计算机的基础知识.doc

莇第一章计算机的基础知识蚅第一节概述螁(一)学****要求蚀1、了解微机及单片机的历史、特点、应用。蒇2、掌握微型计算机的组成和结构。螂(二)内容提要蒃1、计算机的历史葿计算机产生于1946年、经过了四代:电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路。目前向着超大规模结成电路与光子计算机方向发展。薇2、计算机的特点膃高速、高度自动化、具有记忆能力、具有逻辑判断能力、高精度和高可靠性。羁3、应用方面膈科学计算、数据与信息的处理、实时控制、计算机辅助设计、人工智能。蚆4、信息表示薄计算机处理的各种信息是以二进制代码表示的。一台计算机所用的二进制代码的位数称为该计算机的字长。字长越长、能代表的数值越大,表示的数值的有效位就越多,计算精度就越高。但是位数越多,表示二进制代码的逻辑电路也越多,计算机就变得庞大复杂。价格也贵了。微机的字长一般有:1、4、8、16、32位等。使用最多的是8、16、32位。蚃5、组成芁计算机由五大部分组成:运算器、控制器、存贮器、输入设备、输出设备。蚆运算器:处理信息各种计算。羅控制器:产生控制命令,控制计算机各部件自动、协调一致工作。肁存贮器:存放数据与程序。羀输入设备:输入数据与程序。这里的数据是一个广义的定义,实际上它不单单是我们在键盘上输入的各种数字和文字,它还包括其他各种信息,如图象信息、声单信息。但是这些信息都要转化成计算机能接受的电信号。输入设备有:键盘、光笔、鼠标、扫描仪、摄象头(网眼)、话简。螆输出设备:将计算机处理的结果用数字、文字、图形、声音等形式表示出来的设备。如:CTR、打印机、绘图仪、数码管、音箱等莆将CPU集成在一块芯片上成为独立的器件,该芯片称为:微处理器。螃存贮器芯片,再加上输入输出接口电路芯片,就构面了微型计算机――微机。蝿微机只是计算机的一种。计算机还有工作站、大型机、中型机、巨型机等。我们经见到的各种人个电脑(PC)就是微机。单片机是属于微机的。现在我们再介绍微机的一些知识。袆(三****题与思考题蒃1、微型计算机由哪几部分组成?简述各部分的功能及组成。芀2、什么叫单片机?其主要由哪几部分组成?薈答:将微型计算机的基本功能部件集成在一个半导体芯片上所组成的一台微型电子计算机。intel公司MCS系列;Motorola公司MC68系列羆3、解释微处理器、微型计算机、微型计算机系统的概念。袃羂薀第二节微处理器肆(一)学****要求芄(1)了解微处理器的组成、特点、基本工作原理。蒀(2)掌握微处理器各部分组成的作用。荿(二)内容提要膆微处理器是微型计算机的核心部分,主要由三部分组成:运算器、控制器还有工作寄存器组,它们之间用内部总线BUS相联系。蚅1)运算器膂运算器由算术逻辑部件及累加器A,暂存寄存器TR、标志寄存器F、二十进制调整电路组成:膈①算术逻辑部件(ALU)它是对传送到微处理器的数据进行算术、逻辑运算的电路。如执行加、减、逻辑与、或运算等。它有两个输入端,一端连A,一端连TR,输出端连内部BUS。芅②累加器A,暂存器TR肆是一个8位寄存器,很多的8位双操作数运算通过它进行:薀如:ADDA,#24H;(A)←(A)+24H膁ADDA,R0;(A)←(A)+(R0)芅ANLA,R1;(A)←(A)∧(R1)芃一个操作数来自A,运算结果又送回到A,另一个可以是CPU内部的工作寄存器,也可来自存储器或接口电路,但无论是哪种情况,都是通过内部BUS传来。莂由于总线只能分时传送数据,所以要用暂存器TR连在BUS与ALU之间起缓冲作用。羀执行上面的指令时。内部总线先传送一个操作数至TR,然后由控制器控制ALU对A、TR中的内容运算。结果再通过内部BUS传到A中去。莅③标志寄存器F又称状态寄存器,用来存放ALU运算结果的一些特征:如溢出生率(OV)、进位C、辅助进位AC、奇偶情况P,结果为零等。后面我们详要详细介绍。蚄④二_十进制调整电路肄二、十进制数运算时要对运算结果进行调整。由这个电路实现虿2)控制器蒅控制器由指令寄存器IR、指令译码器ID及定时与控制电路组成。工作时定时与控制电路中时钟电路、产生时钟脉冲用于计算机各部分电路的同步定时。控制电路按照一定的时间顺序发出一系列的控制信号使计算机各部件能按一的时间节拍协调一致地工作。从而使指令得以实行。肅执行指令分两个阶段:取指和执行。步骤为:蒂a从存贮器中取回指令的机器码送指令寄存器直到该命令执行完。蒈b由指令译码器识别指令,知道需要实施什么操作。薅C由定时与控制电路产生一系列控制信号,送计算机各部件执行这一指令。蒆定时与控制电路除接收ID来的信号外,还接收CPU外部送来的信号,哪中断、复位,这些信号全由总线送入。它(定时与控制电路)产生的控制信号一部分用于CPU内部,控制CPU各部件的工作,另一部分通过控制总线输出,用于控制存贮器和I/O接口电路的工