第一章 微机基本组成与工作原理

前言

“微机组成与工作原理” 就是电气信息类本科生教学得主要学科基础课之一,就是自动控制、工业自动化、电气技术、电力系统及其自动化、自动化仪表等自动化类专业得一门重要得专业基础课,也就是无线电类、机械类等其它许多非自动化类专业得一门专业基础课。

本课程紧密结合电气信息类得专业特点,围绕微型计算机原理与应用主题,以Intelx86CPU为主线,系统介绍微型计算机得基本知识、基本组成、体系结构与工作模式,从而使学生能较清楚得了解微机得结构与工作流程,建立起系统得概念。在此基础上,课程详细介绍了微机中得常用接口电路原理与应用技术,并对现代微机系统中涉及得总线技术、高速缓存技术、数据传输方法、高性能计算机得体系结构与主要技术作了简要分析。

课程通过课堂教学与一定量得实验教学相结合,使学生建立起“程序存储与程序控制”得牢固概念,培养学生进行微机扩展得应用能力与独立分析问题、解决问题得能力。通过系统得实践教学锻炼,使学生具有一定得软硬件开发能力,为未来得工作与后继课程得学习打下基础。

通过本课程得学习,使学生了解微型计算机系统得特点、工作原理与组织结构,建立起“程序存储与程序控制”得牢固概念,掌握微型计算机接口技术得基本原理与方法,培养学生进行微机扩展得应用能力与独立分析问题、解决问题得能力。通过系统得实践教学锻炼,使学生具有一定得软硬件开发能力,为开发与应用微型计算机系统打下良好得理论与实践基础。

第一章微机基本组成与工作原理

1.1 微型计算机概况

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,就是继承电路技术不断发展,芯片集成度不断提高得产物。

我们知道,主机按体积、性能与价格分为巨型机、大型机、中型机、小型机与微型机五类,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得差别。所不同得就是由于微机采用了集成度较高得器件,使得其在结构上具有独特得特点,即将组成计算机硬件系统得两大核心部分—运算器与控制器,集成在一片集成电路芯片上,构成了整个微机系统得核心,称为中央处理器CPU,或者微处理器MPU。

在微处理器得基础上,可以进一步构成微型计算机、微型计算机系统。

微处理器即CPU,就是微型机得主要核心部件,由运算器与控制器集成而成,构成微机得运算中心与控制中心。

微型计算机由微处理器、接口、I/O设备通过总线连接而成,就是属于微机得硬件组成,必须配置上软件,才能发挥作用。

微型计算机系统由硬件与软件构成,硬件由微处理器、接口、I/O设备通过总

线连接而成。软件由系统软件与应用软件构成。硬件就是基础,软件就是灵魂,计算机得功能只有在硬件基础上通过软件才能发挥。

微处理器、微型计算机、微型计算机系统得组成及相互关系见图1-1

。

图 1-1 微处理器、微型计算机、微型计算机系统构成图

1、1、2 微型计算机得分类

按照组装形式与系统规模,可以把微型计算机划分为单片机、单板机与个人计算机。

1、单片机

将CPU、部分存储器、部分I/O接口集成在一个芯片上,就构成单片机,见图1-2。

单片机

图1-2 单片机组成结构图

2、单板机

将CPU、存储器、I/O接口及部分I/O设备安装在一个印刷线路上,就构成了单板机。单板机主要用在过程控制中。单板机组成结构见图1-2。

图1-2 单板机组成结构图

3、个人计算机PC

个人计算机PC:在主板上连接CPU、存储器、I/O接口,再配置上外设而成。PC个人计算机一词源自于1978年IBM得第一部桌上型计算机型号PC,在此之前有Apple II得个人用计算机。个人计算机能独立运行、完成特定功能。今天,个人计算机一词则泛指所有得个人计算机、如桌上型计算机、笔记型计算机、或就是兼容于IBM系统得个人计算机等。 PC机与苹果机同属于微型计算机 ,但苹果机只就是独家生产,而IBM公司却将其产品得各个模块组件得标准予以公布,从而其她公司可以根据这些接口标准生产具备兼容性得计算机,简称兼容机。

单片机、单板机、个人计算机同属于微型计算机,其差别不过就是配置多少而已,其内部结构都基本相同,要了解微机得基本构成及功能,可以通过微型计算机得结构组成、原理组

成、概念组成三个方面来学习。

1、2 微型计算机得结构组成

典型得微机硬件系统包括主机、输入设备、输出设备、存储设备与功能卡(显卡、声卡、网卡、视屏卡等)。整个硬件系统采用总线结构,总线主要位于主板上,各部分之间通过总线连接,构成一个有机整体。

1.主板

主板就是一块印刷电路板,安装在微机机箱内。主板主要由CPU插座、内存条插槽、总线扩展槽、电源转换器件、芯片组、外设接口等组成。如图1-3所示,在主板上可以安装CPU、内存条、声卡、网卡、显示卡、硬盘、软驱与光驱等硬件设备。

主板得作用就是通过系统总线插槽与各种外设接口,将微机中得各部件紧密地联系在一起,就是中央处理器(即CPU)与其她部件连接得桥梁。

主板就是属于微机得总线,就是传输信息得高速公路,为了实现微机与其它非外设得连接,主板设置有并行接口、串行接口、USB接口、键盘鼠标接口,如果就是集成主板,则还有RJ45LAN网线接口,喇叭、话筒连接接口,显示器连接接口。见图1-4。

USB接口,可以串接一组低速设备到一个统一得USB接口上,支持功能传递,而其通信功能不会受到丝毫影响。USB接口本身就可以提供电力来源,因此外设可以没有外接电源线。 USB接口支持即插即用功能,用户可以完全摆脱添加或去除外设时总要重新开机得麻烦。

图1-3 主板组成

图1-4 主板接口 2.微处理器CPU

PS2键盘、

鼠标接口

并行接口

串行接口

四个

USB 接口

RJ45LAN

接口

PCI 插槽

AGP 插槽 硬盘或光驱得连接外设接口

CPU 插座

内存插槽 芯片组

CPU即中央处理单元,也称微处理器,就是整个微机系统得核心部件,CPU由运算器与控制器组成。运算器主要完成各种算术运算与逻辑运算,控制器不具有运算功能,它就是微机运行得指挥中心,它按照程序指令得要求,有序地向各个部件发出控制信号,使微机有条不紊地运行。

CPU品质得高低直接决定了一个计算机系统得档次。衡量CPU品质得一个重要指标就是主频,主频标志着计算机得处理速度,以兆赫兹(MHz)为单位,主频越高,CPU得处理速度越快。

3.显卡

显示卡又称图形加速卡,其主要作用就是控制计算机图形输出,它工作在CPU与显示器之间,就是CPU与显示器之间得接口电路,就是微机主机与显示器连接得桥梁,显示器只有在显示卡及其驱动程序得支持下,才能显示出色彩艳丽得画面。显示器得显示方式就是由显示卡来控制得。显示卡必须有显示存储器(VRAM),显存越大,显示卡所能显示得色彩越丰富,分辨率就越高

显示卡从系统总线类型上可分为ISA、EISA、VESA、PCI与AGP。

4.网卡

网卡也叫网络适配器,就是计算机与网络连接得接口电路。利用网卡可以实现计算机与网络得连接与通讯。

5.声卡

声卡就是多媒体微机中不可缺少得部件。声卡提供了录制、编辑与回放数字音频以及进行MIDI音乐合成得功能,玩游戏、播放CD、VCD、DVD都需要声卡得支持。

声卡能将话筒或音响设备输入得声音数字化,存储进计算机;声卡还能将计算机处理过得数字语音还原为模拟信号声音,从喇叭输出。

6.视频卡

视频卡用来处理运动图像(如25帧/秒)等视频信息,可以将摄像机送来得视频通过采样、量化、编码压缩等方式转换为数字信息,还能视频数字信息还原成声音、图像等模拟信息,通过喇叭、录像机、显示器模拟输出。视频卡功能见示意图1-5。

