一、嵌入式系統（EMBEDDED SYSTEMS）定義：
是一種嵌入到對象體系中，以應用爲中心，以微電子技術、控制技術、計算機技術和通訊技術爲基礎，強調硬件軟件的協同性與整合性，軟件硬件可剪裁的，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗和應用環境有等嚴格要求的專用計算機系統。
二、計算機系統的組成
（一）. 中央處理器CPU
1、• 中央處理器
（CPU，Central Processing Unit）是一塊超大規模的集
成電路，是一臺計算機的運算核心和控制核心。
• 主要功能：解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。
• 主要組成：
• 運算器（算術邏輯運算單元，ALU，Arithmetic Logic Unit）
• 控制器(Control Unit）
• 寄存器組(Register file)
• 高速緩衝存儲器（Cache）。
2、內部寄存器組
1）、寄存器：
是CPU中的重要組成部分，是CPU內部的臨時存儲單元。除了存放
程序的部分指令，它還負責存儲指針跳轉信息以及循環操作命令，
是運算邏輯單元（ALU）爲完成控制單元請求的任務所使用的數據
的小型存儲區域，其數據來源可以是高速緩存、內存、控制單元中
的任何一個。增加寄存器可以提高CPU運行速度。
2）、存放內容：
數據、地址、控制信息、CPU的工作狀態信息。
3）、分類：
可分爲通用寄存器和專用寄存器兩大類。
3、算術邏輯單元（ALU）
1）、它是CPU芯片的主要功能部件，能夠執行加、減、乘、除、
或、與、非、移位等各種命令,有的還具有浮點運算功能。來自
控制單元的訊息將告訴運算邏輯單元應該做些什麼，然後運算
單元會從寄存器中間斷或連續提取數據，完成最終的任務。
2）、算術邏輯單元和通用寄存器的位數決定了CPU的字長。
3）、ALU內部沒有存儲功能，需設暫存器（累加器+DR）。
4）、ALU的運算結果影響標誌寄存器。
（1）通用寄存器：數據寄存器、指針變量寄存器、段寄存器
（2）標誌寄存器：進位標誌CF、溢出標誌OF、全零標誌ZF、符號標誌SF、奇偶標誌PF、輔助進位標誌AF、方向標誌DF、中斷允許標誌IF陷阱標誌TF
5)寄存器、內存儲器和外存儲器的區別
• 寄存器是微處理器（CPU）內部暫存數據的存儲單元，以名稱表示，
例如：AX，BX…….等
• 存儲器也就是平時所說的主存，也叫內存，可直接與CPU進行數據
交換。主存利用地址區別
• 外存主要指用來長久保存數據的外部存儲介質，常見的有硬盤、光
盤、磁帶、U盤等。外存的數據只能通過主存間接地與CPU交換數據
• 程序及其數據可以長久存放在外存，在運行需要時才進入主存
4、控制器
1）控制器是指揮與控制整臺計算機各功能部件協同工作、自動執行計算機程序的部件。根
據來自譯碼單元的指令，它會生成控制信號，告訴運算邏輯單元（ALU）和寄存器如何
運算、對什麼進行運算以及對結果進行怎樣的處理。
2）、基本結構
一般由程序計數器、地址形成部件、指令寄存器IR、指令譯碼器ID、時序部件和控制邏
輯電路等組成。
（1）指令寄存器IR（Instruction Register）
用於存放當前正在執行的指令代碼。
（2）程序計數器PC和地址形成部件
用於產生和存放下條待取指令的地址。
（3）指令譯碼器ID
用於對IR中的指令操作碼進行分析解釋，產生相應的控制信號，進而與時序脈衝結
合產生一系列順序微操作命令。
（4）時序部件
• 由時鐘控制電路、時序脈衝發生器及CPU週期標誌器組成。
時鐘控制電路由時鐘脈衝發生器(石英晶體振盪器)和啓停控制電路組成。
爲每條指令按時間順序執行提供基準信號。
• 石英晶體振盪器產生一定頻率的時鐘脈衝信號，作爲整個機器的時間基準
源。
主頻稱爲主機振盪頻率，它的高低取決於這臺計算機的CPU的適應能力。
• 時序脈衝發生器，可以是一個循環移位寄存器，在主時鐘的作用下產生節
拍序列脈衝信號，作爲整機工作的時序信號。
（5）控制邏輯電路
控制邏輯電路用來管理執行每條指令時所產生的一系列基本動作，指揮各
部件協同工作，完成指令規定的功能。
3）、控制器的控制過程
不斷地取指令、分析指令和執行指令。
（1）從存儲器（主存或高速緩存）取出一條指令，指出下一條指令在存儲器的
地址；
（2）譯碼分析，產生相應的控制信號，送往各功能部件；
（3）控制CPU、主存和輸入輸出部件之間的數據流向。
4）、與控制過程有關的幾個基本概念
（1）主頻：稱爲主機振盪頻率，越高，CPU運算速度越快。
（2）時鐘週期：CPU執行一個位操作的最小時間單位。也是主頻的倒數,表示
相鄰脈衝的時間間隔。
（3）指令週期：計算機取出並執行一條指令所需要的時間。
(4）機器週期 ：將指令週期劃分成幾個時間段，每個階段稱爲一個機器週期。
時鐘週期≤機器週期≤指令週期