第1章微型计算机系统导论剖析

本章作业 P13 3，4，6，8 　　④ CPU发出存储器读命令。 　　⑤ 在读命令的控制下，把选中的0000H单元的内容即第一条指令的操作码B1H读到数据总线DB上。 　　⑥ 把读出的内容B1H经数据总线送到数据缓冲寄存器DR。 　　⑦ 指令译码。因为取出的是指令的操作码，故数据缓冲寄存器DR中的内容被送到指令寄存器IR，然后再送到指令译码器ID，经过译码，CPU“识别”出这个操作码代表的指令，于是经控制器发出执行该指令所需要的各种控制命令。 　　接着进入第一条指令的执行阶段。经过对操作码B1H的译码，CPU知道这是一条把下一单元中的操作数送累加器A的双字节指令，所以，执行该指令的操作就是从下一个存储单元中取出指令第二个字节中的操作数06H，并送入累加器A。该指令的执行过程如图1.7所示。下面对图示执行过程进行详细说明。 图1.7 执行第一条指令的操作过程示意图 　　① 把PC内容01H送地址寄存器AR。 　　② PC内容送入AR后，PC自动加1，即由0001H变为0002H。注意，此时AR的内容0001H并没有变化。 　　③ 把地址寄存器AR的内容0001H放到地址总线上，并送至存储器系统的地址译码电路，经地址译码选中相应的0001H单元。 　　④ CPU发出存储器读命令。 　　⑤ 在读命令的控制下，把选中的0001H单元的内容06H放到数据总线DB上。 * 第1章 微型计算机系统导论 第1章 微型计算机系统导论 1.1 引言 1.2 计算机的发展概况 1.3 微型计算机系统的组成 1.4 微型计算机硬件系统 1.5 微型计算机的工作过程 1.1 引 言 　电子计算机是由各种电子器件组成的，能够自动、高速、精确地进行算术运算、逻辑控制和信息处理的现代化设备。自从其诞生以来，已被广泛应用于科学计算、数据(信息)处理和过程控制等领域。 1.2 计算机的发展概况 计算机的发展，从一开始就和电子技术，特别是微电子技术密切相关的。人们通常按照构成计算机所采用的电子器件及其电路的变革，把计算机划分为若干“代”来标志计算机的发展。自1946年世界上第一台电子计算机问世以来，计算机技术得到了突飞猛进的发展，在这不长的时间里，计算机的发展已经历了四代：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和大规模、超大规模集成电路计算机。目前，各国正加紧研制和开发第五代“非冯·诺依曼”计算机和第六代“神经”计算机。 微型计算机属于第四代计算机，是二十世纪70年代初期研制成功的。 微处理器(MicroProcessor)是微型计算机的核心芯片，它是将计算机中的运算器和控制器集成在一片硅片上制成的集成电路。这样的芯片也被称为中央处理单元，简称为CPU(Central Processing Unit)。 微型计算机 (MicroComputer)是由微处理器(CPU)、存储器和I/O接口电路组成的计算机。 30多年来，微处理器和微型计算机获得了极快的发展，几乎每两年微处理器的集成度翻一番，每2?4年更新换代一次，现已进入第五代。 1.3 微型计算机系统的组成 图1.1 微型计算机系统的组成 硬件 微型机系统 外围设备 过程控制I/O通道 A/D,D/A转换器 开关量等 外部设备 键盘、鼠标等输入设备 显示器、打印机等输出设备 软驱、硬盘及磁带等外存储器 主 机 输入输出(I/O)接口电路 微处理器(CPU) 运算器(算术逻辑运算单元ALU) 控制器(控制单元CU) 寄存器阵列(RA) 内存储器 RAM, ROM, EPROM EEPROM, Cash等 系统软件 软件 用户(应用)软件 1.3.1 基于总线的微型计算机硬件系统 　　到目前为止，计算机仍沿用1940年由冯·诺依曼首先提出的体系结构。其基本设计思想为： 　　① 以二进制形式表示指令和数据。 　　② 程序和数据事先存放在存储器中，计算机在工作时能够高速地从存储器中取出指令加以执行。 　　③ 由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部件组成计算机硬件系统。 图1.2 微型计算机硬件系统结构 主机 外设 内 存 储 器 输出 设备 总线 外存 储器 输入设备 控 制 器 寄存器组 运算器 I/O接口 CPU 　　所谓总线，是指计算机中各功能部件间传送信息的公共一组公用信号线，是微型计算机的重要组成部分。可分为以下三类： 地址总线AB(Address Bus) 数据总线DB(Data Bus) 控制总线CB(Control Bus) 采用总线结构