存储器见第三章介绍,I/O设备见第四章介绍。

图1-5 视频卡功能示意图

1.3 微型计算机得原理组成

目前得各种微型计算机系统,从硬件体系结构来瞧,采用得基本上属于计算机得经典结构----冯·诺依曼结构。其结构特点就是: ① 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成;

② 指令与数据以同一形式(二进制)顺序存于存储器中,并可按地址访问;

③ 指令由操作码与地址码组成,在存储器中按顺序存放。通过控制器中设置得 程序计数器PC 提供得指令地址,控制下计算机自动执行程序。 现代计算机对冯罗伊曼机及进行了许多改进,其中最重要得就是该以运算器为中心为以存储器为中心。

图1-6 以运算器为中心得冯·诺依曼机组成框图

? 以运算器为中心得计算机结构中,输入得程序与数据必须通过运算器存入存储器中,

存储器中得结果也必须通过运算器送到输出设备。

? 以存储器为中心得计算机结构中,输入得程序与数据可以不通过运算器直接存入存

储器,存储器中得结果也可以不通过运算器送到输出设备。 1、3 微型计算机得概念组成

? 微型计算机得概念组成得含义就是微机就是在总线上直接连接CPU 、存储器,而I/O

设备由于其速度、信号等不匹配,而通过I/O 接口与总线连接,实现CPU 与I/O 设备得联系。

。连接图见图1-7所示。

图1-7 微型计算机概念性结构图

所谓总线,就是连接多个功能部件或多个装置得一组公共信号线。按在系统中得不同位置,总线可以分为内部总线与外部总线。内部总线就是CPU 内部各功能部件与寄存器之间得连线;外部总线就是连接系统得总线,即连接CPU 、存储器与I/O 接口得总线,又称为系统 总线。

微型计算机采用了总线结构后,系统中各功能部件之间得相互关系变为各个部件面向总线得单一关系。一个部件只要符合总线标准,就可以连接到采用这种总线标准得系统中,使系统得功能可以很方便地得以发展,微型机中目前主要采用得外部总线标准有:PC —总线,ISA —总线,PCI —总线等。连接微机个部件得总线就是由地址线、数据线、控制线组成。 ①地址总线(Address Bus)

地址总线就是微型计算机用来传送地址信息得信号线。地址总线得位数决定了CPU 可以直接寻址得内存空间得大小。因为地址总就是从CPU 发出得,所以地址总线就是单向得、三态总线。单向指信息只能沿一个方向传送,三态指除 存储器

输入设备 运算器 输出设备

控制器 结 果 数 据

指程序数据 计算结果

了输出高、低电平状态外,还可以处于高阻抗状态(浮空状态)。

②数据总线(Data Bus)

数据总线就是CPU用来传送数据信息得信号线(双向、三态)。数据总线就是双向三态总线,即数据既可以从CPU送到其它部件,也可以从其它部件传送给CPU,数据总线得位数与处理器得位数相对应。

③控制总线(Control Bus)

控制总线就是用来传送控制信号得一组总线。这组信号线比较复杂,由它来实现CPU 对外部功能部件(包括存储器与I/O接口)得控制及接收外部传送给CPU得状态信号,不同得微处理器采用不同得控制信号。

控制总线得信号线,有得为单向,有得为双向或三态,有得为非三态,取决于具体得信号线。

1、4 微型计算机得基本工作原理

微型计算机工作就是在操作系统软件控制下,由人通过键盘、鼠标等输入设备将要运行得程序、数据输入到计算机存储器,然后通过运行程序完成得。在整个计算机工作过程中,要注意:

①计算机不论做什么工作都必须把要完成得任务转化为对应得计算机程序,并在计算机上运行才能任务。

②为了方便编程,现在计算机上程序普遍采用接近人类自然习惯得高级语言编写,但计算机硬件只接受与运行机器语言程序,所以运行前必须通过编译程序(翻译程序)转化为机器语言程序计算机才能运行。

③整个计算机运行过程就是主要由操作系统软件控制进行。操作系统相当于计算机得一个管家,负责管理计算机得各种部件,并把人交给得任务协调各部件优质、高效得做好运行准备工作,在控制器得控制下完成任务。

④不论什么程序,运行前必须存入内存,现在这个工作已经由操作系统负责完成。

由于微机得组成结构比较复杂,在很短时间我们无法很清楚了解微机得基本工作原理,所以,我们采用一个简化得寄存器级最简结构得微机作为运行平台,通过在上面运行一个比较简单方程来了解整个微机得执行过程,麻雀虽小,肝胆俱全,通过这个简单微机我们对微机得基本工作原理,有一定得了解。

1.4.1 简单微机基本组成

如图1-9所示,就是简单寄存器级微机得内部结构图。

其中:

图1-10 一台寄存器级计算机得最简结构图

⒈ 运算器

运算器部件就是计算机中进行数据加工得部件,由三个寄存器累加器、乘商寄存器、操作数寄存器X 与ALU 组成,ＡＬＵ运算需２个操作数,分别来自ＡＣＣ与Ｘ寄存器,运算结果保存到ＡＣＣ及ＭＱ寄存器。运算器通常也就是计算机CPU 内部数据传输得通路。

其主要部件包括:

① ALU:执行数值数据得算术 加 减 乘 除 等运算及 执行逻辑数据得与、或、非等逻辑运算。

② ACC 累加器与X 寄存器:暂时存放参加运算得数据与中间结果。

③ MQ 寄存器:支持快速乘除法运算得带有移位功能得乘商寄存器 。

2.控制器

控制器由控制单元CU 、指令部件、时序部件、PC 、IR 等组成。指令部件由指令寄存器IR 、程序计数器PC 、指令译码器ID 组成。

控制器完成一条指令得“取指、分析、执行”。

PC 存放当前欲执行指令得地址,具有计数功能(PC)+ 1 → PC 。

IR 存放当前欲执行得指令。CU 控制单元接受IR 送来得操作码OP(IR),分析指令,产生控制信号,加到控制对象,完成指令要求完成任务。

指令译码器ID 将指令进行译码,产生完成指令所需要得控制信号。

时序部件对指令译码器产生得控制信号,使控制信号按照一定有效时间,分时、分批产生,从而控制各部件协调动作,完成运算任务。

3.存储器

完成程序、数据、地址码得存储,具有读出与写入两种操作;存储器有地址寄存器MAR、数据缓冲寄存器MDR与存储阵列组成。

CPU要访问得内存地址先送到MAR,再送到存储阵列来选中某个内存单元。

CPU写入与读出得内存指令与数据都要经过MDR得缓冲。

4.I/O接口与I/O设备

I/O设备完成程序、数据得输入/输出操作;I/O接口完成I/O设备与主机之间得连接。每一种外设都通过自己得I/O接口与主机联系。I/O设备通过I/O接口接受CU发出得各种控制命令完成相应得I/O操作。

1.4.2 简单微机基本工作原理

举例:在简单微机上完成计算ax2+bx+c得计算

(一)上机前得准备工作

1、建立数学模型:即将要计算机解决问题转化为计算机能实现得数学问题。(如公式、方程等)

2、确定计算方法:即将数学模型转换为计算机便于运算得加、减、乘、除四则运算。(当然也可采用所选编程语言提供得函数)

= (a x + b)x + c 方程 a x2 + b x + c得计算方法:a x2 + b x + c

运算方法1:

