微機接口與計算機原理技術(shù)

計算機應(yīng)用基礎(chǔ)

授課教師：

第一章基礎(chǔ)知識

1-1概述

世界上第一臺現(xiàn)代意f

義的電子計算機是

1946年美國設(shè)計制造

的"ENIAC”

?占地170平方米

?重量30噸

?功耗150千瓦

?運算速度每秒5000次

龐大的ENIAC

電子計算機按其性能分類:

巨型計算機

大型計算機

中型計算機

小型計算機

微型計算機

單片計算機

Intel4004

1971年

?108KHZ

?2300個晶體管

?10微米工藝

?每次傳送4位

?最大尋址640

字節(jié)內(nèi)存

A

座I10微米：每條導(dǎo)線或是每個晶體管間的距離

Intel8008

1972年

?200KHz

?3500個晶體管

?6微米工藝

?每次傳送8位

?最大尋址

16KB內(nèi)存

Intel80386

1985年

?12.5-33MHZ

?27.5萬個晶體管

?每次傳送32位

?最大尋址4G內(nèi).

存

lntel80386,Intel第一代32位CPU

(uu?OKt&cui*2ml-3auam.

Intel80486

1989年

?25-50MHz

?120萬個晶體管

?每次傳送32位

Pentium

1993年

?60-200MHZ

?320萬個晶體管

?0.8>0,6、0.35

微米工藝

IntelCeleron

1998年

?266-300MHZ

?750萬個晶體管

?0.25微米工藝

IntelPentiumlll

1999年

?450MHz以上

?千萬個晶體管

?025、0J8微

米工藝

Intel

PentiumIV_423

2000年一

14GHz以上

?4.2千萬個晶體管

?0,18>0.13微普

工藝

IntelCore2DuoCode

Databus64bits

Addressbus64(actual36)bits

Maximummemory64GB

Clockfrequency1.8-3GHz

FSB800-1066-1333MHz

Fabricationprocess65n

Numberoftransistors

?IntelCore\7

三個版本：

2.66GHz的i7-920$284

2.93GHz的i7-940$562

3.20GHz的i7-965$999

'urrcntduteIsTur1-61T'

ad^tet

Inr:fiittineK7X8：Z7.13

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WILL

卜山；

AMD的首款處理器于1982年開始銷

售，因為是技術(shù)授權(quán)設(shè)計而來的處理

器，AMD8086（與8088）和Intel型

號一模一樣。

?Am286：授權(quán)制造，但速度更快

CurrentduteIsTur!-01-1980

Enternowdute

Currenttineis7：48：Z7.13

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1File”)

Intel的286最高只到12.5MHz,AMD則曾

銷售過20MHz版本。由于286比386更經(jīng)

濟實惠（后者的創(chuàng)新技術(shù)在開頭數(shù)年并未被

善用），AMD在20多年前已是超值之選。

?Am386：40-MHz的386

目「Reuers止不Hg亍春看世旭二REA哽強

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Mcuwent

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ExectAve

一如前身，該型號和Intel版本完全相同。

它比Intel型號來得快一40MHz,Intel33MHz

?Am486：最后兼容品

ProgemMwger

picQptloneWindowHelp

□芻

FieCenbciFwiPMMJQJMSQOS

IPtOBCS

FileM“er?[C:\WIIMinesweeper

■pieQlskIrcc)

