Intel系列微处理器原理与接口技术ppt，包括了微型计算机基础

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微型计算机原理 及接口技术 第1章 微型计算机基础1.2 微型计算机的软件构架及基本工作过程至今各种小型计算机的软件均由微处理器、存储器、输入输出接口、输入输出设备这几部分构成，如图1-2所示。根据总线的组织形式，可把小型计算机的软件构架分为单总线结构、双总线结构和单层总线结构。 1.单总线结构2.双总线结构 3.双层总线结构1.2.1数据总线、地址总线和控制总线 数据总线 DB数据总线用于存储数据信息，是双向总线。 地址总线 AB地址总线用于传送CPU发出的地址信息，是双向总线。地址信息用于找寻存储器或外设， AB总线的位数决定了外界存储器最大的存储容量 控制总线 CB控制总线是微处理器向各组件发出的控制信息、时序信息或者内部设施发送到微处理器的请求信息的总称。控制总线中每一根线的方向都是一定的、单向的，但成为整体来看则是双向的。 1.2.2微型计算机的主要组成部分及用途 1.微处理器微处理器是微型计算机的运算和控制指挥中心，主要由运算器、控制器、寄存器组（阵列）以及内总线构成。 (1)运算器运算器是执行算术运算和逻辑运算的组件，由累加器Acc、暂存器TMP、算术逻辑单元ALU、标志寄存器FR和一些逻辑电路组成。

(2)控制器控制器是指令执行部件，包括取指令、分析指令（指令译码）和执行指令，由指令寄存器IR、指令译码器ID和操作控制电路三个部件构成。 (3)寄存器组在微处理器内部的寄存器组中，主要由通用寄存器和专用寄存器构成。 通用寄存器通用寄存器的作用是暂时储存ALU需要用到的数据，方便完成各类数据操作。 专用寄存器它们在程序的执行过程中有特殊用途，如程序计数器PC、堆栈指示器SP等。①程序计数器PC程序计数器PC用于储存下一条要执行的指令在存储器中储存的地址，通常称为PC指针。②堆栈及堆栈指示器SP堆栈一旦产生就需要遵循先进后出FILO（First In Last Out）的方法对栈区的数据进行操作。如图1-7. 2.存储器存储器是计算机中储存程序跟数据的组件。存储器的功耗通常用存储容量和存取速率来描述。如图1-8。 3.输入输出接口 该接口是CPU与内部设备之间交换信息的连接电路计算机原理教案下载，它们借助总线与CPU相连，简称I/O接口。 4.输入输出设备使用小型计算机就需要进行人机交互，将内部信息传送到小型计算机称为输入操作；将小型计算机的运行结果传送回来称为输出。能完成信息输入或输出的设备称为输入输出设备，二者也称作为内部设备。

1.2.3 微型计算机基本工作过程计算机的核心是CPU，了解CPU的工作过程针对理解计算机外部工作原理非常重要。为了方便理解，下面以建模机执行简单程序为例，说明程序的执行过程： 本段程序未放在内存指定位置，内部结构如图1-9所示： 1.3 微型计算机的运算基础 1.3.1 计算机中数的表示 1.机器数和真值在计算机中，无论数值还是符号，都是用0或1来表示。通常用最高位做符号位，0表示正数，1表示负数。 2.带符号数的表示方式 原码:在机器数中，将最高位作为符号位，其余二进制位表示该数的绝对值的表示方式叫做原码表示法。 反码:正数的补码表示与原码相同，负数的补码是将其对应的负数的大家取反，符号位为负。 补码：正数的反码表示与原码相同，负数的反码是将其对应的正数的大家取反后再加1，符号位却为负。 3.编码编码是为了在特定场合下便于使用而建立的一种数字代号。计算机中常见的编码有两种（BCD码和ASCII码），是为便于进行特定计算而建立的编码规则。 (1)二进制编码的十进制数（BCD码） 用4位二进制数表示1位十进制数的编码方式叫做BCD码。见表1-1 。在计算机里BCD码的表示方式既分为两种： 分离BCD码和组合BCD码。

