简述微型计算机硬件结构并说明各部件的主要功能
微机原理知识点
微机原理知识点微机原理是指微型计算机的工作原理和运行机制。
微机原理的主要知识点包括：1. 计算机的硬件结构：微型计算机由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等组成。
其中，CPU是计算机的核心，包括运算器和控制器；存储器用于存储数据和程序；输入输出设备用于与外部交互。
2. CPU的工作原理：CPU包含运算器和控制器，运算器负责执行数据运算，控制器负责控制指令的执行和协调各个部件的工作。
CPU的工作周期包括取指令、译码、执行和存储结果等步骤。
3. 存储器的层次结构：计算机存储器包括高速缓存、主存和辅助存储器。
高速缓存作为CPU与主存之间的缓冲区域，存取速度最快；主存用于存储程序和数据；辅助存储器如硬盘和光盘用于长期存储。
4. 输入输出设备的接口方式：计算机与外部设备通过接口进行数据交换，常见的接口方式有并行接口和串行接口。
并行接口传输速度快，适用于高速数据传输；串行接口传输速度较慢，但适用于远距离传输。
5. 计算机的指令系统：计算机通过指令来控制运算和数据处理，指令系统包括算术逻辑指令、数据传输指令、分支跳转指令等。
不同的指令系统可以支持不同的应用需求。
6. 中断和异常处理：中断是计算机在执行某个任务时，被外部事件打断，需要转而处理其他事务。
异常是指指令执行过程中的错误或意外情况，需要进行异常处理。
中断和异常处理能够提高计算机的稳定性和可靠性。
7. 总线的工作原理：计算机内部的各个部件通过总线进行数据和控制信息的传输。
总线分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用于传输数据、地址和控制信号。
8. 计算机的时序控制：计算机内部的各个部件需要按照一定的时序和节拍进行工作。
时序控制包括时钟信号的产生和传播，以及各个部件的时序关系和同步机制。
以上是微机原理的一些主要知识点，通过学习这些知识，可以更好地理解和应用微型计算机。
第2章微型计算机硬件系统-PPT精选文档
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第2章 微型计算机硬件系统
第一代：8086和8088
时间
1978～1981年
1978年-- 8086
16位微处理器 寄存器和数据总线均为16位 地址总线为20位 设置了6字节的指令预取队列
1979年– 8088
外部数据总线为8位 设置了4字节的指令预取队列。
芯片组产品：
Intel芯片(如865、915、945、955、975系列等） VIA（威盛，中国台湾） nVIDIA（美国） ATI（加拿大） AMD（美国）
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第2章 微型计算机硬件系统
2.1 微型计算机的主要性能指标
基本字长
指参与运算的数的基本长度，用二进制数位的长度来衡量
决定着寄存器、加法器、数据总线等部件的位数，直接影响着硬件 的代价
主存容量
以字节为单位来计算
1B=8bit
1KB=1024B
1MB=1024KB 1GB=1024MB
运算速度
用每秒能执行的指令条数来表示
单位—MIPS (Million Instructions Per Second, 每 秒百万条指令)
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内存储器(简称内存或主存) 存取速度快 成本高、容量相对较小
直接与CPU连接，CPU(指令)可以 对内存中的指令及数据进行读、写 操作
属于挥发性存储器(volatile)，用 于临时存放正在运行的程序和数据
第2章 微型计算机硬件系统
2.3.1 存储器的结构
三级存储结构
（1）高速缓冲存储器 （2）主存储器 （3）外存储器
第2章 微型计算机硬件系统
台式PC机(立式)的主机箱
第二章 微型计算机系统
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外存：永久性存储器 外存：永久性存储器
存储器与存储系统
