微型计算机的基本概念

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1、单片机原理及应用第1章微型计算机的基本概念主讲教师：石海霞1.1概述电子计算机发展概况1946-1958:第一代电子管计算机。磁鼓存储器，机器语言汇编语言编程。世界上第一台数字计算机ENIAC。1958-1964:第二代晶体管计算机。磁芯作主存储器,磁盘作外存储器，开始使用高级语言编程。1964-1971:第三代集成电路计算机。使用半导体存储器，出现多终端计算机和计算机网络。1971-:第四代大规模集成电路计算机。出现微型计算机、单片微型计算机，外部设备多样化。1981-:第五代人工智能计算机。模拟人的智能和交流方

2、式。计算机发展趋势微型化─便携式、低功耗巨型化─尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、高速度智能化─模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理能力系列化、标准化─便于各种计算机硬、软件兼容和升级网络化─网络计算机和信息高速公路多机系统─大型设备、生产流水线集中管理(独立控制、故障分散、资源共享)一、微处理器、微型计算机和微型计算机系统微处理器简称μP或MP（Microprocessor），是指由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器功能的中央处理器部件，又称为微处理机。MPU(微处理器)在嵌入系统中与其他电路及

3、芯片组合称为CPU1.1.1微型计算机系统组成微型计算机系统微型计算机系统（MicrocomputerSystem）,简称μCS或MCS，是指以微型计算机为核心，配以相应的外围设备、电源和辅助电路（统称硬件）以及指挥微型计算机工作的系统软件所构成的系统。微型计算机简称μC或MC，是指以微处理器为核心，配上存储器、输入/输出接口电路及系统总线所组成的计算机（又称主机或微电脑）。算术逻辑部件内部总线累加器、寄存器控制部件微处理器存储器（ROM/RAM）输入/输出接口系统总线微型计算机外围设备系统软件微型计算机系统二、微

4、型计算机系统的组成系统软件：DOS、Windows95/98/2000应用软件：Word、Photoshop微处理器CPU存储器(RAM,ROM)I/O接口总线硬件软件微型计算机系统微型计算机(主机)外设ALU寄存器控制部件键盘、鼠标显示器软驱、硬盘、光驱打印机、扫描仪微型计算机系统的组成(续)微机系统硬件的组成及结构输出设备输入设备输入接口输出接口存储器微型计算机运算器控制器微处理器（a）微机系统的硬件组成硬件系统——构成微机的实体和装置软件系统——微机系统所使用的各种程序的总称软件系统与硬件系统共同构成实用的微

5、机系统，两者是相辅相成、缺一不可的。软件系统+微型计算机系统运算器控制器CPU存储器输入接口电路输入设备输出设备输出接口电路硬件系统(一)、微型计算机的硬件系统结构微型计算机──由微处理器（ＣＰＵ）、存储器、输入输出接口（Ⅰ/０接口）三部分主成，各部分用总线相连。地址总线I/O总线CPU存储器输入/出接口外围设备控制总线数据总线控制微型计算机系统总线结构，系统中各部件“挂”在总线上1.中央处理器CPUCPU（CentralProcessingUnit）是计算机的核心部件,它由运算器和控制器组成,完成计算机的运算和

6、控制功能。运算器又称算术逻辑部件（ALU,AithmctiealLogicUnit）,主要完成对数据的算术运算和逻辑运算。控制器（Controller）是整个计算机的指挥中心,它负责从内部存储器中取出指令并对指令进行分析、判断,并根据指令发出控制信号,使计算机的有关部件及设备有条不紊地协调工作,保证计算机能自动、连续地运行。CPU中还包括若干寄存器（Register）,它们的作用是存放运算过程中的各种数据、地址或其它信息。寄存器种类很多,主要有:通用寄存器:向ALU提供运算数据,或保留运算中间或最终的结果。累

7、加器A:这是一个使用相对频繁的特殊的通用寄存器,有重复累加数据的功能。程序计数器PC:存放将要执行的指令地址。指令存储器IR:存放根据PC的内容从存储器中取出的指令。在微型计算机中,CPU一般集成在一块被称为微处理器（MPU,MicroProcessingUnit）的芯片上。2.存储器M存储器（Memory）是具有记忆功能的部件,用来存储数据和程序。存储器根据其位置不同可分为两类:内存储器和外存储器。内存储器（简称内存）和CPU直接相连,存放当前要运行的程序和数据,故也称主存储器（简称主存）。它的特点是存取速

8、度快,基本上可与CPU处理速度相匹配,但价格较贵,能存储的信息量较小。外存储器（简称外存）又称辅助存储器,主要用于保存暂时不用但又需长期保留的程序和数据。存放在外存的程序必须调入内存才能进行。外存的存取速度相对较慢,但价格较便宜,可保存的信息量大。3.输入/输出接口（I/O接口）输入/输出（I/O）接口由大规模集成电路组成的I/O器件构成,用来连接主机和相