微型计算机基础11

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1、工业用微型计算机机械工业出版社第1章微型计算机基础电子数字计算机是20世纪人类杰出的发明与贡献之一，尤其在20世纪70年代初期，微型计算机的出现为计算机的广泛应用开拓了极其广阔的前景，展示了它在科学技术领域中日益重要的地位。微型计算机技术日新月异地发展，使微型计算机的应用渗透到国民经济和社会生活的各个领域，并已转化成巨大的推动社会前进的生产力。本章主要介绍微型计算机的发展、系统组成、数制和编码系统以及微处理器等基础知识，使读者对微型计算机技术获得一个概要的了解，并通过后面各章的学习，逐步掌握微型计算机的原理与接口技术。1.1微型计算机的发展微型计算机的发展是与微

2、处理器的发展同步的。在短短的30年时间里，几乎每两年时间微处理器芯片的集成度就翻一番，每3～5年就要更新换代一次。各代的划分通常以MPU的字长和速度为主要依据。第一代（1971～1972）是4位和低档8位微型计算机，代表产品是美国Intel公司的4004微处理器芯片及由它组成的MCS微型计算机。第二代（1973～1977）是中高档8位微型计算机，以Intel8080和8085，Motorola公司的MC6800、美国Zilog公司的Z80等为CPU的微型机为典型代表。第三代（1978～1984年）是16位微型计算机，如以8086/8088、Z8000和MC680

3、00为CPU的微型机。1984年，Intel推出新一代16位微处理器80286，其集成度达到13.4万晶体管/片。第四代（1985～1985年）是Intel公司推出的32位微处理器芯片80386，其集成度达到27.5万晶体管/片，每秒钟可完成500万个指令（MIPS）。从这时起，微型计算机步入第四个发展阶段。1989年，Intel发表80486芯片，其集成度达到120万晶体管/片；1993年发布奔腾（Pentium）芯片，集成度达到310万晶体管/片，速度达到90MIPS；1995年推出高能奔腾（PentiumPro）芯片，集成度达到550万晶体管/片，内部还装

4、进了包含256KB/512KB高速缓存（cache）的电路，运行速度达到300MIPS；第五代（1993至今）1993年intel公司推出了奔腾64位微处理器，1996年Intel将MMX（MultiMediaextension）多媒体扩展技术用于Pentium，发布多能奔腾芯片（MMXPentium）；1997年又将MMX多媒体技术用于PentiumPro，发布PentiumⅡ芯片。继而，1999年2月Intel公司又推出PentiumIII微处理器，直至2000年3月推出的Pentium4高性能微处理器。1.2微型计算机的系统组成1.2.1微型计算机的硬件系

5、统图1-1为典型的微型计算机硬件系统的构成框图，它由处理器子系统、系统总线、存储器、I/O接口和I/O设备等组成。图1-1微型计算机的系统组成存储器I/O接口I/O设备处理器子系统系统总线形成地址总线AB数据总线DB控制总线CB系统总线BUS1．处理器子系统整个微机的核心是微处理器（MPU），也称中央处理器（CentralProcessingUnit，CPU），它是采用大规模集成电路技术做成的芯片，芯片内集成了控制器、运算器和若干高速存储单元，即寄存器。CPU及其支持电路一道构成了微机系统的控制中心，对系统的各个部件进行统一的协调和控制。2．存储器（Memory

6、）计算机是一个自动的数据处理机，它靠机内存储的程序和数据来自动运行，存储器就是存放程序和数据的部件。微机上的存储器分为“主存储器”和“辅助存储器”两类，当前它们主要由半导体存储器和磁盘、光盘存储器等分别构成。3．I/O设备和I/O接口I/O设备是指微机上配备的输入输出设备，也称外部设备或外围设备（简称外设），其功能是为微机提供具体的输入输出手段。标准输入设备和标准输出设备一般是指键盘和显示器，二者又合称为控制台；此外，系统还可选择鼠标器、打印机、绘图仪、扫描仪等I/O设备。作为外部存储器驱动装置的磁盘驱动器，既可看作是一个输出设备，又可看作是一个输入设备。由于各

7、种外设的工作速度、驱动方法差别很大，无法与CPU直接匹配，所以不可能将它们简单地连接到系统总线，需要有一个接口电路来充当它们和CPU间的桥梁，通过该电路来完成信号变换、数据缓冲、与CPU联络等工作。在微机系统中，较复杂的I/O接口电路一般都被放在电路插板上，这种电路插板又被称为“卡”，由卡的一侧引出连接外设的插座，另一侧做成插入端，只要将它们插入总线插槽（I/O通道）就等于将它们连到了系统总线。4．系统总线（SystemBus）所谓“总线”，是指传递信息的一组公用总线。系统总线可分为3组：（1）传送地址信息的总线称“地址总线”，即AB。（2）传送数据信息的总线称

8、“数据总线”，即DB。（