(3)--1.3 微机系统的工作过程.ppt

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1、微机系统的工 作 过 程1.3 微机系统的工作过程内容要点内容要点：1.程序存储及程序控制的基本概念2.微机程序执行的一般过程3.简单程序执行过程举例 1.3.1 程序存储及程序控制的基本概念 1946 1946年美籍匈牙利著名的数学家冯年美籍匈牙利著名的数学家冯 诺依曼诺依曼（Von.NeumannVon.Neumann）提出了）提出了计算机基本结构、程序存储及程序控制计算机基本结构、程序存储及程序控制等概念，这些基本概念奠定了现代计算机的基本框架等概念，这些基本概念奠定了现代计算机的基本框架。冯冯 诺依诺依曼体制的基本要点曼体制的基本要点是：是：1.1.计算机计算机硬件系统应由运算器、控制

2、器、存储器、输入和输硬件系统应由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五部分出设备五部分基本结构基本结构组成。组成。1.3.1 程序存储及程序控制的基本概念 2.2.任何任何复杂的运算和操作都可转换成一系列用二进制复杂的运算和操作都可转换成一系列用二进制代码表示的指令，程序就是完成既定任务的一组指令序列；代码表示的指令，程序就是完成既定任务的一组指令序列；各种数据也可用二进制代码来表示各种数据也可用二进制代码来表示。把把执行一项信息处理任务的程序代码和数据，以字节执行一项信息处理任务的程序代码和数据，以字节为单位，按顺序存放在存储器的一段连续的存储区域内，为单位，按顺序存放在存储器的一段连续的

3、存储区域内，这就是这就是“程序存储程序存储”概念。概念。1.3.1 程序存储及程序控制的基本概念 3.3.计算计算机工作时，计算机自动地按照规定的流程，依机工作时，计算机自动地按照规定的流程，依次执行一条条的指令，不但能按照指令的存储顺序，依次次执行一条条的指令，不但能按照指令的存储顺序，依次读取并执行指令，而且还能根据指令执行结果进行程序的读取并执行指令，而且还能根据指令执行结果进行程序的灵活转移，从而完成各种复杂的运算操作，最终完成程序灵活转移，从而完成各种复杂的运算操作，最终完成程序所要实现目标，这就是所要实现目标，这就是“程序控制程序控制”概念概念。计算机采取计算机采取“程序存储与程序

4、控制程序存储与程序控制”的工作方式，即的工作方式，即事先把程序加载到计算机的存储器中，当启动运行后，计事先把程序加载到计算机的存储器中，当启动运行后，计算机便会自动按照程序的指示进行工作算机便会自动按照程序的指示进行工作。1.3.1 程序存储及程序控制的基本概念 控制器控制器按预先存放在计算机存储器中的程序的流按预先存放在计算机存储器中的程序的流程自动地连续取出指令并执行之。程自动地连续取出指令并执行之。运算器运算器输出设备输出设备控制器控制器输入设备输入设备存储器存储器指令流控制命令数据流存储程序计算机的工作原理冯诺依曼1.3.1 程序存储及程序控制的基本概念 计算机每执行一条指令，都计算机

5、每执行一条指令，都包含着两个基本的步骤，即取指包含着两个基本的步骤，即取指令和执行指令。令和执行指令。取指令执行指令PC1.3.2 微机程序执行的一般过程1.3.2 微机程序执行的一般过程1 1.CPU.CPU如何知道从哪里取出程序的第一条指令？如何知道从哪里取出程序的第一条指令？操作系统操作系统OSOS2 2.CPU.CPU如何按程序控制流执行指令？如何按程序控制流执行指令？程序计数器程序计数器PCPC3 3.CPU.CPU如何知道从哪里取操作数？如何知道从哪里取操作数？地址、寻址方式地址、寻址方式1.3.3 简单程序执行过程举例 计算机如何具体计算计算机如何具体计算 3+2=3+2=？1.

6、1.用助记符号指令编写源程序用助记符号指令编写源程序 MOV A,3 ;A3 ADD A,2 ;AA+2 HLT ;暂停2.2.需要翻译（汇编）成机器语言指令。需要翻译（汇编）成机器语言指令。MOV A,3 1011 0000B=B0H ;操作码(MOV A,n）0000 0011B=03H ;操作数(3)ADD A,2 0000 0100B=04H ;操作码(ADD A,m)0000 0010B=02H;操作数（2）HLT 1111 0100B=F4H ;操作码(HLT)1.3.3 简单程序执行过程举例 3.3.将数据和程序通过输入设备送至将数据和程序通过输入设备送至存储器中存放存储器中存放

7、4.4.当程序存入存储器后，就可以介绍当程序存入存储器后，就可以介绍微机内部执行程序的具体操作过程了。微机内部执行程序的具体操作过程了。1.3.3 简单程序执行过程举例 指令执行过程(取指/译码/执行)1.3.3 简单程序执行过程举例 1.1.取指令阶段取指令阶段一、第一条指令的执行过程1.3.3 简单程序执行过程举例 2.2.执行执行指令指令阶段阶段1.3.3 简单程序执行过程举例 1.1.取指令阶段取指令阶段一、第二条指令的执行过程1.3.3 简单程序执行过程举例 2.2.执行执行指令指令阶段阶段 按上述类似的过按上述类似的过程取出第三条指令，程取出第三条指令，经译码后就停机。经译码后就停机。这样，微计算机就这样，微计算机就完成了人们事先编完成了人们事先编制的程序所规定的制的程序所规定的全部操作要求。全部操作要求。