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文檔簡(jiǎn)介

1、19:05,1,朱亞萍,杭州電子科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院,微機(jī)原理與接口技術(shù),19:05,2,內(nèi)容提要,課程框架結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)特點(diǎn) 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介,第一章 緒論,19:05,3,1-1 課程框架結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)特點(diǎn),一、課程體系結(jié)構(gòu),8086/8088CPU雖然是80 x86系列的原始型,但80 x86匯編語(yǔ)言及高檔微處理器均以8086/8088為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái),因此,本課程以8086/8088為背景介紹微處理器的結(jié)構(gòu)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成、存儲(chǔ)器、接口技術(shù)以及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),為學(xué)習(xí)高檔微型計(jì)算機(jī)技術(shù)打下基礎(chǔ)。,19:05,4,1-1 課程框架結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)特點(diǎn),8086系統(tǒng)結(jié)構(gòu),一、課

2、程體系結(jié)構(gòu),尋址方式和指令系統(tǒng),程序設(shè)計(jì),存儲(chǔ)器,接口芯片,CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理.,編寫(xiě)程序的基礎(chǔ),介紹程序設(shè)計(jì)的方法,存儲(chǔ)芯片的結(jié)構(gòu)和運(yùn)用,接口芯片的結(jié)構(gòu)和運(yùn)用,19:05,5,1-1課程框架結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)特點(diǎn),二、學(xué)習(xí)特點(diǎn),難點(diǎn) 整體概念建立困難 指令較多,難記難用 外圍芯片多,容易混淆,要求 課前預(yù)習(xí),課后復(fù)習(xí) 有問(wèn)題及時(shí)解決,勿產(chǎn)生堆積 多交流,多討論 獨(dú)立完成作業(yè),19:05,6,1-1 課程框架結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)特點(diǎn),三、參考書(shū),微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)(第4版),周荷琴 吳秀清編著,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社 微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù),李伯成 編著,電子工業(yè)出版社 微型計(jì)算機(jī)技術(shù),田艾平

3、王力生 卜艷萍 編著,清華大學(xué)出版社,19:05,7,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,1946年第一代電子計(jì)算機(jī)ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Calculator)在美國(guó)(賓夕法尼亞大學(xué))誕生。,一、計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史,它裝有 18800個(gè)電子管、7萬(wàn)個(gè)電阻器。1萬(wàn)個(gè)電容器和6000個(gè)開(kāi)關(guān),重達(dá)30噸,占地面積150多平方米,耗電150千瓦 。,19:05,8,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,一、計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史,第一代計(jì)算機(jī):電子管計(jì)算機(jī),1946年,以電子管為邏輯元件。,操作指令是為特定任務(wù)而編制的,每種機(jī)器有不同的機(jī)器語(yǔ)言,功能受限,速度慢

4、。 使用真空管和磁鼓儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。 主要元件:18800個(gè)電子管,70000個(gè)電阻,500萬(wàn)個(gè)焊接點(diǎn)。 其他:重30噸,占地150m2,耗電150kw,5000次/秒的加法運(yùn)算 。,19:05,9,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,一、計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史,第二代計(jì)算機(jī):晶體管計(jì)算機(jī),1958年,以晶體管為邏輯元件。,與電子管相比、晶體管具有體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、效率高、功耗低等特點(diǎn)。晶體管計(jì)算機(jī),降低了成本和體積,提高了運(yùn)算速度。 高級(jí)語(yǔ)言(Fortran,Cobol)的出現(xiàn),使計(jì)算機(jī)從原來(lái)的“科學(xué)計(jì)算”擴(kuò)展到“數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制”。,19:05,10,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,一、計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)

