第1章基础知识 个存储单元中的数据。就像在一条街上找人,先要确定他住哪个房子里 另外,在一台微机中,不只有存储器这一种器件。CPU在读写数据时还要指明,它要 对哪一个器件进行操作,进行哪种操作,是从中读出数据,还是向里面写入数据 可见,CPU要想进行数据的读写,必须和外部器件(标准的说法是芯片)进行3类信息 的交互: 存储单元的地址(地址信息) 器件的选择,读或写的命令(控制信息) 读或写的数据(数据信息)。 那么CPU是通过什么将地址、数据和控制信息传到存儲器芯片中的呢?电子计算机能 处理、传输的信息都是电信号,电信号当然要用导线传送,在计算机中专门有连接CPU和 其他芯片的导线,通常称为总线。总线从物理上来讲,就是一根根导线的集合。根据传送 信息的不同,总线从逻辑上又分为3类,即地址总线、控制总线和数据总线。 CPU从3号单元中读取数据的过程(见图13)如下: 地址线 12 SB 数据线 9c2 控制线 235 内存读写命令 图1.3cPU从内存中读取数据的过程 (1)CPU通过地址线将地址信息3发出。 (2)CPU通过控制线发出内存读命令,选中存储器芯片,并通知它,将要从中读取数 据 (3)存储器将3号单元中的数据08通过数据线送入CPU 写操作与读操作的步骤相似。向3号单元写入数据26: (1)cPU通过地址线将地址信息3发出 (2)CPU通过控制线发出内存写命令,选中存储器芯片,并通知它,要向其中写入数 据 (3)CPU通过数据线将数据26送入内存的3号单元中 从上面我们知道CPU是如何进行数据读写的,可是,我们如何命令计算机进行数据的 读写呢?
汇编语言 要让一个计算机或微处理器工作,应向它输入能够驱动它进行工作的电平信息(机器 码) 对于8086CPU,下面的机器码能够完成从3号单元读数据: 机器码:1010000000000 含义:从3号单元读取数据送入寄存器AX CPU接收这条机器码后将完成上面所述的读写工作 机器码难于记忆,用汇编指令来表示,情况如下: 机器码:10100000000001100000 对应的汇编指令: MOV AX3 含义:传送3号单元的内容到AX 18地址总线 CPU是通过地址总线来指定存储器单元的。地址总线上能传送多少个不同的信息,CPU 就可以对多少个存储单元进行寻址 现假设,一个CPU有10根地址线,让我们来看一下它的寻址情况。在电子计算机中, 一根导线可以传送的稳定状态只有两种,高电平或是低电平。用二进制表示就是1或0 10根导线可以传送10位二进制数据。而10位二进制数可以表示多少个不同的数据呢?2 的10次方个,最小数为0.最大数为1023 图14展示了一个具有10根地址线的CPU向内存发出地址信息11时10根地址线上 传送的二进制信息。考虑一下,访问地址为12、13、14等的内存单元时,地址总线上传送 的内容是什么? 图1.4地址总线上发送的地址信息 个CPU有N根地址线,则可以说这个CPU的地址总线的宽度为N,这样的CPU最
第1章基础知识 多可以寻找2的N次方个内存单元 19数据总线 CPU与内存或其他器件之间的数据传送是通过数据总线来进行的,数据总线的宽度决 定了CPU和外界的数据传送速度8根数据总线一次可传送一个8位二进制数据(即一个字 节)。16根数据总线一次可传送2个字节。 8088CPU的数据总线宽度为8.8086CPU的数据总线宽度为16我们来分别看一下它 们向内存中写入数据89D8H时,是如何通过数据总线传送数据的。图1.5展示了808CP 数据总线上的数据传送情况:图1.6展示了8086CPU数据总线上的数据传送情况。 88sCPu分两次传送8D8,第一次传送D8,第二次传适额 内存 第二次,89第一次,D8 图1.58位效据总线上传送的信息 8086CPU一次传送89D8 CPU 内存 图1.616位数据总线上传送的信息
