第1章 概述(微机原理与应用)

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1、第1章概述1·1计算机和微型计算机的发展概况1·2微型计算机的特点和应用范围1·3微型计算机的基本组成1·4微型计算机中的数的编码和字符的表示1.1计算机和微型计算机的发展概况1.1.1计算机的发展1.1.2微型计算机的发展返回本章首页1.1.1计算机的发展第一代电子计算机称为电子管计算机。第二代计算机称为晶体管计算机，其主要逻辑元件采用的是晶体管。第三代计算机的内存储器采用了半导体存储器，可靠性和存取速度有了明显的改善。第四代计算机以采用大规模和超大规模集成电路为标志。关于第五代计算机人们正在进行着多方面的探索。计算机（Computer）又称电脑，是20世纪最重要的科技成

2、果。计算机是一种能够自动地、高速地、精确地进行信息处理的现代化电子设备，是一种帮助人类从事脑力劳动（包括记忆、计算、分析、判断、设计、咨询、诊断、决策、学习与创作等思维活动）的工具。1944年哈佛大学和IBM公司合作,在美国首次制造出了现代计算机的雏形——马克Ⅰ。1942年美国物理学家毛希利（John·Mauchely）提出了一个名曰“高速电子管计算装置”的现代计算机制造方案。该机于1946年正式交付使用，取名ENIAC——电子数字积分机和计算机。返回本节1.1.2微型计算机的发展第一阶段（1971~1973）：典型的微型机以Intel4004和Intel4040为基础。微

3、处理器和存储器采用PMOS工艺，工作速度很慢。微处理器的指令系统不完整；存储器的容量很小，只有几百字节；没有操作系统，只有汇编语言。主要用于工业仪表、过程控制或计算器中。第二阶段（1974~1977）：以8位微处理器为基础，典型的微处理器有Intel8080/8085、Zilog公司的Z80及Motorola公司的6800。微处理器采用高密度MOS（HMOS）工艺，具有较完整的指令系统和较强的功能。存储器容量达64KB，配有荧光屏显示器、键盘、软盘驱动器等设备，构成了独立的台式计算机。配有简单的操作系统（如CP/M）和高级语言。第三阶段（1978~1981）：以16位和准3

4、2位微处理器为基础，如Intel公司的8086、Motorola的68000和Zilog的Z8000。微处理器采用短沟道高性能NMOS工艺。在体系结构方面吸纳了传统小型机甚至大型机的设计思想，如虚拟存储和存储保护。第四阶段（20世纪80年代）：80年代初，IBM公司推出开放式的IBMPC，这是微型机发展史上的一个重要里程碑。IBMPC采用Intel80x86（当时为8086/8088、80286、80386）微处理器和Microsoft公司的MSDOS操作系统并公布了IBMPC的总线设计。第五阶段（20世纪90年代开始）：RISC（精简指令集计算机）技术的问世使微型机的体系

5、结构发生了重大变革。返回本节1.2微型计算机的特点和应用范围1.2.1微型计算机的特点1.2.2微型机的应用范围返回本章首页1.2.1微型计算机的特点1．体积小、重量轻、价格低廉2．简单灵活、可靠性高、使用环境要求不高3．功耗低返回本节1.2.2微型机的应用范围1．科学计算2．数据处理3．办公自动化4．过程控制5．辅助系统6．仿真返回本节1.3微型计算机的基本组成1.3.1计算机系统组成1.3.2微型计算机的硬件组成返回本章首页1.3.1计算机系统组成计算机系统是一个复杂的工作系统，它由硬件系统和软件系统组成。所谓计算机的硬件系统，通俗地说就是构成计算机的看得见摸得着的部件

6、，即构成计算机的硬设备。例如：计算机的主机、显示器、键盘、磁盘驱动器等。图1-1计算机系统组成返回本节1.3.2微型计算机的硬件组成微型计算机的硬件组成部分主要有微处理器（CPU）、存储器、I/O设备和系统总线。见图1-2所示。系统总线包括地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB组成。在微机中，各功能部件之间通过系统总线相连，这使得各个部件的之间的相互关系变为面向系统总线的单一关系。一个部件只要满足总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统中。图1-2微型计算机的功能模块1-3微型计算机的组成返回本节1.4微型计算机中的数的编码和字符的表示1.4.1　二进制1.4.2　二

7、进制与十进制的互化1.4.3　八进制和十六进制1.4.4　有符号数的表示方法1.4.5　定点数与浮点数1.4.6　计算机中的编码返回本章首页1.4.1　二进制在二进制计数系统中，表示数据的数字符号只有两个，即0和1；大于1的数就需要两位或更多位来表示；以小数点为界向前诸位的位权依次是20，21，22，…，向后依次为2-1，2-2，2-3，…；一个二进制数也可以通过各位数字与其位权之积的和来计算其大小。返回本节1.4.2　二进制与十进制的互化一个二进制的数向十进制转化十分简单，只要把它按位权展开相加即可。例如：(10