《计算机硬件基础》PPT课件

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1、第2章计算机硬件基础2.1计算机发展简史－四代计算机时代年份存储器重要特征第一代电子管时代1946年～1957年磁鼓存储器机器语言第二代晶体管时代1958年～1963年磁芯存储器发展到高级语言第三代集成电路时代1964年～1970年半导体存储器发展到总线结构第四代(超)大规模集成电路1971年～半导体存储器发展到微处理器2.1计算机发展简史－Intel微处理器型号推出年份时钟频率处理器位宽地址总线外部数据总线晶体管只数40041971108KHz40.23万808019742MHz81680.5万808519763MHz81680.6万808619788MHz1620162.9万808

2、819798MHz162082.9万8018619828MHz1620165.6万80286198212.5MHz16241613.4万803861985≥20MHz32323227.5万804861989≥25MHz323232120万Pentium1993.03≥60MHz323264310万PentiumPro1995.11≥200MHz323664550万PentiumMMX1997.01≥166MHz323664450万PentiumII1997.05≥266MHz323664750万PentiumIII1999.01≥500MHz323664950万PentiumIV200

3、0.11≥1.3GHz3236643400万PentiumM二代2004.10≥1GHz3236641.4亿PentiumD双核2005.043.2GHz3236642.3亿Core2(酷睿2)2006.071.66～2.93GHz6436642.91亿Itanium2(安腾2双核)2006.072×1.6GHz64266417亿微处理器芯片①微型计算机用微处理器,Intel公司为龙头,32/64位数值计算、数据处理、信息管理②嵌入式微处理器或控制器(MCU)，Freescale公司为龙头，8/16/32位控制、仪表、通信③数字信号处理器(DSP),TI公司为龙头,16/24/32位④

4、微处理器内核研究开发的新秀，ARM，32位⑤片上系统(SOC)，CPU、存储器与I/O接口部件全部集成在一个芯片上2.2微型计算机系统概述微处理器几个特色部件①协处理器，提高运算精度，主要解决浮点运算②高速缓冲存储器，Cache，提高运算速度③存储器管理部件，MMU，解决虚拟存储器的管理，实模式DOS→保护模式Windows嵌入式实时操作系统微型计算机的操作系统在磁盘等外设中嵌入式系统的操作系统写入芯片内部存储器运算器控制器寄存器组内存储器总线输入输出接口电路外部设备软件微处理器微型计算机微型计算机系统SOC1.微型计算机的硬件组成微处理器主存储器I/O接口输入、输出设备系统总线(一)

5、微处理器或称CPU主要技术参数1．位和字长8/16/32/642．CPU主频或称内频2MHz→3GHz以上3．外部总线频率2MHz→800MHz4．片内高速缓冲存储器(Cache)的容量0→1MB（二）主存储器或主存，内存储器或内存，或存储器①同微处理器系统总线直接相连②以字节为基本存储单元，每个存储单元都编以地址号，以便微处理器寻址(访问)③多字节数据的存放格式同厂家型号有关Intel高端地址放高字节，低端地址放低字节④外部存储器，磁盘、光盘、U盘同微处理器系统总线不相连，仅通过I/O接口相连。特点高高低低（三）输入/输出接口或I/O接口，I/O端口①微处理器同外部设备连接的桥梁，1

6、/O端口同微处理器直接相连，外设同微处理器系统总线不直接相连,为什么？②每个端口都有地址编号，以便微处理器寻址，访问不同的外设③8/16/32位的端口,还有1位的串行通信设备④I/O传输比主存储器慢特点（四）输入、输出设备或外围设备、外设输入设备将人们熟悉的信息变换成计算机能识别的格式输出设备过程相反常用输入设备：键盘、鼠标、话筒、数码相机、扫描仪、模数转换器常用输出设备：显示器、音箱、打印机、绘图仪、数模转换器（五）系统总线总线是指传递信息的一组公用导线系统采用总线结构连接系统功能部件总线信号可分成三组地址总线AB：传送地址信息数据总线DB：传送数据信息控制总线CB：传送控制信息总线

7、信号地址总线AB输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址地址线多少决定系统寻址存储器的范围,单向数据总线DBCPU读操作时,外部数据通过该总线送往CPUCPU写操作时,CPU数据通过该总线送往外设数据线多少决定一次能传送数据的位数,双向控制总线CB协调各部件的操作,有输出控制/输入状态信号控制总线决定系统传输的性质,双向,各线异向2.微处理器基本结构为什么要使用寄存器！3、大体操作过程①存储器分指令存储器与数据存储器;②上电初始化各寄存器,指令