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存储器是一种具有保存和存取信息（程序、数据） 存储器是一种具有保存和存取信息（程序、数据） 是一种具有保存和存取信息 的设备/器件，是计算机系统不可或缺的资源。 的设备/器件，是计算机系统不可或缺的资源。 现代微型计算机的存储系统结构： 现代微型计算机的存储系统结构： 高速缓存--主存 外存 主存-高速缓存--主存--外存 为什么采用这种结构？ 为什么采用这种结构？ 指令执行速度依赖于内存读写速度 高速CPU需配置高速内存 高速CPU需配置高速内存 大软件需配置大容量内存 高速度 大容量 17
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问：内存与外存是一回事吗？
• 能被计算机系统总线直接相连控制的存储器称为内存； 能被计算机系统总线直接相连控制的存储器称为内存； • 通过I/O接口才能被 接口才能被CPU控制的存储器称为外存。 控制的存储器称为外存。 通过 接口才能被 控制的存储器称为外存
第2章 微型计算机系统
硬件和软件系统
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软件 程序及其配套的 数据、文档等
软件
计算机 系统
硬件 “看得见、摸得着 ”的物理载体
硬件
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问：主机包含哪些部件？ CPU又是什么意思？ 又是什么意思？ 主机包含哪些部件？ CPU又是什么意思 答：
第一章 微型计算机系统概述(戴梅萼)
1、3 微处理器、微型计算机微型计算机系统
算术逻辑部件 累加器、寄存器 控制部件 内部总线 存储器（ROM、RAM） 输入输出接口 系统总线 外围设备 系统软件 微 处 理 器
微 型 计 算 机
微 型 计 算 机 系 统
1、4 微型计算机的应用
1、科学计算和科学研究
计算机主要应用于解决科学研究和工程技术中所提出 的数学问题（数值计算）。 2、信息处理 （数据处理） 主要是利用计算机的速度快和精度高的特点来对数字 信息进行加工。 3、工业过程控制
用微型计算机实现工业生产控制。
4、计算机辅助系统 计算机辅助系统主要有计算机辅助教（CAI）、计算 机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算 机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系 统。 5、人工智能 人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行 为及其规律的一门学科，包括智能机器人，模拟人的 思维过程，计算机学习等等。其主要任务是建立智能 信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智 能行为的计算系统。
1、3、3 微型计算机系统的组成 一个微型计算机系统包括硬件系统和软件系统。硬件和 软件的结合，才能使计算机正常工作运行。
计算机硬件系统是一个为执行程序建立物质基础的物理 装置，称为硬件或裸机。
计算机软件系统指为运行、管理、应用、维护计算机所 编制的所有程序及文档的总和。
依据功能的不同，软件分为系统软件和应用软件两大类。
1、3、1 微处理器
微处理器（CPU）由运算器和控制器组成。
• 必须具备功能： *可以进行算术和逻辑运算 *可保存少量的数据 *能对指令进行译码并执行 *能和存储器及外设交换数据 *能提供系统所需的定时和控制 *可以相应其它部件发来的中断请求
微机原理作业及答案
第三章 作业
1、8086/8088操作数是从哪里来的？
答：来源有3种：立即数、寄存器、存储器操作数 指令中直接给出参加操作数； 参与操作的数存放在CPU的某个寄存器中； 参与操作的数存放在内存单元中，需要寻找相应的物理地址。 2、指出下列指令的错误 1）MOV AX, [SI][DI] 2) MOV [BX],[SI] 3) ADD BYTE, PTR[BX] （不能同时使用两个变址寄存器） （原操作数和目的操作数不能同时为存储器）
MUL [13H]
MOV WORD PTR[14H], AX
第四章 作业
2、画图说明下列语句所分配的存储空间
WORD_VER DW 3 DUP(0,1,2),?,-5,’BC’,256H
[-5]原=1000000000000101
00 00 01 00 02 00 …
3 DUP(0,1,2)
[-5]补=1111111111111011 =FFFB 02 00 ? ?