取x至运算器中,乘以x在运算器中,乘以a 在运算器中,存a x2 在存储器中,取b 至运算器,乘以x在运算器中,加a x2 在运算器中,加c 在运算器中。

运算方法2:

取x至运算器中,乘以a 在运算器中,加b在运算器中,乘以 X 在运算器中,加c 在运算器中。

可见,运算方法不同,实现步骤不同,但结果相同。所以,在确定算法时,要考虑步骤少,容易实现得算法。

3、编程:选用编程语言

此计算机提供得基本指令有6条,其操作码及对应功能如下:

① 000001 取数操作:将地址码对应内存数→累加器ACC

② 000010 存数操作:累加器ACC →地址码对应内存数

③ 000011 加法操作:累加器ACC +地址码对应内存数→累加器ACC

④ 000100 乘法操作:累加器ACC ×地址码对应内存数→累加器ACC

⑤ 000101 打印操作:将指令地址码指示得存储单元中操作数打印输出

⑥ 000110 停机

计算a x2 + b x + c程序代码如下:

(二)a x2 + b x + c 程序得运行过程

①将程序通过输入设备送至计算机;

②程序首地址 PC;

③启动程序运行;

④取指令

⑤分析指令

⑥执行指令

⑦打印结果

⑧停机

第三章总线*

3、1 总线得基本概念

3、2 总线得层次结构

3、3 总线技术

3、4 常见总线简介

第四章汇编语言

4、1 汇编语言格式*

4、2 汇编程序结构

4、3 汇编程序设计

4、2 汇编过程*

第五章存储器

5、1 存储器概况(功能、分类、特点、操作)

5、2 存储系统体系结构(Cache存储器、虚拟存储器)

5、3 内存储器

5、4 外存储器简介

第六章I/O系统与中断技术

6、1 I/O接口概述(分类、功能、组成)

6、2 CPU与外设数据传送得方式

6、3 I/O接口芯片简介(8255、8251、8253、A/D转换器、D/A转换器)

6、4 微机中断系统

第七章微机在自动控制系统中得应用

第一章 微机基本组成与工作原理

前言 “微机组成与工作原理” 是电气信息类本科生教学的主要学科基础课之一，是自动控制、工业自动化、电气技术、电力系统及其自动化、自动化仪表等自动化类专业的一门重要的专业基础课，也是无线电类、机械类等其它许多非自动化类专业的一门专业基础课。 本课程紧密结合电气信息类的专业特点，围绕微型计算机原理和应用主题，以Intelx86CPU为主线，系统介绍微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构和工作模式，从而使学生能较清楚的了解微机的结构与工作流程，建立起系统的概念。在此基础上，课程详细介绍了微机中的常用接口电路原理和应用技术，并对现代微机系统中涉及的总线技术、高速缓存技术、数据传输方法、高性能计算机的体系结构和主要技术作了简要分析。 课程通过课堂教学和一定量的实验教学相结合，使学生建立起“程序存储和程序控制”的牢固概念，培养学生进行微机扩展的应用能力和独立分析问题、解决问题的能力。通过系统的实践教学锻炼，使学生具有一定的软硬件开发能力，为未来的工作和后继课程的学习打下基础。 通过本课程的学习，使学生了解微型计算机系统的特点、工作原理和组织结构，建立起“程序存储和程序控制”的牢固概念，掌握微型计算机接口技术的基本原理和方法，培养学生进行微机扩展的应用能力和独立分析问题、解决问题的能力。通过系统的实践教学锻炼，使学生具有一定的软硬件开发能力，为开发和应用微型计算机系统打下良好的理论和实践基础。

第一章微机基本组成与工作原理 1．1 微型计算机概况 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，是继承电路技术不断发展，芯片集成度不断提高的产物。 我们知道，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。所不同的是由于微机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，构成了整个微机系统的核心，称为中央处理器CPU，或者微处理器MPU。 在微处理器的基础上，可以进一步构成微型计算机、微型计算机系统。 微处理器即CPU,是微型机的主要核心部件,由运算器和控制器集成而成，构成微机的运算中心和控制中心。 微型计算机由微处理器、接口、I/O设备通过总线连接而成，是属于微机的硬件组成，必须配置上软件，才能发挥作用。 微型计算机系统由硬件和软件构成，硬件由微处理器、接口、I/O设备通过总线连接而成。软件由系统软件和应用软件构成。硬件是基础，软件是灵魂，计算机的功能只有在硬件基础上通过软件才能发挥。 微处理器、微型计算机、微型计算机系统的组成及相互关系见图1-1 。

《计算机组成与工作原理》试卷(附答案)

《计算机组成与工作原理》试卷（附答案） 一、填空题（每空1分，共20分） 1.微型计算机中最大最重要的一块电路板称为。 2.一条完整的指令应由操作码和两部分组成。 3.CPU有多种控制外部设备工作的方式，主要有程序查询方式、和DMA方式。 4.计算机中图形图像的表示形式有点阵图和矢量图两类。靠存储一个个点的颜色信息来表示整 幅图像；而用数学公式的方式存储有规律的图像。 5.模数转换包括和量化两个过程。 6.逻辑代数有与逻辑、和非逻辑三种基本运算，对应的运算符则分别是“·”、“+”和“ˉ”。 7.任何复杂的流程都可以用顺序、和循环三种基本结构组合而成。 8.先执行循环体，再判断条件是否成立，若成立就结束循环的执行，这是循环结构。 9.计算机语言的发展经历了由低级到高级逐步发展的过程，大体可分为机器语言、汇编语言和 三个阶段。 10.计算机语言中_______语言的书写方式接近于人们的思维习惯，更易阅读和理解。 11.目前网页设计所应用的语言主要是HTML，它的中文名称是。 12.国际标准化组织定义了开放系统互连参考模型（OSI/RM），该参考模型将协议分成层，其中最高层 是。 13.进行计算机系统管理、监控和维护的软件称为系统软件，而为解决某种应用需要编写的软件称为 软件。 14.某用户向杭州电信申请了一个电子邮箱，账号为abc、密码为a123，假设邮件服务器域名为 https://www.sodocs.net/doc/7c12458542.html,，那么这个用户的电子邮件地址是。 15.按作用范围分，计算机网络可分为. 、城域网和广域网。常见的网络传输介质 有、同轴电缆和. 。 16. 是计算机所要执行的一种基本操作命令，是对计算机进行控制的最小单位。 17.对于字长是8位的CPU来说，它能处理的机器数是位的。 二、选择题（每题0.5分，共20分） 1.统一指挥和协调计算机工作的部件是（）。 A.内存储器 B.运算器 C.控制器 D.寄存器 2.在选购PC时，CPU选的是PIII933,这里的933的含义是（）。 A.运算速度 B.总线速度 C.CPU的时钟频率 D.内存容量 3.主板上的AGP扩展槽是（）的专用插槽。 A.显卡 B.声卡 C.网卡 D.内置调制解调器 4.下列四种存储器中，存取速度最快的是（）。 A.光盘 B.软盘 C.硬盘 D.内存 5.在内存和CPU之间增加Cache（高速缓存）的目的是（）。 A.增加内存容量 B.提高内存可靠性 C.解决CPU和内存之间的速度匹配 D.增加内存容量并加快存取速度 6.或非的运算法则是（）。 A.有1出0，全0出1 B.有1出0，全0出0 C.有0出1，全1出0 D.有0出0，全1出1 7.通常说的0.28反映显示器的（），它是显示器性能的主要技术指标之一。

