微型计算机基础

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1、●教学目标：介绍计算机的发展历史和单片机发展趋势；介绍计算机中数的表示方法及运算；介绍计算机中常用数制与编码；●学习要求：熟悉计算机和单片机的发展历史；掌握各进制数之间的转换和原码、反码、补码的表示及BCD码、ASCII码的表示；掌握微型计算机常用基本概念；了解微型计算机的硬件结构和软件系统。第1章微型计算机基础微型计算机系统的组成可分为微处理器、微型计算机、微型计算机系统三个层次。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1.1.1微处理器、微型计算机、微型计算机系统从应用形态上，微型计算机可以分成三种：◆多板机（系统机）将CPU、存储器

2、、I/O接口电路和总线接口等组装在一块主机板（即微机主板）。各种适配板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成了一台完整的微型计算机系统（简称系统机）。工业PC机也属于多板机。1.1微型计算机系统的概念◆单板机将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。单板机单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统现在已很少使用。◆单片机在一片集成电路芯片上集成

3、微处理器、存储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。单板机单片机系统机（多板机）三种应用形态的比较：系统机（桌面应用）属于通用计算机，主要应用于数据处理、办公自动化及辅助设计。单片机（嵌入式应用）属于专用计算机，主要应用于智能仪表、智能传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等应用系统。体积小、价格低、可靠性高，其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。1.1.2微型计算机的发展1971～1973年，4位微处理器。1971年1月，INTEL公司的特德·霍夫在与日本商业通讯公司合作研制台式计算器时，将原始方案的十几个芯片压缩成三个集成电路芯片。

4、其中的两个芯片分别用于存储程序和数据，另一芯片集成了运算器和控制器及一些寄存器，称为微处理器（即Intel4004）。4004微处理器第二代（1978—1981）8086/8088—16位机8086数据线16位，8088数据线8位（准16位机）第四代（1981—至今）80386/80486—32位机段页式管理，提高内存使用率第三代80286—加强型16位机里程碑虚拟存储器描述符第一代（1974—1978）8位机智能芯片Intel4004（航天）微处理器(MPU)对4位二进制数进行运算。Intel8008（8位）第五代80586—32位机93年Pentium“奔腾”废弃了传统的三总线结构采用

5、南北桥芯片组，PCI总线多媒体信息处理Pro-P6—32位机96年加强型的“奔腾机”750MHzPIIPIIICY双核技术，2006年Intel公司推出32位全新Core架构的Core型微处理器。1.2微型计算机的组成和工作原理微处理器、存储器加上I/O接口电路组成微型计算机。各部分通过地址总线（AB）、数据总线（DB）和控制总线（CB）相连。1.4.1计算机中数的表示方法概念：机器数——一个数在计算机中的表示形式。真值——即为该机器数的实际算术值。字节——在计算机中，作为数据传送、存贮和运算基本单位的一组二进制数称为一个字节Byte（通常为8位二进制数）。字——两个字节的二进制数称为字(

6、Word)。1.4微型计算机的运算基础一、微型计算机数制及其转换1、二进制数转换成十六进制数从二进制数的小数点开始，或左或右每四位一组，不是四位以0补足，然后分别把每组用十六进制数码表示，并按序连接。例：把1101111100011.10010100B转换为十六进制数1101111100011.100101000001BE3941101111100011.10010100B=1BE3.94H2、十六进制数转换成二进制数把十六进制数的每位分别用四位二进制数码表示，然后把它们连成一体。二、微型计算机码制和编码1、机器数和真值为表示符号数，通常规定数的最高位为符号位。符号位通常用“0”表示正，用

7、“1”表示负。连同符号位一起作为能被计算机识别的一个数称为机器数，而它所代表的真实值称为机器数的真值。例：01001100B为机器数。真值为+762、微型计算机的原码、反码和补码机器数通常有原码、反码和补码三种形式(1)原码最高位为符号位,其余为数值位,表示数的绝对值例：【+38】原=00100110B0的原码有两种形式：00000000B和10000000B(2)反码正数的反码与原码相同，负数的反码可将符号位保持不变，