第一章 作业
4、十进制389对应的二进制数是110000101，BCD码是 001110001001，每位数字用字符表示时ASC码是333839H。 5、下列无符号数中，最大的是（转化为10进制比较） A (1100100)2 B (143)8
C (10011000)BCD
D (65)16
第二章 作业
存放0（清除从1200H开始的F00H（3840）单元的内容）
第三章 作业
7、写出完成下列功能的程序段
1）从地址DS:0012H中送一个数据56H到AL寄存器； 2）AL的内容与字节单元DS:0013H中的内容相乘； 3）乘积存入子单元DS:0014。
MOV AL, [12H]
第2章微型计算机系统的组成及工作原理
2.5.6 ISA总线的定义与应用
2. ISA总线的信号线定义 ——98芯插槽，包括地址线、数据线、控制线、时钟和电源线 (1)地址线：SA019和LA1723 (2)数据线：SD015 (3)控制线：AEN、BALE、 IOR 和 IOW、 SMEMR和 SMEMW
MEMR 和 MEMW、 MEM CS16 和 I/O CS16 、SBHE
2.1.2 微机系统的软件配置
系统软件、工具软件、应用软件、用户应用程序
.3 微机系统中的信息流与信息链
1. 微机系统中信息流与信息链的构成 信息流：存储器中的数据、程序代码；接口寄存器中的I/O数据、 状态、I/O命令 信息链：信息流在系统中流动的路径； 包括物理(硬件)环节和逻辑(软件)环节 2. 微机系统中信息流与信息链 ——早期微机系统/现代微机系统中的信息链 3. 研究信息流与信息链的意义 ——通过信息流从整体上认识微机体系结构和组成微机系统的各 部件之间的关系
2.5.7 现代微机总线技术的新特点
3. 总线桥 (1) 总线桥 ——总线转换器和控制器，是两种不同总线间的总线接口 内部包含兼容协议及总线信号和数据缓冲电路；把一条总线映 射到另一条总线上 北桥：连接CPU总线和PCI总线的桥 南桥：连接PCI总线和本地总线(如ISA)的桥 (2) PCI总线芯片组 ——实现总线桥功能的一组大规模集成专用电路 保持主板结构不变前提下，改变这些芯片组的设计，即可适应 不同微处理器的要求 4. 多级总线结构中接口与总线的连接
2.4 I/O设备与I/O设备接口
2.4.1 I/O设备及其接口的作用
1. I/O设备的作用 2. I/O设备接口的作用——连接与转换
2.4.2 I/O设备的类型及设备的逻辑概念
第2章微型计算机的组成及应用
2. 微型计算机分类
按主机、I/0接口和系统总线组成部件所在位置 划分为：
① 单片机：组成部件集成在一个超大规模芯片 上，用于控制仪器仪表等。、
② 单板机：各组成部件装配在一块电路板上， 常用于实验控制。
③ 多板机：各组成部件装配在多块电路板上， 如台式微型计算机、便携式PC机。
2.1.2 微型计算机系统的配件
2.4.2 CMOS
“小随机存储器”，靠电池供电。用于保存系统当 前配置，如系统日期和时间、硬盘格式和容量、内存 容量等。这些信息既是系统启动时必读信息，也是更 新硬件时要修改的信息。
2.4.3 高速缓存Cache
为了解决CPU与内存之间速度不匹配的问题，引 入高速缓存技术。高速缓存介于内存和CPU之间，是高 速存取信息的芯片。它存取速度比内存快，但容量不 大，主要用于存放当前使用最多的程序段和数据块， 并以接近CPU的速度向CPU提供程序指令和数据。
AGP（Accelerated Graphics Port）扩展槽：专门用于图形显示 卡，是在PCI总线基础上发展起来的，主要针对图形显示方面 进行了优化。AGP插槽通常是棕色，随着显卡速度的提高， AGP接口已经不能满足显卡传输数据速度的要求，目前AGP 显卡已经逐渐被PCI Express接口显卡所取代。
2.4 微型机系统存储器
内存是微机重要配置之一，内存容量及性能是影响微机性 能的重要因素。在Pentium Ⅲ系列微型计算机中，内存条以使 用168 Pin SDRAM(同步动态随机存取存储器 )型为主，目前在 Pentium 4系列微型计算机中，多数采用DDR内存条。
图2.3.1 微型计算机内存储器（条）
