1.2 微型计算机的基本组成

随着集成电路技术的飞速发展，1971年1月，Intel公司的德.霍夫将运算器、控制器以及一些寄存器集成在一块芯片上，称为微处理器或中央处理单元（简称CPU），形成了以微处理器为核心的总线结构框架。

如图1.3所示为微型计算机的组成框图，由微处理器、存储器（ROM、RAM）和输入/输出接口（I/O接口）及连接它们的总线组成。微型计算机配上相应的输入/输出设备（如键盘、显示器）就构成了微型计算机系统。

图1.3 微型计算机组成框图

1.微处理器

微处理器由运算器和控制器两部分组成，是计算机的控制核心。

（1）运算器。运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器和寄存器等几部分组成，主要负责数据的算术运算或逻辑运算。

（2）控制器。控制器是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个计算机系统操作。控制器由指令部件、时序部件和微操作控制部件等三部分组成。

指令部件是一种能对指令进行分析、处理和产生控制信号的逻辑部件，是控制器的核心。通常指令部件由程序计数器PC（Program Counter）、指令寄存器IR（Instruction Register）和指令译码器ID（Instruction Decode）等三部分组成。

时序部件由时钟系统和脉冲发生器组成，用于产生微操作控制部件所需的定时脉冲信号。

微操作控制部件根据指令译码器判断出的指令功能后，形成相应的伪操作控制信号，用以完成该指令所规定的功能。

2.存储器（RAM、ROM）

通俗来讲，存储器是微型计算机的仓库，包括程序存储器和数据存储器两部分。程序存储器用于存储程序和一些固定不变的常数和表格数据，一般由只读存储器（ROM）组成；数据存储器用于存储运算中输入、输出数据或中间变量数据，一般由随机存取存储器（RAM）组成。

3.输入/输出接口（I/O接口）

微型计算机的输入/输出设备（简称外设，如键盘、显示器等），有高速的也有低速的，有机电结构的，也有全电子式的，由于种类繁多且速度各异，因而它们不能直接地同高速工作的CPU相连。I/O接口是CPU与输入/输出设备的连接桥梁，I/O接口的作用相当于一个转换器，保证CPU与外设间协调地工作。不同的外设需要不同的I/O接口。

4.总线

CPU与存储器和I/O接口是通过总线相连的，包括地址总线、数据总线与控制总线。

（1）地址总线（AB）。地址总线用做CPU寻址，地址总线的多少标志着CPU的最大寻址能力。若地址总线的根数为16，即CPU的最大寻址能力为216=64KB。

（2）数据总线（DB）。数据总线用于CPU与外围器件（存储器、I/O接口）交换数据，数据总线的多少标志着CPU一次交换数据的能力，决定CPU的运算速度。通常所说CPU的位数就是指数据总线的宽度，如8位机，就是指计算机的数据总线为8位。

（3）控制总线（CB）。控制总线用于确定CPU与外围器件交换数据的类型，主要为读和写两种类型。