第1章 一台计算机功能结构简述

联想启天M6900外观结构图CPU处理器规格类型：Intel酷睿2双核E8400处理器，64位（指令集)技术。主频(GHz)：3.0一级缓存（KB）：128二级缓存(KB)：6144前端总线频率(MHz)：1333主板芯片组：IntelG31配置内存容量(MB)：1024内存类型：DDR2667,DDR2是内存条型号表示2代667是运行频率。一台计算机的功能原理图CBDBAB联想启天M6900的微处理器（CPU）酷睿（core)：Intel下一代处理器产品将统一采用的微架构。包括Conroe（基于Core微架构的Intel下一代桌面平台级产品的代号）、Merom（基于Core微架构的Intel下一代移动平台处理器）和Woodcrest（基于Core微架构的Intel下一代服务器平台处理器）。采用Core的处理器将被统一命名。由于上一代采用Yonah微架构的处理器产品被命名为CoreDuo，因此为了便于与前代Intel双核处理器区分，Intel下一代桌面处理器Conroe以及下一代笔记本处理器Merom都将被统一叫做Core2Duo。双核：一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心。换句话说，将两个物理处理器核心整合入一个核中联想启天M6900的微处理器（CPU）64位技术：64位技术是相对于32位而言的，这个位数指的是CPU中通用寄存器（General-PurposeRegisters）的数据宽度为64位，64位指令集就是运行64位数据（字长）的指令，也就是说处理器一次可以运行64bit数据，64bit计算主要有两大优点：可以进行更大范围的整数运算；可以支持更大的内存。微处理器的发展年代字长备注1971(4004)41972(8008)8中断和DMA1978(8086)16Db:16ab:241985(80386、80486)32Db:32ab:321993(80586、P5）32Db:64ab:321995（P6）32Db:64ab:32（36）2001（Itanium）64db:64ab:64(寄存器）微处理器的发展(辅助阅读)1971年Intel公司推出40041973年Intel公司推出80801976年Intel公司微处理器形成两大分支：PC机（通用计算机）微处理器：8086、80286、386、486、586、奔腾系列。用于海量高速数据处理。嵌入式（嵌入式计算机）微处理器：工业用单片机。Intel公司推出的MCS-48、MCS-51等。用于满足测控对象的测控功能。单硅晶片CPU存储器控制电路定时器时钟电路I/O口单片机（ARM7：存储器包括FLASH程序存储器和SRAM数据存储器；I/O接口包括串行UART接口、USB接口、A/D转换器）（嵌入式）计算机组成（第一级原理图之基本平台硬件部分）存储程序存储程序工作方式（1）事先编制程序——计算机执行的程序其形态就是指令序列，即：若干条指令的有序每一步将执行一条指令。（2）事先存储程序——将编制好的程序通过编辑程序的处理、编译程序的翻译、调试运行或者仿真调试运行之后，输入存储到计算机的特定存储器中。（3）自动、连续地执行程序——计算机依照一定顺序从特定存储器（PC机的内部存储器和单片机的程序存储器即FLASH存储器）中逐条读取指令，按照指令的要求执行操作，直到需运行的程序执行完毕。其中部分工作需要进行人机对话。datasegmentddddb2,3,4,6,5,12,3,4,5,10messagedbthemaxismaxdb?dataendscodesegmentassumecs:code,ds:datastart:movax,datamovds,axmovcx,9movsi,offsetdddmoval,[si]incsideccxcmpal,[si]jaini事先编制程序（一）movbl,[si]movmax,bljmprepe1ini:movmax,alrepe1:deccxcmpcx,0jeend1incsimoval,maxcmpal,[si]jagoonmovbl,[si]movmax,blgoon:jmprepe1end1:movah,4chint21hcodeendsendstart事先编制程序（二）0B74:0000B8720BMOVAX,0B720B74:00038ED8MOVDS,AX0B74:0005B90900MOVCX,00090B74:0008BE0000MOVSI,00000B74:000B8A04MOVAL,[SI]0B74:000D46INCSI0B74:000E49DECCX0B74:000F3A04CMPAL,[SI]0B74:00117709JA001C0B74:00138A1CMOVBL,[SI]0B74:0015881E1400MOV[0014],BL0B74:0019EB04JMP001F0B74:001B90NOP0B74:001CA21400MOV[0014],AL内存中的二进制程序代码（一）0B74:001F49DECCX0B74:002083F900CMPCX,+000B74:00237410JZ00350B74:002546INCSI0B74:0026A01400MOVAL,[0014]0B74:00293A04CMPAL,[SI]0B74:002B7706JA00330B74:002D8A1CMOVBL,[SI]0B74