5、史,第三代計(jì)算機(jī):集成電路計(jì)算機(jī),1965年,以中、小規(guī)模集成電路為邏輯元件。,與晶體管相比,集成電路的體積更小,功耗更低,可靠性更高。第三代計(jì)算機(jī)由于采用了集成電路,計(jì)算速度從幾十萬(wàn)次提高到上千萬(wàn)次,體積大大縮小,價(jià)格也不斷下降。 配上各類操作系統(tǒng),性能大大提高。 出現(xiàn)了交互式語(yǔ)言Basic、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法。,19:05,11,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,一、計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史,第四代計(jì)算機(jī):大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī),1970年,以超大規(guī)模集成電路為邏輯元件。,大規(guī)模集成電路(LSI)計(jì)算機(jī),降低了成本和體積,提高了運(yùn)算速度 。 在實(shí)現(xiàn)微型化的同時(shí),還實(shí)現(xiàn)了巨型化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布式處理技術(shù)、

6、數(shù)據(jù)庫(kù)管理等。,微型計(jì)算機(jī)是第四代計(jì)算機(jī)的典型代表!,19:05,12,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,二、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,第一代微處理器:1971年 (4位和8位微處理器),微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展通常以微處理芯片CPU的發(fā)展為基點(diǎn),微處理器作為微型計(jì)算機(jī)的核心,其技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)著整個(gè)微型計(jì)算機(jī)的進(jìn)步和更新?lián)Q代。微處理器發(fā)展經(jīng)歷五代:,第二代微處理器:1973年 (8位微處理器),第三代微處理器:1978年 (16位微處理器),第四代微處理器:1983年 (32位微處理器),第五代微處理器:1993年 (64位微處理器),19:05,13,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,二、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,第一

7、代微處理器:1971年 (4位和8位微處理器),典型產(chǎn)品: Intel 4004(1971年,4位微處理器) Intel 8008(1972年,8位微處理器) 特點(diǎn): 工藝 :PMOS 集成度: 2000只晶體管/片 時(shí)鐘頻率:小于1MHz 平均指令執(zhí)行時(shí)間:1015s 采用機(jī)器語(yǔ)言編程。,19:05,14,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,二、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,第二代微處理器:1973年 (8位微處理器),典型產(chǎn)品:Intel 8080(73年),Motorola MC6800(74年),Zilog Z80(75年),Intel 8085(76年) 特點(diǎn): 工藝 :NMOS 集成度: 9000只

8、晶體管片 時(shí)鐘頻率:14MHz 平均指令執(zhí)行時(shí)間:12s 有中斷和DMA等功能,指令系統(tǒng)相對(duì)完善,配備了匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言(BASIC、FORTRAN語(yǔ)言),使用單用戶操作系統(tǒng)。,19:05,15,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,二、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,第三代微處理器:1978年 (16位微處理器),典型產(chǎn)品:Intel 8086(1978年),Zilog Z8000(1979年),Motorola 68000(1979年),Intel 80286(1983年),Motorola 68010(1983年) 特點(diǎn): 工藝 :HMOS 集成度: 27萬(wàn)只晶體管/片 時(shí)鐘頻率:425MHz 平均指令執(zhí)行

9、時(shí)間:0.5s,19:05,16,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,二、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,第三代微處理器:1978年 (16位微處理器),8086微處理器時(shí)鐘頻率為5MHz,數(shù)據(jù)總線16位,地址總線20位,可尋址1MB內(nèi)存空間。具有豐富的指令系統(tǒng),采用多級(jí)中斷,多重尋址方式,有段寄存器結(jié)構(gòu),配有磁盤(pán)操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和多種高級(jí)語(yǔ)言,性能超過(guò)了70年代的中低檔小型機(jī)水平。,19:05,17,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,二、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,第三代微處理器:1978年 (16位微處理器),80286微處理器時(shí)鐘頻率為25MHz,地址總線24位,可尋址16MB內(nèi)存空間。提出了實(shí)模式和保護(hù)模式兩種

