《微型计算机原理》（王忠民版）ppt电子课件教案第1章微型计算机系统导论

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1、微型计算机原理PrinciplesofMicrocomputers王忠民主编王忠民王钰王晓婕编著面向21世纪高等学校计算机类专业系列教材第1章微型计算机系统导论第2章计算机中的数制和编码第3章80x86微处理器第4章80x86指令系统第5章汇编语言程序设计第6章半导体存储器第7章输入/输出与中断第8章可编程接口芯片及应用目录第1章微型计算机系统导论1.1引言1.2计算机的发展概况1.3微型计算机系统的组成1.4微型计算机硬件系统1.5微型计算机的工作过程1.1引言电子计算机是由各种电子器件组成的，能够自动、高速、精确地进行算术运算、逻辑控制和信息处理的现代化设备。自从其诞生

2、以来，已被广泛应用于科学计算、数据（信息）处理和过程控制等领域。有关统计资料表明，计算机早期的主要应用领域是科学计算。在科学研究，特别是理论研究中，经过严密的论证和推导，得出非常复杂的数学方程，需要求得方程的解。如果手工计算，可能要经过数月、数年的时间，有时甚至是无法完成的。面对这样的难题，计算机可以发挥其强大的威力。计算机在这样的科学计算中，一般用高级语言编程，高级语言是面向用户的，也就是说，用高级语言编写程序比较容易和方便，经过短时间的学习和训练，一般人都能编出功能很复杂的程序。计算机在科学计算中的应用，除了用高级语言编写程序外，与其在信息处理和过程控制领域的应用相比较

3、，还有以下两个特点：第一，它没有很强的实时性要求，虽然使用者在运行程序时也希望尽快得到运算结果，但对结果产生的时间没有严格的要求，结果产生的迟早不影响结果的有效性。第二，在科学计算中，需要输入计算机的数据，一般不是从某种物理现场实时采集的，不需要有专用的完成数据采集任务的输入设备；同样，计算的结果，一般也不完成对外界的控制功能，不需要有专门的输出设备与其它系统相连。在数据（信息）处理和过程控制应用领域情况则要复杂得多。除了对系统的实时性有很高的要求外，还要用专门的输入设备将有关信息输入计算机，用专门的输出设备输出处理结果或对被控对象实施控制。因此，仅仅具备高级语言编程方面的

4、知识是远远不够的。实时数据（信息）处理和过程控制要求实时性，希望编写的程序更精练，运行起来更快（一般情况下，对于完成相同的任务，用机器语言或汇编语言编写的程序运行起来比用高级语言编出的程序快得多）；专用的输入输出设备与计算机的连接和编程控制（称为接口），更不是只具有高级语言编程知识所能胜任的。为此，必须对计算机的工作原理有更深入的了解，对计算机的逻辑组成、工作原理、与外界的接口技术以及直接依赖于计算机逻辑结构的机器语言、汇编语言编程方法等需要进一步的学习。1.2计算机的发展概况计算机的发展，从一开始就和电子技术，特别是微电子技术密切相关的。人们通常按照构成计算机所采用的电子

5、器件及其电路的变革，把计算机划分为若干“代”来标志计算机的发展。自1946年世界上第一台电子计算机问世以来，计算机技术得到了突飞猛进的发展，在这不长的时间里，计算机的发展已经历了四代：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和大规模、超大规模集成电路计算机。目前，各国正加紧研制和开发第五代“非冯·诺依曼”计算机和第六代“神经”计算机。微型计算机属于第四代计算机，是二十世纪70年代初期研制成功的。一方面是由于军事、空间及自动化技术的发展需要体积小、功耗低、可靠性高的计算机，另一方面，大规模集成电路技术的不断发展也为微型计算机的产生打下了坚实的物质基础。微处理器(MicroP

6、rocessor)是微型计算机的核心芯片，它是将计算机中的运算器和控制器集成在一片硅片上制成的集成电路。这样的芯片也被称为中央处理单元，简称为CPU(CentralProcessingUnit)。微型计算机(MicroComputer)是由微处理器(CPU)、存储器和I/O接口电路组成的计算机。30多年来，微处理器和微型计算机获得了极快的发展，几乎每两年微处理器的集成度翻一番，每24年更新换代一次，现已进入第五代。1.第一代——4位或低档8位微处理器第一代微处理器的典型产品是Intel公司1971年研制成功的4004（4位CPU）及1972年推出的低档8位CPU8008。

7、采用PMOS工艺，集成度约为2000只晶体管/片。指令系统比较简单，运算能力差，速度慢（平均指令执行时间为1020s）。软件主要使用机器语言及简单的汇编语言编写。2．第二代——中高档8位微处理器微处理器问世以后，众多公司纷纷研制微处理器，逐渐形成以Intel公司、Motorola公司、Zilog公司产品为代表的三大系列微处理器。第二代微处理器的典型产品有1974年Intel公司生产的8080CPU，Zilog公司生产的Z80CPU、Motorola公司生产的MC6800CPU以及Intel公司1976年推出的8