OptionsToofaWlndi

C477MBhoe.498MBtotal

AMD生產(chǎn)兩種版本的486——款是采

Intel微碼，另一款采AMD微碼。

■K5：AMD的自家設(shè)計處理器

AMD于1996年推出第五代處理器K5o

時脈100MHz的K5會標為PR133,

代表AMD認為它的效能等于一顆133

MHzPentiumo

?K6：AMD延伸戰(zhàn)場

AMD于1997推出另一款新處理器：K6o

在1998年，AMD發(fā)表K6-2。

在1999年推出K6的第三版本K6-lllo

■K7/Athlon

AMD于1999年推出其第七代處理器K7-Athlono

順便一提的是，AMD是第一家發(fā)表與銷售1GHz

處理器的廠商(Athlon),比Intel的1GHz

PentiumIII早亍兩天。A

?AMD改良Athlon：ThunderbirdsXP

?AMD口

MA

A5

LS

AE

YM

SB

IL

AE

D

Z

lstart

AMD在K7架構(gòu)基礎(chǔ)上增加頻率與使用

較細制程的方式小幅改良。

AthlonXP與后續(xù)的型號使用PR值，而

非依時脈頻率來命名。

AMD移轉(zhuǎn)為64位

Administrator

AMDaftfff

WlmiowtServerXtMIXfntrn4ro^MuM?<i

tvJMUnUM

K8是兼容64位尋址的第一款x86處理

器，此架構(gòu)擁有諸如整合內(nèi)存控制器等

其它優(yōu)勢。

64X2：AMD的雙核

AMD在2005年變更架構(gòu)以提供K8

的雙核版本；Athlon64X2就此誕生。

?Phenom：K10與四核

AMD于2007年推出K10,以Phenom的名稱銷售。

三核PhenomX3基本上是第四核瑕疵或

關(guān)閉的一顆PhenomX4。

?在舊金山的國際固態(tài)電路會議ISSCC2009上，Intel不

但宣布了八核心服務(wù)器處理器aNehalem-EX55,還首

次介紹了下一代32rlmWestmere家族，其中就提到了

首款六核心桌面處理器“Gulftown”o

Nehalem

?繼Intel發(fā)布8核心Nehalem架構(gòu)Xeons之后，AMD首次

演示了其6核心的Opteron處理器，核心代號為

Istanbul（伊斯出希爾，土耳其西北部港市）。

新型材料技術(shù)的應(yīng)用

“應(yīng)變硅”(StrainedSilicon),

字面上意思是“受到應(yīng)力的硅”。

該技術(shù)的原理是將硅的晶體拉伸，

這樣沿拉伸方向電子的遷移率就會

提升，導(dǎo)致電阻減小。在MOS管

的柵極下溝道處的硅做成拉伸的

“應(yīng)變硅"，當(dāng)MOS管打開的時

候電流就會更順利地沿著拉伸方向

"Strained"silicon

在源極和漏極之間流動，速度也能

更快。

簡單說，如果能夠迫使硅原子的間距加

大，就可以減小電子通行所受到的阻礙,

也就相當(dāng)于減小了電阻，這樣一來發(fā)熱

量和能耗都會降低，而運行速度則得以

提升。

-i

Silicon

germanium

超級計算機

?Roadrunner系統(tǒng)是由美國舊M公司設(shè)計并制造、部署

在著名的美國能源部洛斯阿拉莫斯國家實驗室（Los

AlamosNationalLaboratory,LANL）,是是世界上

首臺跨入petaflop/sUnpack門檻的超或計算機，從而

宣告HPC領(lǐng)域邁入了每秒千萬億次時代！

12960顆PowerXCell

8i3.2Ghz處理器和

6948顆AMDDual-cor

Opteron（皓龍）1.8

GHz處理器，98TB的

內(nèi)存，峰值運算運算能

力高達1.456Petaflop

（1456萬億次/秒）

Roadrunner

?操作系統(tǒng)：RedHat的開源Linux軟件。

?世界領(lǐng)先的能源效率：每瓦電能可完成4.37億次

計算，系統(tǒng)整體電耗0?248萬千瓦。

?2002年開始研發(fā)，2006年開始進入聯(lián)機階段，

2008年完成整個主體系統(tǒng)的實施，系統(tǒng)的優(yōu)化和

完善則將持續(xù)到2010年。

?主要用于美國國家核安全局(NationalNuclear

SecurityAdministration9NNSA),用來確保

美國核武器儲備的持續(xù)發(fā)展、安全和可靠性，包

括模擬核爆炸后零點幾秒的行為狀態(tài)。此外，

Roadrunner還將于航天、能源、人類基因、納

米和氣候方面的研究。Jfl

D

RankSiteComputer/YearVendorCoresRfnax"peakPower

Roadrunner-BladeCenterQS22/LS21

DOE/NNSA/LANLCluster.PowerXCell8i3.2Ghz/OpteronDC

11296001105.001456.702483.47

UnitedStates18GHz.VoltaireInfimband/2008

IBM

OakRidgeNationalLaboratoryJaguar-CrayXT5QC23GHz,2008

21501521059.001381.406950.60

UnitedStatesCrayInc.