:002F881E1400MOV[0014],BL0B74:0033EBEAJMP001F0B74:0035B44CMOVAH,4C0B74:0037CD21INT210B74:0039A34883MOV[8348],AX0B74:003CC402LESAX,[BP+SI]0B74:003E2BC0SUBAX,AX内存中的二进制程序代码（二）0B74:001F490B74:002083F9000B74:002374100B74:0025460B74:0026A014000B74:00293A040B74:002B77060B74:002D8A1C0B74:002F881E14000B74:0033EBEA0B74:0035B44C0B74:0037CD210B74:0039A348830B74:003CC4020B74:003E2BC0程序的执行过程001FH0B74HCS:IP:490020H83F9000023H7410H0025H46H0026H0B74HIP:IR:MM:CPU:计算机组成（第一级原理图）系统之完整结构高速缓冲存储器异步方式传输定时方式传输内容同步方式地址总线数据总线控制总线寻址空间(能力)寻址空间(能力)寻址空间由两部分组成内存单元集合I/O设备接口中各种寄存器集合寻址方式包括两种统一编址：内存单元和I/O设备接口中各种寄存器统一编排地址码独立编址：I/O设备接口中各种寄存器独立于内存单元编排地址码计算机组成（第一级原理图之连接原理）主存储器与外存储器主存储器用来存入需要执行的程序及需要处理的数据，能由CPU读出和写入，由半导体存储器构成，速度较高。有一定的存储容量，按字节存放或读取内容。嵌入式计算机的内存只有几KB到几百KB，而微型计算机的内存则高达MB甚至GB级别。即允许CPU直接编址访问外存储器用来存放需要联机存放，但暂不执行的程序和数据，当需要时再由外存调入主存由磁盘、光盘等构成，存储容量大、速度较低按文件进行组织主存储器的种类只读存储器（ROM）：容量小、信息不丢失。在通用计算机中用来保存系统监控、检测、BIOS等程序。在嵌入式计算机中作为程序存储器使用。电擦除电写入可编程只读存储器（EEPROM）：速度较慢闪烁存储器（FLASH）：新型的EEPROM，擦除、写入时间短，存取时间短。BIOS：通电自检、引导OS；键盘、显示器、系统时钟等的驱动程序。主存储器的种类随机读写存储器（RAM）计算机运行过程中可读可写的存储器，其内容与用户程序和数据有关。静态RAM（SRAM）：速度快，成本高。用于高速处理（CACHE），在嵌入式计算机中多采用此类存储器作为数据存储器。动态RAM（DRAM）：集成度高，速度低，成本低。在通用计算机中，多采用此类存储器作为主存储器。其它设备5.输入/输出设备(1)输入设备——是用来将计算机外部的信息输入计算机，并进行信息形式的转换。常见的输入设备有：键盘、鼠标以及图形和声音的输入设备。(2)输出设备——将计算机的处理结果以我们能看得懂的形式输出。常见的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪等。6.总线(1)总线——是指一组能为多个部件分时共享的信息传输线。(2)系统总线的分类：地址总线、数据总线、控制总线。7.接口接口——在系统总线与I/O设备之间设置的一些逻辑部件，传统的接口包括总线接口、串行接口和并行接口。无论是并行接口还是串行接口仅适合于小数据量低效率的数据输入输出任务，而在现代微型计算机中已经使用了各种各样的接口适配卡和一种通用串行总线接口USB。一、计算机硬件和软件1软件的组成与分类分类：系统软件：操作系统、支撑软件：语言处理程序和工具软件：编辑、调试、诊断等程序应用软件：通用软件（厂家出售的：字处理、表格处理、图象处理等）、专用软件（利用系统软件自己研制的：多）2、计算机语言机器语言：用0、1表示的语言，计算机可以直接执行，极少直接用来编程。它的意义就在于确定了语言翻译软件的目标规范。一、计算机硬件和软件汇编语言ORG0000hLOOP1:MOVR1,#05HMOVA,#03HXCHA,R1MOV31H,AMOV30H,R1……END一、计算机硬件和软件高级语言1、高级语言编写的是高级语言源程序2、汇编语言编写的是汇编语言源程序3、机器语言编写的是目标程序4、计算机解题的基本过程（回答具体的处理过程）5、高级语言的分类及其特征：面向过程和面向对象的编写源程序翻译生成目标程序执行可执行程序计算机组成系统的层次结构第一级是裸机，由机器硬件直接直接执行微指令。从程序设计的角度也称为微程序级第二级是机器语言级，由微程序解释机器指令系统。也叫做指令系统级。第三级是操作系统级，由操作系统程序实现。第四级是应用支撑级。由各种支撑软件组成。第五级是应用系统级，它是面向用户的，为编写应用程序了解计算机系统内部组成及工作过程的工具---DEBUGDebug启动Debug，它是可用于测试和调试MS-DOS可执行文件的程序。Debug[[drive:][path]filename说明使用Debug命令但不指定要测试的文件如果使用没有位置和文件名的Debug命令，然后键入所有的Debug命令以响应Debug提示符，连字符(-)。Debug命令以下是Debug命令列表：d显示部分内存的内容。f使用指定值填充一段内存。g运行在内存中的可执行文件。q停止Debug会话。r显示或改变一个或多个寄存器。u反汇编字节并显示相应的原语句。