【微机原理】微型计算机的基本工作原理
微机原理微型计算机的基本组成电路
微机原理微型计算机的基本组成电路微机原理是指微型计算机的基本原理和组成。
微型计算机是一种能够完成各种计算和控制任务的计算机，其基本组成电路包括中央处理器（CPU）、存储器（内存）、输入输出设备（I/O）、总线以及时钟电路等。
中央处理器（CPU）是微型计算机的核心部件，负责执行各种计算和控制任务。
它由控制器和算术逻辑单元（ALU）组成。
控制器负责指挥和协调整个计算机系统的运行，从存储器中读取指令并解码执行；ALU则负责执行各种算术和逻辑运算。
存储器（内存）用于临时存储数据和指令。
根据存取速度和功能特点，内存可分为主存和辅存。
主存是临时存储数据和指令的地方，包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）；辅存则是长期存储数据和程序代码的地方，包括磁盘、光盘等。
输入输出设备（I/O）用于与外部环境进行交互，实现数据的输入和输出。
输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等；输出设备包括显示器、打印机、音频设备等。
总线是计算机内部各个组件之间进行数据传输和通信的通道。
通常分为数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据；地址总线用于指示数据在内存中的位置；控制总线用于传输各种控制信号。
时钟电路用来提供计算机系统的时序信号，使计算机内部各个组件的操作同步。
时钟电路产生一系列脉冲信号，用于指示各种操作的开始和结束。
此外，微型计算机的基本组成电路还包括各种辅助电路，如电源电路、复位电路、中断控制电路等。
电源电路提供计算机系统所需的电能；复位电路用于将计算机系统恢复到初始状态；中断控制电路用于处理外部中断信号，从而实现对外部事件的及时响应。
综上所述，微型计算机的基本组成电路包括中央处理器、存储器、输入输出设备、总线和时钟电路等。
这些电路相互配合，共同完成各种计算和控制任务，构成了一个完整的微型计算机系统。
微机原理
第一章ENIAC 的不足：运算速度慢、存储容量小、全部指令没有存放在存储器中、机器操作复杂、稳定性差 。
冯·诺依曼（Johe V on Neumman ）提出了“存储程序”的计算机设计方案。
特点是： 1、采用二进制数形式表示数据和计算机指令。
2、指令和数据存储在计算机内部存储器中，能自动依次执行指令。
由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机硬件。
工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”。
一型计算机的分类字长：有4位、8位、16位、32位、64位微型计算机等 工艺：可分成MOS 工艺、双极型TTL 工艺的微处理器 结构类型：有单片机、单板机、位片机、微机系统等 用途：个人计算机、工作站/务器、网络计算机 体积大小：台式机、携机。
二．微型计算机的性能指标介绍位：这是计算机中所表示的最基本、最小的数据单元。
字长：是计算机在交换、加工和存放信息时的最基本的长度。
字节（Byte ）：是计算机中通用的基本单元，由8个二进制位组成。
字：是计算机内部进行数据处理的基本单位。
主频：也称时钟频率，是指计算机中时钟脉冲发生器所产生的频率。
访存空间：是该微处理器构成的系统所能访问的存储单元数。
指令数：构成微型计算机的操作命令数。
基本指令执行时间：计算机执行程序所花的时间。
可靠性：指计算机在规定时间和条件下正常工作不发生故障的概率。
兼容性：指计算机硬件设备和软件程序可用于其他多种系统的性能。
性能价格比：是衡量计算机产品优劣的综合性指标。
微型计算机是以微处理器为核心，再配上存储器、接口电路等芯片构成的微型计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成 ：1.中央处理单元CPU （Control Processing Unit ）是微型计算机的核心部件，是包含有运算器、控制器、寄存器组以及总线接口等部件的一块大规模集成电路芯片，俗称微处理器。