微型计算机由哪几部分组成之欧阳歌谷创作

1微型计算机由哪几部分组成 ? 欧阳歌谷（2021.02.01） 答：三部分：微型计算机（微处理器，存储器，I/0接口，系统总线），外围设备，电源。 2什么是微机的总线，分为哪三组？ 答：是传递信息的一组公用导线。分三组：地址总线，数据总线，控制总线。 3 8086/8088CPU的内部结构分为哪两大模块，各自的主要功能是什么？ 答：总线接口部件（BIU）功能：根据执行单元EU的请求完成CPU与存储器或IO设备之间的数据传送。执行部件（EU），作用：从指令对列中取出指令，对指令进行译码，发出相应的传送数据或算术的控制信号接受由总线接口部件传送来的数据或把数据传送到总线接口部件进行算术运算。 4 8086指令队列的作用是什么？ 答：作用是：在执行指令的同时从内存中取了一条指令或下几条指令，取来的指令放在指令队列中这样它就不需要象以往的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的工作，从而提高CPU的利用率。 5 8086的存储器空间最大可以为多少？怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址？完成逻辑地址到物理地址转换的部件是什

么？答：8086的存储器空间最大可以为2^20（1MB）；8086计算机引入了分段管理机制，当CPU寻址某个存储单元时，先将段寄存器内的内容左移4位，然后加上指令中提供的16位偏移地址形成20位物理地址。 6 段寄存器CS＝1200H，指令指针寄存器IP=FF00H，此时，指令的物理地址为多少?指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗? 答：指令的物理地址为21F00H；CS值和IP值不是唯一的，例如：CS=2100H，IP=0F00H。 7 设存储器的段地址是4ABFH，物理地址为50000H，其偏移地址为多少？ 答：偏移地址为54100H。（物理地址=段地址*16+偏移地址） 8 8086/8088CPU有哪几个状态标志位，有哪几个控制标志位？其意义各是什么？ 答：状态标志位有6个：ZF，SF，CF，OF，AF，PF。其意思是用来反映指令执行的特征，通常是由CPU根据指令执行结果自动设置的；控制标志位有3个：DF，IF，TF。它是由程序通过执行特定的指令来设置的，以控制指令的操作方式。 9 RAM有几种，各有什么特点？ROM有几种，各有什么特点？答：RAM有两种，SRAM(静态RAM)，它采用触发器电路构成一个二进制位信息的存储单元，这种触发器一般由6个晶体管组成，它读出采用单边读出的原理，写入采用双边写入原理；DRAM（动态RAM），它集成度高，内部存储单元按矩阵形式排列成存储体，通常采用行，列地址复合选择寻址法。ROM有5

计算机组成与工作原理[刘晓川主编][习题解答]

中等职业学校教学用书（计算机技术专业） 计算机组成与工作原理 习题答案 刘晓川主编 Publishing House of Electronics Industry 北京·BEIJING

第1章 一、填空题 1.运算器控制器存储器输入设备输出设备 2.硬件系统软件系统 3.运算器控制器 4.总线 5.入出存储 6.接口 7.中断控制 DMA I/O通道 8.字节多路通道选择通道数组多路通道 9.触点式无触点式 10.轨迹球触摸板 11.针式打印机喷墨打印机激光打印机 二、单项选择题 1．A 2．D 3．C 4．C 5．C 6．A 7．A 8．B 9．A 10．B 11．C 12．C 13．C 14．B 三、简答题 （略） 四、实践题 （略） 第2章 一、填空题 1．按权展开 2. 23=8 24=16 3．11100.001 4．原码反码 5．-8 6．00000000 11111111 0 255 7．265 B5 181 8．1111011.101 33 9．0.9375 0 -0.0625 10．大32 大35 二、单项选择题 1．B 2．B 3．无答案（正确答案应为11110111） 4．A 5．B 6．D（原码对应的应为-0） 7．D 8．C 9．C 10．C 三、简答题 1．答：机器数是指在计算机中表示数的形式：约定二进制数的最高位为符号位，“0”表示正号，“1”表示负号；真值是指直接用“＋”、“－”号加绝对值来表示数值的大小的一种形式。 2．答：①对于正数它们都等于真值本身，而对于负数各有不同的表示。②最高位都表示符号位，补码和反码的符号位可作为数值位的一部分看待，和数值位一起参加运算；但原码的符号位不允许和数值位同等看待，必须分开进行处理。③对于真值0，原码和反码各有两种不同的表示形式，而补码只有唯一的一种

微型计算机硬件组成基础知识测试题

微型计算机硬件组成基础知识测试题 一、选择题 1．在微型计算机的总线上单向传送信息的是。 A．数据总线B．地址总线C．控制总线 2．动态RAM的特点是。 A．工作中需要动态地改变存储单元内容 B．工作中需要动态地改变访存地址 C．每隔一定时间需要刷新 D．每次读出后需要刷新 3．除外存之外，微型计算机的存储系统一般指。 A．ROM B．控制器C．RAM D．内存 4．微型计算机采用总线结构。 A．提高了CPU访问外设的速度 B．可以简化系统结构、易于系统扩展 C．提高了系统成本 D．使信号线的数量增加 5．世界上第一台微型计算机是位计算机。 A．4 B．8 C．16 D．32 6．下面关于微型计算机的发展方向的描述不正确的是。 A．高速化、超小型化B．多媒体化 C．网络化D．家用化 7．下面关于基本输入/输出系统BIOS的描述不正确的是。 A．是一组固化在计算机主板上一个ROM芯片内的程序 B．它保存着计算机系统中最重要的基本输入/输出程序、系统设置信息 C．即插即用与BIOS芯片有关 D．对于定型的主板，生产厂家不会改变BIOS程序 8．芯片组是系统主板的灵魂，它决定了主板的结构及CPU的使用。芯片有“南桥”和“北桥”之分，“南桥”芯片的功能是。 A．负责I/O接口以及IDE设备（硬盘等）的控制等 B．负责与CPU的联系 C．控制内存 D．AGP、PCI数据在芯片内部传输 9．微型计算机的存储系统一般指主存储器和。 A．累加器B．辅助存储器C．寄存器D．RAM 10．关于硬盘的描述，不正确的是。 A．硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成 B．硬盘各个盘面上相同大小的同心圆称为一个柱面 C．硬盘内共有一个读/写磁头 D．读/写硬盘时，磁头悬浮在盘面上而不接触盘面 11．关于光介质存储器的描述，不正确的是。 A．光介质存储器是在微型计算机上使用较多的存储设备 B．光介质存储器应用激光在某种介质上写入信息

微型计算机由哪几部分组成

1微型计算机由哪几部分组成 答：三部分：微型计算机（微处理器，存储器，I/0接口，系统总线），外围设备，电源。 2什么是微机的总线，分为哪三组 答：是传递信息的一组公用导线。分三组：地址总线，数据总线，控制总线。 3 8086/8088CPU的内部结构分为哪两大模块，各自的主要功能是什么 答：总线接口部件（BIU）功能：根据执行单元EU的请求完成CPU 与存储器或IO设备之间的数据传送。执行部件（EU），作用：从指令对列中取出指令，对指令进行译码，发出相应的传送数据或算术的控制信号接受由总线接口部件传送来的数据或把数据传送到总线接口部件进行算术运算。 4 8086指令队列的作用是什么 答：作用是：在执行指令的同时从内存中取了一条指令或下几条指令，取来的指令放在指令队列中这样它就不需要象以往的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的工作，从而提高CPU的利用率。 5 8086的存储器空间最大可以为多少怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址完成逻辑地址到物理地址转换的部件是什么答：8086的存储器空间最大可以为2^20（1MB）；8086计算机引入了分段管理机制，当CPU寻址某个存储单元时，先将段寄存器内的内容

