微型计算机系统概述.ppt

第1章微型计算机系统概述
1.1.1项目1：认识微型计算机组成结构
1.项目要求与目的
（1）项目要求：认识微型计算机的组成，并从性能上认识微型计算机结构。
（2）项目目的：
●了解微型计算机的基本结构。
●了解微型计算机的基本概念。
●掌握计算机系统的组成以及计算机硬件、软件知识。
1.1.2知识讲解
2．CPU
从功能上看，控制器和运算器是计算机系统中密切相关而又相互独立的两个组成部分。
在硬件实现上，通常把控制器和运算器以及数量不等的寄存器集成到一个大规模集成电路芯片上，称为中央处理器（CentralProcessingUnit，CPU）。它由算术逻辑部件（ALU）、累加器和通用寄存器组、程序计数器、时序和控制逻辑部件以及内部总线等组成。如图1-3所示为微型计算机CPUIntel酷睿2四核芯片外观图，其尺寸比火柴盒略大。
微处理器并不能独立工作，必须与相应的存储器、输入/输出接口电路及系统总线配合，构成一台微型计算机才能运行程序。连接这些独立的部件需要一个公共载体，这就是主板（MainBoard），也称为母版（MotherBoard）。主板上集成有CPU插座、芯片组、总线系统、输入/输出（I/O）控制芯片、内存插座、输入/输出系统、扩展卡插座、电源接口等，如图1-2所示。其他部件直接插接在主板上，或者通过电缆电线连接与主板上。
微型计算机主机是插接到同一块主板上的CPU、存储器、输入/输出接口电路以及系统总线形成的一个整体。其中存储器用以存放程序和数据。输入/输出接口电路实现外部设备与CPU和存储器之间的连接。系统总线是CPU向存储器及接口电路提供地址、数据及控制信息的通道，一般包括数据总线(DB)、地址总线(AB)及控制总线(CB)。微型计算机主机结构如同1-4所示。5．微机系统的性能指标
（1）微处理器的性能
微处理器的性能对于微机系统性能指标起着很重要的作用。随着微处理器技术的不断发展，评价微处理器的性能可以从多个角度，但最基本的评价指标还是字长和运算速度。。常用进制的表示法如表1-1所示。
（2）各种进制数之间的转换
【例1-3】把（101.01）2、（257）8、（32CF.4）16转换为十进制数。
（101.01）2=1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2=（5.25）10=5.25
（257）8=2×82+5×81+7×80=（175）10=175
（32CF.4）16=3×163+2×162+12×161+15×160+4×16-1=（13007.2510=13007.25十进制数转换成二进制数分两种情况进行，整数部分和小数部分，具体规则如下所示。
整数部分：除2取余倒排。即采用除2取余，直到商为0，先得的余数排在低位，后得的余数排在高位。例：将（105.625）10转换成二进制数。7.位、字节、字和字长
（4）字长。CPU内每个字可包含的二进制的长度称为“字长”（wordsize）。它是计算机存储、传送、处理数据的信息单位，是衡量比较计算机的功能精确度及运算速度的主要性能指标之一。字长越长，在相同时间内就能传送越多的信息，从而使计算机运算速度更快、精度越高、寻址空间越大、内存储器容量更大、计算机系统支持的指令数量越丰富。低档微机的字长为8位（一个字节），高档微机的字长有16位（两个字节）、32位（四个字节）等。1.2微型计算机接口组成
1.2微型计算机接口组成3．项目实物图
微机常用接口外观图如图1-6所示，这是一个微机主板，主要由CPU插槽、PCI扩展槽、内存插槽、BIOS、CMOS电池、CMOS跳线、ATX电源插座、音频接口、AGP扩展槽、USB接口、鼠标接口、键盘接口等组成。从图1-7可以看出，各类外部设备（简称外设）和存储器，都是通过各自的接口电路连到微机系统的总线上去的，因此用户可以根据自己的要求，选用不同类型的外设，设置相应的接口电路，把它们挂到系统总线上，构成不同用途、不同规模的应用系统。在微机系统中一般有多种外设，在同一种外设中也可能有多台，而一个CPU在同一时间里只能与一台外设交换信息，这就要在接口中设置I/O端口地址译码电路对外设进行寻址。CPU将I/O设备的端口地址代码送到接口中的地址译码电路，并经译码电路，把地址代码翻译成I/O设备的选择信号。一般是把高位地址用于接口芯片选择，低位地址进行芯片内部寄存器的选择，以选定需要与自己交换信息的设备端口，只有被选中的设备才能与CPU进行数据交换或通信。没有选中的设备，就不能与CPU交换数据。外部设备的信号电平可能不是TTL电平或CMOS电平，因此需要由接口电路来完成信号电平的转换。

为了使接口具有较强的灵活性、可扩充性以适应多种工作方式或工作状态，接口应具有可编程的特性。
上述功能并非要求每种接口都具备，对不同用途的微