微机原理与接口技术--绪论

1.早期硬件系统组成

1.微处理器（中央处理器）（CPU）：

微型计算机的核心部件，它负责执行指令、进行算术逻辑运算和控制计算机的各个部件协同工作。CPU 的性能直接决定了计算机的运行速度和处理能力。例如，Intel Core i7 等高端处理器具有多核心、高主频和大容量缓存等特点，能够快速处理复杂的计算任务。

2.存储器：

包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。RAM 用于临时存储程序和数据，计算机运行时，程序和数据都在 RAM 中进行读写操作。ROM 则用于存储固化的程序和数据，如计算机的开机自检程序等，其内容在断电后不会丢失。

3.输入输出设备（I/O 设备）：

输入设备用于将外部信息输入到计算机中，如键盘、鼠标、扫描仪等；输出设备用于将计算机处理后的结果输出给用户，如显示器、打印机、音箱等。

4.总线：

连接计算机各个部件的通信线路，用来传输信息的通道它分为数据总线、地址总线和控制总线。

数据总线(DB):用于在 CPU 与存储器和 I/O 设备之间传输数据信息；

地址总线(AB):用于传输存储单元或 I/O 设备的地址信息；

控制总线(CB):用于传输控制信号，协调计算机各个部件的工作。

2.微型计算机硬件组成

1微型计算机系统基本组成

（1）.中央处理器（CPU）：是微机的核心部件，类似于人类大脑。CPU 的功能包括算术运算（如加、减、乘、除）和逻辑运算（如与、或、非、异或等），其中运算主要通过算术逻辑单元（ALU）进行，而控制器负责控制 ALU 及其他部件协同工作，对数据进行处理。

（2）.存储器：用于存储程序和数据，分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

RAM 可随机读写，计算机运行时程序和数据存于其中，但断电后数据丢失；

ROM 存储固定程序和数据，断电后内容不丢失。

2.总线：

由于要保证微处理器的体积，存在引脚复用的情况，即一个引脚可能具有多种功能，用于传输不同类型的信息。系统总线形成电路负责将 CPU 发出的信息进行分类，分配到相应的总线上。

3.数据存储与寻址：

1.数据存储方面，按字节组织的单个存储器单元需被寻址处理。一个字为两个字节，低字节存放在低地址单元，高字节存放在高地址单元，任意两个相邻字节均可构成一个字单元。

2.在存储器寻址时，有多种寻址方式，如直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址变址寻址、基址变址且相对寻址等，用于确定操作数在存储器中的位置。

4.微机系统相关要点：

1.I/O 接口电路：任何 I/O 设备与 CPU 之间的数据通信不能直接进行，需要通过 I/O 接口电路，并且需要在地址总线和 I/O 接口电路之间接一个译码器，使每个二进制地址码对应一个 I/O 设备。

2.指令：指令是一组二进制代码，CPU 能够识别的所有指令的集合构成了该型号 CPU 的指令系统。

指令：一组二进制代码    用二进制编写的程序叫做机器语言

机器语言过于复杂，难以记忆，所以用符号描述二进制语言就叫做汇编语言,汇编语言把符号翻译成cpu能够认识的一组二进制代码叫做汇编；

eg: Mov AL,02H

5.微机性能指标：

1.字长：计算机一次能处理二进制数的位数，通常与 CPU 的寄存器位数有关。

2.主频：CPU 的时钟频率，主频的高低在很大程度上决定了计算机的运算速度。

3.主存容量：计算机主存能够存储的信息量。

4.存储速度：由存取时间和存取周期来表示。

5.运算速度：普遍采用单位时间内指令执行的平均条数来衡量，并用 MIPS（每秒执行百万条指令）作为计量单位。