左移4位，然后加上指令中提供的16位偏移地址形成20位物理地址。 6 段寄存器CS＝1200H，指令指针寄存器IP=FF00H，此时，指令的物理地址为多少指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗 答：指令的物理地址为21F00H；CS值和IP值不是唯一的，例如：CS=2100H，IP=0F00H。 7 设存储器的段地址是4ABFH，物理地址为50000H，其偏移地址为多少 答：偏移地址为54100H。（物理地址=段地址*16+偏移地址） 8 8086/8088CPU有哪几个状态标志位，有哪几个控制标志位其意义各是什么 答：状态标志位有6个：ZF，SF，CF，OF，AF，PF。其意思是用来反映指令执行的特征，通常是由CPU根据指令执行结果自动设置的；控制标志位有3个：DF，IF，TF。它是由程序通过执行特定的指令来设置的，以控制指令的操作方式。 9 RAM有几种，各有什么特点ROM有几种，各有什么特点 答：RAM有两种，SRAM(静态RAM)，它采用触发器电路构成一个二进制位信息的存储单元，这种触发器一般由6个晶体管组成，它读出采用单边读出的原理，写入采用双边写入原理；DRAM（动态RAM），它集成度高，内部存储单元按矩阵形式排列成存储体，通常采用行，列地址复合选择寻址法。ROM有5种，固定掩摸编程ROM，可编程PROM，紫外光檫除可编程EPROM，电可檫除的可编程EPROM，闪速存储器。10 若用4K＊１位的RAM芯片组成8K＊8为的存储

计算机的基本组成与工作原理

计算机的基本组成及工作原理 1.3.1 计算机系统的组成 计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成，这一节将分别介绍计算机硬件系统和软件系统。 计算机硬件是构成计算机系统各功能部件的集合。是由电子、机械和光电元件组成的各种计算机部件和设备的总称，是计算机完成各项工作的物质基础。计算机硬件是看得见、摸得着的，实实在在存在的物理实体。 计算机软件是指与计算机系统操作有关的各种程序以及任何与之相关的文档和数据的集合。其中程序是用程序设计语言描述的适合计算机执行的语句指令序列。 没有安装任何软件的计算机通常称为“裸机”，裸机是无法工作的。如果计算机硬件脱离了计算机软件，那么它就成为了一台无用的机器。如果计算机软件脱离了计算机的硬件就失去了它运行的物质基础；所以说二者相互依存，缺一不可，共同构成一个完整的计算机系统。

计算机系统的基本组成如图1-6 所示。 ，是由于《。 ），计算机 。首先，把通过输入设制器、取数 1．运算器（ALU ） 运算器也称为算术逻辑单元ALU （Arithmetic Logic Unit ）。它的功能是完成算术运算和逻辑运算。算术运算是指加、减、乘、除及它们的复合运算。而逻辑运算是指“与”、“或”、“非”等逻辑比较和逻辑判断等操作。在计算机中，任何复杂运算都转化为基本的算术与逻辑运算，然后在运算器中完成。 2．控制器（CU ） 控制器CU （Controller Unit ）是计算机的指挥系统，控制器一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。它的基本功能是从内存取指令和执行指令。指令是指示计算机如何工作的一步操作，由操作码（操作方法）及操作数（操作对象）两部分组 程序 数据 图 1-7 计算机基本硬件组成及简单工作原理 用户自己开发的软件系统 链接装配程序其它

计算机的基本组成及工作原理

计算机的基本组成及工作原理（初中信息技术七年级） 讲课：教技12江旭美【教学设计学科名称】 计算机的基本组成及工作原理是广西教育出版社出版的初中 信息技术七年级教材第一册模块二<计算机的发展》第二节教学内容。 【学情分析】 初一新生刚入学，对信息技术硬件方面的知识知道可能不多，对硬件普遍 有一种神秘感，觉得计算机高深莫测，本节课就是要对电脑软硬件进行深入 “解剖”，并对工作原理做讲解，让学生了解电脑各组成部分，更好的使用 电脑。 【教材内容分析】 本节内容是广西教育出版社初中信息技术七年级第一册模块 二《计算机的发展》第二节教学内容。本节主要让学生掌握计算机的组成， 理解计算机系统中信息的表示，了解计算机的基本工作原理。本节内容以感 性认识为主，增强学生的计算机应用意识，通过大量举例及用眼睛看、用手摸、 用脑想，对计算机的基本组成、软硬件常识、发展有一定了解和比较清晰的认 识。通过学生亲手触摸计算机组件和教师运行自主制作的多媒体课件进行教 学，打破学生对计算机的“神秘感”，觉得计算机并不难学，而且非常实际，认 识到计算机只是普通技能，提高学生学习兴趣。 【教学目标】 知识与技能：掌握计算机的组成，理解计算机系统中信息的表示，了解 计算机的基本工作原理。 过程与方法：向学生展示拆卸的旧电脑部件及未装任何系统的电脑，通过 实际观察加教师讲授的方法完成本节内容。 情感态度与价值观：培养学生的科学态度，激发学生的想象能力和探索精 神。 【教学重难点分析】 教学重点：计算机的组成，计算机系统中信息的表示。 教学难点：计算机的基本工作原理。 【教学课时】 2课时 【教学过程】 图片图片 师：观察图片结合实物并思考：从外观上来看，计算机广．般由哪些部分组成？ 生：讨论、思考、回答 [设计意图】通过图片的展示，同学们对计算机的硬件有了直观的印象， 初步的了解。 （二）自主学习，探究新知 1、先请同学们自己看书P17-P20内容，边看书边思考： ①完整的计算机系统由哪两部分组成？

计算机组成原理课后答案

第一章计算机系统概论 1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？ 解：P3 计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。 计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。 计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。 硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。 5. 冯?诺依曼计算机的特点是什么？ 解：冯?诺依曼计算机的特点是：P8 ●计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成； ●指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问； ●指令和数据均用二进制表示； ●指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操 作数在存储器中的位置； ●指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行； ●机器以运算器为中心（原始冯?诺依曼机）。 7. 解释下列概念： 主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。 解：P9-10 主机：是计算机硬件的主体部分，由CPU和主存储器MM合成为主机。 CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的CPU内除含有运算器和控制器外还集成了CACHE）。 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。 存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。 存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。 存储字长：一个存储单元所存二进制代码的位数。 存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。 机器字长：指CPU一次能处理的二进制数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。 指令字长：一条指令的二进制代码位数。 8. 解释下列英文缩写的中文含义： CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS 解：全面的回答应分英文全称、中文名、功能三部分。 CPU：Central Processing Unit，中央处理机（器），是计算机硬件的核心部件，主要由运算器和控制器组成。 PC：Program Counter，程序计数器，其功能是存放当前欲执行指令的地址，并可自动计数

计算机组成原理原理图

课程设计任务书 学生姓名：专业班级：软件0602 指导教师：田小华工作单位：计算机学院 题目: 静态存储器(6116)电路设计与实现 初始条件： 1.完成<<计算机组成原理>>课程教学与实验 2.TDN-CM 计算机组成原理教学实验系统 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1.掌握存储器的设计目标和功能特点，熟悉SRAM6116的结构特点 2.利用SRAM6116和相关的基本电路设计8位地址的存储器电路 3.在TDN-CM+实验系统中，用SRAM6116和门电路实现8位地址的存储器电路 4.以表格记录在学号加班号为起点的16个地址单元中，分别写入相应的反码 5．绘制带开关输入功能的存储器电路连接图，撰写相应的设计报告 时间安排： 1.第17周周二(08年1223日):全体集中讲解课程设计方法与要求（鉴3-302） 2.第18~19周(元月1~7日):分班设计与调试, 撰写课程设计报告 指导教师签名： 2008 年元月 7日 系主任（或责任教师）签名：年月日

目录 1.课程设计目的 (3) 2.课程设计设备 (3) 3.课程设计要求 (3) 4.课程设计内容 (3) 4.1课程设计原理 (3) 4.2课程设计相关芯片简介 (5) 4.3 38K×16位SRAM的逻辑框图 (7) 5.课程设计总结心得体会 (8)

