium微处理器结构特点 CISC与RISC计算机教学要求：教学要求： 了解微型计算机的基本结构和工作原理，初步建立微型计算机系统的概念； 熟悉8086/8088CPU的结构及功能、各种寄存器的主要用途；熟悉8086/8088的存储器组织和分段方法；熟悉堆栈的结构和工作原理；熟悉8086/8088标志寄存器的功能； 了解80286/80386/80486/Pentium微处理器

2、结构特点。重难点：重难点：微型计算机的硬件基本结构和工作原理；80 x86系列微处理器的结构特点。第第2 2章章 微型计算机组成及微处理器功能结构微型计算机组成及微处理器功能结构西南大学电子信息工程学院2存存储储器器I/OI/O接接口口输输入入设设备备I/OI/O接接口口地址总线地址总线 ABAB输输出出设设备备 微微处处理理器器数据总线数据总线 DBDB控制总线控制总线 CBCBI/OI/O接接口口2.12.1 微型计算机的组成及工作原理微型计算机的组成及工作原理1 1、微型计算机的组成微型计算机的组成第第2 2章章 微型计算机组成及微处理器功能结构微型计算机组成及微处理器功能结构西南大学电

3、子信息工程学院3由上图可知：由上图可知： 微型计算机是由微处理器，存储器，微型计算机是由微处理器，存储器，I/O设备设备及其接口电路经系统总线连接而成的。及其接口电路经系统总线连接而成的。 微处理器微处理器( (简称简称CPU)CPU) 是计算机的核心，实现运算功能和控制功能。是计算机的核心，实现运算功能和控制功能。 运算器运算器ALU CPU微处理器微处理器 控制器控制器CU 寄存器组寄存器组Registers第第2 2章章 微型计算机组成及微处理器功能结构微型计算机组成及微处理器功能结构西南大学电子信息工程学院4例如例如:常见的微处理器常见的微处理器 Intel 8088、8086、 PI

4、II、P4等；等； AMD K6-2、K6-3、K7等。等。 CPU的性能主要由：的性能主要由： 体系结构，工作频率和字长决定。体系结构，工作频率和字长决定。 常见常见CPU的字长有：的字长有： 4位、位、 8位、位、 16位、位、 32位、位、64位。位。 是指是指CPU一次性处理一次性处理数据的最大二进制位数数据的最大二进制位数。第第2 2章章 微型计算机组成及微处理器功能结构微型计算机组成及微处理器功能结构西南大学电子信息工程学院5存储器存储器 是用来是用来存放程序和数据的记忆装置。存放程序和数据的记忆装置。微机的存储器分为：微机的存储器分为：内存内存 用来用来存放正在运行的程序和使用的

5、数据。存放正在运行的程序和使用的数据。 微机的内存由微机的内存由ROM、RAM组成。组成。特点：随机存取，速度快，容量小。特点：随机存取，速度快，容量小。外存外存 用来用来存放较长时间不使用的程序和数据。存放较长时间不使用的程序和数据。微机的外存主要有磁盘、光盘、半导体盘、微机的外存主要有磁盘、光盘、半导体盘、特点：顺序存取特点：顺序存取/块存取，速度慢，容量大。块存取，速度慢，容量大。第第2 2章章 微型计算机组成及微处理器功能结构微型计算机组成及微处理器功能结构西南大学电子信息工程学院6 输入输入/输出接口电路和外部设备输出接口电路和外部设备 输入输出接口，是输入输出接口，是CPU与外部设

6、备间的桥梁。与外部设备间的桥梁。CPUI/O接口接口外设外设I/O接口的主要功能是：接口的主要功能是：l提供驱动外设的电压或电流；提供驱动外设的电压或电流；l匹配主机与外设间的信号电平、速度、信号类型、数据格式等匹配主机与外设间的信号电平、速度、信号类型、数据格式等；l缓存发给外设的数据、控制命令和外设提供的运行状态信息；缓存发给外设的数据、控制命令和外设提供的运行状态信息；lDMA控制和中断控制。控制和中断控制。第第2 2章章 微型计算机组成及微处理器功能结构微型计算机组成及微处理器功能结构西南大学电子信息工程学院7常用可编程接口电路：常用可编程接口电路： 8255并行接口；并行接口；825