微处理器是微型计算机的核心，它的性能决定了整个微型机的各项关键指标。
微机原理
1.1微型计算机主要包括那几个组成部分？各部分的基本功能是什么？答：微型计算机由CPU，存储器，输入/输出接口及系统总线组成CPU是微型计算机的核心部件，一般具有下列功能：进行算术和逻辑运算，暂存少量数据，对指令译码并执行指令所规定的操作，与存储器和外设进行数据交换，提供整个系统所需要的定时和控制信号，响应其他部件发出的中断请求；总线是计算机系统各功能模块间传递信息的公共通道，一般由总线控制器，总线发送器，总线接收器以及一组导线组成；存储器是用来存储数据，程序的部件；I/O接口在CPU和外设之间起适配作用，是微型计算机的重要组成部件1.2简述CPU执行指令的工作过程答：CPU执行指令的工作过程可以归纳为3个阶段：取指令，分析指令，执行指令执行指令的基本过程：1、开始执行程序时，程序计数器中保存第一条指令的地址，指明当前将要执行的指令存放在存储器的哪个单元2控制器将程序计数器中的地址送至地址寄存器MAR，并发出读命令。
存储器根据此地址取出一条指令，经过数据总线进入指令寄存器IR3指令译码器译码，控制逻辑阵列发出操作命令，执行指令操作码规定的操作。
4、修改程序计数器的内容2.1、8086/8088CPU的功能结构由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？答：8086/8088CPU的功能结构由以下两部分组成：总线接口单元BIU（Bus Interface Unit）和执行部件EU（Execution Unit）总线接口单元BIU的主要功能是负责与存储器，I/O端口进行数据传送。
具体讲：取指令，即总线接口部件从内存中取出指令后送到指令队列；预取指令；配合EU执行指令，存取操作数和运算结果。
执行部件EU主要功能是负责指令执行。
2.4、什么是总线周期？8086/8088CPU的基本总线周期由几个时钟周期组成？若CPU主时钟频率为10MHz，则一个时钟周期为多少？一个基本总线周期为多少？答：BIU通过系统总线对存储器或I/O端口进行一次读/写操作的过程成为一个总线周期。
微机原理知识点
微机原理知识点一、微机原理概述微机原理是指解析和理解微型计算机的基本组成部分和工作机理的学科。
微型计算机是一种体积小、功能强大的计算机，它能够进行数据处理、运算、存储和控制等操作。
微机原理研究的重点主要包括微处理器、存储器、输入输出设备、总线系统以及计算机的工作原理等内容。
二、微处理器微处理器是微型计算机的核心部件，负责执行指令、进行数据处理和运算等任务。
它由控制单元和算术逻辑单元组成。
控制单元负责指令的解码和执行，而算术逻辑单元则负责进行算术和逻辑运算。
微处理器的性能主要由时钟频率、位数、指令集和内部缓存等因素决定。
三、存储器存储器是用于存储和读取数据的设备。
微型计算机中常见的存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM用于存储临时数据，而ROM则用于存储不可修改的程序和数据。
存储器的访问速度和容量是衡量其性能的重要指标。
四、输入输出设备输入输出设备用于将用户输入的信息传递给计算机，以及将计算机处理后的结果输出给用户。
常见的输入设备包括键盘、鼠标和扫描仪等，而输出设备则包括显示器、打印机和音频设备等。
输入输出设备的种类繁多，适应了不同用户的需求。
五、总线系统总线系统是微型计算机内部各个组件之间进行数据传输和通信的路径。
它由地址总线、数据总线和控制总线组成。
地址总线用于指定内存中数据的位置，数据总线负责传送数据，而控制总线用于指示数据的读取和写入操作。
总线系统的带宽和速度直接影响计算机的数据传输效率。
六、计算机的工作原理微型计算机的工作原理一般遵循“取指令-执行指令”的基本模式。
首先，微处理器从存储器中取出一条指令，然后将其解码并执行相应的操作。
