第一章 微型计算机基础第一节 微型计算机的组成第二节 微型计算机的硬件结构第三节 微型计算机中的先进计算机技术 第四节 微型计算机的主要性能指标及典型微型计算机 第一章 微型计算机基础第一节 微型计算机的组成一、微型计算机系统的组成硬件和软件两大部分组成第一章 微型计算机基础 第一节 微型计算机的组成二、微型计算机的硬件组成第一章 微型计算机基础 第一节 微型计算机的组成二、微型计算机的硬件组成运算器输出设备控制器输入设备存储器指令流控制命令数据流1.存储器 存储器是计算机中存储程序和数据的部件。计算机的 存储器分为两大部分，一部分为内部存储器或主存储器， 简称内存或主存；另一部分为外部存储器或辅助存储器， 简称外存或辅存。 存储容量 描述存储器存储二进制信息量多少的指标。存储二进制信息的基本单位是位（bit，b）。一般把8个二进制位组成的通用基本单元叫作字节（Byte，B）。微型计算机中通常以字节为单位表示存储容量。 1024B为1KB 1024KB为1MB 1024MB为1GB 1024GB为1TB 1.存储器 存储速度 描述存储器工作快慢程度的指标，它指信息存入存储器和从存储器中取出所需要的时间。 存储的类型 半导体存储器 磁记录存储器 光盘存储器 2.微处理器 微处理器是微型计算机的运算和控制指挥中心。不同 的微处理器，其性能有所不同，但基本组成是相同的，由 运算器、控制器和寄存器阵列三个主要部件组成。 2.微处理器 运算器 执行算术运算和逻辑运算的部件，由累加器（Accumulator，A）、暂存器（Temporary，TMP）、算术逻 辑单元（Arithmatic Logic Unit，ALU）、标志寄存器（Flag Registers，F）和一些逻辑电路组成。2.微处理器 运算器 标志寄存器CF进位标志 CF=1 运算时产生了进/借位 0 运算时无进/借位 ZF零标志 ZF=1 运算结果为0 0 运算结果非零 SF符号标志 SF=1 运算结果为负 0 运算结果为正 AF辅助进位标志 AF=0 运算时无辅助进/借位 1 运算时有辅助进/借位 PF奇偶标志 PF=1 运算结果中“1”的个数为偶数 0 运算结果中“1”的个数为奇数 OF溢出标志 OF=1 有溢出 0 无溢出2.微处理器 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（Instruction Register，IR）、指令译码器（Instruction Decoder，ID ）和定时控制电路（Timing and Control）等组成。程序指令1指令2指令3指令4指令n 取指令指令译码取操作数执行指令存结果指令周期操作码 操作数执行2.微处理器 寄存器阵列 寄存器阵列主要包含两类寄存器，一是通用寄存器，供用户使用；二是一些用途固定的专用寄存器，如程序计数器 、堆栈指示器。程序计数器PC 用于存放下一条要执行的指令在存储器中存放 的地址。 2.微处理器 寄存器阵列 堆栈和堆栈指示器SP堆栈是一块设在内存中按先进后出（First In Last Out，FILO）原则组织的存储区域，用于存放数据。数据存入栈区称 为压入（PUSH），从栈区中取出数据称为弹出（POP）。 堆栈指示器SP用于指示当前栈顶元素 所在的位置，无论是 压栈还是弹栈总是在 栈顶进行的。随着对 堆栈的压入和弹出操 作，SP的值会自动变化。NN-1N-K+1N-K堆栈区 （K个单元）SP数据存放方式 为先进后出 (FILO)3.输入输出设备 三、微型计算机的软件组成计算机的软件包含系统软件和应用软件两部分。系统软件应用软件操作系统系统应用软件存储器管理 进程管理 设备管理 文件管理 用户界面GUI网络软件 编译系统 系统维护程序 工具软件 系统增强软件办公 数据库 图形图像 游戏 娱乐 第二节 微型计算机的硬件结构一、硬件结构微型计算机在硬件上普遍采用总线结构，总线结构使系统构成方便，并具有很好的可维护性和可扩展性。 