北京大学：《微机原理 Microcomputer Principle 微机与接口技术》电子课件_第一讲 计算机、微型计算机的组成及工作过程（一）

《微机原理A》 第一讲:计算机、微型计算机的组成 及工作过程() 主讲老师:王克义

《微机原理A》 第一讲：计算机、微型计算机的组成 及工作过程(一） 主讲老师：王克义

公 本讲主要内容 计算机微型计算机的基本结构 计算机的工作过程 模型机结构

本讲主要内容 • 计算机/微型计算机的基本结构 • 计算机的工作过程 • 模型机结构

公 1.1计算机的基本结构 冯·诺依曼计算机由运算器、控制器、存储器、输入 设备、输出设备五部分组成,如图所示: 运算器 状 太 命令 数据 输入设备 存储器 输出设备 程序和数 据输入状令 输出结果 状 态和 地址 指令 命令和 态 和请求 和 答 控制器 请 答」求

1.1 计算机的基本结构 冯·诺依曼计算机由运算器、控制器、存储器、输入 设备、输出设备五部分组成，如图所示： 输出结果 运算器 存储器 控制器 输入设备 输出设备 数 据 地 址 指 令 状 态 和 请 求 命 令 和 应 答 状 态 命 令 命 令 和 应 答 状 态 和 请 求 程序和数 据输入

公 1.存储器 ·计算机中的指令和数据都表现为二进制数码,他 们必须被存入存储器的不同区域才能被区分。 为了准确地对存储器进行读或写,通常以字节(或 以字)为单位将存储器划分为一个个存储单元,并 依次对每一个存储单元赋予一个序号(从零开始的 无符号整数),该序号称为存储单元的地址 存储单元中存放的数据或指令称为存储单元的内 容。地址是识别存储器中不同单元的惟一标识

1. 存储器 • 计算机中的指令和数据都表现为二进制数码，他 们必须被存入存储器的不同区域才能被区分。 • 为了准确地对存储器进行读或写，通常以字节(或 以字)为单位将存储器划分为一个个存储单元，并 依次对每一个存储单元赋予一个序号(从零开始的 无符号整数)，该序号称为存储单元的地址。 • 存储单元中存放的数据或指令称为存储单元的内 容。地址是识别存储器中不同单元的惟一标识

公 存储器及其地址: 地址 内容 0 234 M-3 M-2 M-1

M-3 M-2 M-1 内容 0 1 2 3 4 地址 存储器及其地址：

公 存储单元的地址和内容都是二进制数码,但它们 是完全不同的两个概念,如高级语言中的变量名 和变量的值。 地址的位数由控制器地址线的位数确定,每个存 储单元中内容(数据或指令)的位数由设计计算机 时对存储器的编址方法确定。 如果控制器有n条地址线,则它所能管理的存储单 元最多为2n个。每个存储单元的地址都是惟一的。 每次读、写存储器时都必须先给出存储单元的地 址,然后才能访问(读或写)存储单元中的内容

• 存储单元的地址和内容都是二进制数码，但它们 是完全不同的两个概念，如高级语言中的变量名 和变量的值。 • 地址的位数由控制器地址线的位数确定，每个存 储单元中内容(数据或指令)的位数由设计计算机 时对存储器的编址方法确定。 • 如果控制器有n条地址线，则它所能管理的存储单 元最多为2n个。每个存储单元的地址都是惟一的。 • 每次读、写存储器时都必须先给出存储单元的地 址，然后才能访问(读或写)存储单元中的内容

公 2.运算器 运算器是进行算术运算(如加、减、乘、除等) 和逻辑运算(如非、与、或等)的装置 ·通常由算术逻辑部件ALU,专用寄存器Ⅹ、Y和 乙,累加器,通用寄存器R0、R1、、Rn-1以 及标志寄存器F组成

• 运算器是进行算术运算(如加、减、乘、除等) 和逻辑运算(如非、与、或等)的装置. • 通常由算术逻辑部件ALU，专用寄存器X、Y和 Z，累加器，通用寄存器R0、R1、…、Rn-1以 及标志寄存器F组成。 2. 运算器

公 运算器的基本组成 RO Rn-1 Y 内部总线 A ALU F Z

Rn-1 Y Z ALU A B F R0 X 内 部 总 线 运算器的基本组成:

公 ·核心部件ALU用于完成算术运算和逻辑运算。 ·Ⅹ、Y是ALU的输入寄存器,乙则是ALU的输出 寄存器。 F用于存放运算结果的状态,例如,结果是否为 零,是正还是负,有无进位,是否溢出,等等

• 核心部件ALU用于完成算术运算和逻辑运算。 • X、Y是ALU的输入寄存器，Z则是ALU的输出 寄存器。 • F用于存放运算结果的状态，例如，结果是否为 零，是正还是负，有无进位，是否溢出，等等

公 ALU的功能是对Ⅹ、Y中的数据进行运算,并将结 果送到Z。 Ⅹ、Y、乙是与ALU不可分的一部分,通常称为 ALU的数据暂存器。 ·X、Y中的数据可来自通用寄存器,也可来自存储 器。Z中的数据可送往通用寄存器,也可送往存 储器

• ALU的功能是对X、Y中的数据进行运算，并将结 果送到Z。 • X、Y、Z是与ALU不可分的一部分，通常称为 ALU的数据暂存器。 • X、Y中的数据可来自通用寄存器，也可来自存储 器。Z中的数据可送往通用寄存器，也可送往存 储器