在执行过程中，微处理器可能需要从存储器或外部设备中读取数据，并将运算结果存储回存储器中。
计算机的工作原理是理解微机原理的基础，对于优化计算机的性能和应用开发非常重要。
七、总结微机原理作为计算机科学的基础学科，涵盖了微型计算机的核心组成部分和工作原理等重要内容。
微机原理名词解释
微机原理名词解释
微机原理是指微型计算机的基本工作原理和组成结构。
微机是指由微型集成电路技术制造的计算机，包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备、总线等组件。
微机原理涵盖了微型计算机的计算、存储、控制等关键原理。
1. 中央处理器（CPU）：微机的核心部件，负责执行指令、算术逻辑运算、控制和数据传输等功能。
2. 内存：用于存储程序和数据的地方，包括主存和辅助存储器，如RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）。
3. 输入输出设备：用于与外部环境交互的设备，如键盘、鼠标、打印机、显示器等。
4. 总线：用于不同部件之间进行信息传输的通道，包括地址总线、数据总线和控制总线。
5. 指令周期和时钟频率：指令周期是指处理器执行一条指令所需的时间，时钟频率是指单位时间内时钟信号的频率，两者共同决定了处理器的运行速度。
6. 指令集架构：规定了处理器能够执行的指令和操作，决定了计算机的功能和性能。
7. 中断和异常：用于处理处理器与外部设备之间或程序执行过程中的异常情况，如中断请求、浮点运算溢出等。
8. 数据通路和控制单元：数据通路负责数据的传输和运算，控制单元负责控制数据的流动和整个计算机的工作顺序。
微机原理是理解和设计微型计算机的基础，掌握微机原理可以帮助进行计算机硬件调试、故障诊断和性能优化等工作。
微机原理及应用的介绍
微机原理及应用的介绍1. 什么是微机原理微机原理是指微型计算机的工作原理和设计理论。
微机（Microcomputer）是一种集成了中央处理器、内存、输入输出设备和外部总线等核心组件的电子计算机系统。
微机原理主要涉及微机硬件的构成和工作原理、微机系统的软硬件接口、微机的程序设计和应用开发等内容。
2. 微机原理的基本组成微机原理的基本组成包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备和外部总线。
2.1 中央处理器中央处理器是微机的核心组件，负责执行指令、进行数据处理和控制任务的操作。
中央处理器一般由控制单元和算术逻辑单元组成，通过时钟信号同步工作。
中央处理器的性能通常用时钟频率和指令执行速度来衡量。
2.2 内存内存是用于存储和读取数据的临时存储设备。
内存可分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种类型。
RAM用于临时存储程序和数据，而ROM存储了系统启动程序和常用的固化数据。
内存的大小直接影响了微机的运行速度和可用空间。
2.3 输入输出设备输入输出设备用于与外部环境进行交互。
常见的输入设备有键盘、鼠标和触摸屏，输出设备有显示器、打印机和扬声器等。
输入输出设备可以通过接口与微机的主机进行连接，实现数据的输入和输出。
2.4 外部总线外部总线是微机与外部设备之间传输数据和控制信号的通道。
根据传输速度和数据宽度的不同，外部总线可分为系统总线、扩展总线和设备总线。
外部总线的设计和使用对微机的扩展和性能提升具有重要影响。
3. 微机原理的应用微机原理的应用广泛涉及到各个领域，包括科学研究、工业控制、信息技术、通信和嵌入式系统等等。
3.1 科学研究微机原理在科学研究中起到了关键作用。
科学家可以利用微机进行数据采集、实验控制和数据处理等操作，从而加速科学研究的进程。
微机原理还被应用于模拟实验和科学计算等领域，为科学家们提供了强大的辅助工具。
3.2 工业控制微机原理在工业控制系统中被广泛应用。
工业控制系统利用微机进行数据采集、信号处理和控制指令的执行，实现对生产过程的监控和控制。
微机原理与单片机
微机原理与单片机微机原理与单片机是计算机科学中两个重要的概念。
