第一章、微型计算机系统
1.1微型计算机的发展
微型计算机
性能,价格,体积较小,最常见的计算机
采用微处理器为核心构造的计算机
处理器、微处理器、中央处理单元CPU
计算机的运算和控制核心
字长
进行一次运算,传输的位数
一般有,4,8,16,32,64,128
时钟频率
处理器的处理速度
反应处理器的基本时间单位
集成度
芯片上继承的晶体管数量
表明处理器的生产工艺水平
通用微处理器
4位微处理器
1971年,Intel 4004,第一个微处理器
8位微处理器
M6800、Z80和Intel 8080/8085
Apple公司苹果机
16位微处理器
Intel 8086/8088
16位个人计算机(PC:Personal Computer)
32位微处理器
80386,80486,Pentium~Pentium 4
32位PC机,APPLE公司的Macintosh机
64位微处理器
IA-64结构:Itanium(安腾)
x86结构:AMD的64位处理器、Intel 64处理器
专用微处理器
单片机,数字信号处理机
主要应用形式:嵌入式系统
摩尔定律
集成电路生产计数推动了计算机的飞速发展
集成电路上晶体管密度每年将翻倍每隔18隔月硅片密度(晶体管容量)将翻倍每18月,集成电路的性能将提高一倍,而其价格将将降低一半
摩尔定律不会永远持续,今后,性能提高更多地得益于计算机系统结构地革新
1.2 16位80x86处理器
1.处理器
8086
16位结构地处理器,数据总线为16位主存容量1MB,地址总线为20位时钟频率5MHZ准16位微处理器8088:外部数据总线为8位80286
16位数据总线,24位地址总线实方式保护方式2.处理器总线
数据总线
处理器于存储器或外设交换信息的通道
个数(条数)是一次能够传送数据的二进制位数
地址总线
指定存储器或外设的具体单元
个数反映访问的主存储器容量或外设范围
控制总线
控制处理器数据传送等操作
例如:
存储器读写信号(MEMR)存储器写(MEMW)外设读(IOR)外设写(IOW)
1.3微型计算机系统组成
1.冯诺伊曼计算机的基本思想
采用二进制形式表示数据和指令
将程序和数据存放在存储器中,采用了存储程序控制的概念
计算机由于,存储器,运算器,控制器,输入设备,输出设备五大基本部件组成
2.程序,指令,操作码
程序用程序设计语言编写,由指令构成
指令(机器语言)是控制计算机操作的命令
指令由操作码和地址码组成
处理器的母语是指令
3.微处理器
微机的核心,控制中心,中央处理器CPU
集成控制器,运算器,寄存器
4.存储器
存储器是存放程序和数据的部件
高性能微机的存储系统
微处理机内部的寄存器高速缓冲存储器主板上的主存储器以外设形式出现的辅助存储器主存储器(主存、内存)
半导体存储器芯片组成
RAM部分断电后信息丢失
5.系统总线
总线(Bus)
传递信息的一组公用导线、信息通道
系统总线(System Bus)
微机系统中信息交换的主要公共通道
地址总线
单向输出主存单元或I/O端口的地址信息
数据总线
读(Read)操作数据输入微处理器
写(Write)操作数据输出到外界(主存或外设)
控制总线
有些控制信号或状态信号输出
有些请求或联络信号输入