微机原理与接口技术：执行部件详解

"周荷琴教授的《微机原理与接口技术》第四版PPT课件，涵盖了微型计算机的组成、数制转换、符号数表示、定点与浮点表示等内容，特别强调了执行部件的作用和组成，以及微处理器在微型计算机发展中的关键角色，按照摩尔定律的进步，列举了Intel CPU的发展历程。" 微机原理是计算机科学中的基础学科，它研究的是计算机硬件系统的基本构成和工作原理，特别是微处理器和接口技术。在微型计算机中，执行部件是核心部分，主要负责指令的获取、解析和执行，同时处理数据传输和算术运算。 执行部件的主要作用如下： 1. **取指令**：从指令队列中取出待执行的指令，这是计算机执行程序的基础。 2. **指令译码**：将取出的二进制指令转化为控制信号，这些信号用于指导计算机的其他部件执行相应的操作。 3. **数据交互**：与总线接口配合，接收来自外部设备的数据或向外部设备发送数据，确保数据的正确传输。 4. **算术运算**：执行部件通常包含算术逻辑单元（ALU），能进行基本的加减乘除运算以及逻辑操作。 执行部件的组成包括通用寄存器和专用寄存器： - **通用寄存器**：如AX、BX、CX、DX，它们是16位的，也可拆分为两个8位寄存器使用。这些寄存器可以用于存储临时数据，参与运算过程。 - **专用寄存器**：这些寄存器有特定的用途，比如IP（指令指针）用于存放下一条指令的地址，SP（堆栈指针）用于管理内存堆栈。 计算机的发展历程表明，从早期的电子管到现在的超大规模集成电路，微处理器的集成度不断提高，性能显著提升。Intel CPU的发展历程展示了摩尔定律的准确性，即大约每18-24个月，集成电路上的晶体管数量会翻倍，性能也会相应增强。 微型计算机系统通常由I/O设备、CPU、运算器、控制器、内存、ROM和I/O接口等组成。其中，CPU包含运算器和控制器，运算器负责计算，控制器负责协调整个系统的运行。内存分为RAM（随机访问存储器）和ROM（只读存储器），分别用于暂时存储数据和保存固定的系统信息。I/O接口如8255、8250等用于连接并控制输入输出设备，如键盘、打印机、显示器和软盘驱动器等。 地址总线（AB）、数据总线（DB）和控制总线（CB）是计算机内部通信的关键，它们决定了系统数据传输的宽度和速度，例如8253定时器和8259中断控制器是实现系统定时和中断管理的重要组件。 总结来说，《微机原理与接口技术》这门课程关注的是计算机硬件的基础理论，包括指令的执行流程、微处理器的发展、计算机系统的结构以及与外部设备的交互方式，这些都是理解和设计计算机系统不可或缺的知识。