第二章 计算机系统组成及工作原理

微机系统概述 计算机基本知识

§2.1 微机系统概述

微处理器、微型计算机、微型计算机系统 微型计算机基本结构 微处理器内部结构 微处理器基本工作过程 指令执行实例模拟

计算机系统的组成

计算机系统软件系统(程序、文档)

硬件系统(设备)3

软件与硬件关系

用户程序或文档 其它软件 操作系统 硬件

文

档：个人总结、工作报告、 通讯录、… …

用户程序：财务管理、人事档案管 理数据库、… … 其它软件：诊断程序、应用程序、 工具软件、… … 操作系统：DOS、Windows、 UNIX、… …

微机启动的过程(DOS)打开电源CPU从固定地址处 执行一条跳转指令 检查操作系统文件

系统自检POST

加载设备驱动程序 并初始化设备加载DOS内核 加载用户界面

OS

BIOS

中断初始化

初始化BIOS数据区

从磁盘装入引导程序

软件与硬件关系计算机软件随硬件技术的迅速发展而发展，软件的不断发展与完善，又 促进了硬件的新发展。实际上计算机某些硬件的功能可以由软件来实现，而

某些软件的功能也可以由硬件来实现。

硬件是基础、软件是灵魂！

一、微型计算机系统组成微型计算机系统的三个层次：

微处理器(Microprocessor) 微型计算机(Microcomputer) 微型计算机系统(Microcomputer System)

微型计算机系统的三个层次微 型 计算机 (主机) 微处理器 存储器 I/O接口 总线

ALU 寄存器 控制器

硬件系统 微 型 计算机 系 统

软件系统

键盘、鼠标 显示器 外 设 软驱、硬盘、光驱 打印机、扫描仪 系统软件：DOS、Windows、Linux 应用软件：Office、WPS、QQ微机系统微型计算机系统.swf8

微型计算机的基本结构微型计算机系统的硬件系统： 微处理器(CPU)

存储器 输入/输出设备 总线 注：微机的硬件由：CPU、存储器、输入/输出设备构 成；输入/输出设备通过输入/输出接口与系统相连； 各个部件通过总线连接。 按信号的作用，总线分为：地址、数据和控制总线。 9

A、微型计算机的概念结构地址总线 AB

C P U

存 储 器

I/O 接 口

输 入 设 备

I/O 接 口

输 出 设 备

数据总线 DB

控制总线 CB

AB: Address Bus DB: Data Bus CB: Control Bus

键盘

1、总线(BUS)

总线是连接多个功能部件的一组公共信号线，微机 中各个功能部件之间的信息是通过总线传输。输 入 设 备 输 出 设 备

C P U

存 储 器

I/O 接 口

I/O 接 口

总线

总线 BUS11

地址总线AB用来传送CPU输出的地址信号，确定被访问的存储单元、I/O端口。 地址线的根数决定了CPU的寻址范围。 CPU的寻址范围 = 2n, n=地址线根数 10根 —

—〉210 1024 1K 20根 ——〉220 1024K 1M 30根 ——〉230 1024M 1G

地址总线是单向的

数据总线DB在CPU与存储器、I/O接口之间数据传送的公共通路。 数据总线的根数决定CPU一次最多可以传送的数据宽 度。 8根：一次传送8位 16根：一次传送16位 32根：一次传送32位 64根：一次传送64位 数据总线是双向的

控制总线CB用来传送各种控制信号。 有的是cpu发出，如读控制信号、写控制信号； 有的是发向cpu,如外设向cpu发出的中断申请信号。 控制总线是双向的。

2、中央处理器(CPU)

计算机的控制中心，提供运算、判断能力。 构成：ALU、CU、Registers。 例：Intel 8088/8086、P、Celeron AMD(Duron)CPU的位数：4位、8位、16位、32位、64位是指一 次能处理的数据的位数。

3、存储器

存放程序和数据的记忆装置。 用途：存放程序和要操作的各类信息(数据、文字、 图像、 )。 内存：ROM、RAM 特点：随机存取，速度快，容量小。 外存：磁盘、光盘、半导体盘、 特点：顺序存取/块存取，速度慢，容量大。贯穿读 旁路式读

回写式

写穿式