微机原理知识结构（微机原理及接口技术-1）

微机原理知识结构（微机原理及接口技术-1）4 基本逻辑门及译码器3 机器数的表示及运算2 计算机中的编码、数制及其转换a 算术运算和逻辑运算b 运算中溢出

第一章

微型计算机基础概论

主要内容：

1 微机系统的组成

2 计算机中的编码、数制及其转换

a 算术运算和逻辑运算

b 运算中溢出

3 机器数的表示及运算

4 基本逻辑门及译码器

一、微型计算机系统

微型机的工作原理、微机系统的基本组成

1 微型机的工作原理

冯诺依曼计算机工作原理→存储程序工作原理

存储程序工作原理：

将计算机过程描述为许多条指令按一定顺序组成的程序，并放入存储器保存；指令按其在存储器存放的顺序执行；由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序的执行。

冯诺依曼计算机体系结构：

冯诺依曼机的工作过程：

取出一条指令的工作过程：

1 将指令所在地址赋给程序计数器PC；

2 PC内容送到地址寄存器AR，PC自动加一；

3 把AR的内容通过地址总线送至内存储器，经地址译码器译码，选中相应单元；

4 CPU的控制器发出读指令

5 在读命令控制下，把所选中单元的内容（即指令操作码）读到数据总线DB；

6 把读出的内容经数据总线送到数据寄存器DR；

7 指令译码。

补充：以为取出的是指令的操作码，故数据寄存器DR把它送到指令寄存器IR，然后再送到指令译码器ID

冯诺依曼机的特点和不足

特点：

1 程序存储，共享数据，顺序执行

2 属于顺序处理机，适合于确定的算法和数值数据的处理

不足：

1 与存储器间有大量的数据交互，对总线要求很高

2 执行顺序由程序决定，对大型复杂任务较困难

3 一运算器为核心，处理效率较低

4 由PC控制执行顺序，难以进行真正的并列处理

典型的非冯诺依曼机结构

一、 数据流驱动的计算机结构

当指令具有所需数据，且输出端没有数据时就可执行。

二、系统组成

1 微处理器

微处理器简称CPU，是计算机的核心，主要包括：运算器，控制器，寄存储器组。

存储器定义：用于存放计算机工作过程中需要操作的数据和程序。

有关内存储器的几个概念：

内存单元的地址和内容；内存容量；内存的操作；内存的分类。

内存单元的地址和内容：

内存按单元组织，每个单元都对应一个地址，以方便对单元寻址。

内存的容量：

所含存储单元的个数，以字节为单位，内存单元的大小以CPU的寻址能力而定，实地址模式下为CPU的地址信号线的位数。

内存的操作：

包含读和写，读是将内存单元的内容取入CPU，原单元内容不改变；写是CPU将信息放入内存单元，单元中原来的内容被覆盖。

内存储器的分类：

按工作方式可分为：随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM）。

2 输入输出接口：

接口是CPU与外部设备的桥梁，接口可安装不同模式各分为：

输入接口，输出接口；

串行接口，并行接口；

数字接口，模拟接口。

接口的功能：

数据缓冲寄存，信号电平或类型的转换，实现主机与外设间的运行匹配。

三、总线

基本概念，分类，工作原理，常用系统总线标准及其主要技术指标

具体内容见后续课程

四、软件系统

为运行、管理和维护计算机系统或为实现某一功能而编写的各种程序的总和及其相关资料。

后续接二、计算机中的数制和编码