第二章微机系统基本组成.ppt

电子计算机的基本组成 微计算机系统的层次 微处理器（Microprocessor) 微计算机（Microcomputer) 微计算机系统（Microcomputer System) 微处理器 MPU（μ P）=ALU+CU+R+内部总线 微处理器（Microprocessor）也常称为微处理机，它并不是微型计算机，但它是微型计算机的核心部件。微处理器包括算术逻辑部件ALU（Arithmetic Logic Unit）,控制部件CU（Control Unit）和寄存器组 R（Registers）三个基本部分和内部总线。相当于一般计算机系统结构中的运算器和控制器的组合。微处理器的职能是执行算术，逻辑运算和控制整个计算机自动协调地完成操作。 微型计算机 MC=MPU+M(ROM+RAM)+I/O接口+系统总线 微型计算机（Micro Computer）或简称微机是以微处理器为核心，加上由大规模集成电路制作的存储器M（ROM和RAM）、I/O（输入／输出）接口和系统总线组成的。该层次即已安装了CPU和内存条的主板。 微型计算机系统 MCS=MC+外围设备（外存+I/O外设）+电源+辅助电路+软件（系统软件+应用软件） 微型计算机系统（Micro Computer System）是以微型计算机为核心，再配以相应的外围设备,电源、辅助电路和控制微型计算机工作的软件而构成的完整的计算系统。软件分为系统软件和应用软件两大类。 CPU 运算器 组成：ALU、移位器、通用寄存器组。 功能：算术运算、逻辑运算。 控制器 组成：译码器、中断控制器、脉冲源及启停线路、 时序控制信号形成部件、指令寄存器、程序 计数器等。 功能：控制程序的运行，以此协调计算机各部件统 一地工作。 程序的执行： CPU基础参数 字长：CPU在交换，加工和存放信息时，其信息位的最基本长度，决定了一次传送的二进制的位数。 主频：CPU的工作频率。 外频：CPU的总线频率，由主板为CPU提供。 倍频：主频=外频×倍频 （1.1GHz=100MHz×11） 制造工艺 指令系统 CPU详解 CPU详解（续） CPU详解（再续） 微处理器的发展 微处理器的发展（续1） 微处理器的发展（续2） 微处理器的发展（续3） 摩尔定律 摩尔定律（Moore’s Law):在等面积等制作成本上，CPU的晶体管数每18个月增长一倍，其性能的提高也大致符合这一趋势。 存储器 存储器的容量 一位二进制代码位是存储器中最小的存储单位，称为一个存储位或一个存储元。 若干个存储位组成一个存储单元，再由许多个存储单元组成一个存储器。 存放一个字节的单元称为字节存储单元。一个字节定义为8个二进制位。 1B=8bits 存储器的不同分类 按存储器介质：半导体，磁性材料和激光技术 按存取方式：随机存取，顺序存取，直接存取等 按存储器的读写功能： 按信息的可保存性： 按在计算机系统的作用：主存、辅存、Cache 主存储器(Main Memory) 随机存取存储器（RAM） 动态RAM（Dynamic RAM),使用电容存储数据，电容有自然放电的趋势，需要动态刷新。一般做内存； 静态RAM（Static RAM),由逻辑晶体管组成，数据采用触发的形式进行存储，改变和读取速度非常快，比RAM快近10倍，当然价格也贵许多。一般做高速缓存。 只读存储器（ROM） 固定掩模ROM 可编程ROM(PROM:Programmable ROM) 可擦除可编程ROM(EPROM:Erasable PROM) 电可擦除可编程ROM(EEPROM:Electrically EPROM) 闪存(Flash Memory) 狭义的内存 广义的内存：泛指计算机系统中存放数据与指令的半导体存储单元。（内存+辅存+Cache) 狭义的内存：就是内存条。可分为SDRAM，DDR，DDR II，都是动态RAM。 SDRAM(Synchronous DRAM)将RAM同CPU以相同的频率进行控制，使RAM与CPU的外频以相同频率进行工作。如PC66，PC100，PC133。一般地，内存工作频率越高，在单位时钟周期内完成的指令越多，速度也就越快。 DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM)在SDRAM的基础上，利用时钟上升沿和下降沿都传送数据，因此不需要提高工作频率就可以成倍提高DRAM的速度。如DDR200，DDR266，DDR333，DDR400。 DDR ‖：DDR2 533, DDR2 667, DDR2 800 内存条 辅助存储器(auxiliary memory) 辅助存储器是作为数据，程序的输入输出和存储设备，是