静态存储器(6116)电路设计与实现 1 课程设计目的 在计算机组成原理的课程中学到了很多与硬件相关的知识。其中课程设计是一个重要的教学实践环节，是教学计划的一个重要组成部分。在培养自己动手能力和培养创新精神等方面，有着极其重要的作用。 同时，还可以培养严谨的科研作风，利用选修课和计算机组成原理课程的理论知识和实验技能。在该课程所涉及的工程技术范围内，创造性地完成部件及系统的分析、设计、组装和调试，从而加深对计算机组成原理课程的内容的理解和掌握。 2课程设计设备 TDN-CM+计算机组成原理实验系统,排线若干； PC微机一台（选配）。 3 课程设计要求 （1）掌握计算机中存储器的功能与结构特点 （2）熟悉静态存储器（6116）的结构特点和功能特性 （3）利用6116设计8K×16位SRAM的逻辑框图 （4）在TDN-CM+ 教学实验系统中，利用各种电路芯片实现存储器的功能 （5）绘制以上8K×16位SRAM的逻辑框图，撰写相应的设计报告 4 课程设计内容 4.1 课程设计原理 存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。构成存储器的存储介质，目前主要采用半导体器件和磁性材料。存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个CMOS晶体管或磁性材料的存储元，它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成一个存储单元，然后再由许多存储单元组成一个存储器。 课程设计中所用的存储器数据通路如图1所示。其中的静态存储器是由一片6116(2K*8)

2计算机系统组成和工作原理

计算机系统组成和工作原理 1、计算机系统由（C）组成 A、主机和系统软件 B、硬件系统和应用软件 C、硬件系统和软件系统 D、微处理器和软件系统 2、在微型计算机中，微处理器的主要功能是进行（D） A 、算术运算B、逻辑运算C、算术逻辑运算D、算术逻辑运算及全机的 控制 3、微型计算机硬件系统中最核心的部件是（B） A、显示器 B、CPU C、内存储器 D、I/O 设备 4、微型计算机中，合称为中央处理单元的是指（A） A、运算器和控制器 B、累加器和算术逻辑运算部件 C、累加器和控制器 D、通用寄存器和控制器 5、运算器的主要功能是（ A ） A、实现算术运算和逻辑运算 B、保存各种指令信息供系统其他部件使用 C、分析指令并进行译码 D、按主频指标规定发出时钟脉冲 6、微型计算机中，控制器的基本功能是（D） A、进行算术运算和逻辑运算 B、存储各种控制信息 C、保持各种控制状态 D、控制机器各个部件协调一致地工作 7、计算机系统的“主机”由（B）构成 A、CPU，内存储器及辅助存储器 B、CPU 和内存储器 C、存放在主机箱内部的全部器件 D、计算机的主板上的全部器件 8、为解决某一特定问题而设计的指令序列称为（C） A、文档 B、语言 C、程序 D、系统 9、计算机最主要的工作特点是（ A ） A、程序存储于自动控制 B、高速度与高精度 C、可靠性与可用性 D、有记忆能力 10、冯.诺依曼计算机工作原理的设计思想是（B） A、程序设计 B、程序存储 C、程序编制D 、算法设计 11、世界上最先实现的程序存储的计算机是（ B ） A、ENIAC B、EDSAC C、EDVAC D、NIV AC 12、通常，在微机中表明的P4 或奔腾 4 是指（D） A、产品型号 B、主频 C、微机名称 D、微处理器型号 13、以平均无故障时间，用于描述计算机的（A） A、可靠性 B、可维护性 C、性能价格比 D、以上答案都不对 14、以平均修复时间达到，用于描述计算机的（B） A、可靠性 B、可维护性 C、性能价格比 D、以上答案都不对 15、性能价格比也是一种用来衡量计算机产品优劣的概括性指标。 性能代表系统 的使用价值，它一般不包括（D）

计算机的基本结构及工作原理

计算机的基本结构及工作原理 教学内容：计算机的基本结构及工作原理 教学目的：了解计算机的分类及其基本结构，知道计算机的基本工作原理。教学过程： 一、学生看书： 二、精讲及板书： 1、计算机的基本结构 2、计算机的基本工作原理 三、小结： 计算机的工作原理 四、练习： 计算机是怎样工作的？ 计算机的工作真是ZYB重油煤焦油泵全自动的吗？ 第6课时计算机的分类及计算机的文化 教学内容：计算机的分类及计算机的文化 教学目的：了解计算机的分类，了解计算机文化的主要特点。 教学过程： 一、学生看书： 二、精讲及板书： 1、计算机的分类： 按工作用途可以分为通用计算机和专用计算机 按工作原理可以分为数字计算机和模拟计算机 2、计算机文化 所谓计算机文化就是因为计保温沥青泵算机的产生与使用使人类社会的生存方式发生了根本变化从而产生的一种新的文化形态。 三、小结： 计算机分类和计算机文化 四、练习： 1、计算机是怎样分类的？ 2、什么是计算机文化？ 第7课时计算机的硬件系统和软件系统 教学内容：计算机的硬件系统和软件系统 教学目的：了解计算机的硬件的基本组成，能正确识别计算机上的主要部件，并知道其作用。教学过程： 一、学生看书： 二、精讲及板书： 三、小结： 计算机的硬件系统和软件系统 四、练习： 计算机的硬件系统由那几部份组成？ 第8课时学会正确开、关机 教学内容：学会正确开、关机 教学目的和要求 学会开、关机 教学难点：1、了解计算机外设的开、关顺序

2、正确学会开、关机 教学准备：计算机、网络 教学过程： 一、教学导入 同学们，在你们面前看ZYB-B可调压式渣油泵到的是什么呀？ 对了，是电脑。 老师告诉你们电脑现在正在睡觉，这个大懒虫，到现在还在睡觉，我们让小朋友把它喊醒，让他和小朋友们一起学习好不好？ 二、教学新课 （一）教师示范讲解 在把电脑喊醒之前老师先考考小朋友们一个最最简单的问题，小朋友们早上醒来第一件事是干吗？老师再重复一遍，是第一件事。 刚才小朋友们说了很多，有的说穿衣服，有的小朋友说是洗脸，还有的小朋友说叠被子，但老师却不同意小朋友的意见，再好好想想，我们早上醒来的第一件事是做什么？ 对了，首先是睁开眼睛，我们小朋友只有先睁开眼睛然后才能去穿衣服、洗脸、刷牙等等。电脑同样如此，它也要先睁开眼睛，然后才能和小朋友一起学习。所以第一步我们要让电脑睁开眼睛。怎么做？ 1、教师示范开显示器，同时提醒电源指示灯的颜色变化 光睁开眼睛怎么行呢？，我KCB齿轮泵们的目的是让他和小朋友们一起做游戏，我们要让他动起来，那第二步我们应该怎么做？其实很简单，就是接通电源。 2、教师出示电源开关“POWER”标志，同时逐台电脑巡视开机情况 按下它之后，我们请小朋友们说一说你发现了什么？；左边的三个灯会同时闪一下，同时第一个灯变绿了，其；3、教师先展示几幅电脑作品，然后用“金山画王笔”；4、教师一步一步示范，手把手教学生关机，并重复几；小朋友早上起来的第一件事是3GR三螺杆泵睁开眼睛；5、教师示范关显示器；（二）、学生练习开、关电脑；在教师的组织下，有步骤的打开电脑和关闭电脑；教师巡视指导；第9 按下它之后，我们请小朋友们说一说你发现了什么？ 左边的三个灯会同时闪一下，同时第一个灯变绿了，其它两个灯熄灭了。现在电脑就会和小朋友一起来学习了。比如说画画了 3、教师先展示几幅电脑作品，然后用“金山画王笔”给学生做示范。刚才我们让电脑给我们小朋友画了几幅画，它说他累了，我们还是让他休息吧，下面我们就先来学习如何关机。 4、教师一步一步示范，手把手教学生关机，并重复几次。 小朋友早上起来的第一件事是3GR三螺杆泵睁开眼睛，那上床后我们会把眼睛闭上。然后开始休息。电脑同样如此。我们最后也要让电脑把眼睛闭上，要不然电脑就休息不好，他会生气的。再次提醒小朋友，我们最后千万不要让电脑的睁着眼睛睡觉。记住了要把电脑的显示器关掉。 5、教师示范关显示器。 （二）、学生练习开、关电脑 在教师的组织下，有步骤的打开电脑和关闭电脑。 教师巡视指导。