为方便识别主板上的各种接口，PC99技术规格规 范了主板设计要求，提出主板各接口必须采用颜色识 别标识。
微型计算机概述
第一章微型计算机概述回顾计算机系统的基础知识，包括计算机系统的组成(包括硬件与软件)、结构、发展历程、分类及其功能实质。
本讲重点微处理器及微机系统的发展历程，微机系统与一般意义上的计算机系统的联系与差别，强调微型计算机系统是具有独特结构的计算机系统，由此决定了微机系统所具有的功能及其特点。
【讲授内容】1.1 微机发展概述计算机系统是能够自动地、快速地、准确地进行信息处理的电子工具，其工作过程的实质是电子器件状态的快速变化。
1946年，世界上出现了第一台由电子管构成的，能够按照人们事先的安排，快速完成所要求计算任务的ENIAC电子计算机，计算机及其相关技术经历了一个快速发展的过程。
一般来说，电子计算机发展历程的各个阶段，是以所采用的电子器件的不同来划分的，即电子管、晶体管、中小规模集成电路和大规模及超大规模集成电路计算机。
微型计算机属于第四代电子计算机产品，即大规模及超大规模集成电路计算机，是电路技术不断发展，芯片集成度不断提高的产物。
主机按体积、性能和价格分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机五类，从其工作原理上来讲，微型机与其它几类计算机并没有本质上的差别。
所不同的是由于采用了集成度较高的器件，使得其在结构上具有独特的特点，即将组成计算机硬件系统的两大核心部分—运算器和控制器，集成在一片集成电路芯片上，显然该芯片是整个微机系统的核心，称为中央处理器CPU，或者微处理器MPU。
微处理器是微机系统的核心部分，自70年代初出现第一片微处理器芯片以来，微处理器的性能和集成度几乎每两年翻一番，其发展速度大大超过了前几代计算机。
微机系统及相关技术的发展，主要涉及到以下几个方面：CPU、主频、缓存、新技术。
一、微机的发展微机系统的核心部件为CPU，因此我们主要以CPU的发展、演变过程为线索，来介绍微机系统的发展过程，主要以Intel公司的CPU为主线。
第一代：4位及低档8位微处理器✧1971年，Intel公司推出第一片4位微处理器Intel4004，以其为核心组成了一台高级袖珍计算机。
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简述微型计算机硬件结构并说明各部件的主要功能
微型计算机硬件一般由微处理器、内存储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入输出设备等部件组成。
其中，微处理器是微型计算机的核心部件，负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作。
内存储器用来存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序，可分为随机存储器 RAM 和只读存储器 ROM。
随机存储器 RAM 存放当前参与运行的各种程序和数据，特点是信息可读可写，存取方便，但信息断电后会丢失;ROM 用于存放各种固定的程序和数据，特点是信息固定不变，关机后原存储的信息不会丢失。
系统总线是 CPU 与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。
接口电路完成微型计算机与外部设备之间的信息交换。
主机板由 CPU 插座、芯片组、内存插槽、系统 BIOS、CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助电路等硬件组成。
外存储器使用最多的是磁盘存储器 (软盘、硬盘和光盘存储器)。
输入输出设备是微型计算机系统与外部进行通信联系的主要装置，常用的有键盘、鼠标、显示器、打印机和扫描仪等。
软件部分包括操作系统以及应用系统软件及驱动程序。
操作系统是微机的系统软件，提供人机输入及操作界面，负责管理硬件资源，并为应用软件提供支持和服务。
应用系统软件是为实现特定功能而设计的软件，包括文字处理软件、电子表格软件、数据库管理软件、图像处理软件、网络应用软件等。
驱动程序是操作系统中软件组件之一，用于实现硬件设备与操作系统的接口，负责硬件设备的操作和管理。