微型计算机原理与接口技术

2024-04-21 17:44

本文主要是介绍微型计算机原理与接口技术,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

1.1 计算机中数的表示方法

1.1.1 进位计数制

  • 十进制数(Decimal)
  • 二进制数(Binary)
  • 十六进制数(Hexadecimal)
  • 八进制数(Octal)

位、字节、字和字长等数据单位表示

  • 位(Bit):每一位二进制数是组成二进制信息的最小单位称为1个比特,是最小单位
  • 字节(Byte):8个二进制信息组成的一个单位称为1个字节
  • 字(Word):一个字由16位二进制数即两个字节组成
  • 字长(Word Length):字长决定了计算机内部一次可以处理的二进制代码位数

1.1.2 二进制编码

  1. 8421 BCD(Binary Coded Decimal)码
  2. ASCII码(A65,a97)

1.1.3 带符号数的表示方法

  1. 原码
    最高位作符号位
  2. 反码
    正数:反码 = 原码
    负数:反码 = 原码符号位不变,其余位取反
  3. 补码
    原码和反码都存在一个问题0的表示不唯一,由此提出补码
    正数:补码 = 原码
    负数:补码 = 反码 + 1

1.2 计算机基本结构

1.2.1 计算机的基本结构

  1. 计算机基本组成
    冯·诺伊曼计算机基本组成结构主要由5个部分组成,各部分基本功能如下:
    冯·诺伊曼结构.png
  • 存储器:存放数据与程序
  • 运算器:执行运算
  • 控制器:协调各部件工作
  • 输入设备:原始数据和程序的入口
  • 输出设备:结果的出口
    上述五个部件构成计算机的硬件,运算器常与控制器合在一起称为中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)
  1. 计算机工作过程
  • 上机前先把要求解的问题编写好程序,程序由指令组成
  • 将程序和原始数据通过输入设备送到计算机存储器
  • 计算机从程序指定的存储器地址开始逐条取出指令送到控制器
  • 经译码分析后产生各种控制信号送到其它部件,自动执行指令规定的操作
  • 计算机执行完一条指令后会自动指向下一条指令地址

1.2.2 计算机软件

  1. 指令和程序
    程序由一条条指令组成,计算机所能识别和执行的全部命令称为该机器的指令集(Instruction Set),指令系统是反映计算机的基本功能及工作效率的重要标志,也是计算机系统结构设计的出发点。
  2. 指令的组成和机器码
    指令由操作码操作数组成,操作码说明计算机执行什么操作,操作数指出参加操作的数本身或操作数所在地址
  3. 汇编语言
    汇编语言(Assemble Language)采用助记符代替二进制机器码,机器可自动翻译汇编程序。
  4. 高级语言
    高级语言易于理解、学习和掌握,开发周期短。
  5. 操作系统
    操作系统(Operating System)控制计算机中所有资源,使程序成批自动运行,充分发挥资源的最大效能。

1.3 微型计算机结构和系统

1.3.1 微型计算机基本结构

微型计算机简称微机,基本结构框图如下
微型计算机基本结构.png

  1. 微处理器
    微处理器是整个微型计算机的中央处理单元,内部包含算术逻辑单元、通用寄存器、时序和控制部件以及内部总线
  2. 存储器
    存放数据和指令。每个存储单元都有对应的地址,写入新的内容会覆盖原有内容。
  3. I/O设备和接口电路
    I/O设备种类繁多,为此制定规范的接口,CPU通过这些接口访问设备。
  4. 总线
    计算机系统各部件通过规范的总线标准连接。有地址总线(Address Bus)、数据总线(Data Bus)和控制总线(Control Bus)。
  5. 微处理器组装形式
  • 个人台式计算机
  • 工作站和服务器
  • 单片机
    单片机将计算机系统和必要外设集成在一块芯片上。

1.3.2 微型计算机系统

由CPU、存储器、磁盘、电源以及必要外设组成。

这篇关于微型计算机原理与接口技术的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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