第一章 帶你探尋微機系統奇經八脈!

2021-08-16 14:12:36 字數 3022 閱讀 8789

計算機發展概況

微型計算機系統組成

微型計算機硬體系統

計算機軟體系統

計算機工作過程

課後題解答

1,自2023年世界上第一台電子計算機eniac問世以來,計算機發展經歷了四代:

2,微型計算機屬於***計算機,由微處理器、儲存器和i/o介面電路組成。微處理器是微型計算機的核心,它是將季孫繼中的運算器和控制器整合在一塊矽片上製成的積體電路晶元,也成為**處理單元。

微型計算機每2-4年更新一代,到目前已經發展到了第五代:

三個重要概念:

1,基於匯流排結構

1) 馮諾依曼思想

如今計算機仍沿用2023年馮諾依曼首先提出的體系結構。其設計思想為:

a,以二進位制形式表示指令和資料(資訊形式:二進位制數)

b,程式和資料實現存放在儲存器中,計算機在工作時能夠告訴地從儲存器中取出指令加以執行。(資料儲存與程式控制)

c,由運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置五大部件組成計算機硬體系統(系統組成:五大部件)

2)匯流排結構

a,定義(什麼是匯流排結構):

所謂「匯流排」,是指計算機中各功能部件間傳送資訊的公共通道。

b,作用;

匯流排將微處理器、儲存器以及i/o介面電路等連線起來。

c,分類及各自功能:

根據所傳送資訊內容的不同,可分為:

資料匯流排(db,data bus):從儲存器取指令或讀寫運算元,對i/o埠進行讀寫操作時,指令碼或操作資訊通過資料匯流排送往cpu或由cpu送出。db是雙向匯流排。

控制匯流排(cb,control bus):各種控制或狀態資訊通過控制匯流排由cpu送往有關部件,或者從有關部件送完cpu。cb整體的方向是雙向的,但其中每根線的方向是一定的。

d,優點:

採用匯流排結構,系統各部件均掛在匯流排上,可使微機系統的結構簡單、易於維護、並具有更好的可擴充套件性。乙個部件只要符合匯流排標準就可以直接插入系統,為使用者對系統功能的擴充或公升級提供了很大的靈活性。

2,微處理器

微型處理器由運算器、控制器、和內部暫存器三部分組成。

1)模型圖

2)各部件介紹:

a,運算器

運算器又稱為算術邏輯單元(alu,arithmetic logic unit)。用來進行算術或邏輯運算以及移位迴圈等操作。參與運算的兩個運算元乙個來自累加器,另乙個來自於內部的資料匯流排,可以是資料緩衝暫存器(dr)中的內容,也可以是暫存器陣列(ra,register array)中某個暫存器的內容。

b,控制器

控制器又稱為控制單元(control unit),是全機的指揮控制中心。它負責把指令逐條從儲存器中取出,經解碼器分析後發出取數、執行、存數等控制命令。以保證正確完成程式所要求的功能。控制器包括以下部分:

c,內部暫存器

雖然不同計算機的cpu所擁有的內部暫存器會有所不同,但一般至少有以下幾種暫存器;

3,儲存器

1)一些概念

位(bit):二進位制資訊的最小單位(0或1)

位元組(byte):由8位二進位制數組成,可以存放在乙個儲存單元中。位元組是字的基本組成單位

字(word):計算機中作為乙個整體來處理和運算的一組二進位制數,是位元組的整數倍。通常它與計算機內部的暫存器、算術邏輯單元、資料匯流排寬度相一致。每個字包括的位數稱為計算機的字長,是計算機的重要效能指標。

記憶體容量:記憶體中儲存單元的總數。通常以位元組為單位,1024(210)位元組記作1kb,220位元組記作1mb。

2)對記憶體的操作:讀和寫

讀操作是cpu將記憶體單元的內容讀入cpu內部,寫操作是cpu將其內部資訊送到記憶體單元儲存起來。

a)cpu經位址暫存器ar將要讀取單元的位址資訊10010000b(90h)經位址匯流排送到位址解碼器,然後由位址解碼器選中90h單元。

b)cpu發出「讀」控制訊號。

c)在「讀」控制訊號的作用下,將90h單元中的內容10111010b(bah)讀入位址匯流排上,然後經資料緩衝暫存器dr送入cpu中的有關部件進行處理。

a) cpu要把寫入單元的位址資訊90h經位址暫存器ar送到位址匯流排上,送到位址解碼器上,然後由位址解碼器選中儲存單元90h。

b) 待寫入的資料00000000b經資料緩衝器dr放到資料匯流排上。

c) cpu發出"寫」控制訊號。

d) 在寫控制訊號的作用下將資料0寫入90h單元。此時,90h單元中原有的資料10111010b就被00000000b所替代。

3)記憶體分類

按工作方式,記憶體可分為兩大類:隨機讀寫儲存器ram(random access memory)和唯讀儲存器rom(read only memory)。

隨機讀寫儲存器可被cpu隨機的讀寫,它用於存放將要被cpu執行的使用者程式、資料以及部分系統程式。斷電後,其中存放的所有資訊將丟失。

唯讀儲存器中的資訊只能被cpu讀取,而不能由cpu任意地寫入。斷電後,其中的資訊不會丟失。唯讀儲存器用於存放永久性的程式和資料,如系統引導程式、監控程式、作業系統中的bios等。

4,i/o介面與輸入輸出裝置所謂軟體,就是為了管理、維護計算機以及為完成使用者的某種特定任務而編寫的各種程式的總和。

微型計算機的軟體包括:系統軟體和使用者(應用)軟體。

通過在乙個8位機模型上執行乙個簡單的程式來說明。

《微型計算機原理(第二版)》 王忠民主編

微機原理第一章總結

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《推薦系統》第一章

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