第一章 微机基本组成与工作原理讲解学习

第一章微机基本组成与工作原理

前言 “微机组成与工作原理” 是电气信息类本科生教学的主要学科基础课之一，是自动控制、工业自动化、电气技术、电力系统及其自动化、自动化仪表等自动化类专业的一门重要的专业基础课，也是无线电类、机械类等其它许多非自动化类专业的一门专业基础课。 本课程紧密结合电气信息类的专业特点，围绕微型计算机原理和应用主题，以Intelx86CPU为主线，系统介绍微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构和工作模式，从而使学生能较清楚的了解微机的结构与工作流程，建立起系统的概念。在此基础上，课程详细介绍了微机中的常用接口电路原理和应用技术，并对现代微机系统中涉及的总线技术、高速缓存技术、数据传输方法、高性能计算机的体系结构和主要技术作了简要分析。 课程通过课堂教学和一定量的实验教学相结合，使学生建立起“程序存储和程序控制”的牢固概念，培养学生进行微机扩展的应用能力和独立分析问题、解决问题的能力。通过系统的实践教学锻炼，使学生具有一定的软硬件开发能力，为未来的工作和后继课程的学习打下基础。 通过本课程的学习，使学生了解微型计算机系统的特点、工作原理和组织结构，建立起“程序存储和程序控制”的牢固概念，掌握微型计算机接口技术的基本原理和方法，培养学生进行微机扩展的应用能力和独立分析问题、解决问题的能力。通过系统的实践教学锻炼，使学生具有一定的软硬件开发能力，为开发和应用微型计算机系统打下良好的理论和实践基础。

第一章微机基本组成与工作原理 1．1 微型计算机概况 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，是继承电路技术不断发展，芯片集成度不断提高的产物。 我们知道，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。所不同的是由于微机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，构成了整个微机系统的核心，称为中央处理器CPU，或者微处理器MPU。 在微处理器的基础上，可以进一步构成微型计算机、微型计算机系统。 微处理器即CPU,是微型机的主要核心部件,由运算器和控制器集成而成，构成微机的运算中心和控制中心。 微型计算机由微处理器、接口、I/O设备通过总线连接而成，是属于微机的硬件组成，必须配置上软件，才能发挥作用。 微型计算机系统由硬件和软件构成，硬件由微处理器、接口、I/O设备通过总线连接而成。软件由系统软件和应用软件构成。硬件是基础，软件是灵魂，计算机的功能只有在硬件基础上通过软件才能发挥。 微处理器、微型计算机、微型计算机系统的组成及相互关系见图1-1 。 图 1-1 微处理器、微型计算机、微型计算机系统构成图

计算机的工作过程

计算机基本构成模式 计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件 计算机中数的表示 计算机内部应采用二进制表示指令和数据 计算机的工作原理 计算机系统应按照下述模式工作：将编好的程序和原始数据，输入并存储在计算机的内存储器中（即“存储程序”）；计算机按照程序逐条取出指令加以分析，并执行指令规定的操作（即“程序控制”）。这一原理称为“存储程序”原理，是现代计算机的基本工作原理，至今的计算机仍采用这一原理。 计算机的工作原理 按照冯·诺依曼存储程序的原理，计算机在执行程序时须先将要执行的相关程序和数据放入内存储器中，在执行程序时CPU根据当前程序指针寄存器的内容取出指令并执行指令，然后再取出下一条指令并执行，如此循环下去直到程序结束指令时才停止执行。其工作过程就是不断地取指令和执行指令的过程，最后将计算的结果放入指令指定的存储器地址中。计算机工作过程中所要涉及的计算机硬件部件有内存储器、指令寄存器、指令译码器、计算器、控制器、运算器和输入/输出设备等，在以后的内容中将会着重介绍。 （一）计算机硬件系统 硬件通常是指构成计算机的设备实体。一台计算机的硬件系统应由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入和输出设备。这五大部分通过系统总线完成指令所传达的操作，当计算机在接受指令后，由控制器指挥，将数据众输入设备传送到存储器存放，再由控制器将需要参加运算的数据传送到运算器，由运算器进行处理，处理后的结果由输出设备输出。 中央处理器 CPU（central processing unit）意为中央处理单元，又称中央处理器。CPU由控制器、运算器和寄存器组成，通常集中在一块芯片上，是计算机系统的核心设备。计算机以CPU为中心，输入和输出设备与存储器之间的数据传输和处理都通过CPU来控制执行。微型计算机的中央处理器又称为微处理器。 控制器 控制器是对输入的指令进行分析，并统一控制计算机的各个部件完成一定任务的部件。它一般由指令寄存器、状态寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。计算机的工作方式是执行程序，程序就是为完成某一任务所编制的特定指令序列，各种指令操作按一定的时间关系有序安排，控制器产生各种最基本的不可再分的微操作的命令信号，即微命令，以指挥整个计算机有条不紊地工作。当计算机执行程序时，控制器首先从指令指针寄存器中取得指令的地址，并将下一条指令的地址存入指令寄存器中，然后从存储器中取出指令，由指令译码器对指令进行译码后产生控制信号，用以驱动相应的硬件完成指纹操作。简言之，控制器就是协调指挥计算机各部件工作的元件，它的基本任务就是根据种类指纹的需要综合有关的逻辑条件与时间条件产生相应的微命令。 运算器 运算器又称积极态度逻辑单元ALU（Arithmetic Logic Unit）。运算器的主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。算术运算是指各种数值运算，比如：加、减、乘、除等。逻辑运算是进行逻辑判断的非数值运算，比如：与、或、非、比较、移位等。计算机所完成的全部运算都是在运算器中进行的，根据指令规定的寻址方式，运算器从存储或寄存器中取得操作数，进行计算后，送回到指令所指定的寄存

计算机组成与工作原理第二章复习题

《计算机组成与工作原理》 第2章复习题 一、填空题 1、计算机处理的信息形式各种各样，可以分为和数据两大类。 2、就是计数的方法，指用一组固定的符号和一套统一的规则来表示数值的方法，如 在计数过程中采用进位的方法，则称为。 3、进位计数制的三要素是、和。 4、是指在某种进位计数制中，某一数位所代表的大小。 5、是指在某种进位计数制中允许使用的计数符号。 6、是指在某种进位计数制中，允许使用的数码的个数。 7、十六进制数中，A的位权是，2的位权是。 8、R进制数转化成十进制数的方法是。 9、十进制数转化成R进制数的方法是：整数部分；小数 部分。 10、由于，可得3位二进制数可用1位八进制数表示，1位八进制数可转化为3位二 进制数。 11、由于，可得4位二进制数可用1位十六进制数表示，1位十六进制数可转化 为4位二进制数。 12、n位无符号数的范围是。 13、约定二进制数的最高位为符号位，0表示正号，1表示负号，这种在计算机中使用的数的表示形 式称为。常见的有原码、反码和补码。 14、在表示法中约定，所有数据的小数点位置固定不变。 15、是小数点的位置固定在最高有效数位之前，符号位之后。小数点位置 隐含固定在最低有效数位之后。 16、和的0有两种形式，即+0和—0 17、表示法的实质是把减法运算变成加法运算。 18、两个整数A和B除以同一正整数M，所得余数相同，则称A和B对M 。 19、一个字长为n位的纯整数的模是，纯小数的模是。 20、一般说，任意一个负数X的补码，等于该数加上其。 21、定点表示法可以分为定点和定点。 22、正数的补码与原码相同，负数的补码是其原码除符号位外各位，然后。 23、—1010的8位原码是，反码是，补码是，移码 是。—的8位原码是，反码是，补码是。 24、在浮点数表示法中，数的表示范围由的位数来决定，而的位数决定了有效数 字的精度。 25、在计算机中可以采用4位二进制数来表示1位十进制数，称为， 简称为。 26、根据4位二进制位的各位是否具有权值可以将BCD编码分为和。8421BCD码是 属前者。 27、4的8421BCD码为，2421BCD码为，余3码为。 28、余3码是一种无权码，编码是在8421BCD码基础上各位加形成的。

