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文檔簡介
微型計算機系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)第一頁,共十三頁,編輯于2023年,星期二2總線通常有以下三種:內(nèi)部總線:指微處理器內(nèi)部各部件之間傳送信息的通路,用來連接CPU內(nèi)部的各邏輯部件。
系統(tǒng)總線:又稱外部總線。用于連接微型計算機內(nèi)的CPU、存貯器及I/O接口電路。
通信總線:用于各微型計算機系統(tǒng)之間或微型計機系統(tǒng)與其它系統(tǒng)之間的通信。通常所說的總線是指系統(tǒng)總線。
總線(BUS)是指連接計算機各部件或計算機之間的一束公共信息線,是計算機系統(tǒng)中傳送信息的公共途徑。第二頁,共十三頁,編輯于2023年,星期二3鼠標器鍵盤顯示器調(diào)制解調(diào)器打印機顯示卡并口串口鍵盤接口軟驅(qū)光驅(qū)主板(CPU、芯片組、BIOS、RAM等)硬驅(qū)接口光驅(qū)接口
軟驅(qū)接口硬盤電源主機箱總線插槽PC機的硬件組成框圖第三頁,共十三頁,編輯于2023年,星期二4
微型計算機的基本結(jié)構(gòu)就是以系統(tǒng)總線為連接的結(jié)構(gòu),簡稱總線結(jié)構(gòu)。第四頁,共十三頁,編輯于2023年,星期二5
系統(tǒng)總線分為地址總線AB(AddressBus)、數(shù)據(jù)總線DB(DataBus)和控制總線CB(ControlBus)三種。第五頁,共十三頁,編輯于2023年,星期二6
地址總線的寬度(根數(shù))決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存容量。當?shù)刂房偩€的寬度為N時,其直接尋址的內(nèi)存容量為2N。如8086的地址總線有20根(位),則它直接尋址的內(nèi)存容量為220=1MB。386、486的地址總線為32根,則它可直接尋址的內(nèi)存容量為232=4GB。地址總線一般是單向的。
地址總線用于從CPU輸出一組地址信息,以指明CPU所要找的某個外界部件(存貯器或外部設(shè)備)的地址。第六頁,共十三頁,編輯于2023年,星期二7數(shù)據(jù)總線用來傳送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)總線的寬度決定了一次最多可傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)。數(shù)據(jù)總線是雙向的。
控制總線用于傳送控制信號和狀態(tài)信號,使各部件能協(xié)調(diào)動作。第七頁,共十三頁,編輯于2023年,星期二81.3.2系統(tǒng)運行過程的名詞概念
數(shù)據(jù)從存貯器或I/O接口電路送往CPU稱為CPU讀數(shù)或取數(shù)。讀是非破壞性的。數(shù)據(jù)從CPU送往存貯器或I/O接口電路稱為CPU寫數(shù)或存數(shù)。讀(?。懀ù妫?shù)據(jù)的過程又統(tǒng)稱為訪問。存貯器分為內(nèi)存與外存。CPU不直接與外存打交道。一、讀/寫數(shù)
第八頁,共十三頁,編輯于2023年,星期二9CPU把一條指令分解成若干個步驟完成。取指控制器發(fā)出指令地址及控制信號,將需要執(zhí)行的那條指令從存儲器取出送到控制器,這一過程稱為“取指”。一條指令取走后,指令指針寄存器IP自動加1,被修改成下一條要讀取的指令的地址。
譯碼控制器將取來的指令分解成一些更簡單的微操作稱為“譯碼”。微指令參與。譯碼后放入指令隊列中。取數(shù)按照指令中給出的地址從存儲器取出參與運算的操作數(shù),這一過程稱為“取數(shù)”。有的指令不用再取數(shù)。二、操作方式執(zhí)行控制器控制ALU完成指令規(guī)定的操作,這一過程稱為“執(zhí)行”。第九頁,共十三頁,編輯于2023年,星期二10
同一時刻有若干條指令由不同的部件同時處理,完成不同的操作,這種操作方式稱為流水方式。分步越細,流水深度越深,CPU的性能越高,甚至,有多條流水線。
將CPU劃分成若干個獨立的功能部件,使它們獨立地并行操作,稱為并行操作方式。第十頁,共十三頁,編輯于2023年,星期二11三、寄存器寄存器分為兩類:通用寄存器和專用寄存器。
通用寄存器用于臨時存放數(shù)據(jù)和地址,以減少CPU對存儲器的訪問,提高運行速度。專用寄存器如程序計數(shù)器PC(在Intel微處理器中稱為指令指針I(yè)P)、標志寄存器等。控制部件微處理器CPU算術(shù)邏輯部件寄存器內(nèi)總線第十一頁,共十三頁,編輯于2023年,星期二12四、堆棧
堆棧是按先入后出的原則存取信息的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
堆棧只有一個數(shù)據(jù)出入的端口,稱為棧頂。堆棧指針SP總是指向堆棧棧頂?shù)哪莻€數(shù)據(jù)。當堆棧為空棧時,SP指向堆棧的棧底。數(shù)據(jù)存入堆棧稱為壓入(PUSH),數(shù)據(jù)從堆棧取出稱為彈出(POP)。堆棧以字為單位操作。第十二頁,共十三頁,編輯于2023年,星期二13CPU通過對I/O端口進行讀/寫操作,實現(xiàn)對外設(shè)的控制。
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