微型计算机系统组成

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  • 主机系统：能与 CPU 直接进行信息交换的部件
  • 外部设备：不能与 CPU 直接进行信息交换的部件
  • 主机系统由四部分组成
    • CPU
    • 存储器
    • 输入输出接口
    • 总线

  • 外部设备：所有可以通过输入输出接口与计算机进行信息交换的电子设备

    微处理器

    微处理器简称 CPU，是计算机的核心。
    主要由三部分组成：
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  • 控制器

  • 运算器

  • 寄存器组

    存储器

    定义：计算机中的记忆装置。用于存放计算机工作过程中需要操作的数据和程序。

    外存储器

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  • 外存储器属于外部设备，读写速度比 CPU 慢许多，因此为了不影响 CPU 的执行效率，在外部设备与 CPU 之间设置 IO 接口进行信息交换

    内存储器

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  • 特点：存取速度较快，容量相对较小

  • 内存按单元组织，每个单元都对应一个唯一的地址；
  • 每个内存单元中存放 1Byte 数据；

  • 内存单元个数称为内存容量

    输入输出接口

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  • IO 接口是 CPU 与外部设备间的桥梁

  • 主要功能

    • 平衡高速设备与低速设备之间的信息交换速度
    • 数据缓冲寄存
    • 信号电平或类型的转换
    • 实现主机与外设间的运行匹配

      总线

  • 是一组导线和相关的控制、驱动电路的集合

  • 是计算机系统各部件之间传输地址、数据和控制信息的通道

  • 按传输数据的类型，可将总线分为三种：

    • 地址总线 (AB)
    • 数据总线 (DB)
    • 控制总线 (CB)

      计算机的体系结构

      冯诺依曼机

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  • 特点

    • 程序存储，共享数据，顺序执行
    • 属于顺序处理机，适合于确定的算法和数值数据的处理

  • 不足

    • 与存储器间有大量数据交互，对总线要求很高；
    • 执行顺序由程序决定，对大型复杂任务较困难；
    • 以运算器为核心，处理效率较低；
    • 由 PC 控制执行顺序，难以进行真正的并行处理

      哈佛结构

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  • 指令和数据分别存放在两个独立的存储器模块中；

  • CPU 和存储器间指令和数据的传送分别采用两组独立的总线；
  • 可以在一个机器周期内同时获得指令操作码和操作数。

微型计算机基础概论中还包括微型计算机的一般工作过程、常用计数值及其转换、计算机中的编码、计算机中数的表示与运算、基本逻辑运算与逻辑门等基本知识。这些内容在数字逻辑电路、计算机组成原理中有详细介绍，这里不再做赘述。