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1、微型计算机系统的总线结构微型计算机系统的总线结构1.3 微型计算机系统的总线结构第一章 绪论总线通常有以下三种：总线通常有以下三种：内部总线内部总线：指微处理器内部各部件之间传送信：指微处理器内部各部件之间传送信息的通路，用来连接息的通路，用来连接CPUCPU内部的各逻辑部件。内部的各逻辑部件。系统总线系统总线：又称外部总线。用于连接微型计算：又称外部总线。用于连接微型计算机内的机内的CPUCPU、存贮器及、存贮器及I/OI/O接口电路。接口电路。通信总线通信总线：用于各微型计算机系统之间或微型：用于各微型计算机系统之间或微型计机系统与其它系统之间的通信。计机系统与其它系统之间的通信。通常所说
2、的总线是指系统总线。通常所说的总线是指系统总线。总线总线(BUS)(BUS)是指连接计算机各部件或计算机是指连接计算机各部件或计算机之间的一束公共信息线，是计算机系统中传送信息之间的一束公共信息线，是计算机系统中传送信息的公共途径。的公共途径。21.3 微型计算机系统的总线结构第一章 绪论1.3 微型计算机系统的总线结构第一章 绪论1.3 微型计算机系统的总线结构第一章 绪论1.3 微型计算机系统的总线结构第一章 绪论1.3 微型计算机系统的总线结构第一章 绪论1.3 微型计算机系统的总线结构第一章 绪论1.3 微型计算机系统的总线结构第一章 绪论 CPU CPU把一条指令分解成若干个步骤完成
3、。把一条指令分解成若干个步骤完成。取指取指 控制器发出指令地址及控制信号，将需要执行的控制器发出指令地址及控制信号，将需要执行的那条指令从存储器取出送到控制器，这一过程称为那条指令从存储器取出送到控制器，这一过程称为“取指取指”。一条指令取走后，指令指针寄存器。一条指令取走后，指令指针寄存器IPIP自动自动加加1,1,被修改成下一条要读取的指令的地址。被修改成下一条要读取的指令的地址。译码译码 控制器将取来的指令分解成一些更简单的微操作控制器将取来的指令分解成一些更简单的微操作称为称为“译码译码”。微指令参与。译码后放入指令队列中。微指令参与。译码后放入指令队列中。取数取数 按照指令中给出的地
4、址从存储器取出参与运算的按照指令中给出的地址从存储器取出参与运算的操作数，这一过程称为操作数，这一过程称为“取数取数”。有的指令不用再取数。有的指令不用再取数。二、操作方式二、操作方式执行执行 控制器控制控制器控制ALUALU完成指令规定的操作，这一过程完成指令规定的操作，这一过程称为称为“执行执行”。91.3 微型计算机系统的总线结构第一章 绪论 同一时刻有若干条指令由不同的部件同时处理，同一时刻有若干条指令由不同的部件同时处理，完成不同的操作，这种操作方式称为完成不同的操作，这种操作方式称为流水方式流水方式。分步越细，。分步越细，流水深度越深，流水深度越深，CPUCPU的性能越高，甚至，有
5、多条流水线。的性能越高，甚至，有多条流水线。将将CPUCPU划分成若干个独立的功能部件，使它们独立划分成若干个独立的功能部件，使它们独立地并行操作，称为地并行操作，称为并行操作方式并行操作方式。101.3 微型计算机系统的总线结构第一章 绪论三、寄存器三、寄存器 寄存器分为两类：通用寄存器寄存器分为两类：通用寄存器 和专用寄存器。和专用寄存器。通用寄存器用于临时存放通用寄存器用于临时存放数据和地址，以减少数据和地址，以减少CPU CPU 对存对存储器的访问，储器的访问，提高运行速度提高运行速度。专用寄存器如程序计数器专用寄存器如程序计数器PC(PC(在在Intel 微处理器中称为微处理器中称为
6、指指令指针令指针IP)IP)、标志寄存器等。、标志寄存器等。控制部件控制部件微处理器微处理器CPU算术逻辑部件算术逻辑部件寄存器寄存器内总线内总线111.3 微型计算机系统的总线结构第一章 绪论四、堆栈四、堆栈 堆栈堆栈是按先入后出的原则存取信息的一种数据是按先入后出的原则存取信息的一种数据结构。结构。堆栈只有一个数据出入的端口，称为堆栈只有一个数据出入的端口，称为栈顶栈顶。堆堆栈指针栈指针SPSP总是指向堆栈栈顶的那个数据。当堆栈为总是指向堆栈栈顶的那个数据。当堆栈为空栈时，空栈时，SPSP指向堆栈的栈底。指向堆栈的栈底。数据存入堆栈称为数据存入堆栈称为压入压入（PUSHPUSH），数据从堆），数据从堆栈取出称为栈取出称为弹出弹出（POPPOP）。）。堆栈以字为单位操作堆栈以字为单位操作。121.3 微型计算机系统的总线结构第一章 绪论 CPU CPU通过对通过对I/OI/O端口进行读端口进行读/写操作，实现对写操作，实现对外设的控制。外设的控制。I/O接口结构示意图接口结构示意图I/O端口端口1I/O端口端口2I/O端口端口3地址地址译码译码数据数据缓冲缓冲控制控制电路电路外外设设ABDBCBCPU1.3.3 1.3.3 输入输入/输出接口电路输出接口电路13