7、3定时定时/计数器，计数器，8251串行接口，串行接口，8259中断管理；中断管理；8237 DMA控制器等。控制器等。微机的常用外部设备微机的常用外部设备l输入设备输入设备主要功能：主要功能： 是将程序、原始数据及现场信息以处理器所能接收的形是将程序、原始数据及现场信息以处理器所能接收的形式提供给计算机计算或处理用。式提供给计算机计算或处理用。 例如：键盘、鼠标、扫描仪、数字化仪、例如：键盘、鼠标、扫描仪、数字化仪、A/D转换器等；转换器等；l输出设备输出设备主要功能：主要功能：是将计算机所计算和处理的结果以适当的形式输出显示、存是将计算机所计算和处理的结果以适当的形式输出显示、存储或传送等

8、。储或传送等。例如：显示器、打印机、绘图仪、例如：显示器、打印机、绘图仪、D/A转换器等。转换器等。第第2 2章章 微型计算机组成及微处理器功能结构微型计算机组成及微处理器功能结构西南大学电子信息工程学院8请举例说明兼有输入输出功能的设备。请举例说明兼有输入输出功能的设备。总线总线BUS是是连接多个功能部件的一组公共信号线。连接多个功能部件的一组公共信号线。地址总线地址总线AB：用来传送：用来传送CPU输出的地址信号，确定被访问的输出的地址信号，确定被访问的存储单元、存储单元、I/O端口。端口。地址线的根数地址线的根数决定了决定了CPU的寻址范围。的寻址范围。 CPU的寻址范围的寻址范围 =

9、2n(n是地址线的根数是地址线的根数)数据总线数据总线DB：在：在CPU与存储器、与存储器、I/O接口之间数据传送的公接口之间数据传送的公共通路。共通路。数据总线的根数数据总线的根数决定决定CPU一次最多可以传送的二进制一次最多可以传送的二进制数据位数。数据位数。控制总线控制总线CB：用来传送各种控制信号和状态信号。：用来传送各种控制信号和状态信号。第第2 2章章 微型计算机组成及微处理器功能结构微型计算机组成及微处理器功能结构西南大学电子信息工程学院9将微处理器，将微处理器，ROM ，RAM，输入，输入/输出接口电输出接口电路及系统总线等部件安装一块电路板上，再配上路及系统总线等部件安装一块

10、电路板上，再配上电源，键盘，显示器，打印机，外存储器等外部电源，键盘，显示器，打印机，外存储器等外部设备，就构成了一台设备，就构成了一台台式台式微型计算机。微型计算机。第第2 2章章 微型计算机组成及微处理器功能结构微型计算机组成及微处理器功能结构西南大学电子信息工程学院10 台式微型计算机的内部结构台式微型计算机的内部结构第第2 2章章 微型计算机组成及微处理器功能结构微型计算机组成及微处理器功能结构西南大学电子信息工程学院11将微处理器，将微处理器，ROM ，RAM，输入，输入/输出接口电路，系输出接口电路，系统总线以及键盘，显示器等部件安装在一块电路板上，统总线以及键盘，显示器等部件安装

11、在一块电路板上，就构成了一台就构成了一台单板式单板式微型计算机。微型计算机。（简称单板机简称单板机）TP801单板机单板机第第2 2章章 微型计算机组成及微处理器功能结构微型计算机组成及微处理器功能结构西南大学电子信息工程学院12将微处理器，将微处理器，ROM ，RAM，输入，输入/输出接口输出接口电路、系统总线等集成在一片超大规模集成电电路、系统总线等集成在一片超大规模集成电路芯片上，就构成了一台路芯片上，就构成了一台单片式单片式微型计算机。微型计算机。（简称单片机）（简称单片机）第第2 2章章 微型计算机组成及微处理器功能结构微型计算机组成及微处理器功能结构西南大学电子信息工程学院13系统