10、存儲(chǔ)器管理模式,使之突破了8086訪問(wèn)1MB存儲(chǔ)空間的限制;引進(jìn)了段描述符表的概念,可訪問(wèn)1GB的虛擬地址空間;支持虛擬存儲(chǔ)器體系,滿足了多用戶和多任務(wù)的工作需要。,19:05,18,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,二、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,第四代微處理器:1983年 (32位微處理器),典型產(chǎn)品:Zilog Z80000(1983年),Motorola 68020(1984年),Intel 80386(1985年),Intel 80486(1989年),Motorola 68040(1989年) 特點(diǎn): 工藝 :CHMOS 集成度: 1550萬(wàn)只晶體管片 時(shí)鐘頻率:1640MHz 平均指令執(zhí)行時(shí)間

11、:0.1s,19:05,19,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,二、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,第四代微處理器:1983年 (32位微處理器),80386CPU數(shù)據(jù)總線和地址總線均為32位,尋址能力高達(dá)4GB,采用段頁(yè)式存儲(chǔ)器管理機(jī)制,提供帶有存儲(chǔ)器保護(hù)的虛擬存儲(chǔ)。采用6級(jí)流水線,即取指令,譯碼,內(nèi)存管理,執(zhí)行指令和總線訪問(wèn)并行操作。有快速局部總線,有一套支持的配件。,19:05,20,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,二、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,第四代微處理器:1983年 (32位微處理器),80486CPU不僅將浮點(diǎn)運(yùn)算部件集成進(jìn)芯片之內(nèi),又增加了8KB的片內(nèi)高速緩存(Cache),內(nèi)部數(shù)據(jù)總線寬度為64位。80

12、486的整數(shù)處理部件采用了RISC技術(shù)(Reduced Instruction Set Computer,簡(jiǎn)化指令集合計(jì)算機(jī)),可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令,使80486的處理速度極大提高。芯片內(nèi)部其它方面保留CISC(Complex Instruction Set Computer,復(fù)雜指令系統(tǒng) )用以處理復(fù)雜的指令,以保證兼容性。它還采用突發(fā)總線方式,大大提高了與內(nèi)存的數(shù)據(jù)交換速度。80486引進(jìn)了時(shí)鐘倍頻技術(shù),使主頻超過(guò)100MHz成為可能。,19:05,21,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,二、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,第五代微處理器:1993年開(kāi)始 (32位向64位微處理器過(guò)渡),典型產(chǎn)品

13、:Pentium (1993年), Pentium Pro(1995年) Pentium (1997年), Pentium (1999年), Pentium 4(2000年),Core(2006年),Pentium處理器不僅保留了與80486的兼容,而且在內(nèi)部集成了浮點(diǎn)運(yùn)算器和兩個(gè)8KB的Cache,分別用于保存指令與數(shù)據(jù);還提供了兩條并行的流水線,形成超標(biāo)量的體系結(jié)構(gòu),大大提高了指令的并行運(yùn)算速度。CPU的內(nèi)部工作頻率為60100MHz,使Pentium處理器可在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)執(zhí)行完兩條指令。,特點(diǎn),19:05,22,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,二、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,Pentium Pro

14、內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與地址總線均為64位,采用3路超標(biāo)量體系結(jié)構(gòu),14級(jí)超級(jí)流水線,非順序執(zhí)行指令,進(jìn)行分支指令預(yù)測(cè)技術(shù)和數(shù)據(jù)流分析,可實(shí)現(xiàn)指令的動(dòng)態(tài)執(zhí)行; Pentium 雙重獨(dú)立總線結(jié)構(gòu)(二級(jí)高速緩存總線及處理器到主存的系統(tǒng)總線分別獨(dú)立);內(nèi)置多媒體擴(kuò)展技術(shù);將256512KB的L2 Cache集成到CPU中,優(yōu)化了L2 Cache到系統(tǒng)總線的輸入隊(duì)列和數(shù)據(jù)緩沖器; Pentium 主頻為450MHz,系統(tǒng)總線頻率為100MHz;增加了70余條三維圖像處理指令SSE指令集; Pentium 主頻為450700MHz。,19:05,23,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,二、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,Penti