存 储 器I/O 接 口输 入 设 备I/O 接 口地址总线 AB输 出 设 备C P U数据总线 DB控制总线 CBI/O 接 口第二节 微型计算机的硬件结构二、总线所谓总线，就是一组用于信息公共传输的信号线，连 在总线上的所有部件均能使用的公共线路，但使用必须是 分时的。按传输信息方向，总线分为只能单方向传输信息 的单向总线和可以双向传送信息的双向总线。按传输信息 类别，总线分为传输数据信息的数据总线（Data Bus ,DB ）、传输地址信息的地址总线（Address Bus ，AB ）和传 输控制信息的控制总线（Control Bus, CB）。第二节 微型计算机的硬件结构三、 数据总线、地址总线、控制总线因为数据传输是双向的，故DB是双向总线。DB的位数越宽，一次数据传输的信息量就越大，8位DB一次只能传输1个字节的数据信息，而64位DB则一次可以传输8个字节的数据信息。数据总线DB第二节 微型计算机的硬件结构三、 数据总线、地址总线、控制总线因为地址信息总是由微处理器发出，寻址存储器或外设，故AB为单向总线。AB的位数越宽，寻址的空间就越大。8位微处理器的地址总线为16位，即有AB15AB0 16条地址线，寻址范围为216=64KB；目前生产的微处理器寻址范围已达到64GB。地址总线AB第二节 微型计算机的硬件结构三、 数据总线、地址总线、控制总线CB包括微处理器向存储器发送的读选通信号RD、写选通信号WR，以及外设向微处理器发送的中断请求信号NMI、INTR等。控制总线的各位作用不同，且一般都是单向的。控制总线CB第三节 微型计算机中的先进计算机技术一、中断技术计算机暂停（或称为挂起）正在执行的程序转去处理随机事件，随机事件处理完毕后，再恢复执行原来的 程序的过程称为中断。 二、流水线技术流水线（Pipeline）技术是一种将一条指令的执行过程分解为多个步骤，并让几条指令的不同步骤操作在 时间上重叠，从而实现几条指令并行处理，提高程序运 行速度的技术。每一个步骤均由一个独立的电路来完成 ，若干个完成不同操作步骤的电路组成了指令流水线。第三节 微型计算机中的先进计算机技术三、乱序执行技术所谓乱序执行（Out of Order Execution）技术就是允许指令按照不同于程序中指定的顺序发送给执行部件 ，从而加速程序执行过程的一种新技术。它本质上是按数 据流驱动原理工作的（传统的计算机都是按指令流驱动原 理工作的），根据操作数是否准备好来决定一条指令是否 立即执行。四、推测执行技术推测执行技术（或称为预测执行技术）是为了充分发挥流水线与并行执行技术和分支超顺序执行技术而采取的 一种先进计算机技术。第三节 微型计算机中的先进计算机技术五、高速缓冲存储器技术在32位微机中，为了加快处理速度，在CPU与主存储器之间增设了一级或两级高速小容量存储器，称之为高速缓冲存储器（Cache）。六、虚拟存储器技术虚拟存储器技术是一种通过硬件和软件结合扩大用户可用存储空间的技术。它在内存储器和外存储器（软盘、硬盘或光盘）之间增加一些的硬件和软件，使两者形成一个有机整体。第四节 微型计算机的主要性能指标及典型微型计算机 一、主要性能指标字长运算速度指计算机内部一次可以处理的二进制数码的位 数。 计算机的运算速度一般用每秒钟所能执行的指令条数来表示(IPS)。由于不同类型的指令的执行时间不同，因而运算速度的计算方法也不同， 第四节 微型计算机的主要性能指标及典型微型计算机 一、主要性能指标存储容量外设扩展能力软件配置指微型计算机配接各种外部设备的可能性、灵活性和适应性。 软件是计算机的重要组成部分，它配置是否齐全，直接关系到计算机性能的好坏和效率的高低。 第四节 微型计算机的主要性能指标及典型微型计算机 二、PC系列微机简介 （教材P15P17 自学）三、PC486硬件特点 （教材P17P21 自学）四、PC Pentium的硬件特点 （教材P21P22 自学）