第2章微型计算机的内部结构.ppt

第2章微型计算机的内部结构第2章微型计算机的内部结构 微型计算机的构成 8086/8088 MPU 的内部结构 内存与物理地址 PC/XT 微型计算机的内存分配 逻辑地址到物理地址的变换****题二第2章微型计算机的内部结构 微型计算机的构成电子计算机由中央处理器(简称 CPU) 、内部存储器(简称内存)和输入输出设备(简称 IO 设备)三大部件构成。 CPU 是计算机的核心,人们交给计算机的命令总是由 CPU 解释并执行, CPU 还负责产生各种控制信号,令各部件协调工作,使整个系统构成一个有机整体。内存是高速的数据存储部件,它与 CPU 一起构成了计算机的主机部分。输入输出设备用来完成计算机内部与系统外部的数据交换。 IO 设备中,输入设备用来把人的操作命令、外部采集到的数据传递到计算机的内部,典型的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等;输出设备则用于把计算机内部数据送出来变***可以理解的形式,或者变成控制工业机器的信号,典型的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。用于长期保存大量数据的设备是外部存储器,磁盘、光盘是典型的外存。第2章微型计算机的内部结构 CPU 的规模是划分计算机档次的一个决定性指标,我们把集成在一个芯片上的 CPU 又称为微处理器,简称 MPU ,8088 和 8086 芯片是 Intel 公司较早生产的两种同档次的 MPU ,在此之后, 该公司又陆续推出了人们熟知的 80286 、80386 、80486 和 Pentium 等一系列性能越来越好的 MPU 。以一个 MPU 芯片为核心构成的计算机称为微型计算机,也叫微电脑,由 8088 或8086 为 MPU 构成的微机就是 20世纪 80年代初出现并流行一时的 PC/XT 型个人电脑,当今正在走入家庭的微电脑大多数则是以 Pentium 或同档次 MPU 作为主芯片。第2章微型计算机的内部结构 计算机的协调工作是靠三大部件之间有机连接并相互配合来实现的。三大部件之间的逻辑连接关系可以用图 来表示。 中的双线是各部件之间进行数据传递的公共通道,是计算机的系统总线。 MPU 和内存直接连接在系统总线上。 D 1、 D 2、…、D n表示若干个外部设备,各个外设性能各异,控制外设的信号也各不相同。为了分担 MPU 的工作,在每个外设与总线之间往往需要一个称为“接口”的连接部件。通常情况下, MPU 掌握总线的控制权,可以选择连接在总线上的另外一个部件与之进行数据传递,数据传递的方向也由 MPU 决定。系统总线从功能上划分为数据总线、地址总线和控制总线三部分, 每一部分又包含多根信号线。第2章微型计算机的内部结构 MPU 内 存 D 1D 2D n……系统总线 I 1I 2I 微型计算机各部件的连接第2章微型计算机的内部结构 8086/8088 MPU 的内部结构 微型计算机的核心部件 MPU 从总体功能上讲由三部分构成: 运算器、控制器、寄存器组。运算器完成各种运算,包括人们熟知的加、减、乘、除等算术运算,以及与、或、非等逻辑运算。一个 MPU 中通常包含多个寄存器,寄存器用于临时存放数据。控制器负责整个系统的协调。 8086/8088 微处理器的内部结构如图 所示。第2章微型计算机的内部结构图 8086/8088 MPU 的内部结构 AH AL BH BL CH CL DH DL CS DI BP SP DS ES SS IP PSW 123 456 系统总线控制系统地址加法器 SI内部控制系统 ALU 预取指令队列系统总线第2章微型计算机的内部结构 运算器运算器( Arithmatical and Logical Unit) 是 CPU 中完成算术运算和逻辑运算的部件,它受内部控制系统发出的信号控制, 决定究竟做哪一种操作。操作中涉及的数据可以由其它部件通过内部总线送来,运算结果一方面通过内部总线送到某个寄存器或者送往片外,另一方面运算结果的特征还送往标志寄存器。第2章微型计算机的内部结构 具体地说, 8086/8088 的运算器可以完成以下操作: (1) 加减法。两个字节型数据相加减,或者两个字型数据相加减,计算结果的类型与操作数类型相同。(2) 乘法。两个字节型数据相乘,得到字型的乘积;或者两个字型数据相乘,得到双字型的乘积。(3) 除法。字型的被除数除以字节型的除数,商和余数都是字节型;或者是双字型的被除数除以字型的除数,商和余数都是字型。(4) 逻辑与、逻辑或、逻辑异或。两个字节型数据进行对应位的逻辑运算,结果仍然是字节型数据;或者两个字型数据运算,结