15、um 4主頻可達(dá)1.5GHz3.6GHz,它采用了一系列新技術(shù),包括400MHz的系統(tǒng)總線和雙通道的DRAM、專用的跟蹤緩沖器(用來(lái)保存已解碼的指令和轉(zhuǎn)移高速處理所需的數(shù)據(jù))、超線程技術(shù)(為每個(gè)CPU設(shè)置兩個(gè)入口,相當(dāng)于兩個(gè)邏輯CPU),以及20級(jí)的超長(zhǎng)流水線技術(shù)和高級(jí)動(dòng)態(tài)分支技術(shù),同時(shí)引入了為加速執(zhí)行各種應(yīng)用程序而設(shè)計(jì)的包括144條多媒體及圖形指令(SSE2),從而使Pentium 4 CPU能夠更好地滿足互聯(lián)網(wǎng)用戶的要求。,特點(diǎn),19:05,24,1-2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況,二、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,Core(酷睿)處理器采用先進(jìn)的雙核架構(gòu),將兩個(gè)微處理器內(nèi)核封裝在一起,共享二級(jí)緩存和系統(tǒng)總

16、線,可以根據(jù)工作負(fù)載情況,將共享二級(jí)高速緩存動(dòng)態(tài)分配到每個(gè)處理器內(nèi)核。,特點(diǎn),19:05,25,INTEL微處理器性能演進(jìn)表,性能,芯片,19:05,26,INTEL微處理器性能演進(jìn)表(續(xù)),性能,芯片,19:05,27,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)屬于馮諾依曼型計(jì)算機(jī)。它包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五個(gè)組成部分,基本工作原理是存儲(chǔ)器存儲(chǔ)程序控制的原理。,早期的馮諾依曼機(jī)結(jié)構(gòu)上以運(yùn)算器和控制器為中心,隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展,現(xiàn)已演化為以存儲(chǔ)器為中心的結(jié)構(gòu)。,19:05,28,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),一、微處理器、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),微處理器(Microp

17、rocessor) 只是一個(gè)中央處理器(CPU),由算術(shù)邏輯部件(ALU)、累加器和寄存器組、指令指針寄存器IP 、段寄存器、時(shí)序和控制邏輯部件、內(nèi)部總線等組成。 算術(shù)邏輯部件(ALU):主要完成算術(shù)運(yùn)算及邏輯運(yùn)算。 數(shù)據(jù)寄存器和變址及指針寄存器:用來(lái)存放參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)、中間結(jié)果或地址。 指令指針寄存器IP:指向要執(zhí)行的下一條指令的偏移地址。,19:05,29,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),一、微處理器、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),微處理器(Microprocessor) 段寄存器:給出存儲(chǔ)單元的段地址,與偏移地址組成20位物理地址對(duì)存儲(chǔ)器尋址。 時(shí)序和控制邏輯部件:負(fù)責(zé)對(duì)整機(jī)的控制,使CPU內(nèi)部、

18、外部協(xié)調(diào)工作。 內(nèi)部總線:總線用來(lái)傳送CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)及控制信號(hào)。,微處理器不能構(gòu)成獨(dú)立工作的系統(tǒng),也不能獨(dú)立執(zhí)行程序,必須配上存儲(chǔ)器、外部輸入/輸出接口構(gòu)成一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)方能工作。,19:05,30,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),一、微處理器、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),微處理器(Microprocessor),19:05,31,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),一、微處理器、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),微型計(jì)算機(jī),微型計(jì)算機(jī)的組成: CPU 存儲(chǔ)器 I/O接口電路 系統(tǒng)總線,具有運(yùn)算能力,能獨(dú)立執(zhí)行程序,但若沒(méi)有輸入/輸出設(shè)備,數(shù)據(jù)和程序不能輸入,運(yùn)算結(jié)果無(wú)法顯示或輸出,仍不能正常工作,因此必須構(gòu)成一個(gè)微

