第1章-計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和

微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)系計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段首先提一個(gè)問(wèn)題：計(jì)算機(jī)的全稱是什么？電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC電子計(jì)算機(jī)

第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIACCray-1巨型機(jī)

銀河-1向量機(jī)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)電子管

晶體管

集成電路

大規(guī)模（或超大規(guī)模）集成電路大規(guī)模（或超大規(guī)模）集成電路時(shí)代：71年以后體積桌面化…掌上化…微型化應(yīng)用全面普及網(wǎng)絡(luò)化、多媒體化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成馮.諾依曼計(jì)算機(jī)的構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)的構(gòu)成現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的構(gòu)成計(jì)算機(jī)之父首次提出程序存儲(chǔ)概念設(shè)計(jì)形成早期計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)目前計(jì)算機(jī)基本上仍采用馮·諾依曼

馮.諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制碼存儲(chǔ)與處理在內(nèi)存中存儲(chǔ)程序與數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)由五大部件組成各部件的主要功能運(yùn)算器：進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的部件控制器：控制指揮所有部件協(xié)調(diào)工作的部件指令：讓計(jì)算機(jī)工作的命令，由操作碼和操作數(shù)構(gòu)成程序：完成某項(xiàng)任務(wù)的指令集合各部件的主要功能存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)各種信息的部件存儲(chǔ)單元用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)基本部件每個(gè)存儲(chǔ)單元的編號(hào)稱為存儲(chǔ)地址任何程序運(yùn)行要先存放到存儲(chǔ)器中輸入設(shè)備：輸入信息到計(jì)算機(jī)內(nèi)部，轉(zhuǎn)換信息輸出設(shè)備：將計(jì)算機(jī)內(nèi)部的信息輸出出來(lái)微機(jī)的硬件組成結(jié)構(gòu)CPU內(nèi)存I/O接口I/O設(shè)備數(shù)據(jù)總線DB地址總線AB控制總線CB主機(jī)

微型計(jì)算機(jī)的概念結(jié)構(gòu)微機(jī)主要部件CPU：由運(yùn)算器和控制器構(gòu)成總線：計(jì)算機(jī)各部件之間進(jìn)行信息傳輸?shù)囊唤M公共信號(hào)線及相關(guān)的控制驅(qū)動(dòng)電路I/O接口：外設(shè)連接到總線上一組邏輯控制電路的總稱。I/O接口是CPU與外部設(shè)備間的橋梁和通道。不同的外設(shè)要與主機(jī)相連都要配備不同的接口?？偩€數(shù)據(jù)總線DB（DataBus）雙向傳送數(shù)據(jù)（指令、數(shù)值）地址總線AB（AddressBus）發(fā)送數(shù)據(jù)的來(lái)源地址和目的地址控制總線CB（ControlBus）發(fā)送各種控制指令信息若把CPU比作“大腦”，則總線可稱為“中樞神經(jīng)”。它協(xié)助CPU控制整個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作硬件系統(tǒng)主機(jī)外部設(shè)備整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的物理平臺(tái)

硬件系統(tǒng)的核心是主機(jī)，主機(jī)的核心是CPU軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)是支撐硬件系統(tǒng)的邏輯平臺(tái)，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂、神經(jīng)中樞和大腦。軟件：為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或?yàn)閷?shí)現(xiàn)某一功能而編寫(xiě)的各種程序的總和及其相關(guān)資料。軟件系統(tǒng)的核心是系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)軟件的核心是操作系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)工作原理指令和指令系統(tǒng)程序計(jì)算機(jī)的一般工作過(guò)程程序的執(zhí)行方式指令的概念指令：計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別并執(zhí)行的“操作命令”指令一般由操作碼和操作數(shù)組成操作碼目標(biāo)操作數(shù)源操作數(shù)操作碼操作數(shù)表示功能（操作）表示操作的對(duì)象指令舉例機(jī)器語(yǔ)言指令：1011000000001111

15→累加器A

0010110000001010

10+A→A

11110100結(jié)束,停機(jī)匯編語(yǔ)言指令：MOVA,1515→累加器AADDA,1010+A→AHLT結(jié)束,停機(jī)C語(yǔ)言指令：A=A+10