汇编语言 8086有16根数据线,可一次传送16位数据,所以可一次传送数据89D8H:而8088 只有8根数据线,一次只能传8位数据,所以向内存写入数据89D8H时需要进行两次数据 传送 1.10控制总线 CPU对外部器件的控制是通过控制总线来进行的。在这里控制总线是个总称,控制总 线是一些不同控制线的集合,有多少根控制总线,就意味这CPU提供了对外部器件的多少 种控制。所以,控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力 前面所讲的内存读或写命令是由几根控制线综合发出的,其中有一根名为读信号输出 控制线负责由CPU向外传送读信号,CPU向该控制线上输出低电平表示将要读取数据:有 一根名为写信号输出的控制线则负责传送写信号。 11节~1.10节小结 (1)汇编指令是机器指令的助记符,同机器指令一一对应 (2)每一种CPU都有自己的汇编指令集 3)cPU可以直接使用的信息在存储器中存放。 (4)在存储器中指令和数据没有任何区别,都是二进制信息 (5)存储单元从零开始顺序编号 (6)一个存储单元可以存储8个b用作单位写成“b”),即8位二进制数 (7)1B=8b1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB (8)每一个CPU芯片都有许多管脚,这些管脚和总线相连,也可以说,这些管脚引出总线。一个 cPU可以引出三种总线的宽度标志了这个CPU的不同方面的性能 地址总线的宽度决定了CPU的寻址能力 数据总线的宽度决定了CPU与其他器件进行数据传送时的一次数据传送量 控制总线的宽度决定了CPU对系统中其他器件的控制能力 在汇编课程中,我们从功能的角度介绍了三类总线,对实际的连接情况不做讨论 检测点11 (1)1个CPU的寻址能力为8KB,那么它的地址总线的宽度为 (2)1KB的存储器有 个存储单元?存储单元的编号从到 (3)1KB的存储器可以存储个bit 个 byte (4)1GB、1MB、,1KB分别是 rte
第1章基础知识 (5)8080、8088、80286、80386的地址总线宽度分别为16根、20根、24根、32根, 則它们的寻址能力分别为:KB)、_(MB) (MB (6)8080、8088、8086、80286、80386的数据总线宽度分别为8根、8根、16根、16 根、32根。则它们一次可以传送的数据为: (B)、 (B) (B) (⑦)从内存中读取1024字节的数据,8086至少要读」次,80386至少要读_次 (8)在存储器中,数据和程序以 形式存放 1.11内存地址空间(概述) 什么是内存地址空问呢?举例来讲,·个CPU的地址线宽度为10,那么可以寻址1024 个内存单元,这1024个可寻到的内存单元就构成这个CPU的内存地址空间。下面进行深 入讨论。首先需要介绍两部分基本知识,主板和接口卡。 1.12主板 在每台PC机中,都有一个主板,主板上有核心器件和一些主要器件,这些器件通 过总线地址总线、数据总线、控制总线)相连。这些器件有:CPU、存储器、外围芯片组、 扩展插槽等。扩展插槽上一般插有RAM内存条和各类接口卡。 113接口卡 计算机系统中,所有可用程序控制其工作的设备,必须受到CPU的控制。CPU对外部 设备都不能直接控制,如显示器、音箱、打印机等。直接控制这些设备进行工作的是插在 扩展插槽上的接口卡。扩展插槽通过总线和CPU相连,所以接口卡也通过总线同CPU相 连。CPU可以直接控制这些接口卡,从而实现CPU对外设的间接控制。简单地讲,就是 CPU通过总线向接口卡发送命令,接口卡根据CPU的命令控制外设进行工作。 1.14各类存储器芯片 台PC机中,装有多个存储器芯片,这些存储器芯片从物理连接上看是独立的、不 同的器件。从读写属性上看分为两类:随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。随机存储 器可读可写,但必须带电存储,关机后存储的内容丢失;只读存储器只能读取不能写入 关机后其中的内容不丢失。这些存储器从功能和连接上又可分为以下几类; 随机存储器 用于存放供CPU使用的绝大部分程序和数据,主随机存储器一般由两个位置上的 RAM组成,装在主板上的RAM和插在扩展插槽上的RAM