NASA/AmesResearchPleiades-SGIAltixICE8200EXXeonQC

3Center/NAS3.0/2.66GHz/200851200487.01608.832090.00

UnitedStatesSGI

BlueGene/L-eSen/erBlueGeneSolution/

DOE/NNSA/LLNL

42007212992478.20596.382329.60

UnitedStates

IBM

ArgonneNationalLaboratoryBlueGene/PSolution/2007

5163840450.30557.061260.00

UnitedStatesIBM

TexasAdvancedComputingRanger-SunBladex6420,OpteronQC23

6Center/Unrv.ofTexasGhz,Infiniband/200862976433.20579.382000.00

UnitedStatesSunMicrosystems

Franklin-CrayXT4QuadCore2.3GHz/

NERSC/LBNL

7200838642266.30355.511150.00

UnitedStates

CrayInc.

OakRidgeNationalLaboratoryJaguar-CrayXT4QuadCore2.1GHz/2008

830976205.00260.201580.71

UnitedStatesCrayInc.

NNSA/SandiaNationalRedStorm-Sandia/CrayRedStorm,XT3/4.

9Laboratories24/22GHzdual/quadcore/200838208204.20284.002506.00

UnitedStatesCrayInc.

Dawning5000A-Dawning5000A,QC

ShanghaiSupercomputerCenterOpteron1.9Ghz,Infiniband,WindowsHPC

1030720180.60233.47

China2008/2008

Dawning

曙光5000A超級計算機

J/

共用7680個四核AMDBarcelona（主頻1.9GHz）

處理器有30720顆計算核心廣

122.88TB內(nèi)存,700TB數(shù)據(jù)存儲能力I

微軟WindowsHPCServer2008操作系統(tǒng)Li

峰值速度23347萬億次

曙光5000一天完成的工作量，相當(dāng)于全中國所有

人每天24小時、每年365天利用手持計算機不停,

*

超級計算機有多快

?如果把普通計算

機的運算速度比

喻成人走路的速

度，那么超級計

算機就達到了火

箭的速度。

I?'tMBflfMM?IM

l!F（rmHopt）OpwWWMRAC*Hr>

龍芯

00DS0N-2B

-

MZD110-

龍芯2號是國家

“863”重點項目“高

-

性能通用CPU芯片全-

定制實現(xiàn)及系統(tǒng)集成”

和中國科學(xué)院知識創(chuàng)

新工程重大項目“高

性能通用CPU芯片研

制”的重大成果，是

我國第一款自主研發(fā)

的64位高性能通用處

理器芯片。

龍芯2F

?龍芯2F高性能通用CPU芯片在單處理器設(shè)

計方面已到達國際先進水平，是具有自主

知識產(chǎn)權(quán)的CPU芯片。龍芯2F通用64位處

理器是祖國大陸地區(qū)第一個采用90納米設(shè)

計技術(shù)的處理器。該處理器最高主頻達到

1.0GHZ,峰值運算速度達到每秒40億次雙

精度浮點運算。

首家龍芯產(chǎn)品專賣店于2009年

1月8日上午10點在北京中關(guān)村

正式開業(yè)。

^

E

■一

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二

.，

英特爾32nm工

1-2-1計算機中的數(shù)制

數(shù)字計算機中的一切信息(包含數(shù))都是

用二進制表示的。但為閱讀和書寫方便，常將

二進制數(shù)用十六進制(Hexadecimal)表達。

早期用的八進制，現(xiàn)已不用。

001111000001.10100100B

3C1,A4H

數(shù)制對照表

1-2-2各種數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

1.二進制Binary_十進制Decimal

321

(1101.101)2=1X2+1X2+OX2+1X2°

+1*2-1+0*2-2+1*2-3

=(13.625)10

2.十六進制Hexadecimal-十進制

Decimal

(64.C)16=6X161+4X16°

+12X16-1

=(100.75)10

3.十進缶!|Decimal一二進制Binary

例：(11226)10=(?)2

整數(shù)部份小數(shù)部份

除2取余，直至商為0乘2取整，直至小數(shù)部份為0

112/2=56余數(shù)0(LSB)或達到要求精度

56/2=28??????0

28/2=14??????00,26X2=0.52整數(shù)0(MSB)

