微型计算机及接口技术-第一章（微型计算机系统概述）
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考核大纲
一、学习目标和要求
本章主要介绍微型计算机系统的基本组成，包括硬件组成与结构特点和微型计算机软件部分的组成。通过本章学习，要求学生不仅要了解微型计算机硬件各个组成部分的功能和相互之间的关系，还要从系统层面了解微型计算机系统中硬件和软件之间的相互关系。对芯片组以及微型计算机整机结构有所了解。
二、课程内容
- 微型计算机系统的组成。
- 微型计算机工作过程。
- 微型计算机的组成结构。
三、考核知识点与考核要求
- 微型计算机系统的组成。
- 识记:微型计算机的硬件组成，微型计算机系统的软件。
- 微型计算机工作过程
- 领会:微型计算机的工作过程。
- 微型计算机的组成结构
- 识记:系统芯片与芯片组的功能，微型计算机基本结构及其发展的特点、三总线结构。
四、本章重点、难点
- 本章重点包括:
- 微型计算机的工作过程。
- 芯片组的功能。
- 微型计算机基本结构及其发展的特点。
- 本章的难点包括:
- 微型计算机的工作过程。
- 微型计算机基本结构及其发展的特点。
知识点汇总
第一节 微型计算机的组成
一、微型计算机系统的组成
1.微型计算机系统的硬件系统
- 微机在硬件上采用冯·诺依曼结构，该系统由：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
- 数据和程序都以二进制形式不加区分地共同存放在存储器中。
- 运算器、控制器、寄存器一起组成了微型计算机的核心部分-----CPU。
- 运算器是由算数逻辑单元（ALU）和其他运算功能部件组成，负责加、减、乘、除、与、或、非、移位等。
- 寄存器用来经常存放使用的数据，寄存器有：通用寄存器、控制与状态寄存器、指令指针寄存器。
- 存储器是微型计算机的存储和记忆装置，用来存放数据和程序。
- 输入/输出设备是指那些为微型计算机提供数据或信息的输入设备和那些接收从微型计算机中输出的信息或数据的输出设备。
- I/O接口是微型计算机与I/O设备之间的桥梁，是数据进出微型计算机的通道，也是微型计算机与I/O设备工作的协调者。
- 微机是的硬件结构是一种总线结构，各个部件之间通过总线相连。
- 地址总线，单项总线，传送CPU发出的地址信息。地址总线的宽度决定了系统能访问的最大存储容量，8086微处理器定义了20根地址线，则最大存储容量1MB（2^20）。
- 数据总线，双向总线，既可以从CPU传送数据信息到外设和主存，也可以从主存和外设向CPU传送数据。数据总线的宽度决定了一次可以传送二进制数据的位数，比如8086微处理器有16根，一次能传送16位（2个字节）的数据。
- 控制总线，每一根的方向是一定的，传送控制信息、时序信息和状态信息，这些信息控制数据总线、地址总线的使用。
- 只有硬件的微型计算机称为裸机
- 紧贴着裸机的是基本输入/输出系统(BIOS)。BIOS存放在一片ROM或Flash memory中。
二、微型计算机系统主要性能指标
- 字长：指微型计算机系统中CPU一次能处理的二进制的位数。
- 主频：CPU工作时，其节拍由计算机的主时钟控制。主频就是主时钟不断产生的时钟脉冲的固定频率。
- 速度：每秒所能处理的指令条数。
- 主存容量和存取时间：指微型计算机中内部存储器能存放数据的最大字节数。存取时间：微型计算机内存完成一次读/写所需要的时间。
- 兼容性。
第二节 微型计算机系统的工作过程
一、微型计算机系统的工作原理
微型计算机系统在硬件体系结构上采用冯·诺依曼结构。这种结构中数据和程序都以二进制代码形式不加区别地共同存放在存储器中，存放位置由地址指定，地址码也为二进制形式。冯·诺依曼结构计算机的基本工作原理可概括为“存储程序”和“程序控制”。当我们要计算机完成某项工作的时候，比如一个财务管理工作或者一个文字处理工作等，必须先设计解决问题的算法，然后根据算法编写有关的程序，准备所需要的数据。“存储程序”就是把这些事先编写好的程序和数据存储到存储器中保留起来。需要指出的是，存储在外存中的程序要调入到内存中才可以被CPU行。机器启动后，根据给出的程序中第一条指令在内存中地址，CPU取出第一条指令，然后控制器就可以依据存储程序中的指令顺序周而复始地取指、分析指令和执行指令，直到完成全部的指令操作，这就是所谓的“程序控制”。
三、微型计算机的工作过程
- 取指阶段
- 执行阶段
第三节 微型计算机的组成结构
IA-16结构微处理器 8086、80286，数组总线16位，地址总线20位。
IA-32结构微处理器：80386（32位数据线、32位地址线）、80486、Pentium处理器（64位数据线、32位地址线）
芯片组的功能
- 支撑和协调整个系统有条不紊的工作。
- 决定微型计算机系统的存储器类型和接口类型。
- 决定微型计算机系统的总线类型，并对总线进行控制。
- 控制微处理器和外设之间的数据传送。
- 为微型计算机功能扩展提供接口和总线插槽。
结尾
第二章 8086微处理器