微机原理与结构I.ppt

第三章第三章 微机原理与结构微机原理与结构一、术语一、术语二、微机工作原理二、微机工作原理三、三、8086/8088微处理器的结构微处理器的结构四、四、8086/8088存储器和存储器和I/O的组织的组织内容要求：内容要求：1.理解微机的基本结构和整机工作流程。理解微机的基本结构和整机工作流程。2.掌握掌握 Intel 8086/8088 CPU 的内部逻辑结构。的内部逻辑结构。3.掌握掌握 Intel 8086/8088 CPU 的外部引脚和总线接口。的外部引脚和总线接口。4.理解总线周期。理解总线周期。5.理解高档微机（理解高档微机（Intel286Pentium)的内部结构特点。的内部结构特点。冯冯.诺伊曼结构：诺伊曼结构：（1 1）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出 设备五大部分组成。设备五大部分组成。（2 2）数据和程序以二进制代码形式不加区别的存放）数据和程序以二进制代码形式不加区别的存放 在存储器中，存放位置由地址指定，地址码也在存储器中，存放位置由地址指定，地址码也 为二进制。为二进制。（3 3）控制器是根据存放在存储器中的指令序列即程）控制器是根据存放在存储器中的指令序列即程 序来工作的，并由一个程序计数器（即指令地序来工作的，并由一个程序计数器（即指令地 址计数器）控制指令的执行。控制器具有判断址计数器）控制指令的执行。控制器具有判断 能力，能以计算结果为基础，选择不同的动作能力，能以计算结果为基础，选择不同的动作 流程。流程。一、术语一、术语 1.存储程序的概念存储程序的概念程序程序：计算机完成具体工作的一组指令。：计算机完成具体工作的一组指令。指令指令：告诉计算机执行的操作。：告诉计算机执行的操作。2.计算机字、字长和字节计算机字、字长和字节位（位（bitbit）：二进制信息的最小单位（：二进制信息的最小单位（0 0或或1 1）。）。字节（字节（Byte）：由：由8位二进制数组成，可以存放在一个存位二进制数组成，可以存放在一个存储单元中。储单元中。字（字（Word）：计算机中作为一个整体来处理和运算的一：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。器、算术逻辑单元、数据总线宽度相一致。字长字长：每个字包括的位数。通常把一个字定义为：每个字包括的位数。通常把一个字定义为16位，位，把一个双字定义为把一个双字定义为32位。位。3.微处理器（微处理器（MPU)（1 1）算术逻辑运算单元（算术逻辑运算单元（ALU）：把传送到微处理器的数据进：把传送到微处理器的数据进行算术或逻辑运算。行算术或逻辑运算。ALU执行的运算是由不同控制线上的信执行的运算是由不同控制线上的信息所决定。息所决定。（2 2）累加器累加器A A(accumulate)：是微处理机中最常用的寄存器。：是微处理机中最常用的寄存器。在算术和逻辑运算时，它具有双重功能。运算前，它保存一在算术和逻辑运算时，它具有双重功能。运算前，它保存一个操作数，运算后，它保存结果。个操作数，运算后，它保存结果。（3 3）数据寄存器数据寄存器DR(data register)DR(data register)：是通过数据总线送或取：是通过数据总线送或取数据的暂存单元。数据的暂存单元。（4 4）地址寄存器地址寄存器AR(address register)AR(address register)：是保存正在执行的操：是保存正在执行的操作要用到的存储单元的地址或作要用到的存储单元的地址或I/OI/O设备的地址的暂存单元。设备的地址的暂存单元。（5 5）程序计数器程序计数器PC(program counter)PC(program counter)：控制指令在程序中执：控制指令在程序中执行的顺序。任何时刻，它均指示要取的下一字节存储单元。行的顺序。任何时刻，它均指示要取的下一字节存储单元。（6 6）指令译码器指令译码器Instruction DecoderInstruction Decoder：指令从存储器取出并放到：指令从存储器取出并放到数据寄存器之后，通过这个电路把指令译码确定应该完成那种操数据寄存器之后，通过这个电路把指令译码确定应该完成那种操作。作。（7 7）控制器控制器Contral UnitContral Unit：产生执行指令的各种控制信号，确定：产生执行指令的各种控制信号，确定指令完成操作的必要顺序。指令完成操作的必要顺序。（8 8）标志寄存器标志寄存器Flags RegisterFlags Register：用来存放算术或逻辑运算后建：用来存放算术或逻辑运算后建立的各种状态码内容，以及对立的各种状态码内容，以及对MPU进行控制的控制信息。进行控制的控制信息。4.总线：总线：一组用于传输二进制信息的并行导线。一组用于传输二进制信息的并行导线。（1 1）地址总线地址总线ABAB：在对存储器或：在对存储器或I/O端口进行访问时，通过地址总线传送端口进行访问时，通过地址总线传送由由MPU提供的存储单元或提供的存储单元或I/O端口的地址信息。端口的地址信息。（2 2）数据总线数据总线DBDB：对存储器或：对存储器或I/O端口进行读写操作时，指令或数据通过端口进行读写操作时，指令或数据通过数据总线送往数据总线送往MPU或由或由MPU送出，是双向总线。送出，是双向总线。（3 3）控制总线控制总线CBCB：各种控制或状态信息通过控制总线由：各种控制或状态信息通过控制总线由MPU送往有关部送往有关部件或相反。件或相反。5.存储器：存储器：是指内存储器（主存或内存）。它是微型计算是指内存储器（主存或内存）。它是微型计算机的存储和记忆装置，用来存放指令、原始数据、机的存储和记忆装置，用来存放指令、原始数据、中间结果和最终结果。中间结果和最终结果。随随机机访访问问存存储储器器5.5.6.6.取指取指执指执指二、二、微机的工作原理微机的工作原理（1）运行程序）运行程序（2）取指阶段）取指阶段（3）执指阶段）执指阶段（4）停机）停机