微型计算机的基本组成

微型计算机的基本组成 微型计算机是微型化的电子数字计算机，它的基本结构和基本功能与一般的计算机大致相同。但是，由于微型计算机采用了由大规模和超大规模集成电路组成的功能部件，使微型计算机在系统结构上有着简单、规范和易于扩展的特点。 采用大规模集成电路技术，把计算机的运算器、控制器及其附属电路集成在一个芯片上，就构成了微型计算机的中央处理器———微处理器（MicroProcessUnit，MPU）。 微型计算机由微处理器、存储器和输入／输出接口电路组成，通过若干信号传输线连接成一个有机的整体。这些信号传输线称为总线，其英文名称bus，公共汽车、汇流母线，形象地反映了这组信号线的特点。 1）必要性：总线是构成计算机系统不可缺少的信息大动脉。 2）公用性：总线为系统中设备公用。这些信号传输线按照它们担负的不同传输功能又可以划分为3组：数据总线、地址总线和控制总线，如图所示。 1.微处理器 微处理器（MPU）是微型计算机的中央处理器。它的基本功能是执行指令和算术与逻辑运算，它还能够完成数据传输、控制和指挥其他部件协调工作。 2.存储器 微型计算机的存储器由集成度高、容量大、体积小、功耗低的半导体存储器芯片构成。常态下只能读出、不能写入的存储器称为ROM（ReadOnlyMemory，只读存储器），既可以读出，又可以随时写入的存储器称为RAM（RandomAccessMemory，随机读写存储器）。存储器内部由许许多多的基本存储单元组成，每个单元存储／记忆一组二进制信息。微型计算机通常用8位二进制数构成一个存储单元，称为字节（Byte）。每个存储单元有一个编号，表示它在存储器内部的顺序位置，称为地址（Address）。存储单元的地址从0开始编排，用若干位二进制数表示，常用十六进制数书写，例如3A120H。

计算机系统及其工作原理(教案)

四川省义务教育课程改革实验教科书 《信息技术》七年级上 第四课计算机系统及其工作原理 教案 一、教学目标： １、知识目标：要求学生基本掌握计算机系统的基本组成，对计算机的工作原理和分类要有一个简单的认识 ２、能力目标：能正确辨认常见硬件与常见软件，能给自己配置计算机，能理解计算机的工作原理，理解计算机的基本容量单位及换算关系。初步培养学生使用信息技术对其它课程进行学习和探讨的能力，培养学生的自学能力。 ３、情感目标：体会通过自己的学习，列出计算机配置清单所带来的愉悦，从而达到培养学生对信息技术的兴趣意识和爱国主义精神。 二、教学重、难点： １、重点：计算机系统的基本组成，各硬件的重要作用 ２、难点：计算机的工作原理 三、教学方法：讲授法、观察法、讨论法、赏识教育法、实习实作 四、教学媒体：多媒体网络教室、相关教学课件、硬件系统的实物（ＣＰＵ、内存条、硬盘及其他硬件实物） 五、教学课时２课时（１+１） （１节理论课+１节实习实作课） 六、教学过程（第一课时） 课题：第４课计算机系统及其工作原理 （一）组织教学 （二）新课导入：问题导入“对于大家经常使用的计算机，从外观上看，它是由哪些部分组成的呢？”学生回答（略）师（看得见、摸得着的设备在计算机中都称硬件）（有了硬件计算机就能工作了吗？）为了回答这个问题，今天我们就来学习第四课－计算机系统及工作原理 （三）知识讲解（系统讲解）： 第一部分：计算机系统 Ａ：硬件部分知识简介： １、中央处理器（芯片）－ＣＰＵ计算机的大脑（核心部件）组成、功能，观察实物，分类，生产发展及国内外的差异，激发学生的爱国热情和学习动力的目的。 ２、存储器（存储大量的数据和信息）：内存和外存实物展示、作用地位、容量单位及换算。概括：内存容量较小，运行速度快，价格高，外存容量更大，存取速度比内存较慢，价格较便宜。 ３、其他硬件简介：主板、输入设备、输出设备等等

第一章 微机基本组成与工作原理

前言 “微机组成与工作原理” 就是电气信息类本科生教学得主要学科基础课之一,就是自动控制、工业自动化、电气技术、电力系统及其自动化、自动化仪表等自动化类专业得一门重要得专业基础课,也就是无线电类、机械类等其它许多非自动化类专业得一门专业基础课。 本课程紧密结合电气信息类得专业特点,围绕微型计算机原理与应用主题,以Intelx86CPU为主线,系统介绍微型计算机得基本知识、基本组成、体系结构与工作模式,从而使学生能较清楚得了解微机得结构与工作流程,建立起系统得概念。在此基础上,课程详细介绍了微机中得常用接口电路原理与应用技术,并对现代微机系统中涉及得总线技术、高速缓存技术、数据传输方法、高性能计算机得体系结构与主要技术作了简要分析。 课程通过课堂教学与一定量得实验教学相结合,使学生建立起“程序存储与程序控制”得牢固概念,培养学生进行微机扩展得应用能力与独立分析问题、解决问题得能力。通过系统得实践教学锻炼,使学生具有一定得软硬件开发能力,为未来得工作与后继课程得学习打下基础。 通过本课程得学习,使学生了解微型计算机系统得特点、工作原理与组织结构,建立起“程序存储与程序控制”得牢固概念,掌握微型计算机接口技术得基本原理与方法,培养学生进行微机扩展得应用能力与独立分析问题、解决问题得能力。通过系统得实践教学锻炼,使学生具有一定得软硬件开发能力,为开发与应用微型计算机系统打下良好得理论与实践基础。 第一章微机基本组成与工作原理 1.1 微型计算机概况 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,就是继承电路技术不断发展,芯片集成度不断提高得产物。 我们知道,主机按体积、性能与价格分为巨型机、大型机、中型机、小型机与微型机五类,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得差别。所不同得就是由于微机采用了集成度较高得器件,使得其在结构上具有独特得特点,即将组成计算机硬件系统得两大核心部分—运算器与控制器,集成在一片集成电路芯片上,构成了整个微机系统得核心,称为中央处理器CPU,或者微处理器MPU。 在微处理器得基础上,可以进一步构成微型计算机、微型计算机系统。 微处理器即CPU,就是微型机得主要核心部件,由运算器与控制器集成而成,构成微机得运算中心与控制中心。 微型计算机由微处理器、接口、I/O设备通过总线连接而成,就是属于微机得硬件组成,必须配置上软件,才能发挥作用。 微型计算机系统由硬件与软件构成,硬件由微处理器、接口、I/O设备通过总