微机原理是指微型计算机的基本原理和操作方式，而单片机则是一种集成了中央处理器、存储器和输入输出接口等功能于一体的微型计算机电子芯片。
在本文中，我将详细介绍微机原理和单片机的工作原理、应用领域以及它们之间的联系和区别。
首先，我们来了解微机原理。
微机原理主要涉及到计算机硬件的基本组成和工作原理。
一台微机通常由中央处理器（CPU）、主存储器（RAM）、辅助存储器（硬盘、光盘等）、输入输出设备（键盘、鼠标、显示器等）和总线等几个部分组成。
中央处理器是微机的核心部件，它负责执行计算机的指令集并处理数据。
CPU 由运算器和控制器组成，运算器负责进行算术和逻辑运算，而控制器负责控制数据流和指令执行的顺序。
主存储器是用于存放程序和数据的地方，它的数据可以被CPU直接访问。
辅助存储器则用于长期存储数据，它的速度比主存储器慢但容量更大。
输入输出设备用于用户与计算机之间的交互。
键盘和鼠标用于输入数据，而显示器用于输出结果。
总线则是连接各个硬件设备的通信通道，它可以传输数据和控制信号。
通过总线，CPU可以与主存储器和输入输出设备进行数据交换。
而单片机是一种在微机基础上进一步集成的特殊计算机，它在一个芯片上集成了CPU、RAM、ROM、输入输出端口等功能。
与传统的微机相比，单片机更加紧凑、节省成本，并且功耗更低。
因此，单片机常被应用于嵌入式系统中，例如家电控制、汽车电子、机器人等领域。
单片机的工作原理是通过执行存储在ROM中的程序来控制外部设备的工作。
它可以通过引脚和外围电路连接到各种外部设备，如LED、电机、显示器等。
程序在RAM中进行执行，而数据则可以从RAM中读取或写入。
单片机还可以通过输入输出端口与外部设备进行数据的输入和输出。
通过这种方式，单片机可以实现各种功能，如温度控制、电机驱动、无线通信等。
微机原理和单片机之间存在联系和区别。
微机原理是单片机的基础理论，它涵盖了计算机硬件的基本组成和工作原理。
什么是微机原理
什么是微机原理
微机原理是一门涉及到微型计算机的基本工作原理和组成部分的学科。
它主要涵盖了计算机的硬件和软件方面的知识。
在微机原理中，硬件部分的内容包括处理器、存储器、输入输出设备、总线等组成要素。
其中，处理器负责执行计算机指令和控制计算机的操作，存储器用于存储数据和指令，输入输出设备用于人与计算机之间的信息交互，总线则负责各个组件之间的数据传输。
软件部分的内容涉及计算机的操作系统、编程语言和应用软件。
操作系统是计算机的核心软件，它管理着计算机的资源和控制计算机的运行。
编程语言是人与计算机交互的桥梁，它使得人们可以通过编写程序来控制计算机。
应用软件则是通过编程语言编写的实际应用程序，满足人们的各种需求。
微机原理还包括了数字逻辑电路和计算机组成原理的相关内容。
数字逻辑电路用于实现计算机硬件中的各种逻辑功能，例如与门、或门、存储器等。
计算机组成原理则是从整体上理解计算机的结构和工作原理，包括计算机的层次结构、指令执行周期、中央处理器和主存储器的连接等等。
通过学习微机原理，人们可以更好地理解和掌握计算机的工作原理，为以后的计算机应用和开发打下坚实的基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2. 存储器的分类
存储器分为内部存储器和外部存储器两大类，分 别简称为内存和外存，外存也叫辅存，内存也叫主存。 程序和数据以文件的形式保存在外存中，要执行的程序 和要使用的数据必须事先调入内存。为了加快CPU访问 内存的速度，从而提高程序的运行速度，在内存和CPU 之间或者CPU内部增加了存取速度较高的高速缓冲存储 器，即cache。为了扩充内存容量，还将外存作为内存 的辅助，给用户提供比内存大得多的逻辑存储容量，这 就是所谓的“虚拟存储器”。
微型计算机的基本工作原理
1 微型计算机的常用术语 2 微型计算机的基本结构 3 微型计算机的工作原理
1 微型计算机常用的术语
位(bit)——计算机所能表示的最基本、最小的数 据单元。1个二进制位有两种状态“0”和“1”