分离BCD码用1个字节表示1位十进制数，低4位为BCD码，高4位补0。用这些方法表示的BCD码叫做分离BCD码，见表1-2。组合BCD码在1个字节中，用低4位表示1位BCD码，同时高4位也表示为1位BCD码，即在1个字节中同时表示两位十进制数。 (2)字母跟符号的编码（ASCII码）ASCII码表示与分离BCD表示最相近，低4位都是相同的，均用0000～1001表示0～9，差别仅在高4位，ASCII码不是0000而是0011。详见附录1-1。 1.3.2 计算机的基本运算方式计算机中CPU可直接提供的运算有算术运算跟逻辑运算。 1.补码运算及溢出判别 (1)补码的加减法运算规则若进行 X + Y运算，则运用CPU外部的加法器可直接推导得到。若进行X-Y运算，则需将其转化为X + (-Y)，此时只需将-Y转换为数组，仍能借助加法器来推动。 2.BCD码运算及十进制调整由于计算机总是将数据成为二进制数来进行运算，在运用指令进行算术运算时，是按“逢16进一”的法则进行，而日常生活中引入的十进制运算均是按“逢10进一”法则进行的，故两种计算方式中相差6。因此，需要进行 “十进制调整”。

十进制调整的规则如下： 若BCD码加法运算结果中出现无效码或发生进位，则在相应位置再加6。 若BCD码减法运算结果中出现无效码或发生借位计算机原理教案下载，则在相应位置再减6。 实际上，分离BCD码的十进制调整处理方式略有不同，在高4位上还需加F。3.逻辑运算逻辑运算是根据二进制的最小单位Bit(位)来进行的，常用的逻辑运算有，与、或、异或、非等。 (1)与运算与0相与得0，与1相与维持不变。利用与运算可以将指定位清0。 (2)或运算与1相或得1，与0相或维持不变。利用或运算可以将选定位置1。 (3)异或运算与1相异或等于取反，与0相异或保持不变。利用异或运算可以对指定位求反。 (4)非运算按位取反，利用非运算可以对所有位求反。 1.4 典型微型计算机 1.4.1 主要性能指标 1.字长字长是指计算机对外一次可传送及外部处理数据的最大二进制数码的位数。 2.运算速率计算机的运算速度通常用每秒钟所能执行的指令条数来表示。 3. 内存储器的功率内存的功耗指标主要包含存储容量和存取速率。 4.外存储器的容量外存储器容量一般是指硬盘容量（包括内置内存和移动硬盘）。 5.外设扩展能力微型计算机平台配接各式外部设备的可能性、灵活性和适应性。

6.软件配置工具是小型计算机平台的重要构成个别，微型计算机平台中硬件配置是否齐全，直接关系到计算机性能的优劣和强度的高低。1.4.2 PC系列小型计算机PC系列迷你计算机从内部看都是由主机和外设组成。 2. 常用I/O适配器 (1)显示适配器 (2)音频卡 (3)网络适配器 (4)硬盘驱动器接口 3.硬盘硬盘是是小型计算机海量存储的主要储存媒介之一 。 4.输入输出设备(1)输入设备 ①键盘 ②鼠标器 ③摄像头(2)输出设备 输出设备的作用是接收微型计算机输出的信息。 ①显示器（类型跟重要科技指标） ②打印机（类型）1.4.3 微型计算机中的主要计算机科技 1.流水线技术 2.乱序执行技术 3.推测执行技术 4.高速缓冲存储器技术 5.虚拟存储器技术 6. 基于Core微架构（Core Micro-Architecture）系列科技 1.4.4 微型计算机种类 1.按结构方式分类(1)台式计算机 (2)便携式个人计算机 (3)平板电脑 (4)单片机 2. 按微处理器的位数分类8位微型计算机、16位微型计算机、32位微型计算机和64位微型计算机等。 3. 按功能分类(1)专用机 (2)通用机 4. 按原理分类(1)模拟计算机 (2)数字计算机 (3)混合计算机 1.4.5 微型计算机的应用及演进 1.计算机应用领域 (1)科学计算（或称为数值计算） (2)检测与控制 (3)数据处理(4)计算机辅助设计 (5)人工智能(6)计算机仿真 (7)办公自动化与信息管理 2.计算机的发展态势 (1)巨型化 (2)微型化 (3)网络化 (4)智能化 第2章 Intel系列微处理器第3章 80486微处理器的指令系统第4章汇编语言程序设计第5章 存储系统6 输入/输出模式及中断系统第7章 可编程接口芯片第8章 外设接口技术第9章总线

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