如上節(jié)所述,微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從其硬件結(jié)構(gòu)而言是微型計(jì)算機(jī)配以相應(yīng)的外圍設(shè)備而構(gòu)成;而微型計(jì)算機(jī)則是以微處理器為基礎(chǔ),配以輸入輸出(I/O)接口電路和相應(yīng)的輔助電路而構(gòu)成的計(jì)算機(jī);至于微處理器則是微型化的中央處理器(CPU)。當(dāng)然這是指原始意義上的微處理器,至于現(xiàn)代微處理器,也如上節(jié)所述已在一塊或封裝在一起的幾塊芯片中集中了更多的功能部件、如Intel 80486和Pentium系列微處理器。必需指出的是不論是微處理器,微型計(jì)算機(jī)還是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),它們都是采用總線結(jié)構(gòu)框架連接各部分組件而構(gòu)成一個(gè)整體的。
1.2.1 微處理器的典型結(jié)構(gòu)
一個(gè)典型的也是原始意義上的微處理器的結(jié)構(gòu)如圖l-l所示。
圖1-1 微處理器的典型結(jié)構(gòu)
從圖1-1可見,微處理器主要由三部分組成,它們是:
1.運(yùn)算器
包括算術(shù)邏輯部件(ALU),用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算,運(yùn)算結(jié)果的一些特征由標(biāo)志寄存器存儲(chǔ)。
2.控制器
包括指令寄存器、指令譯碼器以及定時(shí)與控制電路。根據(jù)指令譯碼的結(jié)果,以一定的時(shí)序發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào),用來(lái)控制指令的執(zhí)行。
3.寄存器陣列
包括一組通用寄存器組和專用寄存器。通用寄存器組用來(lái)寄存參與運(yùn)算的數(shù)據(jù),專用寄存器通常有指令指針I(yè)P(或程序計(jì)數(shù)器PC)和堆棧指針SP等。
在微處理器內(nèi)部,這三部分之間的信息交換是采用總線結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,總線是各組件之間信息傳輸?shù)墓餐?,這里的總線稱為“內(nèi)部總線”(或“片內(nèi)總線”),對(duì)用戶而言無(wú)法直接控制內(nèi)部總線的工作,因此內(nèi)部總線是“透明”的。
1.2.2 微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)圖如圖1-2所示,它由微處理器、內(nèi)存儲(chǔ)器和I/O接口電路組成,也是采用總線結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)相互之間的信息傳送??偩€是微處理器、內(nèi)存儲(chǔ)器和I/O接口之間相互交換信息的公共通路。總線由數(shù)據(jù)總線、地址總統(tǒng)和控制總線組成,數(shù)據(jù)總線是從微處理器向內(nèi)存儲(chǔ)器、I/O接口傳送數(shù)據(jù)的通路;反之,它也是從內(nèi)存儲(chǔ)器、I/O接口向微處理器傳送數(shù)據(jù)的通路,因?yàn)樗梢栽趦蓚€(gè)方向上往返傳送數(shù)據(jù),稱為雙向總線。地址總線是微處理器向內(nèi)存儲(chǔ)器和I/O接口傳送地址信息的通路,它是單向總線,只能從微處理器向外傳送??刂瓶偩€是微處理器向內(nèi)存儲(chǔ)器和I/O接口傳送的命令信號(hào)以及外界向微處理器傳送狀態(tài)信號(hào)等信息的通路。
圖1-2 微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)圖
這里的總線稱為“片總線”,是微機(jī)處理器的引腳信號(hào),它是微機(jī)處理器同內(nèi)存儲(chǔ)器、I/O接口電路之間的聯(lián)接紐帶。
1.2.3 用三類總線構(gòu)成的微機(jī)系統(tǒng)
一個(gè)具有一定規(guī)模的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如圖1-3所示,在這一微機(jī)系統(tǒng)中,有三類總線把組成系統(tǒng)的各部件互連在一起,這三類總線是:
1.片總線:又稱元件級(jí)總線;
2.內(nèi)總線(I-BUS):又稱“系統(tǒng)總線”、“微機(jī)總線”或“板級(jí)總線”;
3.外總線(E-BUS):又稱“通信總線”。
圖1-3 用三類總線構(gòu)成的微機(jī)系統(tǒng)
三類總線的概念將在10.1節(jié)中詳述。
從上面的簡(jiǎn)單介紹中可見,總線結(jié)構(gòu)是構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要框架。
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