字(word) ——计算机内部进行数据处理的基本单 位，与寄存器、ALU宽度一致每一个字所包含的 二进制位数称为字长
2.4 总线插座和接口
外部设备通过总线插座和接口与计算机连接。设置接 口的主要原因
外设的工作速度远低于CPU的速度 外设表示信息的格式与计算机不同 接口向计算机报告设备的状态,传达计算机命令等
2.5 I/O设备
输入设备：键盘、模数转换器、扫描仪等 输出设备：显示器、打印机、绘图机等 输入/输出设备：磁盘和光盘等
字节(byte) ——8个Bit组成一个字节,存放相邻的 8位二制数.字节的长度固定
指令(instruction) 程序(program) 指令系统(instruction set)
2 微型计算机的基本结构 微型计算机的基本组成如图所示：
2.1 CPU
CPU是微机的核心部件,具有运算和控制功能 组成： 算术逻辑单元ALU(arithmetic logic unit) 寄存器(register)组 控制器(control unit)
CPU对存储器的操作有读和写两种，读操作是 CPU将存储单元的信息取到CPU内部，而写操作是 CPU将其内部的信息传送到存储单元保存。写操作要 改变被写存储单元的内容，而读操作则不改变被读存 储单元的内容。向存储单元存放或取出信息，都称为 访问存储器。访问存储器时，先由地址译码器将送来 的单元地址进行译码，找到相应的存储单元；再由读 写控制电路，根据送来的读或写命令确定访问存储器 的方式，完成读出(读)或写入(写)操作。
Cache中存放的内容除了内存中的指令和数据外，还要 存放这些指令和数据在内存中的对应地址。当微处理器 存取指令和数据时，Cache截取微处理器送出的地址， 并判别这个地址与Cache中保存的地址是否相同。若相 同，则从Cache中存取该地址中的指令或数据；否则就 从内存中存取。
3. 存储器的操作
②高速缓冲存储器
高速缓冲存储器即高速缓存Cache是使用速度 与CPU相当的静态随机读/写存储器芯片组成的小容量 存储器，用来存放微处理器最近要用的指令和数据。
Cache中的内容其实是内存中一小部分内容的复制 品，内存中经常被微处理器使用到的一部分内容要烤页 到Cache中，并不断地更新Cache中的内容，使得 Cache中总是保存有最近经常被微处理器使用的一部分 内容。
2.2 总线
总线是把计算机各部分有机地连接起来的一组并 行导线，是各个部分之间进行信息交换的公共通道
微机的三总线： 数据总线DB
在CPU与存储器和CPU与I/O接口之间双向传送 数据.其条数决定了每一次能同时传送的二进制 数的位数。如：8088的数据总线为8条，一次 能够传送8位二进制数，用D7～D0表示
①虚拟存储器 人们通常所指的内存是由“内存条”组成的物
理存储器，物理存储器是由地址总线直接访问的存储空 间，其地址称为物理地址。显然，地址总线的条数决定 了物理存储器即内存的最大容量。
虚拟存储器是相对物理存储器而言的，虚拟存储器是指程 序使用的逻辑存储空间，它可以比物理存储空间大得多。虚拟存 储器由内存、辅存和管理部件共同组建。通过管理软件达到内存 和辅存密切配合，使整个存储系统的速度接近内存、容量接近辅 存。当应用程序访问虚拟存储器时，必须给出虚拟地址即逻辑地 址，在此过程中，先通过硬件和软件找出逻辑地址到物理地址之 间的对应关系，判断要访问的是否已装入内存，如已装入则直接 访问内存，否则，相应的硬件和管理软件会将要访问的有关数据 块从辅存调入内存，与此同时将内存中原有的暂时不使用的某数 据块调回辅存，并且将虚拟地址转变为物理地址。
地址总线AB 传送CPU发出的地址，以寻址存储单元或I/O
端口。AB的宽度决定了计算机系统能够使用的 最大的存储器容量。如：地址总线为20条，用 A19～A0表示，可寻址220=1M的存储空间 控制总线CB 向计算机系统的各部件发送操作命令和定时信 息。带有上横线的表示低电平有效,无上横线的表 示高电平有效 如：ALE(address latch enable)、INTR高 电平有效，MEMW、MEMR、IOR、IOW、 INTA低电平有效