10+A→A

RETURN

結(jié)束,返回指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的所有指令的集合例如：ADD,SUB,MUL,JMP,MOV,HLT不同類型的計(jì)算機(jī)所識(shí)別的指令集合不一樣8086微處理器的指令系統(tǒng)包含基本指令92條PENTIUMIII的指令系統(tǒng)包含70條程序的概念程序：為完成某個(gè)任務(wù)，按一定順序組織在一起的指令序列程序是讓計(jì)算機(jī)按人們事先安排好(設(shè)計(jì)好)的流程進(jìn)行工作

比較兩個(gè)數(shù)大小機(jī)器語(yǔ)言程序地址機(jī)器指令注釋-------------------------------------------0000B85F5F;取數(shù)據(jù)段地址00038ED8 ;設(shè)置數(shù)據(jù)段寄存器0005A10000;把數(shù)1(var1)的值送到ax寄存器00088B1E0002;把數(shù)2(var2)的值送到bx寄存器000C3BC3;比較兩個(gè)數(shù)000E7207;如果數(shù)1小于數(shù)2則轉(zhuǎn)移到001AH00108D16001C;取字符串'數(shù)1大于等于數(shù)2'的指針0014EB05;轉(zhuǎn)顯示00168D160004;取字符串'數(shù)1大于等于數(shù)2'的指針001AB409;調(diào)用DOS的顯示字符串功能001CCD21;顯示字符串001EB44C;退出程序0020CD21標(biāo)號(hào)匯編指令注釋---------------------------------------------movax,data;取數(shù)據(jù)段地址

movds,ax;設(shè)置數(shù)據(jù)段寄存器

movax,var1;把數(shù)1(var1)的值送到ax寄存器

movbx,var2;把數(shù)2(var2)的值送到bx寄存器

cmpax,bx;比較兩個(gè)數(shù)

jble1;如果數(shù)1小于數(shù)2則轉(zhuǎn)移到le1地址gr1:leadx,grea;取字符串'數(shù)1大于等于數(shù)2'的指針

jmpdis;轉(zhuǎn)顯示le1:leadx,less;取字符串'數(shù)1大于等于數(shù)2'的指針dis:movah,9;調(diào)用DOS的顯示字符串功能

int21h;顯示字符串

movah,4ch;退出程序

int21h比較兩個(gè)數(shù)大小匯編語(yǔ)言程序

比較兩個(gè)數(shù)大小C語(yǔ)言程序main(){ inta,b,max; scanf(“%d%d”,&a,&b); if(a>b) max=a; else max=b;printf(“max=%d\n”,max);}計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程就是執(zhí)行程序的過(guò)程計(jì)算機(jī)是在程序的控制下工作的人們事先編寫(xiě)設(shè)計(jì)好程序并將程序輸入到計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)起來(lái)CPU根據(jù)程序中的指令控制計(jì)算機(jī)各個(gè)部件工作各個(gè)部件根據(jù)操作碼規(guī)定完成各種動(dòng)作程序控制示意圖中央處理器運(yùn)算器控制器程序存儲(chǔ)器程序程序程序程序程序程序程序指令指令指令指令指令指令指令程序執(zhí)行過(guò)程

分析指令執(zhí)行指令程序取下一條指令結(jié)束程序↓↓↓↓結(jié)束↓YN?程序與數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中均按二進(jìn)制存儲(chǔ)?要執(zhí)行的程序和處理數(shù)據(jù)，必須先存儲(chǔ)在內(nèi)存中?在CPU的控制下，自動(dòng)從存儲(chǔ)器中取出指令并執(zhí)行，完成各種動(dòng)作。計(jì)算機(jī)工作原理小結(jié)以中央處理器為核心的程序控制的工作原理

每個(gè)單元都對(duì)應(yīng)一個(gè)地址，以實(shí)現(xiàn)對(duì)單元內(nèi)容的尋址。內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容1011011038F04H內(nèi)存地址單元內(nèi)容喂！王剛是住在2031房間嗎？?指令處理方式按邏輯順序一條條指令地處理:在運(yùn)行時(shí)，從內(nèi)存中取出一條指令；按指令要求，從存儲(chǔ)器中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行指定運(yùn)算；按地址把結(jié)果送到內(nèi)存中去。再取下一條指令，重復(fù)上述操作，直到結(jié)束為止。計(jì)算機(jī)工作原理小結(jié)以中央處理器為核心的程序控制的工作原理微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)——

硬件層次結(jié)構(gòu)計(jì)