14/2=7……00.52X2=1.04…1

7/2=3……10.04X2=0.08...0

3/2=1??????10,08X2=0.16,??0(LSB)

1/2=0??????1(MSB))

A(112.26)1O=(111OOOO.O1)2

4,十進制Decimal_十六進制Hexadecimal

例：(301.6875)⑺16

整數(shù)部分

除16取余，直至商為0

301/16=18.,.余數(shù)13=D(LSB)

18/16=12

1/16=01(MSB)

小數(shù)部分

乘16取整，直至小數(shù)部份為0

0.6875X16=11.00.,,整數(shù)11=B(MSB)

:.(301.6875)10=(12D.B)16=12D.BH

☆先將十進制轉(zhuǎn)換成二進制，再將二進制/

轉(zhuǎn)換成十六進制較方便：D-B-H■

1.2.3計算機中的二進制數(shù)表示

?1、定點小數(shù)（以8位二進制為例）：

無符號

有符號

1.2.3計算機中的二進制數(shù)表示

?2、整數(shù)（以8位二進制為例）：

?無符號數(shù)

?有符號數(shù)

1.2.3計算機中的二進制數(shù)表示

?3、浮點數(shù):

尾數(shù)部分（定點小數(shù)）

階碼部分（定點整數(shù)）

尾符Ms階符Es階碼E尾數(shù)M

1.2.4二進制編碼

字符和十進制數(shù)都要表示為若干位二進制碼

的組合（二進制編碼）。

數(shù)字：0?9

字母:A?Z,a?z

專用符號：+廣,*,/,%,&,八,$,#,@,!,>?”,：……

控制字符：CR（回車）、LF（換行）、SP（空格）

所有這些信息均以二進制碼表示O

1、二進制編碼的十進制數(shù)

BCD(Binary-Coded-Decimal)

常用8421BCD碼。

十功擻8421碼余3代碼

0|00000011f

100010100

200100101

300110110

401000111

501011000

601101001

701111010

810001011

910011100

1010?1111在8421碼中是非法的。

BCD碼與十進制間的轉(zhuǎn)換(8421碼)：

(904.72)io=(100100000100.01110010)BCD

8421碼和余3代碼

08421仍余3代碼

100000011

200010100

300100101

400110110

501000111

601011000

701101001

801111010

910001011

10011100

CD碼在計算機中的存貯方式：

壓縮型BCD碼：一個字節(jié)存放兩個BCD碼

1iOiOJ01011

(1OO1OO11)BCD=(93)1O

非壓縮型BCD碼：每個字節(jié)只存放一個

CD碼，高4位為0。

010叫0回0網(wǎng)1低地址

o|o|o|oh|o|o|l高地址“低——低”

2、字符的編碼

當(dāng)前廣泛采用ASCH碼(American

StandardCodeForInformationInterchange)作

為各種字符的編碼系統(tǒng)。

每個ASCH碼為7位，最高位D7恒為0(在通

信中常用D7作為奇偶校驗位)。

數(shù)字0?930H-39H

大寫字母A?Z41H?5AHASCII碼表

母a?z61H?7AH

1-3無符號二進制數(shù)的

算術(shù)和邏輯運算

1-3-1二進制數(shù)的算術(shù)運算

?算術(shù)運算：力口、減、乘、除

?微機中通常只有做加法的硬件電路。

其它三種算術(shù)運算均是通過加法電路

完成的。

1-3-2無符號數(shù)的表示范圍

1.n位無符號二進制數(shù)x的表示范圍

0<x<2n-1

如：n=OOH?FFH(O?255)

2.無符號二進制數(shù)運算結(jié)果是否正確的判斷

10110111183

+01001101+77

進位一A100000100160

無符號二進制數(shù)相加（或相減）時，若有進位

（或借位），則說明其結(jié)果超出可表示的范圍,

其結(jié)果是錯誤的。但在紙面上作加法運算時.

