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1.2微型计算机的组成1.2.1微处理器、微型计算机和微型计算机系统微处理器即为中央处理器,CPU,是微型计算机的核心部件功能:微型计算机(1)CPU(2)存储器:存放程序、原始操作数、运算的中间结果和最终结果**程序:按解题顺序编排,用一系列指令表示的计算(控制)步骤,形式上同数据,均为二进制码(3)I/O接口电路作用:将CPU和I/O设备之间的信息统一和联系起来*I/O设备的工作速度低于CPU*两者处理的信息种类不同(4)系统总线作用:为CPU和其余各部件之间提供数据、地址和控制信息的传输通道数据总线(DB):传送数据和指令代码,具有三态控制功能,双向传输总线宽度:总线中信号线的条数*数据总线的宽度一般等于CPU的字长地址总线(AB):传送存储单元或I/O接口的地址信号,具有三态控制功能,单向(从CPU发给其他芯片)控制总线(CB):传送控制信号,状态信号及请求信息微型计算机系统以微型计算机为主体,配上系统软件和外设之后,就构成了微型计算机系统微型计算机系统1.3计算机的工作原理1.3.1模型计算机只包含CPU、内存和三总线1.CPU运算器算术逻辑单元ALU:核心部件,完成算术和逻辑运算,移位操作标志寄存器:存放ALU产生的一些标志位累加器A:存放一个操作数寄存器B:存放另一个操作数控制器CPU的“指挥机关”,完成指令的读入,寄存,译码和执行程序计数器PC:用于保存下一条要执行的指令的地址,具有自动加1的功能(执行到转移指令,PC中置入被转移的地址)指令寄存器IR:保存从存储器中读入的当前要执行的指令指令译码器ID:对IR中的指令进行译码,产生控制信号工作寄存器地址寄存器:提供被寻址单元的地址数据寄存器:暂存操作数和中间结果2.存储器结构及其操作内存:是存储程序和数据(操作数和结果)的部件由内存单元、地址译码器等构成(图1-14)存储单元的地址:所有单元的编号存储单元的数据:每个单元存放的内容(字节)读操作:(图1-15)1)CPU的地址寄存器AR中的地址,通过地址总线送存储器,经地址译码器译码后,找到该存储单元2)CPU发出读命令,单元中的内容就会经数据总线送到CPU的数据寄存器DR写操作:(图1-15)1)CPU的AR中的地址,经过地址总线送给存储器,经地址译码后,找到该存储单元2)CPU发出写命令,DR中的数据就经数据总线送到该存储单元中3.总线AB、DB、CB4.模型计算机的指令和指令系统指令:以命令形式表示的对计算机的操作指令系统:计算机所能执行的所有指令名称助记符操作码说明1.3.2程序运行过程程序的编写和存放例题:15H和25H相加,结果放在16H存储单元,然后停机助记符程序MOVB,15H;把15H送给BMOVA,25H;把25H送给BADDA,B;A和B中内容相加,结果放在A中MOV[16H],A;把结果送到地址号为16H的存储单元中HLT;停机助记符程序程序地址机器码程序MOVB,15H00H01H01H15HMOVA,25H02H00H03H25HADDA,B04H03HMOV[16H],A05H02H06H16HHLT07H04H2.程序的运行过程CPU的工作过程就是执行程序的过程,也是逐条执行指令的过程指令的执行分两个阶段:取指令,执行指令以指令MOVB,15H01H为例15H设程序计数器PC的初始值为00H(1)取指令阶段(读内存操作)1.PC的内容(将要读取指令的地址00H)送到地址寄存器AR2.PC的内容自动加1(为01H)指令地址经地址总线送到存储器,经译码选中相应的00H单元4.CPU发出读命令将00H存储单元的内容01H读到数据总线上6.01H经过数据总线送到数据寄存器DR7.取指阶段,取出的是操作码,故将DR中的01H经内部数据总线送到指令寄存器IR,然后经译码器ID发出执行指令的各种控制信号(2)执行指令阶段取操作数(MOVB,15H/MOVA,25H)(读存储器)其他同取指阶段DR经内部数据线把操作数送给B/A中加法指令(ADDA,B)(不访问存储器)1.将A的内容送到ALU的一端2.将B的内容送到ALU的另一端3.执行加法操作,结果送给累加器A存储器存数(MOV[16H],A)(读存储器和写存储器两个过程)1.PC的内容送到地址寄存器AR2.PC的内容自动加13.AR经地址总线把地址号送存储器,选中指定存储单元4.CPU发出读命令5.存储单元的内容16H读到数据线上,并送DR