19、型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)才能方便人們應(yīng)用。,19:05,32,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),一、微處理器、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),微型計(jì)算機(jī),19:05,33,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),一、微處理器、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成:微型計(jì)算機(jī)外部輸入輸出設(shè)備系統(tǒng)軟件,19:05,34,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),一、微處理器、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),19:05,35,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),ALU 寄存器 控制部件,系統(tǒng)軟件:DOS、Windows 95/98/2000 應(yīng)用軟件:WPS 、 Word、Photoshop,微 處 理 器 CPU 存儲(chǔ)器(RAM

20、,ROM) I/O接口 總線,硬 件 軟 件,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),微 型 計(jì)算機(jī),外 設(shè),鍵盤(pán)、鼠標(biāo) 顯示器 軟驅(qū)、硬盤(pán)、光驅(qū) 打印機(jī)、掃描儀,概念對(duì)照 微處理器、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),19:05,36,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),二、存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)器:內(nèi)部存儲(chǔ)器(內(nèi)存或主存)和外部存儲(chǔ)器。,1.內(nèi)部存儲(chǔ)器,內(nèi)存存放當(dāng)前正在使用或經(jīng)常使用的程序和數(shù)據(jù),CPU可以直接訪問(wèn)。 內(nèi)存主要是半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,分為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM和只讀存儲(chǔ)器ROM。,19:05,37,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),二、存儲(chǔ)器,1.內(nèi)部存儲(chǔ)器,隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM,RAM可以隨機(jī)讀寫(xiě),斷電后存儲(chǔ)內(nèi)容消失。RAM又可分為動(dòng)態(tài)RAM(

21、DRAM)和靜態(tài)RAM(SRAM)。,DRAM用MOS電路和電容作為存儲(chǔ)單元,由于電容放電要定時(shí)對(duì)其充電,稱為刷新。特點(diǎn)是高密度,但存取速度慢。 SRAM用雙極型電路或MOS電路組成觸發(fā)器作存儲(chǔ)單元,不需要刷新。特點(diǎn)是高速度,但存儲(chǔ)容量小。,19:05,38,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),二、存儲(chǔ)器,1.內(nèi)部存儲(chǔ)器,只讀存儲(chǔ)器ROM,ROM只能讀出已存儲(chǔ)的內(nèi)容,不能寫(xiě)入,斷電后存儲(chǔ)內(nèi)容不會(huì)消失。ROM又可分為可編程只讀存儲(chǔ)器PROM、可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器EPROM 和EEPROM。,Cache存儲(chǔ)空間較小、存取速度較高,位于CPU和主存之間。存放了處理機(jī)經(jīng)常使用的程序和數(shù)據(jù),使CPU可快速?gòu)腃ac

22、he中讀寫(xiě)所需的指令和數(shù)據(jù),減少了訪問(wèn)主存的次數(shù),提高了整個(gè)處理機(jī)的性能。,高速緩存存儲(chǔ)器Cache,19:05,39,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),二、存儲(chǔ)器,2.外部存儲(chǔ)器,外存存放“海量”數(shù)據(jù),相對(duì)來(lái)說(shuō)不經(jīng)常使用,CPU使用時(shí)要先調(diào)入內(nèi)存。 典型的外存有軟盤(pán)、硬盤(pán)、光盤(pán)、優(yōu)盤(pán)等。,3. 存儲(chǔ)器組織,16位微機(jī)系列配置2個(gè)存儲(chǔ)體,分別連接數(shù)據(jù)總線D7D0和D15D8,一次數(shù)據(jù)總線傳送16位數(shù)據(jù)。 32位微機(jī)系列配置4個(gè)存儲(chǔ)體,分別連接數(shù)據(jù)總線D7D0、D15D8、D23D16及D31D24,一次數(shù)據(jù)總線傳送32位數(shù)。Pentium以上的微機(jī)配置8個(gè)存儲(chǔ)體,分別連接64位數(shù)據(jù)總線 。,19:05,