不受位數(shù)限制，計及進位，則結(jié)果是正確硬

1-3-3二進制數(shù)的邏輯運算

算術(shù)運算是將一個n位的二進制數(shù)作為一

個整體來對待，而邏輯運算則是對二進制數(shù)逐

位進行操作，故無進/借位。

1.“與”運算

01101011通常用于清除某些位或

A11110000

01100000保留某些位

2、“或”運算01101011

V00001111

01101111

可用于使某些位置“1”。

3、“非”運算

01101001=10010110用于取反

4、“異或”運算兩位相同為“0”，

兩位不同為“1”。

01101011

十11110000可用于寄存器清零

10011011

XORAL,AL

XORAX,AX

1-3-4基本邏輯門及常用邏輯部件

1、與門(ANDgate)

AA

-

B-B

e-e

2、或門（ORgate）

A

BA-I

CY=A+B+CB->1-Y=A+B+C

c-__

3、非門(NOTgate)

ATY=AA5Y=A

4、與非門（NANDgate)

A—A—

B-Y=A*B*CB-Y=A*B*C

c-c-

或非門(NORgate)

A

B

C

、譯碼器

不同的地址信號通過譯碼器轉(zhuǎn)換為對某一芯片的片選信號O

☆表18138譯碼器功能表

使能端輸入端輸出端

GY0匕

GG2AG2RCBA丫7丫6丫5丫4丫3丫2Y1Yo

G-_10000011111110

Y2

-_10000111111101

GV3_

cV4_10001011111011

Y510001111110111

B_

Y_610010011101111

A

Y710010111011111

10011010111112

100111011111

非上述情況XXXFT)

1.4有符號二進制數(shù)的表示及運算

數(shù)字計算機中，一切信息都只能用o和1來表示,

包括數(shù)的正、負號，而不能用或表示。

無符號數(shù)的最高位為數(shù)值位（而非符號位）；

有符號數(shù)的最高位為符號位（而非數(shù)值位）；

0—正數(shù)

例:1一負數(shù)

r=+147（若視為無符號數(shù)）

(10010011)2

L=-109（若視為用補碼表示的

有符號數(shù)）

1.4.1有符號數(shù)的表示方法

機器數(shù)：符號數(shù)值化了的數(shù)

真值：機器數(shù)所表示的實際數(shù)值

帶符號數(shù)在機器內(nèi)的三種表示方法:

①、原碼

0—正數(shù)

符號位;數(shù)值部分為真值的絕對值

1一負數(shù)

符號位數(shù)值部分

例：

X=(+91)io岡原=(01011011)2

X=(-91)io[x]^=(11011011)2

X=(+0)10岡原=(00000000)

=

X(-0)10岡原=(10000000)

,值。有兩個編碼值，不利運算，不采用。

②、反碼

正數(shù)的反碼與其原碼相同。

負數(shù)的反碼等于相應(yīng)的正數(shù)逐位（包括符號位）取反。

例：X=(+5)io[x]反=(00000101)2

I取

反

X=(-5)io[x]反=(11111010)2

X=(+0)10[x]反=(00000000)2

X=(-0)10[X]反=(11111111)2

缺點：數(shù)值0有兩個編碼值，不利運算，不采用。

③、補碼

正數(shù)的補碼與其原碼相同。

負數(shù)的補碼等于相應(yīng)的正數(shù)逐位（包括符號位）取

反，最末位加工。

例1：X=(+4)io[x]補=(0100)2

真值求機器數(shù)

例2：X=(-4)io求區(qū)補=?(取4位二進制數(shù))

取反+1

+4—0100—1011—1100一(-4)1。=(1100)2

-00000100^11111011^11111100-(-4)io=

(11111100)2

結(jié)論：當(dāng)將用補碼表示的

n位負數(shù)擴展成NOn)

位同值負數(shù)時，只需要在

其前面添加個"廿即

可。

1.4.2補碼與之間的轉(zhuǎn)換

逐位(包括符號位)取反后，最末位加工，

便是其絕對值。

11110101—00001010—00001011-(-11)10

11111111—00000000—00000001一(-1)10

10000000—01111111—10000000一(-128)10

1.4.3補碼的優(yōu)點:

1、在補碼表示法中,o的表示法是唯一的。

X=(+0)10岡補=(00000000)2

X=(-0)10岡補=(00000000)2

;11111111

自然丟失（進位）

勺00000001

1:00000000

I-8位一A

2、采用補碼,減法可化成加法運算，即:

