微型计算机系统组成
1、微型计算机系统组成框图
2、微型计算机的基本设计思想
迄今为止,计算机仍沿用由美籍匈牙利数学家冯.诺依曼首先提出的体系结构。基本设计思想为:
①以二进制形式表示指令和数据。
②程序和数据事先存放在存储器中,计算机在工作时能够高速地从存储器中取出指令加以执行。
③由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部件组成计算机硬件系统。
微机体系结构的特点之一是采用了总线结构。
总线结构的优点:结构简单,易于维护,便于系统功能的扩充
3、微型计算机的硬件系统
微型计算机的硬件系统由微处理器、存储器、输入设备、输出设备和系统总线组成。
微处理器(MPU):是计算机系统的核心部件,采用大规模或超大规模集成电路技术将运算器和控制器及总线接口单元集成在一块芯片上。
各种类型的微型计算机均采用微处理器作为中央处理单元(CPU)
运算器(算数逻辑单元ALU):用来进行算数或逻辑运算以及移位循环等操作。
控制器(控制单元CU):全机的指挥控制中心。负责读取指令,指令译码,形成各种定时控制信号,向内部各功能单元发送相应的控制命令,协调各部件之间的工作。
寄存器阵列(RA):相当于微处理器内部的RAM,用于暂存数据和运算结果。
总线接口:负责完成所有的总线操作,形成读/写存储器和输入/输出设备的地址信号和控制信号,实现MPU与存储器和外部设备的信息交换。
存储器:计算机系统的记忆装置,用来存储程序和数据。
1、主存一般就是指内存。
CPU对内存的操作有两种:
读操作:CPU将内存单元的内容读入CPU内部,
写操作:CPU将其内部信息送到内存单元保存起来。
2、有关位、字节、字、字长、存储单元地址及存储容量等的概念:
位(Bit):二进制信息的最小单位(0或1)
字节(Byte):由8位二进制数组成,可以存放在一个存储单元中。是字的基本组成单位。
字长:指微处理器内部寄存器、运算器、内部数据总线等部件之间传输数据的宽度或位数。字长是字节的整数倍。
字(Word):计算机中作为一个整体来处理和运算的一组二进制数,是字节的整数倍。通常它与计算机内部的寄存器、算术逻辑单元、数据总线宽度相一致。
每个字包括的位数称为计算机的字长,是计算机的重要性能指标。目前为了表示方便,常把一个字定义为16位,把一个双字定义为32位。
内存容量:内存中存储单元的总数。通常以字节为单位,
1Byte=8bit 1KB(千字节)=1024(210)字节
1MB(兆字节)=1024KB 1GB(吉字节)=1024MB
1TB(太字节)=1024GB
内存单元地址:为了能识别不同的单元,每个单元都赋予一个编号,这个编号称之为内存单元地址。
3、按工作方式,内存可分为两大类:随机读写存储器RAM(Random Access Memory)和只读存储器ROM(Read Only Memory)。
随机读写存储器可被CPU随机地读写,它用于存放将要被CPU执行的用户程序、数据以及部分系统程序。断电后,其中存放的所有信息将丢失。
只读存储器中的信息只能被CPU读取,而不能由CPU任意地写入。断电后,其中的信息不会丢失。它用于存放永久性的程序和数据。如系统引导程序、监控程序、操作系统中的基本输入/输出管理程序(BIOS)等。
输入/输出设备(I/O设备):外部设备,是人与计算机联系的桥梁,它们通过输入/输出接口(I/O接口)与微处理器连接,不同的外设必须通过不同的I/O接口才能与微机相连。
常用的输入设备:键盘、鼠标、扫描仪等
常用的输出设备:显示器、打印机、绘图仪等
总线:连接微型计算机各组成部分的一组信号线,包括地址总线AB、数据总线DB、控制总线CB等三类。
地址总线AB:在对存储器或I/O端口进行访问时,传送由CPU提供的要访问存储单元或I/O端口的地址信息,以便选中要访问的存储单元或I/O端口,是单向总线。
数据总线DB:从存储器取指令或读写操作数,对I/O端口进行读写操作时,指令码或数据信息通过数据总线送往CPU或由CPU送出,是双向总线。
控制总线CB:各种控制或状态信息通过控制总线由CPU送往有关部件,或者从有关部件送往CPU。CB中每根线的传送方向是一定的,图1.3中CB作为一个整体,用双向表示
4、微型计算机的软件系统
系统软件:面向计算机的软件和面向用户的软件
面向计算机的软件:操作系统、监控程序、I/O驱动程序、编译与解释程序和各种诊断、检查、引导程序等
面向用户的软件:各种程序设计语言、实用程序、字处理程序等
应用软件:为了解决各类实际问题,利用计算机以及它所提供的各种系统软件,编写解决各种实际问题的程序。
如微软的办公软件Office等。
用来编写应用软件的语言有机器语言、汇编语言和高级语言。
系统软件向应用软件提供服务,应用软件必须在系统软件的支持下才能运行