23、40,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),二、存儲(chǔ)器,4. 存儲(chǔ)器性能指標(biāo),存儲(chǔ)容量:指存儲(chǔ)器有多少,基本存儲(chǔ)單元為位(bit)一般以字節(jié)(Byte)或字(Word)來(lái)計(jì)算,常用的單位為KB(1024Byte),MB(1024KB),GB (1024MB) ,TB (1024GB)。 存取速度:指從存儲(chǔ)器中讀出數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器所需要的時(shí)間。包括CPU給出存儲(chǔ)器地址,存儲(chǔ)器的選通信號(hào)和讀/寫(xiě)信號(hào)到存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)讀出或?qū)懭胍淮?,存?chǔ)器恢復(fù)階段等時(shí)間的總和。,19:05,41,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),三、I/O接口,I/O接口電路用于CPU(或存儲(chǔ)器)與外設(shè)之間的信息交換。由于外設(shè)種類繁多,這些設(shè)備與CPU之

24、間的工作速度不同,信號(hào)電平不同,數(shù)據(jù)格式不同,因此要配備不同的I/O接口電路來(lái)輔助CPU工作,實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)之間的速度匹配,信號(hào)電平匹配,信號(hào)格式匹配,時(shí)序控制,中斷控制等。,19:05,42,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),四、總線,總線:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,各個(gè)部件之間傳送信息的公共通路。,總線分類:內(nèi)部總線、元件級(jí)總線、系統(tǒng)總線(板級(jí)總線)、外部總線。,19:05,43,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),四、總線,1.總線標(biāo)準(zhǔn)的特性,物理特性:指總線物理連接的方式。包括總線的根數(shù)、總線的插頭、插座是什么形狀、引腳是如何排列等。 功能特性:總線中每一根線的功能是什么。 電氣特性:定義每一根線上信號(hào)的傳遞方向及有

25、效電平范圍。 時(shí)間特性:定義了每一根線上的信號(hào)在什么時(shí)間有效。,19:05,44,2.總線分類,內(nèi)部總線:是微處理器內(nèi)部各個(gè)部件之間傳送信息的通路。有單總線結(jié)構(gòu)、雙總線、三總線結(jié)構(gòu)等。其中單總線結(jié)構(gòu)有利于集成度提高及成品率提高;雙總線或三總線結(jié)構(gòu)有利于內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送速度加快。 元件級(jí)總線:連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中兩個(gè)主要部件的總線。,地址總線是CPU用來(lái)向存儲(chǔ)器或I/O端口傳送地址的,是三態(tài)單向總線。地址總線的位數(shù)決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存容量。 數(shù)據(jù)總線是CPU與存儲(chǔ)器及外設(shè)交換數(shù)據(jù)的通路,是三態(tài)雙向總線。 控制總線是用來(lái)傳輸控制信號(hào)的,傳送方向就具體控制信號(hào)而定。,19:05,45,2.總線分類,

26、系統(tǒng)總線:是微處理機(jī)箱內(nèi)的底板總線,用來(lái)連接構(gòu)成微處理機(jī)的各個(gè)插件板。,在80 x86系列微機(jī)系統(tǒng)中,使用的系統(tǒng)總線主要有:ISA總線(工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)總線)、EISA總線(擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)總線)、VESA總線(視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))、PCI總線(外設(shè)互連局部總線)。,外部總線:用于微處理機(jī)系統(tǒng)與系統(tǒng)之間,系統(tǒng)與外設(shè)之間的信息通路。這種總線數(shù)據(jù)的傳送方式有并行方式和串行方式。如:RS-232總線(串行)、IEEE-488總線(并行)、USB總線(串行)。,19:05,46,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),四、總線,19:05,47,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),四、總線,19:05,48,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),四、總線,系統(tǒng)總線,19:05,49,1-3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),四、總線,1

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