[x-y]#=[x]補一[y]補

例1：54-12=42甘甘汁一的

按減法運算

00110110

-00001100

OO1O1O1O=(42)1o

利用補碼運算：54-12=54+(-12)=42

Y=12[-y]#=[-12]#

00001100—11110011—11110100

自然丟失00110110

(進位)+11110100《

1OO1O1O1O=(42)1o

注意：微機中凡帶符號

數(shù)均采用補碼表示，運

算結(jié)果也用補碼表示

144,帶符號數(shù)運算時的溢出問題

1、帶符號數(shù)的表示范圍

-2n'1<Xx：用補碼表示的n位

--''帶符號二進制數(shù)

n=8-128<x<+127

n=16-32768<x<+32767

帶符號數(shù)運算結(jié)果若超出上述范圍，稱溢出

溢出必然導(dǎo)致運算結(jié)果出錯。

2、帶符號數(shù)運算時溢出的判斷

溢出只能發(fā)生在兩個同符號數(shù)相加或兩個異符號數(shù)相減時。

溢出判據(jù)：Cn-1十Cn-2=1,即Cn-1與Cn-2不同

Cn-1:最高位向前的進位

Cn.2：次高位向前的進位

例1:(+72)+(+98)=+170

(+72)io=(01001000)2

(+98)io=(01100010)2

01001000

+01100010

10101010=(-86)10

分析：n=8

72+98=170>127溢出，故運算結(jié)果出錯

Cn-1:最高位向前的進位

Cn.2：次高位向前的進位

在例1中：C7=0,C6=1,C7?C6=0?1=1

01001000

例2：(-83)+(-80)=-163

(-83)io=(10101101)2(-80)io=(10110000)2

自然丟失10101101

（進位）+10110000

1O1O111O1=(+93)1o

分析：n=8

(-83)+(-80)=-163<-128

溢出，故運算結(jié)果出錯

10101101

C7=1,C6=0,C7十C6=1十0=1+10110000

故溢出101011101=(+93)10

以上是兩個同號數(shù)相加，當(dāng)結(jié)果超出表示范

圍時造成的溢出；同樣，當(dāng)兩個異號數(shù)相減時，若

結(jié)果超出亙表示的范圍時也會因溢出而出錯。

結(jié)論一：溢出與進位是兩個不同的概念，兩者不相關(guān)。

例：設(shè)n=3,則補碼的表示范圍為?4?+3

①偽20103011

2010U+2010

+1001③111

3011410021010

C2十Ci=0十0=0C2十Cl=0十1=1C2?Cl=1?1=0Cy

無進位，無溢出無進位，有溢出有進位，無溢出

④-2110

+-3101

-51011

Cz十Ci=1十0=1Cy

有進位，有溢出

結(jié)論二：不論無符號數(shù)還是有符號數(shù)，運算結(jié)

果若超出其可表示的范圍，則結(jié)果出錯。

⑴無符號數(shù)運算結(jié)果若有進位（相加時）或

借位（相減時），即C/=1,則結(jié)果出錯。

1.1.3微機系統(tǒng)的構(gòu)成

微型計算機系統(tǒng)的組成。

微機硬件系統(tǒng)組成

〃，一〃廄〃〃而

I/O接口外設(shè)

單

AB)向

地址總線(AddressBus,

單

cB)向

控制總線

雙

(ControlBus,DB)向

數(shù)據(jù)總線(DataBus,

㈠、CPU：核心器件起運算與控制作用

每種CPU有各自特有的指令集(InstructionSet)

CPU由三部份組成：

①算術(shù)邏輯單元ALU(ArithmeticlogicUnit)又稱運算器

以加法器為基礎(chǔ)，輔以其它邏輯電路完成加、減、乘、

除和各種邏輯運算；高級的ALU還可以完成浮點運算。

②控制器

/、指令寄存器IR(InstructionRegister)

指令寄存器IR用來存放從存儲器取出的將要

執(zhí)行的指令(實為其操作碼)。

II、指令譯碼器ID(InstructionDecoder)

指令譯碼器ID用來對指令寄存器IR中的指令

進行譯碼，以確定該指令應(yīng)執(zhí)行什么操作。

7Z7>可編程邏輯陣列PLA(ProgrammableLogic

Array)(也稱為定時與控制電路)

