微机原理课件-第3章s

微机原理课件-第3章•引言•微机系统的基本构成•存储器原理•CPU的工作原理目录•输入输出原理•总线原理contentsCHAPTER01引言微机原理的重要性掌握计算机底层原理为专业课程奠定基础微机原理课程帮助学生深入了解计算微机原理是许多计算机相关专业的重机底层的工作原理，包括硬件和软件要基础课程，为学生后续学习操作系的交互方式，有助于更好地理解和使统、编译原理、计算机网络等课程奠用计算机定基础培养系统思维能力学习微机原理有助于培养学生的系统思维能力，理解整体和部分的关系，提高分析和解决问题的能力微机原理的应用领域010203嵌入式系统计算机体系结构软件开发微机原理在嵌入式系统领通过对微机原理的学习，深入理解微机原理有助于域应用广泛，涉及智能家可以更好地理解计算机体软件工程师编写更高效、居、工业控制、医疗器械系结构，优化程序设计和稳定的程序，提升软件产等领域系统性能品的质量和用户体验CHAPTER02微机系统的基本构成硬件系统运算器控制器存储器输入输出设备执行算术和逻辑运算的控制微机各部件协调工用于输入输出数据和程存储程序和数据，分为部件，是计算机的核心作的部件，负责指令的序，如键盘、显示器、内存储器和外存储器部分之一读取和执行打印机等软件系统系统软件应用软件工具软件操作系统、编译程序等，各种应用程序，用于完成维护和管理计算机的工具，用于管理和控制计算机的特定的任务或实现特定的如驱动程序、病毒查杀软硬件资源功能件等指令系统指令格式指令类型指令执行过程指令的格式包括操作码和地址码，操指令类型包括算术运算指令、逻辑运指令的执行过程包括取指令、解码、作码指定指令的操作类型，地址码指算指令、控制转移指令、输入输出指执行和写回四个阶段，其中取指令阶定操作数或操作数的地址令等段是从内存储器中读取指令并存放到寄存器中，解码阶段是将指令的操作码解码成相应的控制信号，执行阶段是实现指令所指定的操作，写回阶段是将运算结果写回到内存储器或寄存器中CHAPTER03存储器原理存储器的分类01020304按存储介质分按存取方式分按存取特性分按容量分半导体存储器、磁表面存储器、随机存储器（RAM）、只读静态存储器（SRAM）、动态小容量、中容量、大容量及超光盘存储器等存储器（ROM）、快闪存储存储器（DRAM）等大容量存储器等器等存储器的结构存储元数据寄存器是存储器中最小的信息存取单用于暂存需要写入存储器的数元，由一个或多个晶体管组成据或需要从存储器中读出的数据地址译码器控制电路用于将输入的地址码转换成对用于产生控制信号，控制存储应的行选择信号和列选择信号器的读、写操作存储器的读写原理写操作当某一行被选中时，对应行的数据被传送到数据线路上，然后通过写入电路将数据写入到被选中的存储元中读操作当某一行被选中时，该行的数据被传送到数据线路上，然后通过读出电路将数据读出并送到输出端CHAPTER04CPU的工作原理CPU的结构控制器控制计算机的各个部件协调工作，实现指令的取、译、执行运算器进行算术和逻辑运算，处理数据寄存器存储运算中间结果和指令CPU的工作过程取指令指令译码从内存中读取指令，存入指令寄存器对指令进行译码，确定指令的操作码和操作数执行指令指令结束根据操作码和操作数，执行相应的操作完成指令的执行，返回程序计数器，准备执行下一条指令CPU的性能指标主频字长CPU工作的时钟频率，单位是Hz CPU一次能处理的二进制位数，单位是位（bit）缓存指令集CPU内部存储数据的部件，分为一级CPU支持的指令集合，包括算术指令、缓存、二级缓存等逻辑指令、控制指令等CHAPTER05输入输出原理输入输出设备输入设备键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏等，用于向计算机输入数据和命令输出设备显示器、打印机、音响等，用于将计算机处理的结果以用户能理解的形式输出输入输出接口01输入输出接口是连接微机内部与外部设备之间的桥梁，负责数据的传输和控制信号的传递02常见的输入输出接口有串行接口、并行接口、USB接口等输入输出控制方式通道方式中断方式D通道是一种独立于CPU的专用处理器，负外部设备在需要时向CPU发出中断请求，责管理I/O操作，减轻CPU负担CPU暂停当前工作转去处理外部事件，处理完毕后继续原来的工作CBDMA方式程序查询方式A外部设备通过DMA控制器直接与内存进通过程序查询外部设备状态，按需行数据交换，无需CPU介入进行数据传输CHAPTER06总线原理总线的分类按照功能划分数据总线、地址总线、控制总线按照传输方式单向总线、双向总线按照传输速率低速总线、高速总线总线的结构单总线结构01所有信息都通过一条总线传多总线结构02数据总线、地址总线、控制总线独立传总线复用结构03同一组总线上同时传输多种信息总线的操作时序同步时序异步时序半同步时序所有操作在同一时钟信号下同步操作在不同时钟信号下独立进行部分操作在时钟信号下同步进行，进行部分操作独立进行THANKSFORWATCHING感谢您的观看。