可編程邏輯陣列用來產(chǎn)生取指令和執(zhí)行指令

所需的各種微操作控制信號。由于每條指令所

行的具體操作不同，所以，每條指令將對應(yīng)控

信號的某一種組合,以確定相應(yīng)的操作序列。Id

I/O接口

③寄存器組(RegisterSet)

CPU內(nèi)部的存貯單元稱為寄存器。各有自己特定的名

稱。

寄了通用寄存器：由程序員規(guī)定其用途

存

器1專用寄存器：其用途是固定專用的。

如：堆棧指針、標志寄存器等。

CPU訪問寄存器比訪問存貯器要方便省時o

㈡、存貯器（Memory）內(nèi)存?外存?

內(nèi)存又稱主存，屬于半導(dǎo)體存貯器。

1.內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容

現(xiàn)代微機中：每個字節(jié)稱為一個內(nèi)存單元

每個內(nèi)存單元都有一個地址，稱內(nèi)存地址

微機內(nèi)存容量是指內(nèi)存的字節(jié)數(shù)。

多字節(jié)數(shù)據(jù)將占用多個連續(xù)的字節(jié)。在Intel系列

中，規(guī)定其最低字節(jié)存放在所占諸地址的最低端,

并以最低端地址作為該多字節(jié)數(shù)據(jù)的地址

35000H

35001H

3CA46BCFH

35002H

35003H

包

內(nèi)存單元內(nèi)容:

操作碼、操作數(shù)或各種數(shù)據(jù)或字符的ASCH碼

地址內(nèi)容

十六進制二進制內(nèi)存數(shù)據(jù)代表含義

00H0000000010110000MOVAL,n

01H0000000100000111n=7

02H0000001000000100ADDAL,n

03H0000001100001010N=10

04H0000010111110100HLT.

■■■■■

■■■■■I■

圖1:存貯器讀操作過程

①地址

0000010010010111

地

?

?

址?

譯04

10010111

碼?

?

?

器

FF

I

②讀一n控制

圖2：存貯器寫操作過程

①

00001000

地

址

譯

碼

AB

器

②寫一控制

——--

3.內(nèi)存分類

?隨機存取存貯器RAM(RandomAccessMemory)

?只讀存貯器ROM(ReadOnlyMemory)

㈢、I/O設(shè)備與I/O接口

?輸入設(shè)備：鍵盤、掃描儀、鼠標、光筆……

?輸出設(shè)備：顯示器、打印機、繪圖儀、

X—Y座標儀……

?輸入/輸出設(shè)備：磁帶、磁盤……

I/O設(shè)備的工作速度通常低于CPU,而且兩

者的數(shù)據(jù)格式也不相同，因此兩者間的連接及信

息交換均不能直接進行，必須通過I/O接口，又稱

I/O適配器(I/OAdapter)。

㈣、總線（Bus）

總線：在計算機各部件間傳遞地址、數(shù)據(jù)和

：用于傳輸指令或數(shù)據(jù)據(jù)信息，雙向。

：用于傳遞由CPU發(fā)出的地址信息，單向。

：用于傳送控制信號、時序信號或狀態(tài)信息，單向。

ROMI/O接口

AB)單向

地址總線（AddressBus,

cB)單向

控制總線（

ControlBus,DB)雙向

數(shù)據(jù)總線（DataBus,

某些控制總線是由CPU輸出的（如：RD、WR……）；

另一些則是輸入CPU的（如INTR、RESET……）。

故任何一根具體的控制總線都是單向的，但全部控制總

線作為一個整體則是“雙向”的。

㈤、軟件系統(tǒng)

計算機軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。計

算機軟件泛指任何類型的計算機程序，從操作

系統(tǒng)，到實用程序、應(yīng)用程序、存放在只讀存

儲器(ROM)上的程序等等。

系統(tǒng)軟件是用于計算機的管理、維護、控制

以及計算機程序的翻譯、裝入、編輯和運行的程

序。包括操作系統(tǒng)(OS)和系統(tǒng)實用程序。

應(yīng)用軟件是軟件開發(fā)人員利用系統(tǒng)軟件編

制的用來解決某一具體問題的程序，以滿冷應(yīng)

算機用戶各方面的應(yīng)用需要的軟件。[iiu

第一章結(jié)束

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